腐泥煤

煤地质学

腐泥煤是煤的一类，由湖沼、潟湖或闭塞的浅海环境中的藻类植物及浮游生物在还原环境下经腐解转变而成的煤。主要特点是表面均匀，光泽暗淡，具有贝壳状断口。低变质腐泥煤的挥发分、氢含量和含油率都比较高，适于炼油，是制造人造液体燃料和润滑油的宝贵原料。藻煤是腐泥煤的典型代表。

泥煤简介

腐泥煤是由湖沼、潟湖或闭塞海湾环境中菌藻类及浮游生物遗体经腐泥化作用形成腐泥，再经煤化作用转变而成的煤。它光泽暗淡，结构均一，呈块状构造，常具有贝壳状断口，韧性较大，易燃，燃烧时有沥青味，多呈透镜状或薄层状赋存于腐植煤煤层中，偶尔也能形成单独的可采煤层。

低变质腐泥煤的挥发分、氢含量和含油率都比较高，适于炼油，是制造人造液体燃料和润滑油的宝贵原料。藻煤是腐泥煤的典型代表，早古生代石煤即为高变质的腐泥煤，一般灰分高，但也有低灰分的。腐泥煤中的矿物质若超过一定数量时，即为油页岩。腐泥煤大多呈透镜体或薄层夹在腐殖煤中。

腐泥化作用

腐泥化作用是低等植物和浮游生物遗体在湖沼、潟湖和海湾等还原环境中转变成腐泥的生物化学作用。

影响腐泥化作用的因素有原始质料、聚积环境和水介质条件等。参与腐泥化作用的原始质料，主要是富含蛋白蛋、脂肪的各种藻类和浮游微体生物，还有流水或风搬运来的高等植物残体，包括孢子、花粉、角质膜及木质纤维组织等的细小碎屑，有的还有鱼类、爬行动物、昆虫及其排泄物。适于低等植物和浮游生物发育的环境为湖沼中心、潟湖、海湾等水域。低等植物和浮游生物死亡后，其遗体常在水体停滞的盆地底部堆积起来，由于氧气进入困难及有机质产物过量，还原条件占优势;进氧水介质呈弱碱性至碱性，氧化还原电位Eh较低，厌氧细菌发育。

腐泥化作用的过程是，在湖沼中心、潟湖、海湾等水域的富氧水面上生长发育的低等植物和浮游生物死亡后下沉，在下沉的过程中，有的可能受到似细胞状细菌和腐生真菌等的氧化分解;沉到水底后，由于水层的增厚或其它沉积物的覆盖，转变为还原环境。在厌氧细菌的作用下，低等植物和浮游生物遗体中的蛋白质、脂肪和碳水化合物经分解、合成作用，形成一种含水量很高的絮状黑灰色胶体物质，经脱水、压实，即形成富含水分和沥青质的有机软泥，称为腐泥。若腐泥化作用进行到一定阶段便趋于停止，腐泥中常保存藻类，成为藻煤的前身;若腐泥化作用进行得比较彻底，则腐泥中的藻类及其它有机质的结构全部被破坏，仅在显微镜下能隐约地看到这些组分的轮廓，则成为胶泥煤的前身——胶泥; 若在腐泥化作用过程中带入孢粉等高等植物的残体，便成为腐植腐泥煤的前身;若带入较多的矿物质，就可能成为油页岩的前身。

泥煤与褐煤

泥炭（PEAT），又称草炭，泥煤，它是古代沼泽环境特有的产物，在多水中缺少空气的条件下，死亡后的松软的有机堆积层，东北泥炭属高寒地区，这种泥炭的氮和灰分元素含量较低；略显酸性或强酸性，PH值为5.0---5.9；EC值小于1，持水量很高。一般有52%（V），通气性良好，通气空隙在27---29%间。

褐煤是褐色至黑色的煤，为泥煤在适当压力下变化而生成，是一种煤化成度仅次于泥碳的年轻煤，介于泥煤和烟煤之间。干燥的褐煤大约含碳60%～77%，比重1.1～1.4，挥发物一般大于40%以上，热值为62，000Kcal～73，000Kcal/Kg。虽然全世界煤储量中估计褐煤约占50%以上，但因它的热值、贮存安定性和性质比烟煤低劣，并未被大量开采。褐煤含有腐植酸。有土状褐煤、暗褐煤和亮褐煤三种。

