煤地质学 思考题 课后答案 试题 重点 考试

第一章成煤原始物质与堆积环境

1、成煤作用与植物演化阶段的关系与意义有哪些？

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，存在于元古宙到早泥盆世，为植物发展演化的菌藻类植物时期。高等植物是由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。成煤作用也就具有阶段性：原因在于植物演化与成煤作用具有密切关系，而植物演化具有明显的阶段性。

2.植物残骸堆积的学说有哪几种？其依据表现在那些发那个面？

对于植物残体的堆积方式存在着原地生成与异地生成的不同观点。

（一）原地生成说或称为“原地堆积说”。原地生成说认为，造煤植物的残骸堆积于植物繁衍生存的泥炭沼泽内，没有经过搬运，在原地堆积并转变为泥炭，最终成煤。

主要依据：

⑴现代泥炭沼泽（湿地）繁殖大量植物，在原地堆积形成泥炭，且没有发现被搬运的迹象；

⑵煤层底板中有垂直的根系化石，煤层底板为植物生长的土壤；

⑶煤层中陆源碎屑矿物比较少；

⑷大多数煤层厚度比较稳定，在大面积范围内可以对比，说明当时成煤环境是一种稳定的环境。煤层可以作为标志层进行大范围对比。

（二）异地生成说（异地堆积说）

异地生成说认为，泥炭层形成的地方，即植物残体大量堆积的地方并不是成煤植物生长的地方，植物残体从生长地经过长距离搬运后，再在浅水盆地、泻湖、三角洲地带堆积而成。

主要依据：

①在现代的三角洲地带(如亚马逊河、刚果河等)，常可见到从上游原始森林区带来的大量

漂木

②在湖泊中见到漂浮的泥炭层

③某些煤田内曾见有树根朝上倒置的树化石，以及

④煤中混有大量矿物杂质

⑤煤层底板岩性与煤层在沉积上有大的差异，如煤层底板为石灰岩等化学沉积等。（三）微异地生成说（或称“亚原地生成说”）

泥炭沼泽内部植物残体、部分泥炭受冲刷搬运并重新堆积的现象比较常见。如河漫滩沼泽、三角洲平原沼泽受河水泛滥的影响，以及滨海沼泽受海潮、风暴潮的影响，都可能造成沼泽内部的局部搬运和重新堆积现象。为“微异地生成”或“亚原地生成”(Stach 等)。在微异地生成的煤片中，常见植物结构组分破碎、微细斜层理和微波状细层理，以及各种煤岩显微组分的碎屑体和原有植物组织的氧化现象和大量矿物杂质的混入等。

3、泥炭沼泽及发育环境有哪些？

沼泽是湿润的土壤内，长期或季节性的积水，并生长着喜湿性植物的低洼地段。

沼泽中形成并积累着泥炭成为泥炭沼泽。

发育环境：

1.泥炭沼泽重要发育地带——滨海平原

2.内陆的地区

1）山地、高原地区的局部山间盆地成为泥炭沼泽发育区

2）河流形成的局部地貌成为泥炭沼泽发育区

3）大陆湖泊地带局部滨湖洼地成为泥炭沼泽发育区

4）热带或亚热带局部的岩溶地区成为泥炭沼泽发育区

5）局部地区的冰川冰蚀地貌为形成泥炭沼泽的发育区

4、按不同情况划分出哪几类泥炭沼泽？

第二章泥炭化作用和腐泥化作用

泥炭化作用：植物物质经受生物化学分解及合成的复杂的过程且最终形成泥炭的作用

腐泥化作用：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物参与下，经过复杂的生物化学变化形成的富含水分的有机软泥(腐泥) 的过程称为腐泥化作用凝胶化作用：指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学变化和物理化学变化，形成以腐植酸和沥青质为主要成分的胶体物质（凝胶和溶胶）的过程。

丝炭化作用：高等植物死亡后在微生物参与下不断被分解、化合、聚积，发生生物地球化学作用形成泥炭的过程

残值化作用：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比较凝胶化作用、丝炭化作用与残值化作用发生的条件？

凝胶化作用①较为停滞的、不太深的覆水条件下，②弱氧化至还原环境，在

厌氧细菌的参与.

