Превращение исходного растительного материала в процессе углеобразования

p Уголь - это твердая, горючая горная порода, образовавшаяся из отмерших растений в результате их биохимических, химических и физических изменений.

p Уголь образуется в условиях, когда гниющий растительный материал накапливается быстрее, чем происходит его бактериальное разложение. Идеальная обстановка для этого создаётся в болотах, где стоячая вода, обеднённая кислородом препятствует жизнедеятельности аэробных бактерий, начинают работать анаэробные бактерии. Так возникает торф — исходный продукт для образования угля. Опускаясь вглубь под наносами, торф испытывает сжатие и, теряя воду и газы, преобразуется в уголь.

p Под давлением наслоений осадков толщиной в 1 км из 20-метрового слоя торфа получается пласт бурого угля толщиной 4 м. Если глубина погребения растительного материала достигает 3 км, то такой же слой торфа превратится в пласт каменного угля толщиной 2 м. На большей глубине, порядка 6 км, и при более высокой температуре 20-метровый слой торфа становится пластом антрацита толщиной в 1,5м

p Превращение отмерших растений в уголь происходит в результате непрерывного процесса, в котором принято выделять две основные фазы:

p гумификация - превращение отмерших растений в торф;

углефикация - превращение торфа последовательно в бурый, каменный угли и антрацит.

p Торфообразование ТГИ - процесс превращения остатков растений в условиях обильной влажности и прекращения доступа воздуха. Характерный признак - образование и накопление гуминовых кислот (ГК) в торфогенном слое.

p Торф - смесь продуктов превращения растительных остатков и минеральных примесей различного происхождения.

p Современная теория торфообразования представляет данный процесс как синтез гуминовых веществ из материала отмерших растений посредством деятельности аэробных и анаэробных бактерий. Образование ГК начинается в растении путем циклизации углеводов под действием ферментов растений.

p Дальнейшее преобразование торфов, сапропелей и первичных отложений липтобиолитов в угли происходит при погружении их в более глубокие слои земной коры и покрытия их минеральной кровлей. В этих условиях микробиологическая деятельность замедляется. Биохимические процессы гумификации сменяются геохимическими процессами углефикации остаточного углеродистого материала.

p Углефикация подразделяется, в свою очередь, на две части:

p Диагенез, в ходе которого торф превращается в бурый уголь под влиянием преимущественно биохимических превращений за счет жизнедеятельности микроорганизмов.

Метаморфизм, в течение которого бурый уголь под влиянием физических факторов - повышенной температуры и давления горных пород - превращается в каменный уголь и антрацит. Характер и глубина диагенеза и метаморфизма угля определяются степенью углефикации.

p Процесс углефикации протекает одновременно с потерей растительным материалом неуглеродных атомов и повышением в нем доли углерода, атомы которого образуют пространственные структуры, аналогичные структурам графита. Потеря неуглеродных атомов веществом ТГИ сопровождается не только его структурной перестройкой, но и уменьшением в нем количества реакционноспособных функциональных групп. В результате чего повышается устойчивость горючего ископаемого к воздействию химических реагентов и высоких температур.

p Глубины погружения угольных пластов, температура, давление и продолжительность их воздействия существенно различаются в пределах угольных бассейнов. Именно с этим связано наличие в отдельных бассейнах углей, неодинаковых по степени углефикации. Они составляют непрерывный генетический ряд: бурые угли ‑ каменные угли ‑ антрациты.

Дата добавления: 2014-12-08