聚煤条件

科技工作者之家 2020-11-17

聚煤条件指古代植物聚集而形成煤矿床(最初为泥炭)的有利条件。

泥炭化作用的最终产物是泥炭,成煤的原始物质是泥炭。植物有机体死亡后,经过生物化学作用,发生分解、合成和聚积,如果植物有机质堆积的增长量超过其分解量,才有可能聚集成泥炭层。

泥炭形成积累植物有机质堆积的增长量超过其分解量,才有可能聚集成泥炭层,泥炭沼泽的垂直剖面通常可划分为三层:氧化环境的表层、过渡条件的中间层、还原环境的底层。植物有机体的氧化分解和水解主要发生于泥炭沼泽的表层,因而泥炭沼泽的表层又称为泥炭形成层。在泥炭的形成和积累过程中,植物的根、茎、叶在根系尚未脱离矿质土之前并不参与泥炭的形成,只有植物生长在泥炭层中时植物的地上部分和地下部分才一起参与泥炭的形成和积累。

植物有机体的增长量与大气和土壤的温度等环境因素有密切关系。根据推算,各自然地带(干旱沙漠地区除外)的植物增长量大致是从高纬度向低纬度增加的。例如,苔原带植物增长量是每年每1万m21.4t,赤道雨林地带则高达16.5t;我国华南亚热带森林的枯枝落叶层每年每1万m2 达24~35 t。而小兴安岭寒温带则只有几吨到十几吨。

泥炭的形成和积累还取决于植物残体的分解强度。影响植物残体分解强度的因素主要有微生物的种类、数量、水热条件、土壤酸碱度和有机质组成等。在植物有机质进行分解的过程中,按照微生物对氧的亲和程度分为喜氧微生物和厌氧微生物。喜氧微生物包括大部分细菌、真菌和放线菌,它们是在有自由氧存在条件下分解有机质的;厌氧微生物则是在缺氧条件下分解有机质的。通常认为,喜氧微生物对泥炭的形成和积累不利。一般而言,在草原植物残体积聚的地方,都是喜氧细菌活动的地方,有机质易于被完全分解并最后矿质化。

泥炭沼泽中植物残体的氧化分解往往不充分。这是由于泥炭沼泽覆水程度增大和植物残体堆积厚度增加可使正在分解的植物残体逐渐处于与大气沟通不畅乃致隔绝的状态。在植物残体转化为泥炭的过程中,分解产生的液体和气体以及大量微生物新陈代谢活动所产生的物质可增加沼泽水酸度,因而出现不适于各种微生物生存的酸碱度条件。所以,泥炭的酸度越大、细菌越少,植物的结构保存得就越好。1

植物残骸堆积对于植物残体的堆积方式存在原地生成和异地生成两种不同观点:

原地生成说认为造煤植物的残骸堆积于植物繁衍生存的泥炭沼泽内,未经过搬运而在原地堆积并转变为泥炭。异地生成说认为,泥炭层形成的地方即植物残体大量堆积的地方并不是成煤植物生长的地方,植物残体从生长地经过长距离搬运后才在浅水盆地、泻湖、三角洲地带堆积,其依据是在现代三角洲地带(如亚马逊河、刚果河等)常见到从上游原始森林区带来的大量漂木,而在湖泊中又见到漂浮泥炭层,某些煤田内亦曾见到树根朝上倒置的树化石以及煤中混有大量矿物杂质等。美国学者Cohen(1970)对美国佛罗里达半岛西南塞布尔角的堆积于河滩介壳砂和灰泥之上的异地生成泥炭层进行研究,泥炭层厚约15 cm,呈块状,具粒状结构,泥炭层上覆介壳砂,垂向切片镜下观察泥炭层由分叠良好的红树树叶和树干碎块组成,碎块大部分大于100μm,泥炭层平行于海滩层分布.具水平层理,碎屑状基质很少;在水平切片中,长条形植物碎片大多相互平行排列,显示古水流的优选方位。这种异地生成的泥炭是由湖水将海岸红树林沼泽中的枯枝落叶层冲走并带人墨西哥沟湾,由沿岸流水搬运到海滩上堆积而成的。这种泥炭虽由海水搬运很远,但无机组分含量却很低(

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