201904《煤化学》讲稿 02 章煤的生成1a.ppt
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煤化学第02章煤的生成精讲
2.85 3.3 4.0 4.4 5.2 6.0 9.0 25 38 46
古 生 代
陆上时代 孢子植物
元 古 代 太 古 代
震旦纪
原始细菌 （最低等原始生命产生） 20
地球初期发展阶段
依据地层中发现的古生物化石，将地壳的发展历史相对地 划分成若干级地质年代单位，即为：宙、代、纪、世、期
代
纪
世
距今年龄 （亿年）
主导作用：生物地球化学作用 低等植物 高等植物 生物地球化学作用 生物地球化学作用 腐泥 泥炭
成煤第一阶段：腐泥化阶段 或：泥炭化阶段
15
泥炭 煤化程度最低的煤 -- 煤最原始的状态 随著周围环境的转变，如压力的加大，可 以使泥炭变得更加坚固，使之成为煤。 泥炭是沼泽在形成过程中的产物，也是沼泽地形的特征之一 主要来源是泥碳苔或泥碳藓，沼泽植物，也有部分动物与 昆虫的尸体。 这些物质在死亡后沉积在沼泽底部，由于潮湿与偏酸性的 环境，而无法完全腐败分解，因而形成所谓的泥炭层。
2
有人对上述煤的成因机制提出了质疑： 1．储量问题
1ｍ厚的煤需6ｍ厚的木料，数十米的植物残骸堆积形成。 有些煤矿的煤层厚度可达数十米，甚至超过100米，如：
潞安矿区的煤层厚度30ｍ左右，仅现在大量开采的3#煤 层就有7ｍ厚，而且潞安的煤田属于沁水煤田，南北长300ｋ ｍ，东西宽200ｋｍ
抚顺露天煤矿煤层厚度达120ｍ 如此大量的植物残骸来源？ 2．赋存问题 如果煤炭真由植物堆积而成，那他的顶底板就不会那样平
含黄铁 矿煤样
含碳酸盐 煤样
18
第一节
地质年代和主要聚煤期
地球的年龄约有60亿年
新 生 代
第四纪
第 晚第三纪 三 纪 早第三纪 白垩纪 侏罗纪 三叠纪 二叠纪
煤的形成PPT课件
16
植 物 演 化 与 成 煤 关 系
17
煤的形成
1.3 成煤原始物质－主要有机组分
碳水化合物（carbohydrate）： 是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（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖,化学
分子式（C6H10O5）n。在溶液中呈胶体，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
14
1.3 成海西和印支运动，陆地面积增 3.7~0.55 大，地形分化，气候改变，适应干旱气候的被子植物
亿年
繁盛。中生代聚煤期-第二个重要聚煤史。
被子植物： k3~今。被子植物占优势。新生代聚煤期-第三
0.9亿年 ~今
个重要聚煤史。
15
1.3 成煤原始物质－植物、煤演化关系
11
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
苔藓苔藓类植物 裸子植物
蕨类植物
被 子 植 物
12
1.3 成煤原始物质－植物的演化史
从地史上与成煤作用的关系，植物的演化大体上可以分为： 菌藻类时期：元古代~D1，广阔、稳定的浅海环境提供了藻 24~4.0 类大量繁殖的良好条件，因此形成了具有工业价值的 亿年 煤．这是地史上最早的聚煤时期。本时期所形成的煤，
植物细胞结 构（切片）
1—据田宝霖 2—据丁丕训 2
6
煤的形成
1.2 煤及其成因类型
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，也是冶金和化工的重要原料。
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 演 化 与 成 煤 关 系
17
煤的形成
1.3 成煤原始物质－主要有机组分
碳水化合物（carbohydrate）： 是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（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖,化学
分子式（C6H10O5）n。在溶液中呈胶体，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
14
