煤炭成因研究

2011年第01期中国高新技术企业NO.01.2011(总第172期)( CumulativetyNO.172 )煤炭成因研究彭寿斌(中国石化胜利油田有限公司孤东采油厂工艺所,山东东营257237)摘要:文章通过对干燥的“油基泥沙”的研究和分析,发现其形态、结构、沉积特征和化学成分与煤炭十分相似，并发现“油基泥沙”变质成煤炭比高等植物变质成煤炭更加合理,基于比提出了“油基泥沙变质成煤”的新观点。关键词:煤炭成因;油基泥沙;燃烧值;低变质油块中图分类号:P618文献标识码:A文章编号:1009- -2374 ( 2011)01-0115-021煤炭植物成因存在的问题(见图1)。油基泥沙受到长期暴晒和风化后,轻质原油(1)腐质泥几乎没有燃值,而煤炭的燃值却非常高。成分挥发,粘塑状的油基泥沙板结成质地坚硬的“油基根据煤炭地质学家的观点,植物死亡以后先变成腐质泥，泥沙",这时的油基泥沙大都继承了当地洼地泥土的沉腐质泥再变质成煤炭。我发现腐朽的木材呈蜂窝状,质积的层理,呈现层状结构,有的上面还生长一些植物 (见地非常松散,没有沥青和油质,燃烧值非常低,根本就无图2)。.法与煤炭相比,把植物形成的腐质泥与煤炭撤在-一起实在牵强,不符和能量t转化守恒原理。(2)腐质泥在地下条件下没有流动性,更不可能大规模的运移聚集成高浓度的有机体,所以腐质泥运移聚集是个假命题。(3)腐质泥与煤炭的有机质成分和含量存在巨大差异。植物纤维的成分是C:H2O2(0H)3 ,植物纤维碳分子链仅有6个,而煤炭中蜡质和沥青质的碳链在Cxo~Cso之间。多个低碳链转化- -个高碳链在实验室内都很难完图1原油在洼地中形成的油基泥沙图成,在地下条件下将会更难。再说地层沉积是一个相当慢长的过程,在这个沉积过程中,细菌分解会使植物的木质素、纤维素和角质成分分解，实际残留在泥土中的有机物含量很小,而煤炭中的有机质含量却很高。(4)在古地质时期植物的繁盛程度无法确定。石炭纪(C\.二叠纪(P)和侏罗纪J)是煤炭形成的主要地质时期,这个时期的岩层虽然发现了一些动植物化石,但是其繁盛程度达不到植物学家讲的“仅少部分稳定组分保存下来形成残煤”的程度,更不用说形成1723平方公里、图2沉积层理清晰的油基泥沙总储量362亿吨、累计厚度上百米的“准格尔煤田"和面2.2化学成分积为1400平方公里、储量640亿吨、有25个层面、总厚油基泥沙是由液态的石油渗透到泥土中形成的,所174.9米、单层厚度达141米的“沙尔湖煤田"。这样巨大以油基泥沙含有石油所具有的烷烃、沥青质、蜡质和游离煤田用"植物成因"根本无法解释。炭等成分，同时还增加了古代洼地中沉积的许多无机成分。因此煤炭中还有丰富的C. H、0、S. N、.... Ni、2油基泥沙的形成过程和化学成分U等中国煤化工2.1形态变化HCNMHG油基泥沙是原油渗透到泥土中形成的原油与泥土3演基北心司 陈伙则则比组成的混合物。形成初期含有大量剩余原油,呈泥塑状(1)结构和形态相似。1987 年,我在作业施工中第115.一次发现" 井场周围洼地中堆有很多含有杂草的油基泥5煤炭中动植物化石分析沙",由于受到长期的爆晒风化，有的已转变成了低变质盆地、沼泽湖泊和洼地是雨水聚集的场所,气候温暖油泥块,其形状与煤炭十分相似(见图3):湿润,常常生长有芦苇、杂草、树木、鱼、虾和蚌类的动植物。