褐煤和泥煤是由是不同植物形成的。褐煤是大型树木的遗体形成的；泥煤是泥炭藓、冰藓、苔草和其他水生植物形成的。褐煤与泥煤的碳化程度不同。褐煤碳化程度比泥煤高；褐煤热值比泥煤高，泥煤是低热值煤。

藻煤

藻煤(boghead coal)保存有藻类、菌类等低等植物结构的腐泥煤。它呈褐色，光泽暗淡，致密状或略显层理，结构均一，常具贝壳状断口。它在显微镜下观察，常见Pila或Reinschia藻群体，藻类有不同程度的膨化，均匀地分布在沥青质体基质中，基质中常有细小分散的粘土矿物；透射光下呈黄色、浅棕黄色；荧光下具亮黄色或棕黄色。藻煤由于挥发分和氢含量高，因而焦油出率高，为炼油的良好原料。藻煤在中国分布广泛，晚古生代、中生代及新生代均有发现，山东肥城、兖州，山西浑源、大同、蒲县等地均有出产。

蒲县太原组煤中夹有两层藻煤，山西组煤中夹有一层，以山西组较好，厚度可达0.4m左右，藻类体含量可达62%，主要为Pila藻。浑源藻煤中有少量Reinschia藻。俄罗斯莫斯科、澳大利亚、英国苏格兰、巴西巴伊亚州马拉古村均见有藻煤。

各种形式

胶泥煤(saprocollite)成煤低等植物全部分解的腐泥煤。其外貌与藻煤类似，呈黑色或深褐色，显微镜下观察很难见到轮廓清晰的藻类，几乎全由无结构的腐泥基质组成。

胶泥煤是无结构的腐泥煤。其特点是成煤植物分解彻底，几乎完全由基质组成，看不到有轮廓清楚的藻类。它的物理和化学性质与腐泥煤基本相似，但挥发分、氢含量和发热量比腐泥煤稍低。我国山西浑源的胶泥煤，成煤植物强烈分解，没有保持任何结构。显微镜下见到的是褐黄色或橙黄色的基质。

腐泥煤的灰分在50～70%、甚至高达85%时，一般就称之为油页岩。所以，从成因上看，油页岩是腐泥煤的变种之一。我国辽宁的抚顺、吉林的桦甸、广东的茂名、山东的黄县等地都有大量的油页岩; 湘、鄂、浙、皖等省的高灰分石煤，也属腐泥煤的一种，其特点是变质程度很高，与无烟煤相当，但挥发分和发热量低。只能作为劣质燃料使用。油页岩经低温干馏后，可制取人造液体燃料和有机化工原料。

结构分形特征

1) 腐泥煤整体的孔隙结构比较复杂，不同成熟度样品孔隙发育差异较大，压汞和低温氮吸附试验揭示了腐泥煤具有 3 种不同的孔径分布，类型Ⅰ: 微孔和中孔含量较高，微孔以 4 nm 孔隙最为发育；类型Ⅱ: 微孔和小孔较发育，微孔孔径集中于 4 nm 和2 nm，小孔孔径集中于 10 ～ 50 nm；类型Ⅲ: 孔隙整体发育不好，微孔相对发育。

2) 腐泥煤孔隙比表面积分形维数为 2. 59 ～2. 93。孔隙比表面积分形维数与腐泥煤物性参数具有相关性，腐泥煤的灰分越高，分形维数越小，分形维数与孔隙度有微弱的正相关关系。变质作用对腐泥煤孔隙结构起到了均一化的作用，Ro越大，孔隙比表面积分形维数变化范围越小。

3) 压汞试验数据表明了腐泥煤孔隙总体上具有 2 种截然不同的分形特征，分界线为 1 000 nm左右，D1为 2. 47 ～ 3. 01，D2为 3. 53 ～ 3. 96。把煤的不同孔径段孔隙体积比作为权值，对分形维数进行加权求和，得到煤的综合分形维数为 3. 17 ～3. 90。综合分形维数与孔隙总体积呈正相关关系，随着综合分形维数的增大，微小孔比例上升，中孔和大孔含量减少，而 Ro对于综合分形维数的影响较为复杂。

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