第二章 泥炭化作用-精简

(C6H12O5)+nH2O 分解 nC6H12O6
（纤维素）
（单糖）
C6H12O6+6O2
6CO2+6H2O，放热
❖ 转为缺氧环境时，纤维素、果胶在厌氧细菌作用下发酵形成 甲烷，二氧化碳、氢气、丁酸、醋酸等中间产物：
3C6H12O6
（单糖）
2C4H8O2+2C2H4O2+2H2O+2CH4
（丁酸） （醋酸）
❖ (3)泥炭化形成的物质一部分被带走，稳定组分聚集。
❖ 3.在煤层中的分布
❖ (1)整个残植化煤层或者分层或者煤岩条带通过镜下研究，有 时发现煤层的某些分层甚至整个煤层中稳定组的成分特别富 集，角质体、木栓体、树脂体等物质有时可达到90％以上。 实际这些组分在原始植物中仅占1~5%。
❖ (2)一般的组分组合特点显微镜下观察发现稳定组分大量富集 的情况下，煤的基质常以不透明的丝炭化基质为主，这一点 亦可做为氧化作用较强的证据。
❖ 特点：
❖ ①氧化过程中有机物在微生物参与下由于失去被氧化的原子 团而脱氢、脱水，碳含量相对地增加。
❖ ②部分丝炭没有经过明显地凝胶化作用，因而植物细胞结构 几乎未经膨胀变形，仍然保留完整的植物组织结构。
❖ 丝质体星状结构（右上） ❖ 丝质体星状结构（左下） ❖ 半丝质体
第二节 残植化作用
❖ 1.残植化作用的概念
❖ ①氧化分解和水解作用成活泼化合物，
❖ ②分解产物进一步合成稳定有机化合物，如腐殖酸、沥青质 等。二者相辅相成。
❖ 3.泥炭具胶体特性：吸水入微孔结构本身体积不膨胀；
❖
含腐殖酸，呈酸性，有很强吸附能力
❖ 沼泽垂直剖面微生物分布： ①低位泥炭表层含大量喜氧细菌、 放线菌、真菌，是氧化分解水解主场所，又称泥炭形成层， ②深部，厌氧细菌增加，他们利用了氧，留下富氢残余物。 形成新的稳定化合物。
❖ 均匀凝胶体 ❖ 多孔凝胶体
❖ 三、丝炭化作用
❖ 1概念：植物物质受的氧化分解、脱水、脱氢及增炭化过程 成为丝炭化作用。
❖ 2物质：丝炭化物质和凝胶化物质一样，主要也是由植物的 木质纤维组织转变而成。从有机组成来看主要也是植物细胞 壁中的木质素和纤维素。
❖ 3.形成环境： ❖ ①沼泽覆水程度发生变化；
❖ 1）如果植物组织细胞壁在变化过程中之发生了微弱的膨胀， 则植物的细胞组织仍能保持规则的排列（在横截面上还常显 示清楚的年轮），细胞腔明显。
❖ 2）凝胶化作用的程度不同，产生的凝胶化物质的结构和形 态亦不同，再经过煤化作用的转化，则形成不同的显微组分， 如镜质组。
❖ 在泥炭化作用中，植物物质转化为泥炭，微生物活动起了相 当重要的作用。
❖ 4.异地残植煤
❖ 残植化作用的产物经过煤化作用即成为残植煤。国内有些煤 岩工作者在乐平等地的煤中发现稳定组分大量富集的情况下， 煤的基质却以凝胶化物质占主要比例，也即是没有反映多氧 环境的标志。稳定组分也可能是在沼泽中经过短距离搬运而 聚积在覆水较深的环境中的。
❖ 如南方二叠世树皮残植煤、东宁树脂残植煤，抚顺“琥珀” 煤，泥盆纪角质残植煤等都具有这个特点。
