第一章 成煤作用

第一章成煤作用煤田地質(zhì)學(xué)

煤是一種固態(tài)的可燃有機(jī)巖。凡是由動(dòng)植物殘骸等有機(jī)質(zhì)形成的巖石都稱(chēng)作有機(jī)巖，將可燃燒的有機(jī)巖稱(chēng)作可燃有機(jī)巖。煤是植物殘骸經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物化學(xué)、物理化學(xué)以及地球化學(xué)變化轉(zhuǎn)變而來(lái)的，由植物死亡、堆積一直到轉(zhuǎn)變?yōu)槊菏墙?jīng)過(guò)一系列的演變過(guò)程，在這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程中所經(jīng)受的各種作用總稱(chēng)為成煤作用。第一節(jié)成煤植物及其組成

植物界可分為低等植物和高等植物兩大類(lèi)別。屬于低等植物的有藻類(lèi)和菌類(lèi)，在地史的早期(即元古代到早泥盆世)它們?cè)鴺?gòu)成了當(dāng)時(shí)植物界的主體，成為植物發(fā)展演化的菌藻類(lèi)植物時(shí)期。高等植物是由一些低等植物歷經(jīng)長(zhǎng)期演變而來(lái)的，在形體結(jié)構(gòu)和生理功能特征上都比低等植物更加復(fù)雜。

植物演化與成煤作用具有密切關(guān)系，沒(méi)有植物的發(fā)育地質(zhì)歷史中就不可能有聚煤作用發(fā)生，植物演化具有明顯的階段性，因此，成煤作用也就具有階段性。

1．菌藻類(lèi)植物時(shí)代早泥盆世以前為低等植物發(fā)育時(shí)代，還沒(méi)有高等植物出現(xiàn)。因此不可能有大規(guī)模的聚煤作用發(fā)生。由低等植物經(jīng)過(guò)一系列變化形成的煤，其灰分很高，有一定的發(fā)熱量。這類(lèi)煤稱(chēng)為“石煤”，如我國(guó)南方寒武紀(jì)的“石煤”。2．裸蕨植物時(shí)代

晚志留世至早中泥盆世為世界上最古老的陸生植物時(shí)代。植物由水生到陸生的轉(zhuǎn)化過(guò)程，是植物由低等向高等發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折時(shí)期。

裸蕨類(lèi)植物是地質(zhì)歷史上最早的陸生植物，其特點(diǎn)是高度不足1m，還沒(méi)有真正的葉、根之分，只在地下有一種假根。因此，裸蕨植物仍然是比較原始的植物。3．蕨類(lèi)、種子蕨類(lèi)植物時(shí)代

晚泥盆世至晚二疊世早期，是高等植物發(fā)育、發(fā)展和演化的最重要的時(shí)期，以孢子植物蕨類(lèi)和裸子植物的種子蕨為主。這個(gè)時(shí)期的氣候條件是溫暖、潮濕，適合植物生長(zhǎng)，在全球范圍內(nèi)比較一致。

石炭-二疊紀(jì)是全世界范圍內(nèi)最重要的聚煤時(shí)期，地勢(shì)比較平坦，植物繁盛，聚煤作用強(qiáng)，為第一大聚煤時(shí)期，形成了分布廣泛的聚煤盆地和含煤地層。特別是我國(guó)華北和華南地區(qū)，含煤地層分布穩(wěn)定，煤層煤質(zhì)好，形成了我國(guó)重要的煤炭開(kāi)發(fā)基地。如我國(guó)著名的鄂爾多斯盆地、華北盆地、華南盆地等，都是大型的石炭-二疊紀(jì)聚煤盆地。

4．裸子植物時(shí)代

自晚二疊世晚期至中生代，是裸子植物最為繁盛的時(shí)代。這個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)是：地球上干旱氣候帶擴(kuò)大，石炭-二疊紀(jì)的植物群逐漸衰落，由蕨類(lèi)植物進(jìn)入到裸子植物繁盛時(shí)期。侏羅紀(jì)和早白堊世被認(rèn)為是世界上第二個(gè)重要的聚煤期。在我國(guó)，侏羅紀(jì)是最為重要的聚煤時(shí)期。5．被子植物時(shí)代早白堊世以后至古、新近紀(jì)是植物進(jìn)入到高級(jí)發(fā)展的重要階段。但是，這個(gè)時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)更加強(qiáng)烈，氣候分帶也更加明顯。這個(gè)時(shí)期被稱(chēng)為世界上第三個(gè)重要聚煤時(shí)期。從以上分析可以看出，地質(zhì)歷史時(shí)期的聚煤作用是與地質(zhì)歷史中植物演化密不可分的，植物的演化和發(fā)展決定了聚煤作用的發(fā)生，因此要首先研究植物的演化特點(diǎn)，將植物演化研究與地質(zhì)歷史發(fā)展、盆地聚煤作用研究緊密的結(jié)合起來(lái)，闡明聚煤作用的機(jī)制。

