ppt课件chap2 煤的的形成.ppt

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1、完整版教学课件完整版教学课件chap2 煤的的形成 2009年年11月在新疆沙尔湖煤田勘查区钻孔，钻探月在新疆沙尔湖煤田勘查区钻孔，钻探出可采煤层出可采煤层11层，总厚度达层，总厚度达301米，其中一处米，其中一处单一煤层单一煤层的最大厚度的最大厚度达达217.14米，再次刷新了全国纪录。米，再次刷新了全国纪录。 0.0180.2-0.61.442.032.512.983.544.104.404.955.45低等植物低等植物海带海带低等植物低等植物地衣地衣高等植物高等植物蕨类植物蕨类植物高等植物高等植物松树松树OHCHCHO-CH3CH2OHOHO-CH3H3C-OCHCHCH2OHOHCHC

2、HCH2OH针叶树的松针叶树的松柏醇柏醇落叶树的芥落叶树的芥子醇子醇乔木的乔木的 香香豆醇豆醇植植 物物碳水化合物碳水化合物木木 质质 素素蛋蛋 白白 质质脂类化合物脂类化合物细菌细菌绿藻绿藻苔苔 藓藓蕨类蕨类草草 类类松柏及阔叶树松柏及阔叶树122830403050506050706070001020302030203050804050152010155101752010208103551013木木本本植植物物的的不不同同部部分分木质部木质部叶叶木木 栓栓孢粉质孢粉质原生质原生质607565605202030201000182570235825309010第二节 成煤的条件和环境 煤炭的生成

3、，必须有气候、生物、地理、煤炭的生成，必须有气候、生物、地理、地质等条件的相互配合，才能生成具有工业利用地质等条件的相互配合，才能生成具有工业利用价值的煤炭矿藏。价值的煤炭矿藏。这些条件包括：这些条件包括： （1 1） 大量植物的持续繁殖大量植物的持续繁殖 ( (生物、气候的影生物、气候的影响响) ) （2 2）植物遗体不能完全腐烂适合的堆积场）植物遗体不能完全腐烂适合的堆积场所所 ( (沼泽、湖泊等沼泽、湖泊等) ) （3 3）地质作用的配合（地壳的沉降运动形）地质作用的配合（地壳的沉降运动形成上覆岩层和顶底板多煤层）成上覆岩层和顶底板多煤层）植物植物泥炭化泥炭化泥炭泥炭成岩作用成岩作用褐煤

4、褐煤变质作用变质作用烟煤、无烟煤烟煤、无烟煤煤化作用煤化作用第三节 成煤作用过程 煤化程度煤化程度metamorphic grade的概念的概念：在褐煤向烟煤、无烟在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中煤转化的进程中 ，由于地质条件和成煤年代的差异，使煤，由于地质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的转化阶段。煤的这种转化阶段称为煤化程度，处于不同的转化阶段。煤的这种转化阶段称为煤化程度，有时称为变质程度，或有时称为变质程度，或煤级煤级(rank)。按煤化程度由低到高。按煤化程度由低到高依次是：依次是： 褐煤褐煤 lignite/brown coal 烟煤烟煤 bituminous coal （长焰煤

5、、气煤、肥煤、（长焰煤、气煤、肥煤、 焦煤、瘦煤、贫煤）焦煤、瘦煤、贫煤） 无烟煤无烟煤 anthracite。1 泥炭化作用peatification1.1 1.1 泥炭化作用的概念：泥炭化作用的概念： 高等植物死亡后，在高等植物死亡后，在生物化学作用生物化学作用下，下，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。变成泥炭的过程称为泥炭化作用。 在这一阶段，植物在这一阶段，植物首先首先在在微生物微生物作用下，作用下，分解和水解为分子量较小的性质活泼的化合物，分解和水解为分子量较小的性质活泼的化合物，然后然后小分子化合物之间相互作用，进一步合成新小分子化合物之间相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如

6、的较稳定的有机化合物，如腐植酸腐植酸、沥青质沥青质等。等。表表26 植物与泥炭化学组成的比较植物与泥炭化学组成的比较 元素组成，元素组成，%有机组成，有机组成，%植物与泥炭植物与泥炭CHNO+S纤维素纤维素半纤维素半纤维素木质木质素素蛋白蛋白质质沥青沥青腐植腐植酸酸莎草莎草47.205.611.6139.3750.0020305105100木本植物木本植物50.156.201.0542.1050.6020.3017130桦川草本泥桦川草本泥炭炭55.876.352.9034.9719.690.7503.5043.58合浦木本泥合浦木本泥炭炭65.466.531.2026.75o.890.390

7、042.88氧化环境层氧化环境层过渡层过渡层还原环境层还原环境层2 煤化作用 coalification 煤化作用包括煤化作用包括成岩作用成岩作用和和变质作用变质作用两个连续的两个连续的过程。过程。2.1 2.1 成岩作用成岩作用diagenesisdiagenesis 泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降速度较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。在上覆沉积物速度较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。在上覆沉积物的压力作用下，泥炭发生了压紧、失水、胶体老化、固结的压力作用下，泥炭发生了压紧、失水、胶体老化、固结等一系列变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之

8、的是缓等一系列变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是缓慢的物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩慢的物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状的褐煤。石状的褐煤。 2.2 变质作用 metamorphism 当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层压力不断增大，地温不断增高，褐煤中的物理化学作用压力不断增大，地温不断增高，褐煤中的物理化学作用速度加快，煤的分子结构和组成产生了较大的变化。速度加快，煤的分子结构和组成产生了较大的变化。碳碳含量明显增加，氧含量迅速减少，腐植酸也迅速减少并含量明显增加，氧含量迅速减少，腐植酸也迅速减少并很快消

9、失，褐煤逐渐转化成为烟煤。很快消失，褐煤逐渐转化成为烟煤。随着煤层沉降深度随着煤层沉降深度的加大，压力和温度提高，煤的分子结构继续变化，煤的加大，压力和温度提高，煤的分子结构继续变化，煤的性质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。的性质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。2 煤化作用 coalification煤层气与常规天然气组分对比表煤层气与常规天然气组分对比表 沼泽是在一定的气候、地貌和水文条件下，常年积水沼泽是在一定的气候、地貌和水文条件下，常年积水或极其潮湿的地段，内有大量植物生长和堆积。或极其潮湿的地段，内有大量植物生长和堆积。 沼泽的分类沼泽的分类（1）按水分补给来源的不同，可划分为三

10、种类型：）按水分补给来源的不同，可划分为三种类型： 低位沼泽：低位沼泽：主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽；主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽； 高位沼泽：高位沼泽：主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽；主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽； 中位沼泽或过渡沼泽：中位沼泽或过渡沼泽：兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。 （2）根据沼泽距离海岸的远近，分为近海泥炭沼泽与内陆）根据沼泽距离海岸的远近，分为近海泥炭沼泽与内陆泥炭沼泽。泥炭沼泽。（3）根据水介质的含盐度，沼泽又可分为淡水的、半咸水）根据水介质的含盐度，沼泽又可分为淡水的、半咸水的和咸水的。的和咸水的。 湖沼演化中泥炭和淤泥形成示意图湖沼演化中泥炭和淤泥形成示意图泥炭沼泽中植物与泥炭层的形成泥炭沼泽中植物与泥炭层的形成泥炭泥炭泥炭泥炭泥炭泥炭