煤炭成因研究

2011年第01期中國高新技術(shù)企業(yè)NO.01.2011(總第172期)( CumulativetyNO.172 )煤炭成因研究彭壽斌(中國石化勝利油田有限公司孤東采油廠(chǎng)工藝所,山東東營(yíng)257237)摘要:文章通過(guò)對干燥的“油基泥沙”的研究和分析,發(fā)現其形態(tài)、結構、沉積特征和化學(xué)成分與煤炭十分相似，并發(fā)現“油基泥沙”變質(zhì)成煤炭比高等植物變質(zhì)成煤炭更加合理,基于比提出了“油基泥沙變質(zhì)成煤”的新觀(guān)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:煤炭成因;油基泥沙;燃燒值;低變質(zhì)油塊中圖分類(lèi)號:P618文獻標識碼:A文章編號:1009- -2374 ( 2011)01-0115-021煤炭植物成因存在的問(wèn)題(見(jiàn)圖1)。油基泥沙受到長(cháng)期暴曬和風(fēng)化后,輕質(zhì)原油(1)腐質(zhì)泥幾乎沒(méi)有燃值,而煤炭的燃值卻非常高。成分揮發(fā),粘塑狀的油基泥沙板結成質(zhì)地堅硬的“油基根據煤炭地質(zhì)學(xué)家的觀(guān)點(diǎn),植物死亡以后先變成腐質(zhì)泥，泥沙",這時(shí)的油基泥沙大都繼承了當地洼地泥土的沉腐質(zhì)泥再變質(zhì)成煤炭。我發(fā)現腐朽的木材呈蜂窩狀,質(zhì)積的層理,呈現層狀結構,有的上面還生長(cháng)一些植物 (見(jiàn)地非常松散,沒(méi)有瀝青和油質(zhì),燃燒值非常低,根本就無(wú)圖2)。.法與煤炭相比,把植物形成的腐質(zhì)泥與煤炭撤在-一起實(shí)在牽強,不符和能量t轉化守恒原理。(2)腐質(zhì)泥在地下條件下沒(méi)有流動(dòng)性,更不可能大規模的運移聚集成高濃度的有機體,所以腐質(zhì)泥運移聚集是個(gè)假命題。(3)腐質(zhì)泥與煤炭的有機質(zhì)成分和含量存在巨大差異。植物纖維的成分是C:H2O2(0H)3 ,植物纖維碳分子鏈僅有6個(gè),而煤炭中蠟質(zhì)和瀝青質(zhì)的碳鏈在Cxo~Cso之間。多個(gè)低碳鏈轉化- -個(gè)高碳鏈在實(shí)驗室內都很難完圖1原油在洼地中形成的油基泥沙圖成,在地下條件下將會(huì )更難。再說(shuō)地層沉積是一個(gè)相當慢長(cháng)的過(guò)程,在這個(gè)沉積過(guò)程中,細菌分解會(huì )使植物的木質(zhì)素、纖維素和角質(zhì)成分分解，實(shí)際殘留在泥土中的有機物含量很小,而煤炭中的有機質(zhì)含量卻很高。(4)在古地質(zhì)時(shí)期植物的繁盛程度無(wú)法確定。石炭紀(C\.二疊紀(P)和侏羅紀J)是煤炭形成的主要地質(zhì)時(shí)期,這個(gè)時(shí)期的巖層雖然發(fā)現了一些動(dòng)植物化石,但是其繁盛程度達不到植物學(xué)家講的“僅少部分穩定組分保存下來(lái)形成殘煤”的程度,更不用說(shuō)形成1723平方公里、圖2沉積層理清晰的油基泥沙總儲量362億噸、累計厚度上百米的“準格爾煤田"和面2.2化學(xué)成分積為1400平方公里、儲量640億噸、有25個(gè)層面、總厚油基泥沙是由液態(tài)的石油滲透到泥土中形成的,所174.9米、單層厚度達141米的“沙爾湖煤田"。這樣巨大以油基泥沙含有石油所具有的烷烴、瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)和游離煤田用"植物成因"根本無(wú)法解釋。炭等成分，同時(shí)還增加了古代洼地中沉積的許多無(wú)機成分。因此煤炭中還有豐富的C. H、0、S. N、.... Ni、2油基泥沙的形成過(guò)程和化學(xué)成分U等中國煤化工2.1形態(tài)變化HCNMHG油基泥沙是原油滲透到泥土中形成的原油與泥土3演基北心司 陳伙則則比組成的混合物。形成初期含有大量剩余原油,呈泥塑狀(1)結構和形態(tài)相似。1987 年,我在作業(yè)施工中第115.