煤田地質(zhì)學(xué)講義

1、07地質(zhì)工程1煤田地質(zhì)學(xué)講義緒論緒論1、煤田地質(zhì)學(xué)的概念它是研究煤在地殼中分布、聚集規(guī)律的科學(xué)。2、煤田地質(zhì)學(xué)簡史18世紀后半葉，蒸氣機的廣泛應(yīng)用帶來了工業(yè)革命，促進了煤炭資源的需求。為了尋找煤炭資源，歐洲許多國家成立了地質(zhì)調(diào)查機構(gòu)，進行地質(zhì)找礦。19世紀末到20世紀初，電力、冶金和煉鋼等工業(yè)飛速發(fā)展，加速了對煤炭資源的需求，一些發(fā)達國家進行了大規(guī)模地質(zhì)調(diào)查，發(fā)表了許多煤地質(zhì)學(xué)方面的學(xué)術(shù)成果。1924年，德國學(xué)者波多涅發(fā)表了《普通煤巖學(xué)

2、概論》一書。我國煤地質(zhì)學(xué)的研究起源于鴉片戰(zhàn)爭。1922年，中國地質(zhì)學(xué)會成立。新中國成立后，開展了兩次大規(guī)模煤田預(yù)測工作，出版了許多區(qū)域性煤田地質(zhì)著作。目前，煤地質(zhì)學(xué)發(fā)展日趨成熟，綜合地層學(xué)、沉積學(xué)等理論，煤地質(zhì)學(xué)的發(fā)展仍呈現(xiàn)勃勃生機。3、研究內(nèi)容①成煤的原始物質(zhì)和植物的堆積環(huán)境。②泥炭化作用和腐泥化作用。③煤化作用及變質(zhì)作用類型。④煤的物理性質(zhì)。⑤含煤沉積體系。⑥聚煤盆地及聚煤規(guī)律。⑦煤的伴生礦產(chǎn)資源（煤層氣）。⑧中國煤田地質(zhì)特征。4、

3、研究方法結(jié)合植物學(xué)、沉積學(xué)、地層學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等理論，利用現(xiàn)代測試技術(shù)手段進行綜合研究。5、學(xué)習(xí)的意義掌握煤田分布的規(guī)律，可以為預(yù)測和開發(fā)煤炭資源服務(wù)；了解煤的物理化學(xué)性質(zhì)，可以為煤的加工利用及開發(fā)新產(chǎn)品服務(wù)。第一章第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境1、煤的概念：煤是一種固態(tài)的可燃有機巖。2、成煤作用的概念：從植物死亡、堆積一直到轉(zhuǎn)變成煤，經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)、物理化學(xué)及地球化學(xué)等一系列變化，這些作用總稱為成煤作用。3、

4、成煤作用的兩個階段：第一階段是腐泥化階段或泥炭化階段。在這一階段，植物的遺體被微生物分解、化合、聚積，低等植物轉(zhuǎn)變?yōu)楦啵叩戎参镛D(zhuǎn)變?yōu)槟嗵?。第二階段為煤化作用階段。由于地殼沉降，植物死亡后形成的泥炭或腐泥埋藏于地下深處，在溫度和壓力條件下發(fā)生固結(jié)成巖作用和變質(zhì)作用。泥炭轉(zhuǎn)變?yōu)槟贻p的褐煤所經(jīng)歷的作用是成巖作用，從年輕的褐煤轉(zhuǎn)變?yōu)槔虾置?、煙煤和屋檐煤所?jīng)歷的作用稱為變質(zhì)作用。第一節(jié)成煤物質(zhì)1、植物的演化與成煤作用的關(guān)系：植物是成煤的主要原

5、始物質(zhì)，因此植物的演化直接影響煤的形成。①菌藻類植物時代。太古代到早泥盆世。②早期維管植物時代。晚志留世到中泥盆世，水生植物向陸生植物過渡。07地質(zhì)工程3深水陡岸湖轉(zhuǎn)化為泥炭沼澤，浮游植物死亡后，沉入湖底，轉(zhuǎn)化為泥炭。河流轉(zhuǎn)化為泥炭沼澤，類似淺水緩岸湖轉(zhuǎn)化模式。②陸地沼澤化地面上封閉的洼地可能形成沼澤。第四節(jié)泥炭的主要組成及性質(zhì)1、泥炭的化學(xué)組成泥炭中除了含有大量的水分外，還包括有機質(zhì)和礦物質(zhì)。①有機質(zhì)。包括植物殘體和腐植質(zhì)。泥炭有機質(zhì)

6、含量是指有機質(zhì)占泥炭干物質(zhì)總量的百分比。我國泥炭以草本泥炭為主，有機質(zhì)含量占60%左右。有機質(zhì)中，C：55%，O：35%，H：6%，N：2%，S：0.3%在泥炭有機質(zhì)中，以稀堿溶液提取的物質(zhì)稱為腐植酸，是泥炭的特征組分，腐植酸不是單一化合物，而是由分子大小不同、結(jié)構(gòu)也不同的羥基芳香羧酸組成的混合物。②礦物質(zhì)泥炭中的礦物質(zhì)主要來源于風(fēng)、水流挾帶的礦物質(zhì)通過沉積作用，轉(zhuǎn)化為泥炭的組分。常見的礦物質(zhì)有石英、次生粘土礦物。元素以硅為主，其次是鐵

7、、鋁、鈣、鎂，礦物質(zhì)的另一來源是植物本身。2、泥炭的物理化學(xué)性質(zhì)①分解度：是指植物殘體由于腐解作用失去細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的相對含量，或者是泥炭中無定形腐植質(zhì)占有機質(zhì)的百分含量。②含水性有濕度和持水量兩種表示方法。泥炭濕度是指泥炭中水分占泥炭總重的百分比。持水量是指泥炭中水分占泥炭干物質(zhì)重量的百分比。③泥炭的比重和容重泥炭的比重一般為1.4左右，蘚類泥炭較輕，木本泥炭和草本泥炭偏重。無量綱。泥炭在自然狀態(tài)下的容重稱濕容重，干燥后的容重稱干容重。

8、單位是gcm3④結(jié)構(gòu)和顏色泥炭結(jié)構(gòu)疏松多孔，力學(xué)穩(wěn)定性差。苔蘚泥炭呈海綿狀，草本泥炭呈纖維狀，木本泥炭為碎塊狀。泥炭的顏色與植物、分解度和礦物質(zhì)有關(guān)。例如，苔蘚泥炭呈黃色，分解轉(zhuǎn)變?yōu)楦操|(zhì)呈黑色，含藍鐵礦呈藍色，含菱鐵礦呈淺綠色。⑤泥炭的可燃性泥炭具有可燃性，用發(fā)熱量表示。我國泥炭發(fā)熱量多在1012MJKg。3、泥炭的類型根據(jù)植物的組成，泥炭分為草本泥炭、木本泥炭和蘚類泥炭。泥炭類型灰分含量分解能力酸堿度含水量顏色彈性草本泥炭較高較強微