煤是植物遗体经过生物化学、物理化学作用而转变成的沉积有机矿产,是多种高分子化合物和矿物组成的混合物。它是一种极其重要的能源和工业原料。由植物转变为煤要经历复杂而漫长的过程,一般需要几千万年到几亿年的时间。从植物死亡、堆积到转变为煤,经过了一系列复杂的演变过程,这个过程称为成煤作用。成煤作用大致可以分为两个阶段--第一阶段是植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖,其遗体在微生物参与下不断分解、化合、聚积的过程。这个过程起主导作用的是生物化学作用。

       低等植物经过生物地球化学作用形成腐泥,高等植物则形成泥炭,因此第一阶段可称之为腐泥化阶段或泥炭化阶段。当已形成的泥炭或腐泥,由于地壳下沉等原因被上覆沉积物所掩埋时,成煤作用就进入第二阶段--煤化作用阶段,即泥炭、腐泥在以温度和压力为主的作用下转变为煤的过程。煤化作用阶段又包括成岩阶段和变质阶段。在这一阶段起主导作用的是物理化学作用,在温度和压力的影响下,泥炭进一步转变为褐煤或腐泥煤(成岩作用)、再由褐煤转变为烟煤和无烟煤(变质作用)。

一、泥炭化阶段

       这一阶段是高等植物转变成泥炭、低等植物转变成腐泥的阶段。该阶段所进行的过程叫做泥炭化作用。

       高等植物死亡后,其残体堆积在低地的沼泽、湖泊中。开始处于有水、空气不足的条件下,植物堆积的表面层在喜氧细菌作用下进行生物化学作用,被氧化分解。由于植物分解使水质发生变化致使细菌无法生存。在沼泽中喜氧细菌也只能在离水面较近的地方存在。随着深度加深,喜氧细菌越来越少以致绝迹,从而使植物残体的氧化分解不完全。植物残体经过上述一系列过程,逐渐转变成黑褐色的、完全不同于原来结构形态的物质,即形成泥炭。
       如果成煤的原始物质是低等植物,它们死亡后沉积在水底,在微生物作用下进行分解化合等作用,最后变成棉絮状的黑色胶体物质,这种物质被称之为腐泥胶,腐泥胶进一步转变泥炭化作用,是指高等植物残骸在泥炭沼泽中经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。在此过程中,植物所有有机组分和泥沼泽中的微生物都参与了成煤作用,而日各种组分对于形成泥炭和泥炭进一步转变成煤的过程均有影响,并在不同程度上决定着的性质。在泥炭化过程中,有机组分的变化是十分复杂的,一般认为泥炭化过程中的生物化即为腐泥。
       第一阶段--植物遗体暴露在空气中或沼泽浅部、多氧的条件下,由于需氧菌和真菌等学作用大致可分为以下两个阶段。微生物的作用,植物遗体中的有机化合物经过氧化分解和水解作用,一部分被彻底破坏变成气体和水,另一部分分解为简单的化学性质活泼的化合物,它们在一定的条件下可以合成腐第二阶段--在沼泽水的覆盖下,出现缺氧条件,微生物被厌氧菌所替代。分解产物相殖酸,而未被分解的稳定部分则保留下来。互作用,进一步合成新的较稳定的有机化合物,如腐殖酸、沥青等。这两个阶段并非截然分开的,植物分解作用进行不久合成作用也就开始了。植物经过泥炭化作用而形成泥炭,在两方面发生了巨大变化--①植物器官(如皮叶、茎、根等)基本消失,细胞结构遭不同程度破坏,变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏状体--泥炭;②有机组成成分发生了很大变化,如植物中大量存在的纤维素和木质素在泥炭中显著减少,蛋白质消失,而植物中不存在的腐殖酸却大量增加并成为泥炭的最主要成分之一。

       低等植物成煤过程与高等植物类似。在停滞缺氧的还原水盆地中,浮游生物和菌类死亡后的分解产物相互作用并沉人水底,通过厌氧菌的作用,使低等植物中的蛋白质、碳水化合物、脂肪等遭到分解,又经过聚合作用和缩合作用,形成一种含水多的棉絮状胶体物质，该物质进一步变化,去水致密,密度增大,逐渐形成腐泥,即腐泥煤的前身。在还原环境下由低等植物转变为腐泥的作用称之为腐泥化作用。


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