随着地壳的下沉,堆积在沼泽中的泥炭就逐渐被黏土
砂石等物质的堆积而形成了岩层。泥炭在上覆岩层的压力作用下又发生了压紧
失水、胶体老化、硬结等物理和物理化学作用
使覆盖泥炭的化学组成也发生了不断的变化
最后变成了碳含量更高、氧和氢含量更低而致密度更高的褐煤
褐煤在岩层压实下又经过高温(200℃左右)
高压(几千至几万大气压)作用下而逐渐演变成烟煤和无烟煤。
地球上真正由高等植物形成的腐殖煤由泥盆纪开始
世界的煤炭资源中有95%以上为腐殖煤。
腐殖煤的原始成煤物质为高等植物中的纤维素
半纤维素和木质素等的主要成分,它们是在植物死亡后逐渐形成的。
在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的
包括脱水、脱羧、脱甲烷、脱氧和缩聚等。
压力也是煤形成过程中的一个重要因素。
随着煤化过程中气体的析出和压力的增高,反应速度会愈来愈馒
但却能促成煤化过程中煤质物理结构的变化,能够减少低变质程度煤的孔隙率
水分和增加密度。古代高等植物死亡后,其残骸堆积在空气不太充足的低地沼泽中
产生不完全的氧化分解作用(称为半败作用)
随后,由于死亡植物残骸的不断堆积,它们完全与空气隔绝而氧气停止进入
这时植物残骸依靠本身含有的氧而发生厌氧细菌的分解作用
从而开始脱水、去羧基(-COOH),放出二氧化碳、水及甲烷等气体
使残骸的碳含量相对增高,氧和氢含量则逐渐减少,形成了一种凝胶状的物质,这种物质称为泥炭。
地壳继续下沉,褐煤的覆盖层也随之加厚。在地热和静压力的作用下
褐煤继续经受着物理化学变化而被压实、失水
其内部组成、结构和性质都进一步发生变化。
这个过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。
烟煤比褐煤碳含量增高,氧含量减少,腐植酸在烟煤中已经不存在了。
烟煤继续进行着变质作用。由低变质程度向高变质程度变化。
从而出现了低变质程度的长焰煤、气煤,中等变质程度的肥煤
焦煤和高变质程度的瘦煤、贫煤。它们之间的碳含量也随着变质程度的加深而增大。
温度对于在成煤过程中的化学反应有决定性的作用。
随着地层加深,地温升高,煤的变质程度就逐渐加深。
高温作用的时间愈长,煤的变质程度愈高,反之亦然。
在温度和时间的同时作用下,煤的变质过程基本上是化学变化过程。
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