煤炭是如何形成的？

频道：行业资讯日期：2023-06-03 20:01:06 浏览：545

煤是亿万年前大量植物埋在地下慢慢形成的。煤是植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用而转变成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。这里就要引进一个概念，成煤作用。

成煤作用是指从植物死亡堆积在泥炭沼泽中形成泥炭，泥炭经成岩、变质作用形成煤炭的过程，主要包括泥炭化作用与煤化作用两个阶段。

高等植物遗体在泥炭沼泽、湖泊或前海中不断繁殖、死亡，其残骸在微生物的作用下不断分解、化合、聚积，形成泥炭的过程称为泥炭化作用。

对现代泥炭沼泽的研究表明，由于泥炭表层氧气充足，植物遗体在需氧细菌的缓慢作用下氧化分解为简单的有机化合物，这个过程称为腐植化作用。在泥炭沼泽表层，还常常由于森林火灾，泥炭暴露等原因而发生丝炭化作用，形成煤中丝炭及相应显微组分。

随着深度增加，泥炭沼泽底部逐步被水覆盖，需氧性细菌减少，厌氧细菌增多。厌氧细菌消耗了有机物质中的氧，形成了还原环境。在泥炭表层形成和保留下来的有机化合物发生复杂的合成作用而转变为腐植酸，进而形成泥炭，这一过程称为“生物化学凝胶化作用”。植物遗体经腐植化作用和生物化学凝胶化作用，形成一系列形态和细胞结构保存程度不同的腐植组显微组分。这些腐植组显微组分再经历地球化学凝胶化作用，形成烟煤及无烟煤中镜质组显微组分。因此，在泥炭化阶段，煤中各种显微组分已基本定型，在随后的成岩、变质作用过程中，显微组分只是发生性质上的变化而已。

（1）凝胶化作用——腐植组组分定型

所谓凝胶化作用，是指在弱氧化和还原环境下，植物木质纤维组织发生分解、合成作用，逐渐转变为腐植质，同时，植物细胞壁经吸水膨胀作用逐渐转变为凝胶和溶胶的整个作用过程。凝胶化作用发生在泥炭化作用及成岩作用早期，泥炭化阶段的凝胶化作用称为生物化学凝胶化作用，而成岩作用阶段的凝胶作用称为地球化学凝胶化作用。凝胶化作用程度的不同，会形成一系列形态和细胞结构不同的腐植组（镜质组）显微组分。

（2）丝炭化作用——惰质组组分定型

植物遗体堆积过程中，由于泥炭表面比较干燥，氧气供应充分，在微生物作用下失去被氧化的原子因而脱氢、脱水和相对增碳，从而形成丝炭化物质；或者由于森林火灾引起早期碳化而形成相对高碳、低氢、高芳构化、高反射率丝炭化物质的过程，称为丝炭化作用。

（3）残植化作用——稳定组组分定型

泥炭化阶段，如果长时间不断地有流水、新鲜氧气的供给和充分的微生物活动，使植物木质纤维组织及其凝胶化和丝炭化作用的产物被充分分解，植物中的角质、孢子、花粉、树皮、树脂等稳定富氢组分，由于其高度化学稳定性而保留并富集下来，形成煤中相应的稳定组分。

2.煤化作用

由泥炭转变为褐煤、烟煤、无烟煤的过程称为煤化作用。煤化作用是成煤作用的第二大阶段，按其性质煤化作用又包括成岩作用和变质作用两个连续的过程。其中，成岩作用是指泥炭被上覆沉积物覆盖后，生物化学作用逐渐停止，在压力和一定温度影响下，泥炭发生压实、脱水和胶结作用，逐步转变为褐煤的过程。成岩作用后，褐煤层继续沉降到较深处，受到不断增高的温度和压力影响，从褐煤转变为烟煤、无烟煤直至超级无烟煤的整个物理化学变化过程称为煤的变质作用。

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