植物組成

(一)高等植物的器官

根：是植物進(jìn)化過(guò)程中適應(yīng)陸生條件所形成的一種器官，它具有吸收、支持、合成和貯藏的功能。莖：主要功能是將水分、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送到植物體的各個(gè)部分，此外，還有貯藏養(yǎng)料的功能。葉：主要功能是光合作用和蒸騰作用，它們都是植物賴(lài)以生存所必須的。

(二)高等植物的組織

根據(jù)高等植物的組織功能和結(jié)構(gòu)的不同，可劃分為分生組織、薄壁組織、保護(hù)組織、輸導(dǎo)組織、機(jī)械組織和分泌組織。其中，后5種組織都是器官形成時(shí)由分生組織衍生的細(xì)胞發(fā)展而成。三、植物的組成和化學(xué)性質(zhì)

植物主要是由有機(jī)物質(zhì)構(gòu)成，但也含有一定量的無(wú)機(jī)物質(zhì)。不論是低等植物還是高等植物，主要都是由碳水化合物（包括纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)等）、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)和脂類(lèi)化合物等組成。各類(lèi)植物以及同一植物的不同部分其有機(jī)組成各不相同。低等植物主要由蛋白質(zhì)和碳水化合物組成，脂肪含量比較高。高等植物的組成則以纖維素、半纖維素和木質(zhì)素為主。木本植物的有機(jī)組成差別很大，活細(xì)胞中的原生質(zhì)主要是由蛋白質(zhì)組成，莖和葉以纖維紫、木質(zhì)素為主。植物的角質(zhì)膜、木栓層、孢子和花粉則含有大量的脂類(lèi)化合物。植物的有機(jī)組成的差別，直接影響到它的分解和轉(zhuǎn)化，影響到煤的性質(zhì)和利用。（一）碳水化合物碳水化合物包括纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)等，其中，纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分。（二）木質(zhì)素

木質(zhì)素也是植物細(xì)胞鍵的主要成分，常分布于植物機(jī)械組織的細(xì)胞壁中，能增強(qiáng)堅(jiān)固性，起支持作用。（三）蛋白質(zhì)

在植物體內(nèi)，蛋白質(zhì)含量所占比重不大。由于它是構(gòu)成植物細(xì)胞原生質(zhì)的主要物質(zhì)，因此在植物生存過(guò)程中起著重要作用。（四）脂類(lèi)化合物

脂類(lèi)化合物主要指不溶于水，而溶于醚、苯、氯仿等有機(jī)質(zhì)溶劑的有機(jī)化合物。1．脂肪2．蠟質(zhì)3．樹(shù)脂4．角質(zhì)與木栓質(zhì)5．孢粉質(zhì)第二節(jié)泥炭及泥炭化作用