1.3 成海西和印支运动，陆地面积增 3.7~0.55 大，地形分化，气候改变，适应干旱气候的被子植物
亿年
繁盛。中生代聚煤期-第二个重要聚煤史。
被子植物： k3~今。被子植物占优势。新生代聚煤期-第三
0.9亿年 ~今
个重要聚煤史。
15
1.3 成煤原始物质－植物、煤演化关系
11
煤的形成
1.3 成煤原始物质－概述
苔藓苔藓类植物 裸子植物
蕨类植物
被 子 植 物
12
1.3 成煤原始物质－植物的演化史
从地史上与成煤作用的关系，植物的演化大体上可以分为： 菌藻类时期：元古代~D1，广阔、稳定的浅海环境提供了藻 24~4.0 类大量繁殖的良好条件，因此形成了具有工业价值的 亿年 煤．这是地史上最早的聚煤时期。本时期所形成的煤，
植物细胞结 构（切片）
1—据田宝霖 2—据丁丕训 2
6
煤的形成
1.2 煤及其成因类型
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，也是冶金和化工的重要原料。
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
《煤的生成》课件
沉积作用与煤的形成
沉积作用
沉积作用是指地表物质在风、水、冰川等外力作用下，逐渐 移动、堆积和埋藏的过程。在沉积作用过程中，植物残骸被 逐渐埋藏，并开始转化成煤。
沉积环境与煤的形成
不同的沉积环境对煤的形成有不同的影响。例如，沼泽环境 的沉积物中富含植物残骸，有利于形成高煤阶的煤；而湖泊 环境的沉积物则较少含有植物残骸，因此形成的煤质量较低 。
洁净燃烧
采用先进的燃烧技术，减少燃 烧过程中产生的污染物排放。
烟气脱硫脱硝
采用技术手段去除烟气中的硫 和氮的氧化物，减少对环境的 污染。
煤矸石和矿井水利用
利用煤矸石和矿井水进行发电 、制砖等再利用，减少对环境
的负担。
05
煤全球煤炭资源分布
全球煤炭资源主要集中在亚洲、北美洲和欧洲，其中中国、美国和澳大
无烟煤主要用于家庭取暖、工 业用燃料和气化原料等领域。
褐煤
褐煤是一种较为低级的煤，颜色 较浅，通常呈褐色或棕色。
褐煤的挥发分较高，易于燃烧， 但热值较低。
褐煤主要用于发电、化工和建材 等领域，是一种重要的能源和原
料。
04
煤的开采与利用
煤的开采方法
露天开采
地下开采
将煤层上方的土层剥离，然后采出煤炭。 这种方法适合于煤层埋藏较浅的情况。
煤化作用
煤化作用
煤化作用是指煤在形成过程中所经历 的一系列物理和化学变化。这些变化 包括压实、脱水、增碳等过程，使煤 逐渐变得更加致密和富含碳元素。
煤化程度与煤的性质
煤化程度的不同会导致煤的性质有所 差异。随着煤化程度的提高，煤的挥 发分逐渐降低，含碳量逐渐增加，热 值也逐渐增大。
03
煤的种类与特性
《煤的生成》ppt课 件
煤化学知识Microsoft Office PowerPoint 演示文稿 (2)
• 煤灰的熔融性取决于煤灰的组成，主要有： sio2、AL2o3、Fe2o3、Cao和So3等，煤灰中 AL2o3、 sio2含量大，融化温度越高。煤灰 粘度是指煤灰在高温熔融状态下流动时的 摩擦系数，煤灰粘度的大小主要取决于煤 中矿物质组成及组成间的相互作用。 • 四煤的发热量 • 煤的发热量是指单位质量的完全燃烧时能
• 腐植煤是煤炭综合利用和煤化学的重要研 究对象。 • 可分为：泥岩、褐煤、烟煤和无烟煤四大 类。 • ① 泥岩：含有腐殖酸、沥青质，在沼泽中 形成。 • ② 褐煤：褐煤是泥炭沉淀后脱水，压实转 变为有机生物岩的初期产物，不含未分级 的植物组织残骸，含腐殖酸。
③ 烟煤：不含腐殖酸，可分为长焰煤、不粘 煤、弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和 贫煤。 ④ 无烟煤：挥发份最低。
② 氢：氢在煤中的重要性仅此于碳，氢具有 比较大的反应能力。 ③ 氧：氧的反应能力很强，在炼焦过程中， 当氧化炼焦氧含量超标，会导致焦的粘结性 降低。 ④ 氮：煤中的氮含量较少，0.5~3.0%以有机状 态存在的元素，炼焦时，一部分氮变成N2,、 NH3、HCN和其他一些有机氢化物，其余的 氢进入煤焦油和焦炭中。 ⑤ 硫：以有机硫和无机硫存在，硫含量是评 价煤质的重要指标之一，特级时，均60%硫
• 煤是由远古植物没入水中经过生物化 学作用，然后被地层覆盖经过物理与 化学作用而形成的有机生物岩，煤生 成过程中的成煤植物来源与成煤条件 的差异造成了煤种类的多样性与煤基 本性质的复杂性。