一次發(fā)現" 井場(chǎng)周?chē)莸刂卸延泻芏嗪须s草的油基泥5煤炭中動(dòng)植物化石分析沙",由于受到長(cháng)期的爆曬風(fēng)化，有的已轉變成了低變質(zhì)盆地、沼澤湖泊和洼地是雨水聚集的場(chǎng)所,氣候溫暖油泥塊,其形狀與煤炭十分相似(見(jiàn)圖3):濕潤,常常生長(cháng)有蘆葦、雜草、樹(shù)木、魚(yú)、蝦和蚌類(lèi)的動(dòng)植物。地殼運動(dòng)后,洪水攜帶大量的泥沙、噴發(fā)的原油和一些樹(shù)干、蕨類(lèi)、種子、鱗木、蘆葦、抱子花粉遺體流入盆地。原油流入后,動(dòng)植物因原油污染而大量死掉,并與搬運來(lái)的動(dòng)植物遺體、原油和泥沙混合,形成富含動(dòng)植物體的油基泥沙。同時(shí)，這些動(dòng)植物遺體由于受到原油浸染，在體外形成-層油質(zhì)保護膜,隔絕了 水分空氣和細菌，形成了良好的保存條件,植物中的水分被瀝青替代變成了植物纖維化石。這就是煤炭中富含動(dòng)植物化石的主要原因。.圖3大面積固結的油基泥沙圖(2)油基泥沙與煤炭的化學(xué)成分相近。油基泥沙含6推論有瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)和游離炭等有機成分,含有C、H.O、S.N、(1)煤炭是古地質(zhì)時(shí)期的“油基泥沙”變質(zhì)生成的產(chǎn)Fe、Ca.Mg、(SI)、AI.V.Ag.As、Gd. Au.Cr.Cd.U等多物。 形成過(guò)程有三個(gè)階段:一-是石油噴發(fā)被洪水搬運匯種元素與煤炭所含的元素幾乎相同。集到附近的盆地中與粘土碎屑物質(zhì)混合形成油基泥沙;(3)石油在寒武系、奧陶紀、石炭紀、二疊紀、白堊紀、二是油基泥沙經(jīng)過(guò)干燥、風(fēng)化、氧化及生物作用固化:三是第三紀和第四紀等地層中都廣泛分布。古代地球發(fā)生過(guò)油基泥沙在自然條件下脫水.壓實(shí)、結晶、 變質(zhì)成巖演化成多次大規模的地殼運動(dòng),地殼運動(dòng)必然造成地下石油沿煤炭。斷層噴發(fā)到地面。我國發(fā)現的石炭紀-二疊紀煤系、晚(2) 煤炭中動(dòng)植物化石豐富與盆地內動(dòng)植物生長(cháng)豐二疊世煤系、中早-中侏羅紀世煤系、晚侏羅-早白堊世富、異地搬運來(lái)的動(dòng)植物和原油形成的良好保護條件三煤系和第三紀煤系正好是地殼運動(dòng)時(shí)期的沉積地層。這者有重要關(guān)系。就構成了“石油-地殼運動(dòng)-油基泥沙-煤炭出現"四(3)不同的地質(zhì)時(shí)期、不同的油質(zhì)成分、不同的沉積碎者密不可分的承接關(guān)系。屑、不同的風(fēng)化環(huán)境形成了不同成分的油基泥沙,因此形成了不同類(lèi)別的煤炭。4煤炭形成的全過(guò)程(4)煤炭的“油基泥沙成因"與傳統的“植物演化成因”(1)地球在演化中期生成石油,埋藏在地下形成油氣不同,前者比后者更有說(shuō)服力。。藏。每- -次大規模的地殼運動(dòng)必然造成地殼巖層褶皺、斷裂和原油噴發(fā)。噴發(fā)到地面的原油流入沼澤、盆地和參考文獻大海。有的滲透到沙灘中儲集起來(lái)形成次生油氣田;那川張厚福.馮鉚昭.由石油地質(zhì)學(xué)(第2版)0 石油工業(yè)出版社，些流入盆地的原油,被不斷注入的泥沙吸附形成了多旋21劉孟慧.逸宕礦物學(xué)M}石油大學(xué)出版社.1991.1994.回沉積的油基泥沙。形成的油基泥沙-方面繼承了沼澤BI管中瓴,趙澄林、巖漿巖及曳質(zhì)巖簡(jiǎn)明教程[M].石油大學(xué)出版內長(cháng)期積累的化學(xué)成分,同時(shí)又增加了原油本身的有機社,1991.成分,成為了富含有機物與無(wú)機物的混合體。(2)“油基泥沙在干燥的氣候條件下,經(jīng)過(guò)風(fēng)吹日曬,作者簡(jiǎn)介:彭壽域( 1963- ).男。山東利津人。中國石化勝利油四有限輕質(zhì)組分揮發(fā)，蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)等高分子保留下來(lái),變成堅公司孤東采油廠(chǎng)工藝所工程師，研究方向:石油地質(zhì)勘察與開(kāi)發(fā)、地硬的油基泥沙。油基泥沙在地下脫水、壓實(shí)、結晶變質(zhì)球物理、天文物理。成巖最后演化成煤炭。沒(méi)有被掩埋的就演化成油渣山。(責任編輯;劉晶)中國煤化工MHCNMHG●116.: