煤地質(zhì)學(xué)資料.doc

煤地質(zhì)學(xué)思考題第一章 成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境1、成煤作用與植物演化階段的關(guān)系與意義有哪些？植物界可分為低等植物和高等植物兩大類(lèi)別。 屬于低等植物的有藻類(lèi)和菌類(lèi)，存在于元古宙到早泥盆世，為植物發(fā)展演化的菌藻類(lèi)植物時(shí)期。高等植物是由低等植物歷經(jīng)長(zhǎng)期演變而來(lái)的，在形體結(jié)構(gòu)和生理功能特征上都比低等植物更加復(fù)雜。成煤作用也就具有階段性：原因在于植物演化與成煤作用具有密切關(guān)系，而植物演化具有明顯的階段性。2.植物殘骸堆積的學(xué)說(shuō)有哪幾種？其依據(jù)表現(xiàn)在那些發(fā)那個(gè)面？對(duì)于植物殘?bào)w的堆積方式存在著原地生成與異地生成的不同觀點(diǎn)。 （一）原地生成說(shuō)或稱(chēng)為“原地堆積說(shuō)”。原地生成說(shuō)認(rèn)為，造煤植物的殘骸堆積于植物繁衍生存的泥炭沼澤內(nèi)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)搬運(yùn)，在原地堆積并轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵?，最終成煤。主要依據(jù)： 現(xiàn)代泥炭沼澤（濕地）繁殖大量植物，在原地堆積形成泥炭，且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)被搬運(yùn)的跡象；煤層底板中有垂直的根系化石，煤層底板為植物生長(zhǎng)的土壤；煤層中陸源碎屑礦物比較少；大多數(shù)煤層厚度比較穩(wěn)定，在大面積范圍內(nèi)可以對(duì)比，說(shuō)明當(dāng)時(shí)成煤環(huán)境是一種穩(wěn)定的環(huán)境。煤層可以作為標(biāo)志層進(jìn)行大范圍對(duì)比。（二）異地生成說(shuō)（異地堆積說(shuō)） 異地生成說(shuō)認(rèn)為，泥炭層形成的地方，即植物殘?bào)w大量堆積的地方并不是成煤植物生長(zhǎng)的地方，植物殘?bào)w從生長(zhǎng)地經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離搬運(yùn)后，再在淺水盆地、瀉湖、三角洲地帶堆積而成。主要依據(jù)： 在現(xiàn)代的三角洲地帶(如亞馬遜河、剛果河等)，?？梢?jiàn)到從上游原始森林區(qū)帶來(lái)的大量漂木 在湖泊中見(jiàn)到漂浮的泥炭層 某些煤田內(nèi)曾見(jiàn)有樹(shù)根朝上倒置的樹(shù)化石，以及 煤中混有大量礦物雜質(zhì) 煤層底板巖性與煤層在沉積上有大的差異，如煤層底板為石灰?guī)r等化學(xué)沉積等。3、泥炭沼澤及發(fā)育環(huán)境有哪些？（三）微異地生成說(shuō)（或稱(chēng)“亞原地生成說(shuō)”） 泥炭沼澤內(nèi)部植物殘?bào)w、部分泥炭受沖刷搬運(yùn)并重新堆積的現(xiàn)象比較常見(jiàn)。如河漫灘沼澤、三角洲平原沼澤受河水泛濫的影響，以及濱海沼澤受海潮、風(fēng)暴潮的影響，都可能造成沼澤內(nèi)部的局部搬運(yùn)和重新堆積現(xiàn)象。為“微異地生成”或“亞原地生成” (Stach等)。在微異地生成的煤片中，常見(jiàn)植物結(jié)構(gòu)組分破碎、微細(xì)斜層理和微波狀細(xì)層理，以及各種煤巖顯微組分的碎屑體和原有植物組織的氧化現(xiàn)象和大量礦物雜質(zhì)的混入等。3、泥炭沼澤及發(fā)育環(huán)境有哪些？沼澤是濕潤(rùn)的土壤內(nèi)，長(zhǎng)期或季節(jié)性的積水，并生長(zhǎng)著喜濕性植物的低洼地段。沼澤中形成并積累著泥炭成為泥炭沼澤。發(fā)育環(huán)境：1. 泥炭沼澤重要發(fā)育地帶濱海平原2.