01第一章成煤原始物质与堆积

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/9/21,*,2021/9/21,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,01,成煤原始物质与堆积环境,煤 化 学,第一章,2021/9/21,1,1,成煤物质,2021/9/21,2,植物界可分为低等植物和高等植物两大类别。,属于低等植物的有藻类和菌类,，,在地史的早期,(,即元古代到早泥盆世,),它们曾构成了当时植物界的主体，,成为植物发展演化的菌藻类植物时期,。,高等植物是由一些低等植物历经长期演变而来的，,在形体结构和生理功能特征上都比低等植物更加复杂,。,一、植物演化与成煤作用的关系,2021/9/21,3,低等植物,(,Lower Plants,),：,包括菌类和藻类，是由单细胞和多细胞构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官的分化。,高等植物,(Higher,Plants,),：,包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物。进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而来，构造复杂，有根、茎、叶的区别。,2021/9/21,4,2021/9/21,5,1,菌藻类植物时代,早泥盆世以前为低等植物发育时代，还没有高等植物出现。因此不可能有大规模的聚煤作用发生。由低等植物经过一系列变化形成的煤，其灰分很高，有一定的发热量。这类煤称为“石煤”，如我国南方寒武纪的“石煤”。,2021/9/21,6,2,裸蕨植物时代,晚志留世至早中泥盆世为世界上最古老的陆生植物时代。植物由水生到陆生的转化过程，是植物由低等向高等发展的重要转折时期。,裸蕨类植物是地质历史上最早的陆生植物，其特点是高度不足,1m,，还没有真正的叶、根之分，只在地下有一种假根。因此，裸蕨植物仍然是比较原始的植物。,2021/9/21,7,3,蕨类、种子蕨类植物时代,晚泥盆世至晚二叠世早期，是高等植物发育、发展和演化的最重要的时期，以孢子植物蕨类和裸子植物的种子蕨为主。,这个时期的气候条件是温暖、潮湿，适合植物生长，在全球范围内比较一致。,石炭,-,二叠纪是全世界范围内最重要的聚煤时期,，地势比较平坦，植物繁盛，聚煤作用强，,为第一大聚煤时期,，形成了分布广泛的聚煤盆地和含煤地层。,2021/9/21,8,4,裸子植物时代,自晚二叠世晚期至中生代，是裸子植物最为繁盛的时代。,这个时期的主要特点是：,地球上干旱气候带扩大，石炭,-,二叠纪的植物群逐渐衰落，由蕨类植物进入到裸子植物繁盛时期。,侏罗纪和早白垩世被认为是世界上第二个重要的聚煤期。,在我国，,侏罗纪是最为重要的聚煤时期。,2021/9/21,9,5,被子植物时代,早白垩世以后至古、新近纪是植物进入到高级发展的重要阶段。,但是，这个时期构造活动更加强烈，气候分带也更加明显。,这个时期被称为世界上第三个重要聚煤时期。,2021/9/21,10,从以上分析可以看出,，,地质历史时期的聚煤作用是与地质历史中植物演化密不可分的,，,植物的演化和发展决定了聚煤作用的发生,，因此要首先研究植物的演化特点，将植物演化研究与地质历史发展、盆地聚煤作用研究紧密的结合起来，阐明聚煤作用的机制。,2021/9/21,11,二、植物组成,(,一,),高等植物的器官,根：是植物进化过程中适应陆生条件所形成的一种器官，,它具有吸收、支持、合成和贮藏的功能,。,茎：,主要功能是将水分、无机盐类和有机营养物质运送到植物体的各个部分,，此外，还有贮藏养料的功能。,叶：,主要功能是光合作用和蒸腾作用，它们都是植物赖以生存所必须的,。,2021/9/21,12,(,二,),高等植物的组织,根据高等植物的组织功能和结构的不同，可划分为,分生组织、薄壁组织、保护组织、输导组织、机械组织和分泌组织,。其中，,后,5,种组织都是器官形成时由分生组织衍生的细胞发展而成,。,2021/9/21,13,2021/9/21,14,三、植物的组成和化学性质,植物主要是由有机物质构成,，但也含有一定量的无机物质。不论是低等植物还是高等植物，,主要都是由碳水化合物,（包括纤维素、半纤维素和果胶质等）,、木质素、蛋白质和脂类化合物等组成。,各类植物以及同一植物的不同部分其有机组成各不相同。,2021/9/21,15,低等植物主要由蛋白质和碳水化合物组成，脂肪含量比较高；高等植物的组成则以纤维素、半纤维素和木质素为主。,木本植物的有机组成差别很大，活细胞中的原生质主要是由蛋白质组成，茎和叶以纤维素、木质素为主。植物的角质膜、木栓层、孢子和花粉则含有大量的脂类化合物。,植物的有机组成的差别，直接影响到它的分解和转化，影响到煤的性质和利用。,2021/9/21,16,（一）碳水化合物,碳水化合物包括,纤维素、半纤维素和果胶质等,，其中，,纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,。,（二）木质素,木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布于植物机械组织的细胞壁中，能增强坚固性，起支持作用。,（三）蛋白质,在植物体内，蛋白质含量所占比重不大。由于它是构成植物细胞原生质的主要物质，因此在植物生存过程中起着重要作用。,2021/9/21,17,（四）脂类化合物,脂类化合物主要指不溶于水，而溶于醚、苯、氯仿等有机质溶剂的有机化合物。,1,脂肪,2,蜡质,3,树脂,4,角质与木栓质,5,孢粉质,2021/9/21,18,包括,纤维素、半纤维素及果胶质。,纤维素,(,cellulose,),：,是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易水解。,在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物,。