• 根据成煤植物的不同，煤分为两大类： • 腐植煤和腐煤 • ① 腐植煤：由高等植物形成的煤称为腐植 煤。 • ② 腐泥煤：由低等植物和少量浮游生物形 成的。
• 原料煤的性质和配合 • 1、气煤
• 高温时，即发生的一系列物理变化与化学 反应的复杂过程。粘结和成焦则是煤在一 定条件下热解的结果。 • 研究煤的热解与粘结成焦对炼焦工业可指 导正确选择原料煤、探索扩大炼焦用煤基 地的途径，确定最佳工艺条件和提高产品 质量。 • 煤的热解与煤的组成和结构关系密切。 • 煤在隔绝空气条件下加热，煤的有机质随
• 腐植煤是煤炭综合利用和煤化学的重要研 究对象。 • 可分为：泥岩、褐煤、烟煤和无烟煤四大 类。 • ① 泥岩：含有腐殖酸、沥青质，在沼泽中 形成。 • ② 褐煤：褐煤是泥炭沉淀后脱水，压实转 变为有机生物岩的初期产物，不含未分级 的植物组织残骸，含腐殖酸。
③ 烟煤：不含腐殖酸，可分为长焰煤、不粘 煤、弱粘煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和 贫煤。 ④ 无烟煤：挥发份最低。
② 氢：氢在煤中的重要性仅此于碳，氢具有 比较大的反应能力。 ③ 氧：氧的反应能力很强，在炼焦过程中， 当氧化炼焦氧含量超标，会导致焦的粘结性 降低。 ④ 氮：煤中的氮含量较少，0.5~3.0%以有机状 态存在的元素，炼焦时，一部分氮变成N2,、 NH3、HCN和其他一些有机氢化物，其余的 氢进入煤焦油和焦炭中。 ⑤ 硫：以有机硫和无机硫存在，硫含量是评 价煤质的重要指标之一，特级时，均60%硫
• 煤是由远古植物没入水中经过生物化 学作用，然后被地层覆盖经过物理与 化学作用而形成的有机生物岩，煤生 成过程中的成煤植物来源与成煤条件 的差异造成了煤种类的多样性与煤基 本性质的复杂性。
• 根据成煤植物的不同，煤分为两大类： • 腐植煤和腐煤 • ① 腐植煤：由高等植物形成的煤称为腐植 煤。 • ② 腐泥煤：由低等植物和少量浮游生物形 成的。
• 原料煤的性质和配合 • 1、气煤
• 高温时，即发生的一系列物理变化与化学 反应的复杂过程。粘结和成焦则是煤在一 定条件下热解的结果。 • 研究煤的热解与粘结成焦对炼焦工业可指 导正确选择原料煤、探索扩大炼焦用煤基 地的途径，确定最佳工艺条件和提高产品 质量。 • 煤的热解与煤的组成和结构关系密切。 • 煤在隔绝空气条件下加热，煤的有机质随
煤的形成过程PPT课件
22
3 成煤原始物质－成煤植物的主要有机组分
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。
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。
19
20
3 成煤原始物质－成煤植物的主要有机组分
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。
3-5 5-10 1-3 2-3 5-8 25-30 90 10
28
3 成煤原始物质
－成煤植物的主要有机元素
➢ 主要有机质元素: 碳、氢、氧、氮。 ➢ 其他有机质元素：磷、钾、钠、硅、铝、锰、
硼、钡、锶。
29
3 成煤原始物质－植物遗体的堆积环境
一、植物残骸的堆积条件
植物遗体不是在任何环境下都能够堆积起来而转化成 泥炭和腐泥的，必须具备两个基本条件：
3 成煤原始物质－成煤植物的主要有机组分
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。
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。
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20
3 成煤原始物质－成煤植物的主要有机组分
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。
3-5 5-10 1-3 2-3 5-8 25-30 90 10
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3 成煤原始物质
－成煤植物的主要有机元素
➢ 主要有机质元素: 碳、氢、氧、氮。 ➢ 其他有机质元素：磷、钾、钠、硅、铝、锰、
硼、钡、锶。