❖ 植物各有机组分抗微生物分解能力各不相同，稳定性由弱到 强依次为：
❖ 原生质，（脂肪，果胶质，纤维素，半纤维素），（木质素 木栓质，角质，孢粉质，蜡质，树脂）
❖ 2. 生物化学合成作用。形成于若干新的有机物质，其中最主 要的就是构成泥炭特征性组分的腐植酸。腐植酸不是单一的 有机化合物，而是以足有近似的分子大小不等且结构不一的 羟基芳香羧酸组成的复杂混合物。这种复杂混合物的形成作 用称为腐植化作用。
❖
当泥炭化过程中水介质流通较畅，长期有新鲜氧供给的
条件下，凝胶化作用和丝炭化作用的产物被充分分解破坏，
并被流水带走，稳定组分大量集中的过程称为残植化作用。
❖ 可以认为残植化作用是泥炭化作用中的一种特殊情况。
❖ 2.形成的的环境和条件
❖ (1)泥炭沼泽是开放型的，水介质具有流动特性；
❖ (2)长期有新鲜氧供应，发生氧化作用；
第二章 泥炭化作用 和腐泥化作用
引言
❖ ⒈成煤作用： 煤是植物遗体经过复杂的生物、地球化学、物 理化学作用转变而成的。从植物死亡、堆积到转变成为煤是 经过一系列的演化过程的，这个过程称为成煤作用。
❖ 2 成煤作用的泥炭化阶段：
❖ 植物遗体在微生物参与下不断被分解、化合、聚集的过程。 在这个阶段起主导作用的是是生物地球化学作用，即
❖ 3. 生物化学凝胶作用。植物的木质纤维组织在沼泽水的浸泡 下吸水膨胀，并通过真菌和细菌的作用形成腐植酸等物质的 同时，还经历着一个胶体化学变化：1）既有因微生物活动 而引起的变化成分的变化，2）又有胶体化学的变化，故全 称应为“生物化学凝胶化作用”。
❖ 4 凝胶化作用进行的强烈程度不同的结果：产生了形态和结 构不同的凝胶化物质：
❖ ②沼泽表面变得比较干燥，氧的供应较为充分；
❖ ③氧化过程中有机物在微生物参与下由于失去被氧化的.几种学说：
❖ (1)“森林火灾说”，即认为丝炭是古代沼泽森林起火后造成 的木炭状残余物转化而成的。
❖ (2)丝炭化物质的形成主要是由于氧化作用和脱氢、脱水作用， 它是在沼泽覆水程度起了变化，当沼泽表面变得比较干燥， 氧的供应较为充分的情况下发生的。
（甲烷）
❖ 微生物分解脂肪得到脂肪酸，在进一步氧化分解成水和二氧 化碳。
C18H36O2+26O2
18CO2+18H2O，放热
❖ 蛋白质分解水、氨和二氧化碳及硫磷氧化物，过程中也可有 氨基酸、卟啉等含氮化合物参与泥炭作用。
❖ 木质素化学性质稳定，能被特种真菌和芽孢杆菌分解。形成 简单酚类，进一步被细菌分解形成脂肪族产物。
第三节 腐泥化作用
❖ 1.腐泥化作用的概念 ❖ 低等植物(藻类)和浮游生物遗体在滞流还原环境和厌氧微生
❖ 泥炭最大主要特征：有大量植物残骸，糖类含量很高。
❖ 泥炭埋藏浅，易开采，厌氧发酵后可作有机肥，水解可制酒 精，萃取地蜡，风干后可用锅炉、煤气发生炉燃料，也可低 温干馏之人造液体燃料。
微生物分解植物有机成分
❖ 需氧细菌中无芽孢杆菌分解蛋白质，在泥炭初期占优势； ❖ 某些真菌分解糖类、淀粉、纤维素、木质素、单宁等有机质 ❖ 放线菌芽孢杆菌也可分解纤维素、木质素、单宁等有机质。