基本介紹
泥煤簡介,腐泥化作用,泥煤與褐煤,藻煤,各種形式,結構分形特徵,
泥煤簡介
腐泥煤是由湖沼、潟湖或閉塞海灣環境中菌藻類及浮游生物遺體經腐泥化作用形成腐泥，再經煤化作用轉變而成的煤。它光澤暗淡，結構均一，呈塊狀構造，常具有貝殼狀斷口，韌性較大，易燃，燃燒時有瀝青味，多呈透鏡狀或薄層狀賦存於腐植煤煤層中，偶爾也能形成單獨的可採煤層。
低變質腐泥煤的揮發分、氫含量和含油率都比較高，適於煉油，是製造人造液體燃料和潤滑油的寶貴原料。藻煤是腐泥煤的典型代表，早古生代石煤即為高變質的腐泥煤，一般灰分高，但也有低灰分的。腐泥煤中的礦物質若超過一定數量時，即為油頁岩。腐泥煤大多呈透鏡體或薄層夾在腐殖煤中。
腐泥化作用
腐泥化作用是低等植物和浮游生物遺體在湖沼、潟湖和海灣等還原環境中轉變成腐泥的生物化學作用。
影響腐泥化作用的因素有原始質料、聚積環境和水介質條件等。參與腐泥化作用的原始質料，主要是富含蛋白蛋、脂肪的各種藻類和浮游微體生物，還有流水或風搬運來的高等植物殘體，包括孢子、花粉、角質膜及木質纖維組織等的細小碎屑，有的還有魚類、爬行動物、昆蟲及其排泄物。適於低等植物和浮游生物發育的環境為湖沼中心、潟湖、海灣等水域。低等植物和浮游生物死亡後，其遺體常在水體停滯的盆地底部堆積起來，由於氧氣進入困難及有機質產物過量，還原條件占優勢;進氧水介質呈弱鹼性至鹼性，氧化還原電位Eh較低，厭氧細菌發育。
腐泥化作用的過程是，在湖沼中心、潟湖、海灣等水域的富氧水面上生長發育的低等植物和浮游生物死亡後下沉，在下沉的過程中，有的可能受到似細胞狀細菌和腐生真菌等的氧化分解;沉到水底後，由於水層的增厚或其它沉積物的覆蓋，轉變為還原環境。在厭氧細菌的作用下，低等植物和浮游生物遺體中的蛋白質、脂肪和碳水化合物經分解、合成作用，形成一種含水量很高的絮狀黑灰色膠體物質，經脫水、壓實，即形成富含水分和瀝青質的有機軟泥，稱為腐泥。若腐泥化作用進行到一定階段便趨於停止，腐泥中常保存藻類，成為藻煤的前身;若腐泥化作用進行得比較徹底，則腐泥中的藻類及其它有機質的結構全部被破壞，僅在顯微鏡下能隱約地看到這些組分的輪廓，則成為膠泥煤的前身——膠泥; 若在腐泥化作用過程中帶入孢粉等高等植物的殘體，便成為腐植腐泥煤的前身;若帶入較多的礦物質，就可能成為油頁岩的前身。
泥煤與褐煤
泥炭（PEAT），又稱草炭，泥煤，它是古代沼澤環境特有的產物，在多水中缺少空氣的條件下，死亡後的鬆軟的有機堆積層，東北泥炭屬高寒地區，這種泥炭的氮和灰分元素含量較低；略顯酸性或強酸性，PH值為5.0---5.9；EC值小於1，持水量很高。一般有52%（V），通氣性良好，通氣空隙在27---29%間。
褐煤是褐色至黑色的煤，為泥煤在適當壓力下變化而生成，是一種煤化成度僅次於泥碳的年輕煤，介於泥煤和煙煤之間。乾燥的褐煤大約含碳60%～77%，比重1.1～1.4，揮發物一般大於40%以上，熱值為62，000Kcal～73，000Kcal/Kg。雖然全世界煤儲量中估計褐煤約占50%以上，但因它的熱值、貯存安定性和性質比煙煤低劣，並未被大量開採。褐煤含有腐植酸。有土狀褐煤、暗褐煤和亮褐煤三種。