29
3 成煤原始物质－植物遗体的堆积环境
一、植物残骸的堆积条件
植物遗体不是在任何环境下都能够堆积起来而转化成 泥炭和腐泥的，必须具备两个基本条件：
煤的生成PPT课件
③蜡质 蜡质的化学性质类似于脂肪，但比脂肪更稳定，
通常以薄层覆盖于植物的叶、茎和果实 表面，成 分比较复杂，蜡质的主要成分是长链脂肪酸和含 有24~36 (或更多)个碳原子的高级一元醇形成的 酯类(如甘油硬脂酸类) ，其化学性质稳定，不易 分解。 在泥炭和褐煤中常常发现有蜡质存在。
17
④角质 角质是角质膜的主要成分，植物的叶、嫩
溶剂，并可耐较高的温度而不发生分解。
19
（五）其他 除上述4类有机化合物外，植物中还有少量
螺质、色素等成分。
20
三、成煤植物对煤炭性质的影晌
由于植物的种类不同，其有机组分的百分含量也不 同。
低等植物主要是由蛋白质和碳水化合物组成，脂肪 含量比较高，而高等植物的组成则以纤维素、半纤 维素和木质素为主。相同植物其不同部分的有机组 分百分含量也不同，如木本植物各部分的有机组成 差别很大。
无论是水解产物还是发酵产物，它们都可与植物 的其他分解产物缩合形成更复杂的物质参与成煤， 或成为微生多样，例如多维戊糖
(C5H8O4)n就是其中的一种。它们也能在微生 物作用下分解成单糖。
10
③果胶质 属糖的衍生物，主要由半乳糖醛酸甲酯缩合而成，
呈果冻状存在于植物的果实和木质部中。 果胶质分子中有半乳糖醛酸，故呈酸性。 果胶质不太稳定，在泥炭 形成的开始阶段，即可
高等植物和低等植物都是成煤的重要原始物质。由 于成煤的原始物质不同，必然导致煤 炭在性质上 的差异和用途上的不同。
21
由不同种类的成煤植物所形成的各种类型的煤， 称为不同成因类型的煤。
“腐植煤”：由高等植物形成的煤叫“腐植 煤”。
腐泥煤：由低等植物形成的煤 叫“腐泥煤” ， 腐植腐泥煤：而由高等植物、低等植物共同形
煤PPT教学课件
2、细胞的生长 增大个体体积
3、细胞的分化 ——形成具有不同形态和 功能的细胞
动
物
和
肌肉组织
人
体
组
织
上皮组织
神经组织
结缔组织
植物组织
分生组织
保护组织 输导组织 营养组织 机械组织
根 营 养 器茎 官
叶
植 物生
花
器殖 官器
果实
官
种子
人体的器官有哪些？
心脏、血管、肺、喉、 气管、支气管、脑、 咽、食道、胃、小肠、 大肠、肝脏、胰腺、 皮肤、肾脏、输尿管、 膀胱、睾丸、输卵管、 卵巢、输卵管、子宫、 脾脏、甲状腺、眼、 鼻、耳、舌、口等等
二、煤的种类（按含碳量分类）
无烟煤 95％ 烟煤 70～80％ 褐煤 50～70％ *泥煤 50～60％
煤的成分
1、物质组成（化学成分）：煤是由有 机物和无机物组成的复杂的混合物。 2、元素组成：主要含有碳，还含少量 的氢、氮、硫、氧等元素，以及无机矿 物质中的硅、铝、钙、铁等元素。
煤的干馏
定义：把煤隔绝空气加强热，
制作临时装片的操作顺序应该是:
擦
擦拭载玻片和盖玻片的目的? 若擦拭不净,后果如何?
滴
滴清水的量如何掌握?
取
水量过多或过少对实验的影响?
展
取材的部位、方法、大小？
盖 盖盖玻片的方法、原因
染
吸
滴染色剂的位置、数量
吸引染液的方法是什么
动 物 细 胞 的 结 构
思考：他们有什么异同？
植 物 细 胞 的 结 构
使它分解的过程，叫做 煤的干馏。
三、煤的干馏
煤的干馏
焦炉煤气 煤焦油 焦炭 粗氨水
练习：
3、细胞的分化 ——形成具有不同形态和 功能的细胞
动
物
和
肌肉组织
人
体
组
织
上皮组织
神经组织
结缔组织
植物组织
分生组织
保护组织 输导组织 营养组织 机械组织
根 营 养 器茎 官
叶
植 物生
花
器殖 官器
果实
官
种子
人体的器官有哪些？
心脏、血管、肺、喉、 气管、支气管、脑、 咽、食道、胃、小肠、 大肠、肝脏、胰腺、 皮肤、肾脏、输尿管、 膀胱、睾丸、输卵管、 卵巢、输卵管、子宫、 脾脏、甲状腺、眼、 鼻、耳、舌、口等等
二、煤的种类（按含碳量分类）
无烟煤 95％ 烟煤 70～80％ 褐煤 50～70％ *泥煤 50～60％
煤的成分
1、物质组成（化学成分）：煤是由有 机物和无机物组成的复杂的混合物。 2、元素组成：主要含有碳，还含少量 的氢、氮、硫、氧等元素，以及无机矿 物质中的硅、铝、钙、铁等元素。
煤的干馏
定义：把煤隔绝空气加强热，
制作临时装片的操作顺序应该是:
擦
擦拭载玻片和盖玻片的目的? 若擦拭不净,后果如何?
