0 (0) [拼音]:chengmei zhiwu [英文]:coal-forming plants 形成煤的 […]

成煤植物

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[拼音]:chengmei zhiwu

[英文]:coal-forming plants

形成煤的原始植物以陆生高等植物为主,低等植物菌藻类次之。成煤植物的有机组成及化学性质影响煤的型别和性质。植物的有机组成包括:

(1)纤维素、半纤维素、果胶质等碳水化合物;

(2)木质素;

(3)蛋白质;

(4)脂类化合物,包括脂肪、树脂、树蜡、孢粉质、角质、木栓质等。此外,还有鞣质、色素等。高等植物的组成以纤维素、半纤维素和木质素为主,低等植物则以蛋白质为主,并含碳水化合物和脂肪。

纤维素、半纤维素、果胶质等碳水化合物构成植物营养细胞的细胞壁,半纤维素和果胶质还经常混合出现,或集中于植物的果实中。木质素分布在植物茎部的细胞壁中,包围著纤维素并充填其间隙,增强茎部的强度,是成煤植物中最主要的有机组分。蛋白质是组成植物细胞内原生质的主要物质,由氨基酸分子缩合而成,是有机体生命起源的物质基础。脂类化合物中,脂肪是植物细胞内原生质的成分之一,低等植物内含量较丰富,高等植物中含量少,集中于植物的孢子和种子内;树脂在植物体内呈分散状台,当植物受外伤分泌胶冻状物质,其中的易挥发物质逸出后,残留的物质经氧化聚合变硬,起保护外皮的作用;树蜡呈薄层覆于植物的叶、茎和果实表面,防止水分的蒸发和微生物的侵入;角质是覆盖植物的叶、嫩枝、幼芽和果实表皮的角质层的主要有机组成,木栓质浸透植物的木栓组织,都起保护作用;孢粉质是组成植物繁殖器官孢子、花粉外壁的主要物质;鞣质(丹宁)则浸透在老年木质部的细胞壁中,许多树皮中鞣质高度富集。

植物遗体堆积在沼泽中,在微生物的参与下易发生分解。植物的不同组成,化学稳定性差异较大,纤维素、半纤维素、果胶质等易水解成葡萄糖,还可进一步分解成二氧化碳、甲烷和水;木质素相对比较稳定,也可氧化成芳香酸和脂肪酸;蛋白质在分解过程中放出氨气并形成氨基酸、卟啉等含氮化合物;脂类化合物中只有脂肪容易因水解而产生脂肪酸和甘油,而树脂、树蜡、孢粉质等都很稳定,在强酸环境下也难溶解或分解,只有当沼泽水流通性强时,才发生氧化分解。

植物的哪些组分是成煤的主要原始质料,各家见解不一。Н.Г.季托夫和Т.А.库哈连科指出,植物遗体的所有有机组分及其变化产物,无论其稳定性如何,在微生物和氧的作用下都参与了成煤作用,因为易于分解的不稳定组分相互之间可以合成新的、比较稳定的物质而被储存下来。R.迈尔指出,泥炭是由蛋白质分解的氨基酸与纤维素、果胶质分解产生的糖类发生合成作用,从而形成泥炭和腐泥中的有机质腐殖酸和沥青质。

成煤植物在沼泽中的堆积有两种基本方式,即原地生成和异地生成。成煤植物在其生长繁殖的原地堆积转变成泥炭,为原地生成;经长距离搬运再堆积,则称异地生成。自然界绝大部分煤层均属原地生成,底板中直立的植物根系化石或树干化石就是证据。异地生成的泥炭很难形成有经济价值的煤层。河口三角洲常有巨大漂木堆积,埋藏后也有可能形成异地生成的煤。已形成的泥炭被飓风拔起搬运再沉积,是异地生成泥炭的另一种情况,如美国佛罗里达西海岸已分裂成碎屑的泥炭。

R.波讬涅提出微异地生成的泥炭,仍属原地生成的范畴,系洪泛季节植物遗体在沼泽范围内经流水搬运再重新堆积,或海岸植物遗体受潮水影响重新排列而形成的泥炭。微异地生成的泥炭,一般结构较破碎,矿物质含量较多,并易储存水平层理,甚至混有水生生物遗体。湖沼水下漂浮的植物、藻类、贝壳和有机质淤泥等与风力搬运的高等植物的孢粉混合,形成烛煤或藻烛煤等,都属微异地生成。中国抚顺第三系的腐殖腐泥混合煤中储存有完整的鱼化石,说明当时湖水有一定深度。

沼泽型别不同,影响成煤植物的生长。主要由地下水补给,潜水面高于沼泽表面的低位沼泽,由于地下水带来大量的矿物质作为植物的营养来源,适于乔木、灌木类生长,形成滋育的森林沼泽,堆积的泥炭含矿物质相对较多。潜水面低于沼泽表面的高位沼泽,主要由大气降水补给,矿物质来源不足,生长的植物矮小,种属贫乏,常形成低滋育的苔藓沼泽。腐殖酸的堆积和藓类本身所含有的酚,均不利于微生物的生存和活动,易形成矿物质少、植物原生结构储存好的泥炭。马来西亚的沙捞越广泛发育的高位沼泽处于热带雨林条件下,生长著高大的乔木,可形成厚的泥炭层。

沼泽水介质的pH和Eh值影响泥炭中硫的含量和有机质的分解程度(见煤相)。

参考书目

武汉地质学院煤田教研室编:《煤田地质学》(上册),地质出版社,北京,1979。

杨起、韩德馨编:《中国煤田地质学》(上册),煤炭工业出版社,北京,1979。

D.G.Murchison andT.S.Westolleds,Coal and Coal-bearing Strata,Oliver and Boyd,Edinburgh,1968.

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