褐煤和泥煤是由是不同植物形成的。褐煤是大型樹木的遺體形成的；泥煤是泥炭蘚、冰蘚、苔草和其他水生植物形成的。褐煤與泥煤的碳化程度不同。褐煤碳化程度比泥煤高；褐煤熱值比泥煤高，泥煤是低熱值煤。
藻煤
藻煤(boghead coal)保存有藻類、菌類等低等植物結構的腐泥煤。它呈褐色，光澤暗淡，緻密狀或略顯層理，結構均一，常具貝殼狀斷口。它在顯微鏡下觀察，常見Pila或Reinschia藻群體，藻類有不同程度的膨化，均勻地分布在瀝青質體基質中，基質中常有細小分散的粘土礦物；透射光下呈黃色、淺棕黃色；螢光下具亮黃色或棕黃色。藻煤由於揮發分和氫含量高，因而焦油出率高，為煉油的良好原料。藻煤在中國分布廣泛，晚古生代、中生代及新生代均有發現，山東肥城、兗州，山西渾源、大同、蒲縣等地均有出產。
蒲縣太原組煤中夾有兩層藻煤，山西組煤中夾有一層，以山西組較好，厚度可達0.4m左右，藻類體含量可達62%，主要為Pila藻。渾源藻煤中有少量Reinschia藻。俄羅斯莫斯科、澳大利亞、英國蘇格蘭、巴西巴伊亞州馬拉古村均見有藻煤。
各種形式
膠泥煤(saprocollite)成煤低等植物全部分解的腐泥煤。其外貌與藻煤類似，呈黑色或深褐色，顯微鏡下觀察很難見到輪廓清晰的藻類，幾乎全由無結構的腐泥基質組成。
膠泥煤是無結構的腐泥煤。其特點是成煤植物分解徹底，幾乎完全由基質組成，看不 到有輪廓清楚的藻類。它的物理和化學性質與腐泥煤基本相似，但揮發分、氫含量和發熱 量比腐泥煤稍低。我國山西渾源的膠泥煤，成煤植物強烈分解，沒有保持任何結構。顯微 鏡下見到的是褐黃色或橙黃色的基質。
腐泥煤的灰分在50～70%、甚至高達85%時，一般就稱之為油頁岩。所以，從成因上 看，油頁岩是腐泥煤的變種之一。我國遼寧的撫順、吉林的樺甸、廣東的茂名、山東的黃 縣等地都有大量的油頁岩; 湘、鄂、浙、皖等省的高灰分石煤，也屬腐泥煤的一種，其特 點是變質程度很高，與無煙煤相當，但揮發分和發熱量低。只能作為劣質燃料使用。油頁 岩經低溫乾餾後，可製取人造液體燃料和有機化工原料。
結構分形特徵
1) 腐泥煤整體的孔隙結構比較複雜，不同成熟度樣品孔隙發育差異較大，壓汞和低溫氮吸附試驗揭示了腐泥煤具有 3 種不同的孔徑分布，類型Ⅰ: 微孔和中孔含量較高，微孔以 4 nm 孔隙最為發育；類型Ⅱ: 微孔和小孔較發育，微孔孔徑集中於 4 nm 和2 nm，小孔孔徑集中於 10 ～ 50 nm； 類型Ⅲ: 孔隙整體發育不好，微孔相對發育。
2) 腐泥煤孔隙比表面積分形維數為 2. 59 ～2. 93。孔隙比表面積分形維數與腐泥煤物性參數具有相關性，腐泥煤的灰分越高，分形維數越小，分形維數與孔隙度有微弱的正相關關係。變質作用對腐泥煤孔隙結構起到了均一化的作用，Ro越大，孔隙比表面積分形維數變化範圍越小。
3) 壓汞試驗數據表明了腐泥煤孔隙總體上具有 2 種截然不同的分形特徵，分界線為 1 000 nm左右，D1為 2. 47 ～ 3. 01，D2為 3. 53 ～ 3. 96。把煤的不同孔徑段孔隙體積比作為權值，對分形維數進行加權求和，得到煤 的綜合分形維數為 3. 17 ～3. 90。綜合分形維數與孔隙總體積呈正相關 關係，隨著綜合分形維數的增大，微小孔比例上升，中孔和大孔含量減少，而 Ro對於綜合分形維數的影響較為複雜。
