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煤的形成過程如圖所示。從植物死亡、堆積到轉(zhuǎn)變成煤經(jīng)過了一系列復雜的演變過程，這一過程稱為成煤作用.成煤作用又可大致分為兩個階段:第一階段為泥炭化階段或腐泥化階段，高等植物形成泥炭，低等植物形成腐泥，這一階段起主導作用的是生物地球化學作用;第二階段為煤化階段:它包括在溫度和壓力影響下，泥炭進一步變成褐煤的成巖作用和由褐煤變?yōu)闊熋汉蜔o煙煤的變質(zhì)作用，這一階段起主導作用的是物理化學作用。 (一)泥炭化作用與腐泥化作用階段 泥炭化作用是指高等植物遺體經(jīng)過復雜的生物化學和物理化學變化轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵康倪^程.在此過程中，植物有機組分變化非常復雜，根據(jù)引起變化的微生物類型又可分為兩個階段第一階段:植物殘骸被沼澤中的水體掩蓋后起初處于沼澤表層.由于表層覆水淺、空氣流暢、陽光充足，又有大量有機質(zhì)提供養(yǎng)料，因此適宜微生物生存.水中含有大量好氧菌，植物遺體在好氧菌的作用下發(fā)生氧化和水解作用，轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)簡單、化學性質(zhì)活潑的有機化合物，如蛋白質(zhì)被好氧菌分解為氨基酸，纖維素水解形成單糖，木質(zhì)素被氧化成芳香酸和脂肪酸。粉煤灰論壇第二階段:隨著地殼沉降和植物遺體堆積，分解產(chǎn)物和未分解的植物遺體被埋藏到泥炭沼澤的中層和底層，氧化環(huán)境逐漸被還原環(huán)境所取代，此時好氧菌數(shù)量不斷減少，厭氧菌數(shù)量增多。在厭氧菌的作用下，植物有機組分發(fā)生厭氧分解，其中纖維素、果膠分解成丁酸、乙酸等產(chǎn)物，脂肪分解成脂肪酸，蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸.在厭氧菌作用下的分解產(chǎn)物之間，分解產(chǎn)物與植物殘體之間又不斷發(fā)生著一系列復雜的生物化學變化，逐漸形成腐植酸、瀝青質(zhì)、硫化氫、甲烷、二氧化碳等，其中一部分不穩(wěn)定氣體逸出后，剩下的物質(zhì)沉積成泥炭。腐泥化作用是指低等生物遺體在湖泊、瀉湖等強還原環(huán)境下，經(jīng)生物化學作轉(zhuǎn)變?yōu)楦嗟倪^程。腐泥可在沼澤深水地帶或逐漸沼澤化的叢生湖泊中形成，也可在淡水或半淡水湖泊中形成，還可在半咸水的瀉湖或海清中形成。在停滯缺氧的還原沼澤中，浮游生物和浮游微體動物死亡后的分解產(chǎn)物相互作用并沉入水底.在厭氧菌的作用下，低等生物中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪發(fā)生分解，經(jīng)聚合和縮合作用形成一種含水較多的棉絮狀膠體物質(zhì).該物質(zhì)經(jīng)脫水致密，逐漸形成腐泥。 (二)煤化作用階段 當泥炭或腐泥由于地殼下降，被其它沉積物覆蓋時，成煤作用就由泥炭化階段轉(zhuǎn)為煤化作用階段。煤化作用包括兩個連續(xù)過程，即成巖作用和變質(zhì)作用。成巖作用:一般將泥炭轉(zhuǎn)變成具有巖石特性褐煤的過程稱為成巖作用。沼澤中堆積的泥炭被其它沉積物，如泥沙、粘土覆蓋后最終固結(jié)成巖，形成頂板或夾殲層.經(jīng)過漫長的地質(zhì)時期，埋藏在深處的泥炭層受到覆蓋的泥沙、巖石等的沉重壓力，更主要的是受地熱即溫度在內(nèi)的因素作用。粉煤灰論壇泥炭層就發(fā)生了壓緊、脫水、膠體老化和固結(jié)等一系列變化，生物化學作用逐漸消失，同時泥炭的化學組成也發(fā)生了緩慢變化，從而使密度增大且碳含量逐漸增加，氧含量減少，腐植酸含量 也逐漸降低。完成上述過程后，泥炭即變成褐煤。變質(zhì)作用:一般認為，煤的變質(zhì)作用是指褐煤在較高溫度、壓力和時間等因 素作用下進一步發(fā)生物理化學變化轉(zhuǎn)變成煙煤和無煙煤的過程。當褐煤層繼續(xù)沉降到較深處時，在不斷增高的溫度和壓力影響下，腐植酸逐步消失，出現(xiàn)粘結(jié)性，密度進一步增大，光澤增強，褐煤逐漸演變成煙煤。煙煤若進一步變質(zhì)，則變?yōu)闊o煙煤，無煙煤的煤化程度最高。腐泥經(jīng)煤化作用可變成腐泥煤，其過程與泥炭的煤化過程類似。當腐泥形成后被泥沙覆蓋、靜壓力增大，同樣進行成巖、變質(zhì)等作用，其腐植酸含量也隨變質(zhì)程度的進行而顯著減少，最后形成腐泥煤時，腐植酸消失。由植物轉(zhuǎn)變成煤的過程是一個由低級到高級、由量變到質(zhì)變的過程。整個過程既是統(tǒng)一的、連續(xù)的，又是分階段的。泥炭葉，褐煤神、煙煤一、無煙煤只是成煤過程中的代表性產(chǎn)物，在每一階段還存在著許多過渡煤種，各種煤之間沒有絕對界限，當具備一定條件時，都可進一步轉(zhuǎn)變 |
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