10级煤地质学讲义

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1、10级地质工程煤田地质学讲义绪论1、煤田地质学的概念他是研究煤在地壳中分布、聚集规律的科学。2、煤田地质学简史18世纪后半叶，蒸气机的广泛应用带来了工业革命，促进了煤炭资源的需求。为了寻找煤炭资源，欧洲许多国家成立了地质调查机构，进行地质找矿。19世纪末到20世纪初，电力、冶金和炼钢等工业飞速发展，加速了对煤炭资源的需求，一些发达国家进行了大规模地质调查，发表了许多煤地质学方面的学术成果。1924年，德国学者波多涅发表了《普通煤岩学概论》一书。我国煤地质学的研究起源于鸦片战争。1922年，中国地质学会成立。新中国成立后，开展了两次大规模煤田预测工作，出版了许多区域性煤田地质著作。目前，煤地质

2、学发展日趋成熟，综合地层学、沉积学等理论，煤地质学的发展仍呈现勃勃生机。3、研究内容①成煤的原始物质和植物的堆积环境。②泥炭化作用和腐泥化作用。③煤化作用及变质作用类型。④煤的物理性质。⑤含煤沉积体系。⑥聚煤盆地及聚煤规律。⑦煤的伴生矿产资源（煤层气）。⑧中国煤田地质特征。4、研究方法结合植物学、沉积学、地层学和构造地质学等理论，利用现代测试技术手段进行综合研究。5、学习的意义掌握煤田分布的规律，可以为预测和开发煤炭资源服务；了解煤的物理化学性质，可以为煤的加工利用及开发新产品服务。第一章成煤原始物质与堆积环境1、煤的概念：煤是一种固态的可燃有机岩。2、成煤作用的概念：从植物死亡、堆积一直到

3、转变成煤，经历了复杂的生物化学、物理化学及地球化学等一系列变化，这些作用总称为成煤作用。3、成煤作用的两个阶段：第一阶段是腐泥化阶段或泥炭化阶段。在这一阶段，植物的遗体被微生物分解、化合、聚积，低等植物转变为腐泥，高等植物转变为泥炭。第二阶段为煤化作用阶段。由于地壳沉降，植物死亡后形成的泥炭或腐泥埋藏于地下深处，在温度和压力条件下发生固结成岩作用和变质作用。泥炭转变为年轻的褐煤所经历的作用是成岩作用，从年轻的褐煤转变为老褐煤、烟煤和屋檐煤所经历的作用称为变质作用。第一节成煤物质1、植物的演化与成煤作用的关系：植物是成煤的主要原始物质，因此植物的演化直接影响煤的形成。①菌藻类植物时代。太古代到

4、早泥盆世。②早期维管植物时代。晚志留世到中泥盆世，水生植物向陆生植物过渡。③蕨类和古老裸子植物时代。晚泥盆世到晚二叠世，高等植物繁盛时期，典型植物是高大的乔木，聚煤作用强，石炭-二叠纪是第一大聚煤期。④裸子植物时代。晚二叠世到中生代，受海西和印支构造运动影响，陆地面积扩大，地形高差明显，侏罗纪和早白垩纪是第二大聚煤期。我国西部侏罗纪煤炭资源是全国煤炭资源总量的60%左右。⑤被子植物时代。早白垩世到古近纪和新近纪，构造活动强烈，气候分带明显，是第三大聚煤期。-12-10级地质工程2、植物的组成：植物主要由碳水化合物（纤维素、半纤维素和果胶质）、木质素、蛋白质和脂类化合物组成。低等植物主要由蛋白

5、质和碳水化合物组成，脂类含量较高。高等植物以纤维素、半纤维素和木质素为主。①碳水化合物（纤维素、半纤维素和果胶质）：纤维素是构成植物细胞壁的主要物质，易于水解，水解后呈胶体状。②木质素：木质素也是构成植物细胞壁的主要物质，比纤维素稳定，不易水解。在沼泽环境中被微生物分解，参与形成腐植质。③蛋白质：蛋白质是植物细胞质的主要物质，在植物体中所占比例不大，亲水性强，煤中的N和S与植物的蛋白质有关。④脂类化合物：不溶于水，可溶于有机溶剂。脂类化合物包括脂肪、蜡质、树脂、角质、木栓质和孢粉质。脂肪性质较稳定，分解形成脂肪酸；蜡质、树脂、角质、木栓质性质稳定，孢粉质性质很稳定，能耐一定的温度和酸、碱处理

6、，常保存于煤中。第二节植物遗体的堆积环境1、沼泽的概念沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期积水，丛生着喜湿性植物的低洼地段。形成泥炭层堆积的沼泽称泥炭沼泽。它既不是真正的陆地，也不是水体，而是介于二者之间的过渡状态。2、泥炭的形成与积累植物死亡后，经生物化学作用分解、合成和聚积，当有机物堆积量超过分解量时，才会形成泥炭层。泥炭沼泽垂直剖面分三层：表层（氧化环境）、中间层（过渡海景）、底层（还原环境）。3、植物残骸的堆积方式以原地堆积为主，少数是异地堆积。具有工业可采意义的煤层大都是原地堆积。第三节泥炭沼泽1、泥炭沼泽的类型根据泥炭沼泽的表面形态、水源补给、营养和植被特征，可以分为三种类型：①

7、低位泥炭沼泽：低位泥炭沼泽潜水位较高，水源补给充足、营养丰富、植被茂盛。易堆积泥炭层。②高位泥炭沼泽：高位泥炭沼泽潜水位较低，水源补给主要依靠降水，营养差，多为草本和苔藓，不利于泥炭层形成。③中位泥炭沼泽：中位泥炭沼泽的状态介于上述二者之间。2、泥炭沼泽的发育地段①滨海平原。具有低位泥炭沼泽发育环境。②内陆的河流、湖泊。③山地和高原地段。3、泥炭沼泽形成的方式①水域转化为泥炭沼泽，又包括三种模式：浅水缓岸湖转