滴
滴清水的量如何掌握?
取
水量过多或过少对实验的影响?
展
取材的部位、方法、大小？
盖 盖盖玻片的方法、原因
染
吸
滴染色剂的位置、数量
吸引染液的方法是什么
动 物 细 胞 的 结 构
思考：他们有什么异同？
植 物 细 胞 的 结 构
使它分解的过程，叫做 煤的干馏。
三、煤的干馏
煤的干馏
焦炉煤气 煤焦油 焦炭 粗氨水
练习：
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★ 3.晚石炭世—早二叠世
2.早石炭世
★
早古生代
属菌藻植物时代
1.早寒武世
形成腐泥无烟煤
17
各主要聚煤期所形成的我国煤炭资源分布：
侏罗纪最多，占总量的 39.6%
5.2
元
震旦纪
古
代
太 古
6.0
海生藻类时代 动物孕育萌芽
9.0 发展初期时代
25
原始细菌
代
38
（最低等原始生命产生）
8
地球初期发展阶段
46
依据地层中发现的古生物化石，将地壳的发展历史相对地 划分成若干级地质年代单位，即为：宙、代、纪、世、期
代纪
世
距今年龄 （亿年）
开始繁殖时期
植物
动物
第四纪
全新世 更新世
震旦纪 晚震旦世 早震旦世
～6.80
新元古代 南华纪
晚南华世 早南华世
～8.00
青白口纪 晚青白口世
早青白口世 10.00
蓟县纪 中元古代
长城纪
晚蓟县世 早蓟县世
晚长城世 早长城世
14.00 ～18.00
开始繁殖时期
植物
动物
菌藻类
13
代
纪
滹沱纪 古元古代
新太古代 中太古代 古太古代 始太古代
世
距今年龄 （亿年）
0～0.018
被子植物大量繁
新 生
新近纪
上新世 中新世
～0.238
殖，为成煤提供 原始物质
代
渐新世
古近纪 始新世
古新世 ～0.65
古人类出现 哺乳动物
9
代纪
动物
晚白垩世 白垩纪
早白垩世
晚侏罗世
中 生 代
侏罗纪
中侏罗世 早侏罗世
晚三叠世
三叠纪 中三叠世 早三叠世
～1.442 ～2.03 ～2.51
代纪
世
距今年龄 （亿年）
开始繁殖时期
植物
动物
顶志流世
志留纪
晚志流世 中志流世
古 生 代
早 古 生 代
奥陶纪
早志流世
晚奥陶世 中奥陶世 早奥陶世
晚寒武世
寒武纪 中寒武世
早寒武世
～4.40 ～4.95 ～5.45
裸蕨植物
鱼类
海藻大量繁殖， 无脊椎 为石煤的形成提 动物 供原始物质
12
代
纪
世
距今年龄 （亿年）
时间 周二 周五
3月
4月
31 7、 14、21、28
3、10、17、24
5月 5、12、19、26 1、8、15、22、31
化学科学与工程学院 郭绍辉 2009年3～6月
6月 2
5
1
第二章 煤的生成
关于煤的成因的理论解释，目前学术界比较一致的观点： 煤是古代植物体在不透空气或空气不足的情况下受到地下 的高温和高压而变质形成的。 《辞海》：煤是……由一定地质年代生长的繁茂植物,在适 当的地质环境中,逐渐堆积成厚层,并埋没在水底或泥沙中,经过 漫长地质年代的天然煤化作用而成。
含黄铁 矿煤样
含碳酸盐 6 煤样
第一节 地质年代和主要聚煤期
新
一、地质年代 地球的年龄约有60亿年 生 代
根据地层生成的次序排列的地质系统
中
最先(后)形成的地层代表的时间最老(新) 生
代
划分地层、确定地层生成次序的主要依据：
古生物化石 古
生存于某一段地质历史时期的生物(古生物)
生 代
第四纪 0.02~0.03
加之当时受地表海陆分布、隆起与沉降状况、沉积作用等 因素的影响，故使各时期聚煤作用的强弱有很大差异。
16
我国几个较强的聚煤作用时期： 新生代