高等植物死亡后轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵浚偷戎参锼劳龊筠D(zhuǎn)變?yōu)楦?，都?jīng)過(guò)了復(fù)雜的生物化學(xué)作用。根據(jù)這些作用的特征年及其產(chǎn)物的差異，早在1920年H.potoni.E就提出了腐朽作用、腐敗作用、泥炭化作用及腐泥化作用。這些作用都是在喜氧細(xì)菌或厭氧細(xì)菌參與下進(jìn)行的；此外，還有菌類(lèi)、蠕蟲(chóng)、各種酶菌及一部分水的作用，并有礦物雜質(zhì)和氣體的參與。由于供氧條件依次減少，因而形成的產(chǎn)物中氫、氮含量依次遞增，致使每種作用的環(huán)境、作用特征和產(chǎn)物都不相同。1、腐朽作用高等植物死亡后轉(zhuǎn)化為泥炭，低等植物死亡后轉(zhuǎn)變?yōu)楦?，都?jīng)過(guò)了復(fù)雜的生物化學(xué)作用。植物有機(jī)殘骸在充足的大氣中將完全分解，其最終的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水。植物物質(zhì)中只有樹(shù)脂、蠟質(zhì)仍在地表被保留下來(lái)。在這種條件下，植物物質(zhì)所遭受的生物化學(xué)氧化分解，稱(chēng)為腐朽作用。2、腐敗作用腐敗作用出現(xiàn)在與大氣不能充分溝通，而植物物質(zhì)充分被水浸潤(rùn)的條件下，此時(shí)有機(jī)物質(zhì)未能完全分解，其最終產(chǎn)物雖仍為CO2和H2O，但仍留存富碳的殘骸，形成暗色的腐植物質(zhì)。二、泥炭化作用1、泥炭化作用的特點(diǎn)定義：植物物質(zhì)經(jīng)受生物化學(xué)分解及合成的復(fù)雜的過(guò)程且最終形成泥炭的作用.屬性:也是—種植物物質(zhì)的生物化學(xué)分解作用，它與水解作用、氧化與還原作用有關(guān)。條件:發(fā)生于覆水地區(qū)的水位以下，即與大氣局部溝通的狀態(tài)下。泥炭化作用的直接產(chǎn)物除了泥炭以外，分解出的氣態(tài)產(chǎn)物有二氧化碳、水、沼氣和少量氮。2、泥炭沼澤及其形成條件（一）泥炭沼澤概念

沼澤是地表土壤充分濕潤(rùn)、季節(jié)性或長(zhǎng)期積水，叢生著喜濕性沼澤植物的低洼地段。如果沼澤中形成并積累著泥炭，則稱(chēng)為泥炭沼澤（二）泥炭沼澤形成條件

1.應(yīng)有緩慢沉降的低洼地帶，這種洼地有利于水的匯聚而不利于水的排泄，由于基底的緩慢沉降，使地下水位能保持緩慢速度持續(xù)抬升；2.泥炭沼澤發(fā)育地區(qū)大多與活動(dòng)能量大的水體(如海、湖、河)間以一定形式的保護(hù)屏障被相對(duì)隔離的地帶，加以沙壩或沙嘴或沙灘為阻隔，而且相對(duì)分離于開(kāi)闊海域以外的海灣瀉湖地帶、天然堤與活動(dòng)河道分離的河后沼澤及廢棄河道等；3.泥炭沼澤發(fā)育的地帶，大多為地表地形高差變化不大且地表寬緩低平能量低的地帶。（三）泥炭沼澤發(fā)育的主要環(huán)境

1.廣義濱海平原——泥炭沼澤重要發(fā)育地帶

（1）濱海平原：泥炭沼澤具有水陸過(guò)渡性質(zhì)。濱海地帶正是海洋與陸地相互作用的結(jié)果，尤其海水的波浪、岸流、潮汐及大范圍的海面升降等作用，都為泥炭沼澤的廣泛發(fā)育創(chuàng)造了有利的地貌條件。濱海地帶的海水與沿海陸地地表水和潛水之間的相互關(guān)系，也往往構(gòu)成有利于泥炭沼澤發(fā)育的條件。

沿海地區(qū)：地勢(shì)低平，徑流緩慢，堆積作用盛行，濱海平原地表多細(xì)碎屑物質(zhì)，地表水流不易下滲，地下水埋藏淺，加上大氣降水大，濕度大，因而有利于泥炭沼澤化。

（2）在三角洲平原上分流河道之間的低洼地及靠近海邊緣部分的瀉湖濕洼地，也是引起泥炭沼澤化的良好場(chǎng)所。（3）在熱帶、亞熱帶地區(qū)的海岸和河口地區(qū)，還可以形成一種特殊類(lèi)型的濱海泥炭沼澤—紅樹(shù)林泥炭沼澤。2.內(nèi)陸有利發(fā)育泥炭沼澤的地區(qū)

