煤矿地质学第五章煤与含煤岩系

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1、第五章煤与含煤岩系第一节成煤作用一、成煤植物二、成煤作用三、成煤的必要条件第二节煤的物质组成、性质与分类一、煤岩成分和宏观煤岩类型二、煤的性质三、煤的分类第三节含煤岩系和煤田一、含煤岩系及其类型二、含煤岩系的组成三、煤田、聚煤期及聚煤区前言煤是怎样形成的？它有什么特性？中国的煤碳资源主要分部在哪些区域？煤矿工程技术人员应该学习和掌握有关煤的一些知识，如成煤作用，煤种，煤层厚度及其稳定性，顶板、底板、标志层岩性，煤在地下的赋存情况等。第一节成煤作用一、成煤植物煤是由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质。植物分为低等和高等植物。低等植物主要是由单细胞活多细胞构成的丝状和

2、叶片状植物体。最大特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构造比较简单，多数生活在水中，如：菌类和藻类；高等植物的最大特点是有根、茎、叶等器官的分化，如：苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等。除苔藓植物外，其它植物常能形成高大乔木，具有粗壮的茎和根。由低等植物形成的煤称为腐泥煤。由高等植物形成的煤称为腐植煤（因其含有大量的腐植酸而得名）。在自然界中，腐植煤占绝大数，目前开采的也主要是腐植煤，所以腐植煤是介绍的重点。二、成煤作用煤是由植物经过漫长的极其复杂的生物化学、物理化学转变而成的。从植物遗体堆积到转变为煤的一系列演变过程称为成煤作用。成煤作用大致分为两个阶段：第一

3、阶段，泥炭化阶段；第二阶段，煤化阶段。在泥炭化阶段，低等植物及浮游生物遗体经泥化作用形成腐泥，高等植物遗体经泥化作用形成泥炭；在煤化阶段，腐泥转变为腐泥煤，泥炭经煤成岩作用转变为褐煤，褐煤经煤变质作用变为烟煤和无烟煤。褐煤、烟煤、无烟煤均属腐植煤类。（一）泥炭化阶段1、腐泥化作用低等植物和浮游生物遗体在湖沼、泻湖和海湾等还原环境中转变为腐泥的生物化学作用称为腐泥化作用。2、泥炭化作用当生活在湖泊、浅海等水体中的低等植物和低等动物死亡之后，在水体表层和下沉到水底的过程中，先遭受一定程度的氧化分解。沉向水底后，由于水层和随后沉积物的覆盖，转入缺氧的还原环境，在厌氧细菌的

4、作用下，低等植物中的蛋白质、脂肪等遭到分解。然后经过化学合成作用，形成一种含水很多的棉絮状胶体物质（富含沥青质）。这些物质与泥砂混合后进一步变化，即形成了腐泥。这一过程为腐泥化作用。（一）植物条件植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁殖，就不可能有煤的形成。因此，植物的大量繁殖是形成煤的基本条件。从地球上生物演化的历史来看，虽然震旦纪前就已经出现了生物，但是煤主要是在最近数亿年内植物大量繁殖之后形成的。植物的大量繁殖是从石炭纪开始，特别是石炭纪、二叠纪、侏罗纪、白垩纪及第三纪，植物生长繁茂，种类繁多，森林广布，对成煤十分有利。因此，伴随植物界的飞跃，出现了地史上重要

5、的聚煤期，即石炭——二叠纪聚煤期，侏罗——白垩纪聚煤期及第三纪聚煤期。上述三大聚煤期在我国均有聚煤作用发生。（二）气候条件气候直接影响植物的生长和分解，只有在温暖、潮湿的气候条件下，植物才能大量生长繁殖。同时植物遗体也只有在积水的沼泽等地带，才能免遭完全氧化分解，逐渐堆积起来。而沼泽的发育也要求潮湿的气候。因此，温暖、潮湿的气候是形成煤的重要条件。目前倾向于认为湿度是最重要的。只要有足够的湿度，无论在热带、亚热带或温带、寒带，都可以发育泥炭沼泽并形成泥炭层。但相比之下，温度、潮湿的气候最有利于煤的形成。（三）自然地理条件形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植物广泛分

6、布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保存的自然地理环境。自然界中，只有沼泽等具备这种条件。因此，形成煤必须有适于发育大面积沼泽化的自然地理环境。沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期性积水的洼地。一般滨海的广阔平原、内陆湖泊、泻湖海湾、山间或内陆盆地、宽广河谷的河漫滩、河口三角洲平原等，受地壳升降、海水进退的影响，容易发育成大片沼泽。（四）地壳运动条件形成具有工业价值的厚煤层，需要有很厚的泥炭层。而泥炭层的堆积和保存与地壳的升降运动有关。首先泥炭层的堆积，要求地壳不断缓慢地沉降，其沉降的速度最好与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种平衡持续的时间越长，形成的泥炭层就越厚，否则

7、就形不成泥炭层或形成的泥炭层较薄。其次，泥炭层的保存也需要地壳不断沉降。此外，为使一个地区能形成较多的煤层，又要求地壳在总的沉降过程中发生多次小型升降或间歇性沉降。因此，形成煤要求地壳运动总的趋势是不断地缓慢沉降。在地壳缓慢沉降过程中，同一地区，如果其沉降的幅度不同，会造成煤层厚度的变化，出现分叉、变薄、尖灭现象。总之，在地壳发展过程中，只要某个地区同时具备以上四个条件，而且彼此之间配合的较好，持续的时间也较长，就能形成具有工业价值的煤层。如果彼此之间的配合，只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业价值的煤层。第二节煤的物质组成、性质与分类不同的煤种有