8.新近纪—古近纪
中生代
以腐植煤
★
★ 7.晚侏罗世—早白垩世 为主
★
★ 6.早、中侏罗世
★ ★
5.晚三叠世
★ 4个聚煤
★
晚古生代
作用最强的
★
聚煤期
★ 4.晚二叠世
第 晚第三纪 三 纪 早第三纪
白垩纪
1.4
侏罗纪
1.95
三叠纪
2.5
二叠纪
2.85
石炭纪
泥盆纪
3.3
志留纪
4.0
保存在地质中的古生物遗骸和遗迹(化石)
其中演化快、生存时间短、且分布广 泛的生物化石，称为标准化石
奥陶纪
4.4
寒武纪
5.2
元
震旦纪
古
代
太 古 代
地球初期发展阶段
6.0 9.0 25
7 38 46
《煤化学》
§2-1
第二章 煤的生成
第一节 年代地层系统和主要聚煤期 第二节 成煤物质 第三节 成煤环境 第四节 成煤作用过程
课程编号：0103012409-1 学时 40 开课时间：7～16周 上课教室： 周二 18:30～20:15 3-302# 周五 15:30～17:15 3-302# 学生： 化工—2006
被子植物 裸子植物极盛，为 成煤提供原始物质
爬行动物
10
代纪
世
距今年龄 （亿年）
开始繁殖时期
植物
动物
晚二叠世
二叠纪 中二叠世
古 生 代
晚 古 生 代
石炭纪
早二叠世 晚石炭世
早石炭世
晚泥盆世
泥盆纪 中泥盆世
早泥盆世
～2.98 ～3.54 ～4.10
裸子植物
孢子植物极盛，为 成煤提供原始物质
两栖动物
11
变质作用
主导作用：物理化学作用
5
煤与煤之间的性质千差万别 不同煤田的煤质差别较大 同一煤田中不同煤层的煤质，其差异也很大 同一煤田同一煤层不同地点采样，其煤质也有较大的差别
同一煤田同一煤层同一地点采样，将煤层从上到下分成若 干个分层采样，各分层的煤质也有差别
引起煤质千差万别的原因，与成煤物质、成煤环境和成煤 作用有关。
开始繁殖时期
植物
动物
～25.00 ～28.00 ～32.00 ～36.00 ～45.00
14
15
二、我国的主要聚煤期
自从地球上出现植物，便有了成煤的物质条件 但由于地史上大的地壳运动，常常使地形、气候和空气中 CO2的含量以及气体条件发生变化。
早期大气中高浓度的CO2有利于植物的生长
促使各阶段植物体本身演化，而且各个时期植物的繁盛程 度和堆积强度也不同
新 第四纪
人类时代
生 代
第
0.02~0.03 晚第三纪
被子植物时代
三
哺乳动物时
纪 早第三纪
代
中
白垩纪
1.4
生
侏罗纪
代
三叠纪
1.95 2.5
爬行动物时 代
裸子植物时代
二叠纪
古
石炭纪
生
泥盆纪
代
志留纪
奥陶纪
2.85 3.3 4.0 4.4
两栖动物时 代
鱼类时代
海洋无脊椎 动物时代
陆上时代 孢子植物
寒武纪
2
成煤作用大致可以分为两个阶段： 第一个阶段
植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖，其遗体在微生 物参与下不断分解、化合、堆积的过程
在植物大量生长的早期，大气中的CO2含量非常高，为植 物的大量和迅速繁殖提供了必要的条件
3
植物遗体及部分动物遗体在沼泽、湖泊或浅海中在微生物 参与下不断分解、化合、堆积
主导作用：生物地球化学作用
低等植物 生物地球化学作用
腐泥
高等植物 生物地球化学作用
泥炭
成煤第一阶段：腐泥化阶段 或：泥炭化阶段
4
第二阶段——煤化作用阶段
泥炭和腐泥由于地壳的下沉等原因而被上覆沉积物所掩埋 时，成煤作用转化为第二阶段——煤化作用阶段
泥炭 温度和压力 腐泥
成岩作用
褐煤
温度和压力
烟煤和无烟煤