第2章 泥炭化作用和腐泥化作用

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第二节 残植化作用
2.形成的的环境和条件 (1)泥炭沼泽是开放型的,水介质具有流动 特性; (2)长期有新鲜氧供应,发生氧化作用; (3)泥炭化形成的物质一部分被带走,稳定 组分聚集。
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第二节 残植化作用
3.在煤层中的分布 (1)整个煤层或者分层或者煤岩条带 通过镜下研究，有时发现煤层的某些分层 甚至整个煤层中稳定组的成分特别富集，角质 体、木栓体、树脂体等物质有时可达到 90％ 以上。
泥炭的积累
2.与植物类型、沼泽富水程度、介质酸碱性及微生物 活动对植物遗体分解速度等多因素有关。 3.地质历史时期地质特征，如构造、气候等也会影响 到泥炭沼泽的发育。
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第二节 残植化作用
1.残植化作用的概念 当泥炭化过程中水介质流通较畅，长期有 新鲜氧供给的条件下，凝胶化作用和丝炭化 作用的产物被充分分解破坏，并被流水带走 ，稳定组分大量集中的过程称为残植化作用 。
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四、丝炭化作用（重点）
注意:
� 凝胶化作用与丝炭化所发生环境不同：凝胶化作用是在 弱氧化至还原环境下形成，丝炭化作用是在氧化环境中 发生，后迅速转入弱氧化或还原环境下。 � 经历作用不同，成分不一样：部分丝炭没有经历凝胶化 作用，细胞结构几乎未经历膨胀变形，保持了植物的组 织结构。 � 同一植物遗体可以经历两种不同的过程，形成相应的组 分
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结构镜质体 2 胞壁膨胀，胞腔变小，胞腔大小不一，排列不 整齐
江苏徐州夏桥，P11，太原组16煤层，透射光。
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结构镜质体1（红）、树脂体（黄）
甘 肃 礼 县 任 家 湾 ， J
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， 延 安 组 52 煤 层 ， 透 射 光。 若细胞腔也充满了凝胶化物质，但植物结构通过凝胶化物质深浅色调的不同
概念：指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学 变化和物理化学变化，形成以腐植酸和沥青质为主要成分的胶 体物质（凝胶和溶胶）的过程。 条件:①较为停滞的、不太深的覆水条件下，②弱氧化至还原 环境，③厌氧细菌的参与。 植物的木质纤维组织一方面进行生物化学变化，一方面进行 胶体化学变化，二者同时发生和进行导致物质成分和物理结构 两方面都发生变化。
二、泥炭化作用（重点）
4、泥炭沼泽有机组分：
� 腐植酸：是泥炭沼泽中的主要成分； � 沥青质：合成作用形成，也可以由树脂、蜡质、孢 粉质转化而来； � 未分解或未完全分解的纤维素、半纤维素、果胶质 和木质素； � 变化不大的稳定组分：如角质膜、树脂、孢粉等。
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三、凝胶化作用（重点）
1、凝胶化作用的特点
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四、丝炭化作用（重点）
4.几种学说
(1)“森林火灾说”，即认为丝炭是古代沼泽森林起火 后造成的木炭状残余物转化而成的。 (2)丝炭化物质的形成主要是由于氧化作用和脱氢、脱 水作用，它是在沼泽覆水程度起了变化，当沼泽表面 变得比较干燥，氧的供应较为充分的情况下发生的。
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四、丝炭化作用（重点）
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角质体（镶边状），荧光体
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第二节 残植化作用
(2)一般的组分组合特点 显微镜下观察发现稳定组分大量富集的情 况下，煤的基质常以不透明的丝炭化基质 为主，这一点亦可做为氧化作用较强的证 据。
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第二节 残植化作用
泥炭表层=潜水面 泥炭表层 地下水面
1
2
3
图2-2 由于潜水面降低原地生成的残植煤 1-在泥炭中分散存在的植物稳定组分； 2-集中后的植物稳定组分； 3-有 氧的环境下遭受氧化分解的泥炭层
消失了，木质素、纤维素等在泥炭中很少，而产生 了植物中没有的大量腐植酸。
�元素组成中，泥炭的碳含量比植物增高，氮含量有
所增加，而氧含量减少。说明泥炭化过程中，植物 的各种有机组分发生了复杂的变化，变成新的产物 。这些产物的组分和性质与原来植物的组分和性质 是不同的。
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二、泥炭化作用（重点）
1）生物化学分解作用
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二、泥炭化作用（重点）
2）生物化学合成作用
� 定义：形成若干新的有机物质，其中最主要的就 是构成泥炭特征性组分的腐植酸。（黄褐色塑性物质 ，具胶体特征） � 注意：腐植酸不是单一的有机化合物，而是一组 由近似的、分子大小不等且结构不一的羟基芳香羧酸 组成的复杂混合物。这种复杂混合物的形成作用，称 为腐植化作用。
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第四节 泥炭成分、性质的影响因素
� 植物群落 � 营养供应 � 介质的酸度 � 介质的氧化还原条件
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第四节 泥炭成分、性质的影响因素
一、植物群落
植物是成煤的原始质料，因此植物群落不同就会影响泥 炭的性质。 ：由于植物本身富含木质纤维 1、木本植物构成的森林沼泽 、木本植物构成的森林沼泽：由于植物本身富含木质纤维 组织，在其他条件适合时就容易形成凝胶化物质较多的泥 炭。地史上石炭纪温湿气候带的森林沼泽，盛产鳞木、封 印木等具有粗大树干的木本植物。该聚煤期形成的煤在世 界许多煤田中都以富光亮型煤为特征，这固然取决于当时 的堆积环境，但植物群落的特征也是一个重要前提。