內(nèi)陸有利發(fā)育泥炭沼澤地區(qū)，一般多屬于河流作用、冰川作用有關(guān)的河湖地帶。

主要區(qū)帶：河漫灘洼地、廢棄河道洼地、在近湖區(qū)，因湖水上漲，由于積存洪泛水或潛水位上升，形成長(zhǎng)期積水條件，沼澤植物叢生，泥炭堆積迅速進(jìn)行，因而形成有利泥炭沼澤堆積的地帶。機(jī)制：地殼長(zhǎng)期相對(duì)下沉，河道迂回多變，湖泊、洼地極多，谷地地表低洼，排水不暢，多為常年積水或過(guò)濕地區(qū)，加上分布有若干淺湖，因而形成了有利于泥炭沼澤的長(zhǎng)期發(fā)育。在大陸內(nèi)部，由于大陸冰川的消融和退縮，留下一系列冰蝕、冰積地貌，往往構(gòu)成泥炭沼澤發(fā)育很有利的場(chǎng)所。河漫灘沼澤湖泊逐漸干涸形成的沼澤地帶

剛果盆地位于非洲中部，大部分在剛果民主共和國(guó)境內(nèi)，小部分在剛果共和國(guó)境內(nèi)。面積為337萬(wàn)平方公里，是世界上最大的盆地。盆地南北均為高原，東部為東非大裂谷，缺口在西部即剛果河下游和河口地段。赤道線從盆地中部通過(guò)。剛果盆地包括了剛果河流域的大部，平均海拔400米，有大片沼澤.（四）泥炭沼澤形成的方式

兩種泥炭沼澤化的方式：①由陸地演化為泥炭沼澤，稱(chēng)為陸地泥炭沼澤化；②水域轉(zhuǎn)化為泥炭沼澤，稱(chēng)為水域泥炭沼澤化。水域泥炭沼澤化的基本模式：

1．淺水緩岸湖泥炭沼澤化的發(fā)育模式2．深水陡岸湖泥炭沼澤化發(fā)育模式3．小河泥炭沼澤化模式1．淺水緩岸湖泥炭沼澤化的發(fā)育模式

這種湖泊由四周向湖心逐漸變深，湖水停滯或僅有微弱流動(dòng)，波浪小且水的光照條件好。湖底首先沉積含少量有機(jī)質(zhì)的粘土和砂層，其上為腐泥層。湖水逐漸淤淺，在湖底沉積的同時(shí)，岸邊與不同水深的湖濱地帶，植物繁殖起來(lái)，由于水深各異而形成不同的植物群落，由岸向湖心方向植物群落呈有規(guī)律的變化，可區(qū)分出幾個(gè)植物帶。

1．淺水緩岸湖泥炭沼澤化的發(fā)育模式2．深水陡岸湖泥炭沼澤化發(fā)育模式

這種湖中，因湖邊大量地繁殖漂浮植物，植物死亡后，其殘?bào)w沉入湖底轉(zhuǎn)化為泥炭，這是一種由上而下的泥炭化過(guò)程。隨著浮毯的逐漸加大積厚向水中沉沒(méi)，其下部死亡的植物殘?bào)w，因重力作用，脫落沉入湖底，轉(zhuǎn)化為泥炭。因而逐漸使湖底填積加高，漸漸與浮毯相連，浮毯不斷向湖心擴(kuò)展造成湖泊的淤淺而萎縮。2．深水陡岸湖泥炭沼澤化發(fā)育模式3．小河泥炭沼澤化模式這種泥炭沼澤化大致與第一種模式近似，呈帶狀，植物分帶不明顯，往往在流速最小的河段河底開(kāi)始生長(zhǎng)水生植物，植物繁茂后，由于河床的糙度增加，流速減小，于是在河面及河邊出現(xiàn)漂浮植物，在水中充氧不足的條件下，積累起泥炭，使整個(gè)河道泥炭沼澤化。（五）泥炭沼澤的類(lèi)型

（一）按照泥炭沼澤表面形態(tài)和水源補(bǔ)給，以及養(yǎng)分和植被等特征，通常將泥炭沼澤劃分為三種類(lèi)型，即低位泥炭沼澤、中位泥炭沼澤和高位泥炭沼澤。

1.低位泥炭沼澤有人稱(chēng)為富營(yíng)養(yǎng)泥炭沼澤。低位泥炭沼澤的表面由于泥炭的積累不厚，且尚未改變?cè)械牡乇淼屯菪螒B(tài)。①地表水和地下水作為豐富的水源補(bǔ)給，潛水位較高或地表有積水；②溶于水中的礦物質(zhì)養(yǎng)分豐富。沼澤多為中性或微堿性，pH＝7～7.8；③沼澤植物要求養(yǎng)分較多，種屬較豐富。我國(guó)第四紀(jì)泥炭形成于這種類(lèi)型的沼澤約占90％，在地史中各成煤期內(nèi)也大多形成于這種泥炭沼澤類(lèi)型。這種沼澤類(lèi)型多處于泥炭沼澤發(fā)展的初期。2.高位泥炭沼澤