,半纤维素,(,hemi,-,cellulose,),：,化学组成和性质与纤维素相近，,但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸,。,果胶,(pectin/pectic substance),：,糖的衍生物，呈果冻状。,在生物化学作用下，可水解成一系列单糖和糖醛酸,。,1.4.1,碳水化合物,（,carbohydrates,）,2021/9/21,19,1.4.2,木质素,Lignin,木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植物根、茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高，木质素是具有,苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物,，含甲氧基,methoxyl,、羟基,hydroxyl,等官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素稳定，,不易水解，易于保存下来,。在泥炭沼泽中，,在水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤,。所以木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分。,2021/9/21,20,针叶树的松柏醇,落叶树的芥子醇,乔木的,香豆醇,木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。,2021/9/21,21,1.4.3,脂类化合物,lipids/fatty compounds,脂类化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有机溶剂的有机化合物。在植物中脂类化合物主要有以下几种。,脂肪,(fat),：,属于长链脂肪酸的甘油酯。,高等植物中含量少,(1-2%),，低等植物含量高,(20%,左右,),。,在生化作用下在酸性或碱性溶液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作用。,蜡质,(wax),：,主要是长链脂肪酸与含有,24,26,个碳原子的高级一元醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌分解。,2021/9/21,22,树脂,resin,/,rosin,:,树脂是植物生长过程中的分泌物，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好地保存在煤中。,角质,cutin,和木栓质,phellem,：,化学性质十分稳定，不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保存下来。,2021/9/21,23,1.4.4,蛋白质,proteins,蛋白质：,由若干个氨基酸,(,amino acid,),结合而形成的结构复杂的高分子。由于含羧基,carboxyl,和羟基,hydroxyl,，蛋白质具有酸性和碱性官能团，强烈亲水性胶体。,高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高,。植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气态物质；,在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，,但对煤的性质没有决定性的影响。,是煤中硫、氮元素的来源之一。,2021/9/21,24,第一章 成煤原始物质与堆积环境,2,泥炭沼泽,2021/9/21,25,2021/9/21,26,2021/9/21,27,2021/9/21,28,2021/9/21,29,2021/9/21,30,一、泥炭沼泽及其形成条件,（一）泥炭沼泽概念,沼泽：,沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期积水，丛生着喜湿性沼泽植物的低洼地段。,泥炭沼泽：,如果沼泽中形成并积累着泥炭，则称为泥炭沼泽。,属性：,泥炭沼泽既不属于水域，又不是真正的陆地，而是地表水域和陆地之间的过渡形态。,。,2021/9/21,31,泥炭沼泽概念,沼泽是泥炭的主要堆积场所。地表土壤周期性或长年积水并充分湿润沼泽植物或水生,-,半水生植物繁盛。泥炭沼泽是水域与陆地之间的一种过渡地理单元，起源于两类方式：一是由湖泊、河流、潟湖等水域转化而来，二是由陆地演化而来。前者称为水域沼泽化，后者称为陆地沼泽化。,2021/9/21,32,（一）,按照,泥炭沼泽表面形态和水源补给，以及养分和植被等特征。,划分类型：,低位泥炭沼泽；,中位泥炭沼泽；,高位泥炭沼泽。,三、泥炭沼泽的类型,2021/9/21,33,沼泽的分类,（,1,）按水分补给来源的不同，可划分为三种类型：,低位沼泽：,主要由地下水补给、潜水面较高的沼,泽；,高位沼泽,：,主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽,；,中位沼泽或过渡沼泽：,兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。,（,2,）按植被生长情况沼泽划分,:,草本沼泽、泥炭藓沼泽和木本沼泽。,（,3,）根据沼泽距离海岸的远近，分为近海泥炭沼泽与内陆泥炭沼泽。,（,4,）根据水介质的含盐度，沼泽又可分为淡水的、半咸水的和咸水的。,(5),依据沼泽的水动力条件、岩性组合以及沉积物特征，可划分为闭流沼泽、覆水沼泽和泥炭沼泽三种类型。,2021/9/21,34,2024/10/1,35,2021/9/21,35,1.,低位泥炭沼泽,有人称为,富营养泥炭沼泽,。,低位泥炭沼泽的表面由于泥炭的积累不厚，且,尚未改变原有的地表低洼形