丝炭化作用①沼泽覆水程度发生变化;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原

子团而脱氢、脱水，碳含量相对地增加

残植化作用①水介质具有流动特性—敞流沼泽②长期有新鲜氧供应,发生氧化

作用③稳定组分聚集

第三章煤化作用

1、煤化作用划分几个阶段？各具哪些特点？

泥炭化作用阶段：从成煤原始物质的堆积，经生物化学作用直到泥炭的形成

煤化作用阶段：当泥炭形成后，由于沉积盆地的沉降，泥炭被埋藏于深处，在温度、压力增高等物理、化学作用下，形成褐煤、烟煤、无烟煤、变无烟煤

特点：1、煤在连续地系列演化过程中，可明显地显现出增碳化(相对)趋势

2、随着煤化作用进程,煤的有机分子表现为结构单一化趋势

3、随着煤化作用进程,煤的有机分子结构表现为致密化和定向排列的趋势

4、随着煤化作用进程,煤显微组分性质呈现为均一性趋势

5、煤化作用是一种不可逆的反应

6、煤化作用的发展是非线性的，表现为煤化作用的跃变，简称煤化跃变

2、煤化跃变及特点有哪些？

煤化跃变：煤化作用的发展是非线性的，表现为煤化作用的跃变，简称煤化跃变

特点：

（1）第一次跃变（Ⅰ）：发生在长焰煤开始阶段

特点是：发生沥青化作用，生成沥青质

（2）第二次煤化跃变（Ⅱ）出现在肥煤到焦煤阶段

特点是：①煤中甲烷的大量逸出，释放出大量的氢。富氢的侧链和键的大量缩短及减少；

②煤的比重下降到最小值；③煤的显微孔隙度逐渐缩小，水分减少④发热量则升高到最大值(这是和镜质组的硬度、密度的最小值，以及炼焦时可塑性最大值相一致)；⑤焦煤阶段，由于化学结构的变化，水分含量（主要是内在水分）又有所回升；⑥煤的物理、工艺性质发生转折：耐磨性、焦化流动性、粘结性、内生裂隙数目等都达到极大值，内面积、湿润热等达到最小值。称为煤化作用转折。⑦第二次跃变的结果--煤化台阶：壳质组与镜质组在颜色、突起、反射率等的差异愈加变小。因此，壳质组从Vdaf=29％～22％这一阶段的明显变化又称为煤化台阶。⑧生油→生气：本阶段与油气形成的深成阶段后期(即热裂解气开始形成阶段)相当，石油烃转化为气体烃，因此它对应于石油的“死亡线”

（3）第三次跃变（Ⅲ）发生于烟煤变为无烟煤阶段

代表了煤化作用的最终阶段，其产物是无烟煤和变无烟煤的形成

（4）第四次跃变为无烟煤与变无烟煤分界

特点：①在化学煤化作用方面，主要表现为氢含量与氢碳原子比的急剧下降。碳含量随埋藏深度的增加也明显地增大。②硬度增大、光泽增强，到变无烟煤时几乎呈金

属光泽，宏观上微层理已不明显。

3、煤化作用的关键因素是什么？

一、温度（煤化作用最重要的影响因素）

温度的影响因素：

（1）当地的大地热流及古地温梯度：盆地地温场；

（2）地球深部岩浆活动，岩浆热的叠加状况；

（3）构造热流场；

（4）放射性物质产生的热；

（5）下伏和共生岩石的导热性能等。

二、时间

在煤化作用中，煤在温度、压力作用下所经历的时间长短，特别是在地质上的时间延续，都是不可忽视的因素。

时间因素在较高的温度下往往更加明显，当温度过低，时间因素就不易起作用了。

三、压力：压力的双重特点