這種類(lèi)型的泥炭沼澤往往處于泥炭沼澤演化的后期或泥炭沼澤始終處于潛水面之上。沼澤主要是由大氣降水補(bǔ)給，①沼澤的水面位于潛水面之上，水源不充足，②水中缺少礦物質(zhì)養(yǎng)分，因而有人稱(chēng)為貧營(yíng)養(yǎng)泥炭沼澤。中間貧周緣富：高位泥炭沼澤在發(fā)展演化中，泥炭積累速度與養(yǎng)分的供給狀況發(fā)生了變化。即在沼澤的邊緣部分，易得到周邊流水所攜帶的豐富營(yíng)養(yǎng)；而中心部位則難于得到富養(yǎng)分的地表水和地下水的補(bǔ)給，僅靠大氣降水補(bǔ)給，促使貧營(yíng)養(yǎng)植物首先出現(xiàn)于中心地帶。3.中位泥炭沼澤

這類(lèi)泥炭沼澤多出現(xiàn)于前兩類(lèi)沼澤的過(guò)渡時(shí)期，在特征與性質(zhì)上具有過(guò)渡特點(diǎn)，因此又稱(chēng)為過(guò)渡類(lèi)型或中營(yíng)養(yǎng)泥炭沼澤。這類(lèi)泥炭沼澤的表面，由于泥炭的積累趨于平坦或中部輕微凸起，地表水和地下水通過(guò)周邊的泥炭層時(shí)，其中的水分和養(yǎng)分被部分吸收達(dá)到中心地帶時(shí)，已大為減少，因而潛水位變低、營(yíng)養(yǎng)狀況變差，泥炭層也處于中性到微酸性，植被以中等養(yǎng)分植物為主。（二）按植被生長(zhǎng)情況沼澤劃分：草本沼澤、泥炭蘚沼澤和木本沼澤。（三）依據(jù)沼澤的水動(dòng)力條件、巖性組合以及沉積物特征，可劃分為閉流沼澤、覆水沼澤和泥炭沼澤三種類(lèi)型。（四）依據(jù)水介質(zhì)的鹽度，可以劃分為三種類(lèi)型：淡水沼澤、半咸水沼澤和咸水沼澤。（五）根據(jù)與其他環(huán)境的成因聯(lián)系，可以分為河漫沼澤、湖成沼澤和濱海沼澤。草海早在第四紀(jì)中更新世紀(jì)就已形成，距今15萬(wàn)年。草海原是個(gè)很大的石灰?guī)r盆地，由于山洪暴發(fā)，沙石阻塞了盆地低洼部的漏斗而成為高原上的內(nèi)陸湖泊

草海湖是貴州省最大的天然淡水湖，因湖底生長(zhǎng)大量水草，故名草海。（六）植物殘骸的堆積方式（理論或?qū)W說(shuō)）

對(duì)于植物殘?bào)w的堆積方式存在著原地生成與異地生成的不同觀點(diǎn)。1.原地生成說(shuō)或稱(chēng)為“原地堆積說(shuō)”原地生成說(shuō)認(rèn)為，造煤植物的殘骸堆積于植物繁衍生存的泥炭沼澤內(nèi)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)搬運(yùn)，在原地堆積并轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵?，最終成煤。主要依據(jù)：

⑴現(xiàn)代泥炭沼澤（濕地）繁殖大量植物，在原地堆積形成泥炭，且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)被搬運(yùn)的跡象；⑵煤層底板中有垂直的根系化石，煤層底板為植物生長(zhǎng)的土壤；⑶煤層中陸源碎屑礦物比較少；

⑷大多數(shù)煤層厚度比較穩(wěn)定，在大面積范圍內(nèi)可以對(duì)比，說(shuō)明當(dāng)時(shí)成煤環(huán)境是一種穩(wěn)定的環(huán)境。煤層可以作為標(biāo)志層進(jìn)行大范圍對(duì)比。2.異地生成說(shuō)（異地堆積說(shuō)）

