煤地质学-煤化作用

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1、2021/7/221第三章煤化作用第1节.煤化作用的阶段第2节.煤化作用的特点第3节.煤化作用的影响因素第4节.煤的变质指标和变质阶段的划分第5节.煤的变质作用类型2021/7/221高等植物从死亡到变成泥炭过程→泥炭化作用低等植物从死亡到变成腐泥过程→腐泥化作用泥炭（腐泥）变成褐煤的过程→成岩作用褐煤→烟煤→无烟煤的过程→变质作用植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程成煤作用高等植物低等植物沼泽湖泊或浅海泥炭腐泥煤褐煤→烟煤→无烟煤地下石墨泥炭（腐泥）化作用成岩作用变质作用煤化作用植物从死亡

2、、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程变质作用石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程变质作用石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程变质作用石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到

3、转变为煤所经历的一系列演化过程煤化作用变质作用石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程泥炭（腐泥）化作用煤化作用变质作用石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程泥炭（腐泥）化作用煤化作用变质作用石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程高等植物低等植物泥炭（腐泥）化作用煤化作用变质作用石墨煤褐煤→烟煤→无烟煤植物从死亡、堆积到转变为煤所经历的一系列演化过程2021/7/222第三章煤化作用第三章煤化作用煤作为一

4、种可燃有机岩石，对温度和压力的反应比无机矿物灵敏得多，由于近代各种指示不同物理化学的煤化作用程度指标测试技术迅速发展，更加促进人们应用煤化作用的各种特征来研究和解决地质问题，以及煤炭资源的加工利用问题。近年来煤化作用研究在煤盆地的构造形成与演化中已得到广泛地应用，例如确定沉积盆地原始边界、分析盆地形成的古构造格局及演化、阐明盆地形成后的构造形变、盆地热演化的研究，以及确定地层剥蚀厚度、研究大规模构造形变、研究推覆构造的形成与演化、确定断裂变形特征、研究古地温、圈定隐伏侵入体、分析浅层变质作用、找油气及找

5、煤层甲烷资源等。2021/7/2232021/7/224一、煤的成岩作用二、煤的变质作用第一节煤化作用的阶段2021/7/2251、煤的成岩作用泥炭形成后，由于盆地的沉降，在上覆沉积物的覆盖下被埋藏于地下，经压实、脱水、增碳作用，游离纤维素消失，出现了凝胶化组分，逐渐固结并具有了微弱的反射力，经过这种物理化学变化转变成年轻褐煤。这一转变所经历的作用称为煤的成岩作用。一、煤的成岩作用2021/7/226在成岩作用中，煤受到复杂的化学煤化作用和物理煤化作用：（1）化学煤化作用：主要反映在泥炭内的腐植酸、腐植

6、质分子侧链上的亲水官能团，以及环氧数目不断地减少，形成各种挥发性产物，并导致碳含量增加，氧和水分含量减少。一、煤的成岩作用2021/7/227一、煤的成岩作用2021/7/228（2）物理煤化作用：主要反映在发生了物理胶体反应，即成岩凝胶化作用，从而使未分解或未完全分解的木质纤维组织，不断转变为腐植酸、腐植质，使已经形成的腐植酸、腐植质变为黑色具有微弱光泽的凝胶化组分。成岩作用中，丝炭化组分和稳定组分也发生了变化。一、煤的成岩作用2021/7/2292、煤的变质作用煤的变质作用是指年轻褐煤，在较高的温度

7、、压力及较长地质时间等因素的作用下，进一步受到物理化学变化，变成老褐煤(亮褐煤)、烟煤、无烟煤、变无烟煤的过程。（1）化学煤化作用：表现为腐植物质进一步聚合，失去大量的含氧官能团，腐植酸进一步减少，使腐植物质由酸性变为中性，出现了更多的腐植复合物。二、煤的变质作用2021/7/2210（2）物理煤化作用：表现为结束了成岩凝胶化作用，形成凝胶化组分，植物残体己不存在，稳定组分发生沥青化作用，使叶片表皮蜡质和孢粉质的外层脱去甲氧基，形成易软化、塑性强，具粘结性的沥青质，并开始具有微弱的光泽。在温度、压力的继

8、续作用下，腐植复合物不断发生聚合反应，使稠环芳香系统不断加大，侧链减少，不断提高芳香化程度和分子排列的规则化程度，变质程度不断提高，进而转变为烟煤、无烟煤和变无烟煤。二、煤的变质作用一、煤化过程中煤的成分和性质的变化二、煤化作用物理—化学实质的探讨第二节、煤化作用的特点2021/7/22112021/7/2212一、煤化过程中煤的成分和性质的变化1、煤的成分变化(一)元素组成方面（1）增碳化趋势随着煤化程度的增加，煤中挥发物减少，碳含量增加