煤的形成过程

煤的形成2. 煤及其成因类型
提
要
3.成煤原始物质
4.煤化作用
+ 在十九世纪以前，人们还不能正确解释 煤的形成过程。 ➢ 煤和地球上的其它岩石一样，一有 地球，就存在了； ➢ 煤是由岩石变化而来的； ➢ 煤是由植物变化来的。
+ 十九世纪以后，人们应用显微镜发现煤 中还保留有一些植物的原来组成部分， 从此揭开了成煤原始物质之谜，证实了 煤是由植物变成的。例如将低煤级煤制 成薄片，放在显微镜下观察，可以看到 植物的原有构造(如植物的细胞结构)， 有时还可以看到植物成长过程中的年轮 。现在，在煤矿井下有时还可以看到煤 层顶板上有树皮碎片、根、茎、叶等化 石，在有些褐煤矿井中甚至可以看到折 裂的树干变成的煤。所以，成煤的原始 物质是植物是为无数事实所证明了的， 并且已为人们所公认的结论。
+ 李增学. 煤地质学. 地质出版社, 2005 + 韩德馨, 杨起. 中国煤炭地质学,煤炭工业出版社,
1980 + 杨起. 中国煤变质作用. 煤炭工业出版社,1996 + 赵师庆. 实用煤岩学. 地质出版社, 1991 + E·斯塔赫等著, 杨起等译. 斯塔赫煤岩学教程. 煤炭
工业出版社,1990
管。 5) 机械组织：起支撑作用。 6) 分泌组织：由植物体内能产生特殊物质的细胞组成。
植物的基本单元都是细胞，细胞的构成：细胞壁和原生质 。
1.细胞壁的主要组成是纤维素、半纤维素和木质素。 2.原生质是细胞的内含物，它是由蛋白质和碳水化合物组 成。高等植物的整个外表面为一层表皮所包裹，表皮的外层为 角质层，里层为木栓层。叶子的表皮除有角质层外还有毛、膜 ，它们都是由树脂、树蜡组成 植物还有花粉、孢子。花粉是所有种子植物的繁殖器官， 孢于是孢子植物的繁殖器官，它们的外壳都比较稳定。 从化学的观点来看植物的主要组成不外乎纤维素、半纤维 素、木质素、蛋白质、脂肪、树脂、树蜡等。这些组成又可归 纳成四类：碳水化合物、木质素、蛋白质和酯类化合物。
+ 菌藻类时期：元古代-D1，广阔、稳定的浅海环境提供了 藻类大量繁殖的良好条件，因此形成了具有工业价值的 煤，这是地史上最早的聚煤时期。本时期所形成的煤， 一般属于高灰分的腐泥无烟煤类。主要分布在南方寒武 纪地层。
+ 裸蕨类时期：S3- D1 /D2。目前所知的最早陆生植物，植 物仍没有根。植物由水生到陆生的阶段，是聚煤史和植 物演化史的大事。
1. 碳水化合物
植物细胞壁的主要成分包括纤维素、半纤维素和 果胶质等。纤维素在溶液中呈胶体，容易水解；植物 死亡后，在氧化条件下容易受喜氧性细菌、霉菌等微 生物的作用而分解成CO2、CH4和水。半纤维素和果胶 的化学组成和性质与纤维素相近，但比纤维素更易水 解为糖类和酸。
2. 木质素
植物细胞壁的主要成分。它在植物中主要起着增强 植物组织机械强度的作用。木质素是具有芳香结构的 化合物。它的结构复杂，至今尚不能用一个结构式来 表示，但是已知它是一个具有缩合芳香环，并带有侧 链，具有甲氧基、酚羟基、醇羟基、醛基等多种官能 团的物质。在碱性介质中容易氧化成类似腐植酸的多 环芳香羧酸。所以木质素是植物转变成煤的原始物质 中很重要的有机组分。
1 煤的形成与煤化作用 2 煤的组成 3 煤的指标与煤级划分 4 含煤沉积体系 5 聚煤盆地与聚煤规律
+ 沉积体系分析和层序地层学等新概念、新学科 的提出和发展给煤地质学带来了新的思路和方 法。
+ 传统的海退成煤和陆相成煤经典理论被补充。
+ 煤的共、伴生矿产也作为研究对象。煤层气地 质理论的形成与发展也是煤地质学的重要组成 部分。
一、植物的组成 高等植物的器官：根、茎、叶
二、高等植物的组织 1) 分生组织：具细胞分裂能力，处于植物生长部位。 2) 薄壁组织：基本组织，壁薄、有间隙、体积大。 3) 保护组织：多构成表皮，细胞有角质膜、蜡质充填、周皮
、木栓形成层、木栓、栓内层。 4) 输导组织：输送营养物质的筛管、输送水分和矿物质的导
蕨类、种子蕨类时期： D3~ P1。半陆生转变为陆生的重要时期，也是第一个 重要聚煤史。
裸子植物时期： D3~T1。海西和印支运动，陆地面积增大，地形分化，气候改 变，适应干旱气候的被子植物繁盛。第二个重要聚煤史。
被子植物： K3~今。被子植物占优势，第三个重要聚煤史。
植物的演化对煤的形成和聚积有很重要的影响: 首先，煤的形成和大量聚积始于植物出现之后。只有植物大量的繁殖和发展， 才会有聚煤作用的发生。 其次，由于植物从水生到陆生、从低级向高级的发展和演化，聚煤作用在地质 历史发展过程中也在发生变化，成煤环境从浅海到滨海直至扩大到内陆，聚煤作用 不断增强。 第三，新的聚煤时期的出现，都是以新门类植物群的出现为前提。
高等植物
沼泽环境
腐植煤
低等植物
高等植物 低等植物
湖泊环境 沼泽、湖泊环境
腐泥煤 混合煤
+ 成煤的原始物质是植物遗体或残体。
+ 植物可以分为低等植物和高等植物两大类
低等植物 — 主要是菌类和藻类
1）由单细胞或多细胞构成，以蛋白质为其主要组成层分； 2）基本呈丝状体和叶状体； 3）构造简单，不具备各种植物器官的分化； 4）多生活于水体中而呈浮游状态，故称也为浮游生物。 5）在地史早期(元古代到早泥盆世)，它们构成了当时植物界
结构镜质体，胞腔充填角 质镜质体，透射光80×，
辽宁阜新J3－K1
12 3
1—鳞木类细根 2—栉羊齿羽片上
的原位聚合孢 子囊 3—植物结构纵切 片太原西山7 号煤层
1
植物细胞结 构(切片) 1—据田宝霖 2—据丁丕训 2
煤中的显微组分
煤是由植物遗体经过复杂的生物化学、地球化学、物理化 学作用转变而成的一种固体可燃有机岩，是由多种高分子化合 物和矿物质所组成的复杂混合物，是一种极其重要的沉积矿产 ，它不仅是国民经济发展重要的能源，也是冶金和化学工业的 重要原料。
的主体。
高等植物—苔藓植物、蕨类植物、种子植物
1）它们的结构复杂，根、茎、叶等器官分明； 2）组成植物的基本结构单元是细胞。细胞由细胞壁
和原生质组成。
3）细胞壁的主要组分是：纤维素、半纤维素、木质 素。
4）原生质是细胞的内含物，它是由蛋白质、脂肪和 果胶质等一些碳水化合物组成的。
从地史上与成煤作用关系，植物的演化大体上可以分为：