異地生成說(shuō)認(rèn)為，泥炭層形成的地方，即植物殘?bào)w大量堆積的地方并不是成煤植物生長(zhǎng)的地方，植物殘?bào)w從生長(zhǎng)地經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離搬運(yùn)后，再在淺水盆地、瀉湖、三角洲地帶堆積而成。其依據(jù)是①在現(xiàn)代的三角洲地帶(如亞馬遜河、剛果河等)，?？梢?jiàn)到從上游原始森林區(qū)帶來(lái)的大量漂木，②在湖泊中見(jiàn)到漂浮的泥炭層，③某些煤田內(nèi)曾見(jiàn)有樹(shù)根朝上倒置的樹(shù)化石，以及④煤中混有大量礦物雜質(zhì)，⑤煤層底板巖性與煤層在沉積上有大的差異，如煤層底板為石灰?guī)r等化學(xué)沉積等。我國(guó)一些山間盆地、山前沖積扇緣洼地、河漫灘洼地的全新世沉積中，都曾見(jiàn)有異地生成的埋藏泥炭。如河北易縣石崗易水河河灣沉積的泥炭層，直接堆積于花崗閃長(zhǎng)巖的基巖和河床相的卵石層之上，泥炭層夾著躺倒的樹(shù)干、樹(shù)根及植物的殼果，厚度變化大，幾米距離可自幾厘米厚變?yōu)?～2m，這是由洪水將植物殘?bào)w從山地帶到水流突然減速的河灣處堆積下來(lái)而形成。3.微異地生成說(shuō)（或稱(chēng)“亞原地生成說(shuō)”）

泥炭沼澤內(nèi)部植物殘?bào)w、部分泥炭受沖刷搬運(yùn)并重新堆積的現(xiàn)象比較常見(jiàn)。如河漫灘沼澤、三角洲平原沼澤受河水泛濫的影響，以及濱海沼澤受海潮、風(fēng)暴潮的影響，都可能造成沼澤內(nèi)部的局部搬運(yùn)和重新堆積現(xiàn)象。為“微異地生成”或“亞原地生成”(Stach等)。

在微異地生成的煤片中，常見(jiàn)植物結(jié)構(gòu)組分破碎、微細(xì)斜層理和微波狀細(xì)層理，以及各種煤巖顯微組分的碎屑體和原有植物組織的氧化現(xiàn)象和大量礦物雜質(zhì)的混入等。鄂爾多斯地區(qū)陸表海充填沉積層序泥炭化作用階段劃分——兩個(gè)階段第一階段，植物遺體中的有機(jī)化合物，經(jīng)過(guò)氧化分解和水解作用，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化學(xué)性質(zhì)活潑的化合物；第二階段，分解產(chǎn)物相互作用進(jìn)一步合成新的較穩(wěn)定的有機(jī)化合物，如腐植酸、瀝青質(zhì)等。

這兩個(gè)階段不是截然分開(kāi)的。1）生物化學(xué)分解作用需氧細(xì)菌中無(wú)芽孢桿菌分解蛋白質(zhì)，在泥炭初期占優(yōu)勢(shì)；某些真菌分解糖類(lèi)、淀粉、纖維素、木質(zhì)素、丹寧等有機(jī)質(zhì)；放線菌及芽孢桿菌也可分解纖維素、木質(zhì)素、丹寧及較難分解的腐殖質(zhì)。2）生物化學(xué)合成作用

定義：形成于若干新的有機(jī)物質(zhì)，其中最主要的就是構(gòu)成泥炭特征性組分的腐植酸（黃褐色塑性物質(zhì)，據(jù)膠體特征），還有瀝青質(zhì)。

注意：腐植酸不是單一的有機(jī)化合物，而是一組由近似的、分子大小不等且結(jié)構(gòu)不一的羥基芳香羧酸組成的復(fù)雜混合物。這種復(fù)雜混合物的形成作用，稱(chēng)為腐植化作用。它是泥炭化過(guò)程較為重要的作用，它不是一種生物作用，而是在泥炭表面或近表面的泥炭形成層中，由緩慢的氧化作用所引起的一種化學(xué)作用，其結(jié)果是腐植物質(zhì)的形成。

