01第一章成煤原始物质与堆积

木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。
OH
OH
OH
O-CH3
H3C-O
O-CH3
CH CH
CH2OH
针叶树的松 柏醇
CH
CH CH2OH
落叶树的芥 子醇
CH
CH CH2OH
乔木的－香 豆醇
1.4.3 脂类化合物 lipids/fatty compounds
石炭-二叠纪是全世界范围内最重要的聚煤时 期，地势比较平坦，植物繁盛，聚煤作用强，为第 一大聚煤时期，形成了分布广泛的聚煤盆地和含煤 地层。
4．裸子植物时代
自晚二叠世晚期至中生代，是裸子植物最 为繁盛的时代。这个时期的主要特点是：地 球上干旱气候带扩大，石炭-二叠纪的植物 群逐渐衰落，由蕨类植物进入到裸子植物繁 盛时期。
煤化学
第一章
01成煤原始物质与堆积环境
§1 成煤物质
一、植物演化与成煤作用的关系
植物界可分为低等植物和高等植物两大类别。 属于低等植物的有藻类和菌类，在地史的早期 (即元古代到早泥盆世)它们曾构成了当时植物界的 主体，成为植物发展演化的菌藻类植物时期。 高等植物是由一些低等植物历经长期演变而来 的，在形体结构和生理功能特征上都比低等植物更 加复杂。
低等植物主要由蛋白质和碳水化合物组成， 脂肪含量比较高；高等植物的组成则以纤维素、 半纤维素和木质素为主。
木本植物的有机组成差别很大，活细胞中的 原生质主要是由蛋白质组成，茎和叶以纤维素、 木质素为主。植物的角质膜、木栓层、孢子和 花粉则含有大量的脂类化合物。植物的有机组 成的差别，直接影响到它的分解和转化，影响 到煤的性质和利用。
（一）碳水化合物 碳水化合物包括纤维素、半纤维素和果胶质等，其
中，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。 （二）木质素
木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布于植物机 械组织的细胞壁中，能增强坚固性，起支持作用。
（三）蛋白质 在植物体内，蛋白质含量所占比重不大。由于它是
构成植物细胞原生质的主要物质，因此在植物生存 过程中起着重要作用。
（四）脂类化合物 脂类化合物主要指不溶于水，而溶于醚、
苯、氯仿等有机质溶剂的有机化合物。 1．脂肪 2．蜡质 3．树脂 4．角质与木栓质 5．孢粉质
1.4.1 碳水化合物（ carbohydrates ）
包括纤维素、半纤维素及果胶质。 纤维素(cellulose)：是构成植物细胞壁的主要成分。
纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易水 解。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为纤 维二糖和葡萄糖等简单化合物。
二、植物组成
(一)高等植物的器官 根：是植物进化过程中适应陆生条件所形成 的一种器官，它具有吸收、支持、合成和贮 藏的功能。 茎：主要功能是将水分、无机盐类和有机营 养物质运送到植物体的各个部分，此外，还 有贮藏养料的功能。 叶：主要功能是光合作用和蒸腾作用，它们 都是植物赖以生存所必须的。
(二)高等植物的组织
半纤维素(hemi-cellulose)：化学组成和性质与纤维 素相近，但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸。
果胶(pectin / pectic substance)：糖的衍生物，呈 果冻状。在生物化学作用下，可水解成一系列单糖和 糖醛酸。
1.4.2 木质素 Lignin
木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植 物根、茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高， 木质素是具有苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物，含 甲氧基methoxyl 、羟基hydroxyl等官能团。木质素的 单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素 稳定，不易水解，易于保存下来。在泥炭沼泽中，在 水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同作用 生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤。所以 木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组 分。
裸蕨类植物是地质历史上最早的陆生植物， 其特点是高度不足1m，还没有真正的叶、根之 分，只在地下有一种假根。因此，裸蕨植物仍 然是比较原始的植物。
3．蕨类、种子蕨类植物时代
晚泥盆世至晚二叠世早期，是高等植物发育、 发展和演化的最重要的时期，以孢子植物蕨类和裸 子植物的种子蕨为主。这个时期的气候条件是温暖、 潮湿，适合植物生长，在全球范围内比较一致。
侏罗纪和早白垩世被认为是世界上第二 个重要的聚煤期。在我国，侏罗纪是最为重 要的聚煤时期。
5．被子植物时代
早白垩世以后至古、新近纪是植物进入 到高级发展的重要阶段。但是，这个时期构 造活动更加强烈，气候分带也更加明显。这 个时期被称为世界上第三个重要聚煤时期。
从以上分析可以看出，地质历史时期的聚煤 作用是与地质历史中植物演化密不可分的，植 物的演化和发展决定了聚煤作用的发生，因此 要首先研究植物的演化特点，将植物演化研究 与地质历史发展、盆地聚煤作用研究紧密的结 合起来，阐明聚ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作用的机制。
低等植物(Lower Plants)：包括菌类和藻类，是由单
细胞和多细胞构成的丝状体或叶状体植物，没有根、 茎、叶等器官的分化。
高等植物(Higher Plants)：包括苔藓、蕨类、裸子
植物和被子植物 。进化论认为，高等植物由低等植物 长期进化而来，构造复杂，有根、茎、叶的区别。
1．菌藻类植物时代
早泥盆世以前为低等植物发育时代，还没 有高等植物出现。因此不可能有大规模的聚 煤作用发生。由低等植物经过一系列变化形 成的煤，其灰分很高，有一定的发热量。这 类煤称为“石煤”，如我国南方寒武纪的 “石煤”。
2．裸蕨植物时代
晚志留世至早中泥盆世为世界上最古老的 陆生植物时代。植物由水生到陆生的转化过程， 是植物由低等向高等发展的重要转折时期。
根据高等植物的组织功能和结构的不同， 可划分为分生组织、薄壁组织、保护组织、 输导组织、机械组织和分泌组织。其中， 后5种组织都是器官形成时由分生组织衍 生的细胞发展而成。
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三、植物的组成和化学性质
植物主要是由有机物质构成，但也含有一 定量的无机物质。不论是低等植物还是高 等植物，主要都是由碳水化合物（包括纤 维素、半纤维素和果胶质等）、木质素、 蛋白质和脂类化合物等组成。各类植物以 及同一植物的不同部分其有机组成各不相 同。