內(nèi)陸的地區(qū)1）山地、高原地區(qū)的局部山間盆地成為泥炭沼澤發(fā)育區(qū)2）河流形成的局部地貌成為泥炭沼澤發(fā)育區(qū)3）大陸湖泊地帶局部濱湖洼地成為泥炭沼澤發(fā)育區(qū)4）熱帶或亞熱帶局部的巖溶地區(qū)成為泥炭沼澤發(fā)育區(qū)5）局部地區(qū)的冰川冰蝕地貌為形成泥炭沼澤的發(fā)育區(qū)4、按不同情況劃分出哪幾類(lèi)泥炭沼澤？ 第二章 泥炭化作用和腐泥化作用泥炭化作用：植物物質(zhì)經(jīng)受生物化學(xué)分解及合成的復(fù)雜的過(guò)程且最終形成泥炭的作用腐泥化作用：低等植物(藻類(lèi))和浮游生物遺體在滯流還原環(huán)境和厭氧微生物參與下，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物化學(xué)變化形成的富含水分的有機(jī)軟泥(腐泥) 的過(guò)程稱(chēng)為腐泥化作用凝膠化作用：指植物的主要組成部分在泥炭化過(guò)程中經(jīng)過(guò)生物化學(xué)變化和物理化學(xué)變化，形成以腐植酸和瀝青質(zhì)為主要成分的膠體物質(zhì)（凝膠和溶膠）的過(guò)程。絲炭化作用：高等植物死亡后在微生物參與下不斷被分解、化合、聚積，發(fā)生生物地球化學(xué)作用形成泥炭的過(guò)程殘值化作用：中水介質(zhì)流通較暢，長(zhǎng)期有新鮮氧供給的條件下，凝膠化作用和絲炭化作用的產(chǎn)物被充分分解破壞并被流水帶走，穩(wěn)定組分大量集中的過(guò)程稱(chēng)為殘植化作用比較凝膠化作用、絲炭化作用與殘值化作用發(fā)生的條件？ 凝膠化作用 較為停滯的、不太深的覆水條件下，弱氧化至還原環(huán)境，在厭氧細(xì)菌的參與. 絲炭化作用 沼澤覆水程度發(fā)生變化;沼澤表面變得比較干燥，氧的供應(yīng)較 為充分;氧化過(guò)程中有機(jī)物在微生物參與下由于失去被氧化的原子團(tuán)而脫氫、脫水，碳含量相對(duì)地增加 殘植化作用 水介質(zhì)具有流動(dòng)特性敞流沼澤長(zhǎng)期有新鮮氧供應(yīng),發(fā)生氧化 作用穩(wěn)定組分聚集第三章 煤化作用1、 煤化作用劃分幾個(gè)階段？各具哪些特點(diǎn)？泥炭化作用階段：從成煤原始物質(zhì)的堆積，經(jīng)生物化學(xué)作用直到泥炭的形成煤化作用階段：當(dāng)泥炭形成后，由于沉積盆地的沉降，泥炭被埋藏于深處，在溫度、壓力增高等物理、化學(xué)作用下，形成褐煤、煙煤、無(wú)煙煤、變無(wú)煙煤特點(diǎn)：1、煤在連續(xù)地系列演化過(guò)程中，可明顯地顯現(xiàn)出增碳化(相對(duì))趨勢(shì) 2、隨著煤化作用進(jìn)程,煤的有機(jī)分子表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)單一化趨勢(shì) 3、隨著煤化作用進(jìn)程,煤的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為致密化和定向排列的趨勢(shì)4、隨著煤化作用進(jìn)程,煤顯微組分性質(zhì)呈現(xiàn)為均一性趨勢(shì)5、煤化作用是一種不可逆的反應(yīng)6、煤化作用的發(fā)展是非線性的，表現(xiàn)為煤化作用的躍變，簡(jiǎn)稱(chēng)煤化躍變2、 煤化躍變及特點(diǎn)有哪些？煤化躍變：煤化作用的發(fā)展是非線性的，表現(xiàn)為煤化作用的躍變，簡(jiǎn)稱(chēng)煤化躍變特點(diǎn)：（1）第一次躍變（）：發(fā)生在長(zhǎng)焰煤開(kāi)始階段特點(diǎn)是：發(fā)生瀝青化作用，生成瀝青質(zhì)（2）第二次煤化躍變（）出現(xiàn)在肥煤到焦煤階段 特點(diǎn)是： 煤中甲烷的大量逸出，釋放出大量的氫。富氫的側(cè)鏈和鍵的大量縮短及減少；煤的比重下降到最小值；煤的顯微孔隙度逐漸縮小，水分減少發(fā)熱量則升高到最大值(這是和鏡質(zhì)組的硬度、密度的最小值，以及煉焦時(shí)可塑性最大值相一致)；焦煤階段，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，水分含量（主要是內(nèi)在水分）又有所回升；煤的物理、工藝性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)折：耐磨性、焦化流動(dòng)性、粘結(jié)性、內(nèi)生裂隙數(shù)目等都達(dá)到極大值，內(nèi)面積、濕潤(rùn)熱等達(dá)到最小值。稱(chēng)為煤化作用轉(zhuǎn)折。第二次躍變的結(jié)果-煤化臺(tái)階：殼質(zhì)組與鏡質(zhì)組在顏色、突起、反射率等的差異愈加變小。因此，殼質(zhì)組從Vdaf=2922這一階段的明顯變化又稱(chēng)為煤化臺(tái)階。生油生氣：本階段與油氣形成的深成階段后期(即熱裂解氣開(kāi)始形成階段)相當(dāng)，石油烴轉(zhuǎn)化為氣體烴，因此它對(duì)應(yīng)于石油的“死亡線” （3）第三次躍變（）發(fā)生于煙煤變?yōu)闊o(wú)煙煤階段 代表了煤化作用的最終階段，其產(chǎn)物是無(wú)煙煤和變無(wú)煙煤的形成（4）第四次躍變?yōu)闊o(wú)煙煤與變無(wú)煙煤分界 特點(diǎn)：在化學(xué)煤化作用方面，主要表現(xiàn)為氫含量與氫碳原子比的急劇下降。碳含量隨埋藏深度的增加也明顯地增大。硬度增大、光澤增強(qiáng)，到變無(wú)煙煤時(shí)幾乎呈金屬光澤，宏觀上微層理已不明顯。3、煤化作用的關(guān)鍵因素是什么？ 一、溫度（煤化作用最重要的影響因素） 溫度的影響因素：（1）當(dāng)?shù)氐拇蟮責(zé)崃骷肮诺販靥荻龋号璧氐販貓?chǎng)；（2）地球深部巖漿活動(dòng)，巖漿熱的疊加狀況；（3）構(gòu)造熱流場(chǎng)；（4）放射性物質(zhì)產(chǎn)生的熱；（5）下伏和共生巖石的導(dǎo)熱性能等。二、時(shí)間在煤化作用中，煤在溫度、壓力作用下所經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)短，特別是在地質(zhì)上的時(shí)間延續(xù)，都是不可忽視的因素。 時(shí)間因素在較高的溫度下往往更加明顯，當(dāng)溫度過(guò)低，時(shí)間因素就不易起作用了。三、壓力：壓力的雙重特點(diǎn) 在構(gòu)造壓應(yīng)力作用下，剪切與拉伸能使芳香族單元層沿石墨形成的方向更加排列有序，這在半石墨化、石墨化階段表現(xiàn)的更為明顯。靜壓力使煤的孔隙率和水分降低、比重增加，還促使芳香族稠環(huán)平行于層面作有規(guī)則的排列。構(gòu)造應(yīng)力影響到反射率值及鏡質(zhì)組的各向異性，其光性也發(fā)生變化。 第四章 煤的變質(zhì)作用類(lèi)型1、 什么是希爾特定律？它的意義表現(xiàn)在哪些方面？希爾特定律：在地層大致水平的條件下，每百米煤的揮發(fā)分降低約2.3，即煤的變質(zhì)程度隨埋藏深度的加深而增高，為希爾特定律。意義：1）質(zhì)梯度表示。變質(zhì)梯度是指煤在地殼恒溫層之下，每加深100m煤變質(zhì)程度增高的幅度2）特定律幾乎在各個(gè)煤田都得到了證實(shí)3）異常、巖漿侵入煤系、煤巖成分、還原程度或煤的成因類(lèi)型的差異有時(shí)會(huì)引起與希爾特定律不符合情況 2、 什么是深沉變質(zhì)作用、區(qū)域巖漿熱力變質(zhì)作用、接觸變質(zhì)作用？深成變質(zhì)作用：煤層因沉降而埋藏于地下深處，由于地?zé)峒吧细矌r系靜壓力作用下煤所發(fā)生變質(zhì)作用巖漿變質(zhì)作用：由于巖漿熱、揮發(fā)分氣體和壓力的影響，使煤發(fā)生的變質(zhì)作用。這種變質(zhì)作用形成的條件是由于巖漿的侵入、穿過(guò)或靠近煤層或煤系。進(jìn)一步劃分為兩種類(lèi)型：一種是與淺成侵入巖有關(guān)的接觸變質(zhì)作用；另一種是與地下龐大的深成侵入體有關(guān)的區(qū)域巖漿熱力變質(zhì)作用。接觸變質(zhì)作用：指各種巖床、巖墻、巖脈等淺成巖體侵入或接近煤層，這些侵入