腐植物質(zhì)主要來(lái)源于植物的何種有機(jī)組分，曾有過(guò)長(zhǎng)期的爭(zhēng)論（即“木質(zhì)素說(shuō)”和“纖維素說(shuō)”），實(shí)際上木質(zhì)素、纖維素、丹寧酸、蛋白質(zhì)、類(lèi)脂物質(zhì)等植物物質(zhì)參與了腐植化作用，它們對(duì)腐植物質(zhì)形成的貢獻(xiàn)程度，還存在不同認(rèn)識(shí)。植物轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵亢螅参镏泻械牡鞍踪|(zhì)在泥炭中消失了，木質(zhì)素、纖維素等在泥炭中很少，而產(chǎn)生了植物中沒(méi)有的大量腐植酸?！纸庠亟M成中，泥炭的碳含量比植物增高，氮含量有所增加，而氧含量減少。說(shuō)明泥炭化過(guò)程中，植物的各種有機(jī)組分發(fā)生了復(fù)雜的變化，變成新的產(chǎn)物。這些產(chǎn)物的組分和性質(zhì)與原來(lái)植物的組分和性質(zhì)是不同的?！铣?）腐植化作用是泥炭化過(guò)程較為重要的作用，它不是一種生物作用，而是在泥炭表面或近表面的泥炭形成層中，由緩慢的氧化作用所引起的一種化學(xué)作用，其結(jié)果是腐植物質(zhì)的形成。

腐植物質(zhì)主要來(lái)源于植物的何種有機(jī)組分，曾有過(guò)長(zhǎng)期的爭(zhēng)論（即“木質(zhì)素說(shuō)”和“纖維素說(shuō)”），實(shí)際上木質(zhì)素、纖維素、丹寧酸、蛋白質(zhì)、類(lèi)脂物質(zhì)等植物物質(zhì)參與了腐植化作用，它們對(duì)腐植物質(zhì)形成的貢獻(xiàn)程度，還存在不同認(rèn)識(shí)。4）凝膠化作用

定義：指堆積在沼澤中的植物遺體的主要組成部分在泥炭化過(guò)程中經(jīng)過(guò)生物化學(xué)變化和物理化學(xué)變化，形成以腐植酸和瀝青質(zhì)為主要成分的凝膠、溶膠等膠體物質(zhì)的過(guò)程。

條件：較為停滯的、不太深的覆水條件下；弱氧化至還原環(huán)境；厭氧細(xì)菌的參與。植物的木質(zhì)纖維組織一方面進(jìn)行生物化學(xué)變化，一方面進(jìn)行膠體化學(xué)變化，二者同時(shí)發(fā)生和進(jìn)行導(dǎo)致物質(zhì)成分和物理結(jié)構(gòu)都發(fā)生變化。凝膠化作用進(jìn)行的強(qiáng)烈程度不同，產(chǎn)生形態(tài)和結(jié)構(gòu)不同的凝膠化物質(zhì)。（1）如果植物組織的細(xì)胞壁在變化過(guò)程中只發(fā)生了微弱的膨脹，則植物的細(xì)胞組織仍能保持規(guī)則的排列，細(xì)胞腔明顯（木煤體）。（2）若植物細(xì)胞壁在變化過(guò)程中膨脹作用較強(qiáng)，細(xì)胞腔顯著縮小，則成為木質(zhì)鏡煤體的前身。若細(xì)胞腔充滿(mǎn)凝膠化物質(zhì)，可轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)鏡煤體；當(dāng)凝膠化作用十分強(qiáng)烈，植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)完成消失時(shí)，形成均勻凝膠化物質(zhì)，則轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)結(jié)構(gòu)鏡煤體。5）絲炭化作用1、概念：指植物遺體的木質(zhì)纖維組織，遭氧化分解、脫水、脫氫和增炭化作用轉(zhuǎn)變成貧氫、富炭的腐植物的過(guò)程。2、形成環(huán)境：沼澤覆水程度發(fā)生變化；沼澤表面變得比較干燥，氧的供應(yīng)較為充分；喜氧細(xì)菌的參與。3、特點(diǎn)：氧化過(guò)程中有機(jī)物在微生物參與下由于失去被氧化的原子團(tuán)而脫氫、脫水，碳含量相對(duì)增加；部分絲炭沒(méi)有經(jīng)過(guò)明顯地凝膠化作用，仍能保留完整的植物組織結(jié)構(gòu)。4、絲炭化作用過(guò)程復(fù)雜：如一些絲炭化物質(zhì)先經(jīng)歷不同程度凝膠化作用，后由于環(huán)境發(fā)生變化，又發(fā)生絲炭化作用。凝膠化→絲炭化過(guò)渡有一些絲炭化物質(zhì)首先曾經(jīng)歷過(guò)不同程度的凝膠化作用，而后由于環(huán)境發(fā)生變化(特別是覆水程度的變化)，又發(fā)生絲炭化作用。因此,同一植物遺體可先后經(jīng)歷兩種不同的轉(zhuǎn)變過(guò)程,并形成相應(yīng)的組分。那些已經(jīng)經(jīng)受不同程度凝膠化作用的植物組織,如果由于潛水面下降等原因,沼澤變得較為干涸,從而轉(zhuǎn)入充分氧化的條件時(shí),凝膠化的植物組織即因脫氫、脫水,相對(duì)地增碳而向絲炭化物質(zhì)轉(zhuǎn)化。凝膠化→絲炭化過(guò)渡如果后期絲炭化進(jìn)行的徹底，凝膠化的植物組織可形成絲炭體、木質(zhì)鏡煤絲炭體、結(jié)構(gòu)鏡煤絲炭體、絲炭化基質(zhì)體等。如果后期絲炭化進(jìn)行的不徹底，則形成一系列的過(guò)渡產(chǎn)物，半凝膠化物質(zhì)、半絲炭化物質(zhì)。但是，凝膠化物質(zhì)一旦已完成向絲炭化物質(zhì)的徹底轉(zhuǎn)變后就不可能再產(chǎn)生逆向的轉(zhuǎn)化。作用的結(jié)束時(shí)間以上所述凝膠化作用和絲炭化作用,都是指泥炭形成階段發(fā)生的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化?，F(xiàn)代對(duì)煤中各種顯微組分的研究,發(fā)現(xiàn)凝膠化組分和絲炭化組分的形成并不終止于泥炭化階段的晚期,在年輕褐煤的植物殘?bào)w中還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有相當(dāng)比例未經(jīng)變化的木質(zhì)素和纖維素,它們?cè)诔蓭r過(guò)程中仍有可能繼續(xù)向凝膠化物質(zhì)或向絲炭化物質(zhì)轉(zhuǎn)化。泥炭化作用過(guò)程的復(fù)雜性

自然界所見(jiàn)煤的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造往往是十分復(fù)雜的，?？吹矫旱牟煌瑤r石類(lèi)型的頻繁交替，①沼澤覆水條件、介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)等方面的改變可以引起不同巖石類(lèi)型分層的形成；②同一粗大的植物樹(shù)干在沼澤中由于埋藏狀態(tài)的不同，可以有不同的轉(zhuǎn)變經(jīng)歷，甚至樹(shù)干表層和里層的轉(zhuǎn)變條件也存在著差別(這種現(xiàn)象在露天開(kāi)采的褐煤層中經(jīng)常見(jiàn)到)，這些都會(huì)導(dǎo)致煤和煤層組成的不均一性。凝膠化作用與絲炭化所發(fā)生環(huán)境不同：凝膠化作用是在弱氧化至還原環(huán)境下形成，絲炭化作用是在氧化環(huán)境中發(fā)生，后迅速轉(zhuǎn)入弱氧化或還原環(huán)境下。經(jīng)歷作用不同，成分不一樣：部分絲炭沒(méi)有經(jīng)歷凝膠化作用，細(xì)胞結(jié)構(gòu)幾乎未經(jīng)歷膨脹變形，保持了植物的組織結(jié)構(gòu)。同一植物遺體可以經(jīng)歷兩種不同的過(guò)程，形成相應(yīng)的組分6）殘植化作用

當(dāng)泥炭化過(guò)程中水介質(zhì)流通較暢，長(zhǎng)期有新鮮氧供給的條件下，凝膠化作用和絲炭化作用的產(chǎn)物被充分分解破壞，并被流水帶走，穩(wěn)定組分大量集中的過(guò)程稱(chēng)為殘植化作用?？梢哉J(rèn)為殘植化作用是泥炭化作用中的一種特殊情況。

7）泥炭的積累速度1、與大氣和土壤的溫度密切有關(guān)。溫度影響植物的生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)量；溫度影響微生物的繁殖和活動(dòng)，從而影響植物死亡后的分解速度。2、與植物類(lèi)型、沼澤富水程度、介質(zhì)酸堿性及微生物活動(dòng)、植物遺體分解速度等多因素有關(guān)。3.地質(zhì)歷史時(shí)期地質(zhì)特征影響因素主要是：如地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候、冰期等。（7）泥炭的化學(xué)組成(一)泥炭的化學(xué)組成，除含有大量水分外，還包括有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)。