泥炭化

土壤形成中的泥炭化过程

土壤形成中的泥炭化过程，指的是有机质以不同分解程度的植物残体形式在土壤上层不断积累的过程。沼泽土或泥炭土由于水分多，湿生植物生长旺盛，秋冬死亡后，有机残体残留在土壤中，翌年春季或夏季，由于低洼积水，土壤处于嫌气状态。有机质主要呈嫌气分解，形成腐殖质或半分解的有机质，有的甚至不分解，这样年复一年的积累。如果伴随有地壳下沉，不同分解程度的有机质层逐年加厚，这样积累的有机物质、称为泥炭（peat）或草炭（twit）。

泥炭化作用

高等植物遗体在沼泽中堆积后，经生物化学降解作用，逐渐转变成〖HTK〗泥炭〖HT〗的作用，又称生物化学泥炭化作用。泥炭化作用以微生物为重要媒介。微生物通过分解破坏植物遗体的有机组成而吸取养分，死后遗体又成为煤原始物质的一部分。泥炭层的表层为氧化环境，植物遗体受喜氧细菌、放线菌和真菌的破坏，氧化分解成气体、水和化学性质活泼的产物。分解产物相互之间或与残留的植物有机组织发生合成作用产生新的有机化合物。泥炭层的底部为还原环境，厌氧细菌的活动消耗了有机物中的氧，形成富氢的沥青产物。

植物的不同有机组成在微生物的作用下，分解破坏的速度和难易程度不同。S.A.瓦克斯曼和R.L.史蒂文斯研究了植物组成分解速度由快到慢的顺序是：蛋白质、叶绿素、脂肪、淀粉、纤维素、木质素、周皮、种子皮壳、色素、角质层、孢子花粉壳、树蜡和树脂。泥炭化作用的产物为腐殖酸、沥青质，还有受不同氧化程度的植物木质纤维组织及较难变化的角质、孢粉质、树脂、树蜡等有机质组分，同时还混有无机成分。

泥炭化作用的过程十分复杂，一般可分成两类生物化学变化：①腐殖化作用和生物化学凝胶化作用。简称凝胶化作用。　植物的木质纤维组织，包括以木栓质为主的树皮。在泥炭表面和泥炭形成层中,在覆水不太深的条件下,酸性介质、弱氧化至弱还原的环境中，由于微生物的作用形成腐殖物质。腐殖化作用之后,接着是凝胶化作用,凝胶化过程中植物的细胞壁吸水膨胀，细胞腔逐渐缩小以至消失，形成了凝胶化物质。植物的木质结构在胶化的腐殖物质中保存的完整程度，受微生物活动程度的影响，而微生物的活动又受沼泽水酸度的制约。酸度越高，微生物活动越弱，植物的木质结构保存越好。反之，在弱碱性环境下，微生物大量繁殖,凝胶化物质呈均一状,植物的木质结构甚至可以完全消失。凝胶化物质是组成泥炭的有机物质的主要成分，包括凝胶化植物碎片和凝胶化基质。凝胶化植物碎片可呈大小不同的块体分布在介质中。细分散的凝胶化物质即溶胶，溶胶的表面能较小，由风或水带入沼泽中的植物孢子、花粉、角质层、树脂等稳定成分易混入于溶胶中，当介质条件因电解质的加入或因酸度、温度发生变化时，溶胶即发生凝聚作用再转变成凝胶。浸透在植物细胞壁内，特别是集中在树皮和种子皮壳中的丹宁，也可能变成凝胶化腐殖酸物质。凝胶化物质是一种含氢较丰富的碳氢化合物，在成岩过程中脱水老化变成腐殖质，转变成煤后，成为褐煤中的腐殖组和硬煤中的镜质组。

丝煤化作用

也称丝炭化作用。植物的木质纤维组织在沼泽表面暴露于大气中，经喜氧细菌、真菌、放线菌的作用缓慢氧化分解，或因森林沼泽失火后造成的木炭状残余物转变成富碳、贫氢的丝煤的过程。丝煤是化学性质稳定的惰性物质，埋藏后转化成煤中的惰质组。已经过不同程度凝胶化作用的植物碎片，因沼泽潜水面下降或其他原因，不断有新鲜氧进入时，可以再发生丝煤化作用，转变成半丝煤或丝煤,这一过程也称为凝胶-丝煤化作用。反之，已经经过丝煤化的植物碎片，即使再转入弱氧化至还原的覆水环境下，也不能再发生凝胶化作用。泥炭化过程中，因植物品种的不同和沼泽覆水深度、氧的含量、介质酸度等条件的变化，使凝胶化、丝煤化、沥青化作用的各种产物，以不同比例共生或在垂直层序中交替出现。同时，混入的矿物质成分、数量也不等，埋藏后经煤化作用形成暗、亮相间条带状的腐殖煤类。

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