地壳运动后,洪水携带大量的泥沙、喷发的原油和一些树干、蕨类、种子、鳞木、芦苇、抱子花粉遗体流入盆地。原油流入后,动植物因原油污染而大量死掉,并与搬运来的动植物遗体、原油和泥沙混合,形成富含动植物体的油基泥沙。同时，这些动植物遗体由于受到原油浸染，在体外形成-层油质保护膜,隔绝了 水分空气和细菌，形成了良好的保存条件,植物中的水分被沥青替代变成了植物纤维化石。这就是煤炭中富含动植物化石的主要原因。.图3大面积固结的油基泥沙图(2)油基泥沙与煤炭的化学成分相近。油基泥沙含6推论有沥青质、蜡质和游离炭等有机成分,含有C、H.O、S.N、(1)煤炭是古地质时期的“油基泥沙”变质生成的产Fe、Ca.Mg、(SI)、AI.V.Ag.As、Gd. Au.Cr.Cd.U等多物。 形成过程有三个阶段:一-是石油喷发被洪水搬运汇种元素与煤炭所含的元素几乎相同。集到附近的盆地中与粘土碎屑物质混合形成油基泥沙;(3)石油在寒武系、奥陶纪、石炭纪、二叠纪、白垩纪、二是油基泥沙经过干燥、风化、氧化及生物作用固化:三是第三纪和第四纪等地层中都广泛分布。古代地球发生过油基泥沙在自然条件下脱水.压实、结晶、 变质成岩演化成多次大规模的地壳运动,地壳运动必然造成地下石油沿煤炭。断层喷发到地面。我国发现的石炭纪-二叠纪煤系、晚(2) 煤炭中动植物化石丰富与盆地内动植物生长丰二叠世煤系、中早-中侏罗纪世煤系、晚侏罗-早白垩世富、异地搬运来的动植物和原油形成的良好保护条件三煤系和第三纪煤系正好是地壳运动时期的沉积地层。这者有重要关系。就构成了“石油-地壳运动-油基泥沙-煤炭出现"四(3)不同的地质时期、不同的油质成分、不同的沉积碎者密不可分的承接关系。屑、不同的风化环境形成了不同成分的油基泥沙,因此形成了不同类别的煤炭。4煤炭形成的全过程(4)煤炭的“油基泥沙成因"与传统的“植物演化成因”(1)地球在演化中期生成石油,埋藏在地下形成油气不同,前者比后者更有说服力。。藏。每- -次大规模的地壳运动必然造成地壳岩层褶皱、断裂和原油喷发。喷发到地面的原油流入沼泽、盆地和参考文献大海。有的渗透到沙滩中储集起来形成次生油气田;那川张厚福.冯铆昭.由石油地质学(第2版)0 石油工业出版社，些流入盆地的原油,被不断注入的泥沙吸附形成了多旋21刘孟慧.逸宕矿物学M}石油大学出版社.1991.1994.回沉积的油基泥沙。形成的油基泥沙-方面继承了沼泽BI管中瓴,赵澄林、岩浆岩及曳质岩简明教程[M].石油大学出版内长期积累的化学成分,同时又增加了原油本身的有机社,1991.成分,成为了富含有机物与无机物的混合体。(2)“油基泥沙在干燥的气候条件下,经过风吹日晒,作者简介:彭寿域( 1963- ).男。山东利津人。中国石化胜利油四有限轻质组分挥发，蜡质、沥青质等高分子保留下来,变成坚公司孤东采油厂工艺所工程师，研究方向:石油地质勘察与开发、地硬的油基泥沙。油基泥沙在地下脱水、压实、结晶变质球物理、天文物理。成岩最后演化成煤炭。没有被掩埋的就演化成油渣山。(责任编辑;刘晶)中国煤化工MHCNMHG●116.: