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陕西煤炭是怎么形成的或者说煤炭为什么可以几乎全是碳?

作者:admin 发布日期: 2019-11-16 二维码分享

其实我们见到并且使用的陕西煤炭都不是直接从煤层中采出的原煤。几乎所有民用煤炭都是经过选煤厂进行选煤,洗煤之后的精煤。精煤中含矸率较低,所以大家可能有种煤炭中几乎全是碳的错觉。 据观察,煤层中无机物还是有的,我们一般叫煤矸石,选煤厂的化验员称为灰分。同一煤层中的不同区域灰分含量也不相同,这与地质构造有关。煤的变质程度不同,灰分含量也不同,一般变质程度越高热值越高,灰分越小。 


陕西煤炭


当前主流认识是沉积的时候就是这么高的有机质含量,及这么低的灰分含量,后期无机物并没有多大改变。煤这个名词本身就自带低灰分属性。比如有机质含量在百分之60以上称之为煤,那些灰分高于百分之四十的只是叫做炭质泥岩,或者说高炭泥岩,这些有机质含量在百分之十至百分之四十炭质泥岩在自然界很多,但数量来说远小于煤,煤作为一种聚集有机质和一种沉积岩,是有它的特殊性。另外,无论哪种煤都含有灰分,我见过的.低的是百分之一,.高的就是上面说的百分之40,灰分含量再高点就考虑给它换个名称了,炭质泥岩或者夹矸,前面已经提及。


虽然说问题包含了成煤与煤结构演化,但煤结构演化一块基本已经清楚,同时也比较容易理解,其实就是脱氧脱氢,芳构化秩序化的过程,无机质只是稍微有些改变,部分矿物质会形成比如黄铁矿,还有裂隙中石英方解石充填,或者粘土矿物发生转化,但不会有特别大的改变,并不能解答题主的疑惑。所以这个问题的关键在于成煤理论,煤炭是怎么沉积的,为何沉积中无机质含量这么低,以沉积学的基本观点来看稍微有些不可思议,这也给学习者带来较多的困扰。


陕西煤炭


当然,现在的成煤理论不算完善,主流的成煤理论是原地成煤理论,另外亦是有异地成煤理论和微异地成煤理论,异地成煤理论支持点在于个别成煤物质发生了搬运现象。不过原地成煤理论与异地成煤理论都认为煤沉积的时候有机质含量就是很高,很少有矿物质进入。煤沉积过程是一层一层的植物遗体的堆积,前一批植物死亡后,后一批植物在死亡的遗体上继续生长,之后再倒下,新一批植物在此生长,实际上的泥炭沼泽的高度要略高于旁边的水位,也就使得外界的流水不能流入其中,而是再一旁绕过,泥炭沼泽内部的水主要靠降雨,这样外界的流水并不能携带泥沙进入沼泽,所以基本没有矿物质来源。厚煤层的沉积还要依靠地壳的稳定下降,使得沉下去一段时间的植物遗体在水面以下隔绝空气,不至于被彻底分解,巨厚煤层的形成是讲究天时地利人和。


不止如此植物枯落物与动植物残骸及有机残留物在土壤中,经过各种菌类及微生物的分解,会形成腐殖质。腐殖质现在业界还没有一个很清晰透彻的研究,我们现在只知道它的主要组成成分。而它的组成成分大部分为有机物,这是其一。其二,虽然类似碳酸钙这样的反应参与者,但他们参与变化的那些量并不大,所占比重也不是特别的大。因为他们的化学反应的比例这是一定的,再多也没用,也融不进。其三,煤炭在地下深埋。它的物质交换并不频繁,在有限的空间内,它的元素交换是有限的,这行成了一个特定的环境。