特点: ①氧化过程中有机物在微生物参与下由于失去 被氧化的原子团而脱氢、脱水，碳含量相对地增 加。 ②部分丝炭没有经过明显地凝胶化作用，因而 植物细胞结构几乎未经膨胀变形，仍然保留完整 的植物组织结构。
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丝质体；微丝煤
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四、丝炭化作用（重点）
5、丝炭化作用过程的复杂性
自然界所见煤的结构、构造往往是十分复杂的， 常看到煤的不同岩石类型的频繁交替，有一些丝炭 化物质首先曾经历过不同程度的凝胶化作用，而后 由于环境发生变化(特别是覆水程度的变化 )，又发生 丝炭化作用。
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第三节 腐泥化作用
3.腐泥化作用的产物 腐泥化作用的产物主要是富含水分的有机软泥 ---腐 泥。 (1)气态产物:在腐泥化过程中，形成的气态产物主 要有CH4、NH3、N2O、N2、H2S和CO2。 (2)富含氢的液态或固态沥青质物质 —源岩。
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第三节 腐泥化作用
4.腐泥化作用的程度不同形成不同的煤岩组分 腐泥化作用的程度不同，形成腐泥的原始物质的 腐解程度亦不尽相同，有的保存或部分保存原生的低 等植物组织形态或结构，有的则被彻底分解，形成的 腐泥煤其显微组分的特征也不相同。
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仍可以辨认时，即转变成结构镜煤体。
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均匀镜质体
江 苏 徐 州 张 小 楼 ， P2 2， 下 石 盒 子 组 煤 层 ， 透 射 光。 20
当凝胶化作用进行的十分强烈，植物的细胞结构完全消失，形 成了均匀的凝胶化物质，转变成煤后即成为无结构镜煤体。
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均质镜质体，有细粒黄铁矿分布
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三、丝炭化作用（重点）
第二章 泥炭化作用和腐泥化作用
• • • • • 泥炭化作用 残植化作用 腐泥化作用 泥炭成分、性质的影响因素 煤的成因分类
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第一节 泥炭化作用
• • • • •
植物的破坏、分解 泥炭化作用 凝胶化作用 丝炭化作用 泥炭的积累速度
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第一节 泥炭化作用
一、植物的破坏与分解 1、腐朽作用
完全氧 在空气充足的条件下，植物残骸被 在空气充足的条件下，植物残骸被完全氧 二氧化碳和水 。植物物质中只有树脂、 化，分解为 ，分解为二氧化碳和水 二氧化碳和水。植物物质中只有树脂、 蜡质仍在地表被保留下来。 在这种条件下，植物 物质所遭受的生物化学氧化分解，称为腐朽作用。
1.概念:植物物质应受的氧化分解、脱水、 脱氢及增碳化过程称为 丝炭化作用。 2.物质:丝炭化物质和凝胶化物质一样，主 要也是由植物的木质纤维组织转变而形成 的;从有机组成来看主要也是植物细胞壁中 的木质素和纤维素。
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四、丝炭化作用（重点）
3.形成环境:
①沼泽覆水程度发生变化 ; ②沼泽表面变得比较干燥，氧的供应较为 充分; ③氧化过程中有机物在微生物参与下由于 失去被氧化的原子团而脱氢、脱水，碳含量相 对地增加.
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第二节 残植化作用
4.异地残植煤 残植煤的形成也有异地生成的方式。如在 泥炭被搬运过程中，大部分凝胶化组分和丝 碳化组分被破坏，而稳定组分相对得以富集 ，从而形成残植煤。
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第二节 残植化作用
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图2-3 异地生成的残植煤（据煤田地质学，邹常玺等主编， 1989） 1-稳定组分集中的泥炭层； 2-受到剥蚀的泥炭层 38
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五、泥炭的积累速度
泥炭的积累
1. 与大气和土壤的温度密切有关。
� 温度影响植物的生长速度和生长量； � 温度影响微生物的繁殖和活动，从而影响植物死亡后的 分解速度。 陆上土壤中有
机质的破坏 沼泽条件下有 机质的破坏
有机物的生长
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50 温度 / C 29
五、泥炭的积累速度
第三节 腐泥化作用
1.腐泥化作用的概念
低等植物(藻类)和浮游生物遗体在滞流还原环境和厌氧微生 物参与下，经过复杂的生物化学变化形成的富含水分的有机软 泥(腐泥) 的过程称为腐泥化作用。
2.腐泥化作用形成的环境和条件
(1)水体较深:湖泊、沼泽水深地带及泻湖、海湾和浅海等水 体. (2)还原环境:滞流、还原环境 (3)厌氧微生物参与 (4)低等植物(藻类)和浮游生物
3、凝胶化作用的产物 凝胶化作用进行的强烈程度不同 :产生了形态和结 构不同的凝胶化物质。 (1)如果植物组织的细胞壁在变化过程中只发生了微 弱的膨胀，则植物的细胞组织仍能保持规则的排列， 细胞腔明显。 (2)凝胶化作用的程度不同，产生的凝胶化物质的结 构和形态亦不同，再经过煤化作用的转化，则形成不 同的显微组分。
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第一节 泥炭化作用
2、腐败作用
腐败作用出现在大气不能充分沟通，而植物 物质充分被水浸润的条件下，此时有机物质未 能完全分解，其最终产物虽仍为CO2 和 H2O ， 但仍留存富碳的残骸，形成暗色的腐植物质。