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文檔簡介
第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境概述煤:古代植物遺體固體可燃沉積有機巖成煤作用:從植物死亡堆積到形成煤炭的過程。分兩個階段:①腐泥化(泥炭化)階段:主要發(fā)生于地表的泥炭沼澤、湖泊以及淺海濱岸地帶,主要作用:菌解作用(表生的生物地球化學(xué)作用)結(jié)果:使低等植物轉(zhuǎn)變?yōu)楦?,高等植物則形成泥炭。②煤化作用階段:泥炭由于地層沉降等原因被沉積物覆蓋掩埋于地下深處經(jīng)成巖作用,即煤在溫度、壓力條件下進一步轉(zhuǎn)化的物理化學(xué)作用,使碳的含量進一步增加,成為褐煤;其后有的經(jīng)歷變質(zhì)作用階段,是褐煤受高溫高壓的影響而變?yōu)闊熋汉蜔o煙煤的過程。成煤作用概述煤:古代植物遺體泥炭化(菌解)作用來自云南的現(xiàn)代草本泥炭沼澤,可見大量的草本殘骸泥炭化(菌解)作用來自云南的現(xiàn)代草本泥炭沼澤,可見大量的草本第一節(jié)成煤物質(zhì)1植物演化與成煤作用的關(guān)系——植物是主要成煤原始物質(zhì),植物根據(jù)其組成細(xì)胞的功能是否分化成組織和器官而分為高等植物和低等植物兩大類別。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境菌類,藻類(構(gòu)造簡單,無根、莖、葉等器官的分化。如:發(fā)菜,海帶,紫菜)苔蘚、蕨類、裸子植物,被子植物(構(gòu)造復(fù)雜,有根、莖、葉的區(qū)別)。低等植物:(菌藻類植物時期——構(gòu)成地史早期(即元古代到早泥盆世)植物界的主體,多生活在水中)高等植物:第一節(jié)成煤物質(zhì)1植物演化與成煤作用的關(guān)系——第一章成煤原第一節(jié)成煤物質(zhì)菌藻類植物:沒有根,莖,葉的分化。孢子繁殖(綠藻)苔蘚植物:有莖,葉分化(如:泥炭蘚、濕原蘚、大濕原蘚等)蕨類植物:只有根,莖,葉。孢子繁殖(鐵線蕨、卷柏、鱗木、封印木、科達、桫欏、石松、木賊、華水韭)裸子植物:只有根,莖,葉,種子。種子繁殖(蘇鐵、銀杏、羅漢松、南洋杉、柏木、落羽杉、三尖杉、紅豆杉、金錢松、落葉松、雪松、銀杉、黃杉、冷杉、云杉、落葉松、紅豆杉、南方紅豆杉)被子植物:有根,莖,葉,花,果實,種子。種子繁殖(如:毛茛、車前菊、胡椒、睡蓮、木蘭、小續(xù)、罌粟、天南星、百合谷類、豆類、薯類、瓜果和蔬菜等。)種子植物:包括裸子植物與被子植物,種子繁殖第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第一節(jié)成煤物質(zhì)菌藻類植物:沒有根,莖,葉的分化。孢子繁殖藻類植物蘑菇具葉綠素、光合作用、營自養(yǎng)活的無維管束、無胚的葉狀體植物,一般生長在水體中綠藻門、裸藻門、輪藻門、金藻門、黃藻門、硅藻門、甲藻門、藍藻門、褐藻門和紅藻門藻類植物蘑菇具葉綠素、光合作用、營自養(yǎng)活的無維管束、無胚的葉苔蘚植物:高等植物中最原始的類群
葫蘆蘚植物界的拓荒者之一苔蘚植物:高等植物中最原始的類群葫蘆蘚植物界的拓荒者之一蕨類植物石松桫欏封印木鱗木第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境最原始的維管植物
羊齒植物鑒別古生代(從寒武紀(jì)到二疊紀(jì))植物化石的基礎(chǔ)。單純根據(jù)葉(羽片)的形態(tài)建立了大量的化石屬種。蕨類植物石松桫欏封印木鱗木第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境最原始蘇鐵銀杏羅漢松中生代最繁盛
現(xiàn)代裸子植物有不少種類出現(xiàn)于第三紀(jì)胚珠外面無子房壁包被,不形成果皮,種子裸露
蘇鐵銀杏羅漢松中生代最繁盛現(xiàn)代裸子植物有不少種類出現(xiàn)于第被子植物—顯花植物
三色堇睡蓮
右:可能最早的被子植物——古果被子植物是最重要的食物來源,如禾谷類(特別是稻、小麥和玉蜀黍)、甘蔗、馬鈴薯、塊莖蔬菜和果品。
被子植物出現(xiàn)于1.2~1.35億年前的早白堊紀(jì)
被子植物菌類、藻類、苔蘚植物和蕨類植物均是以孢子進行繁殖,合稱為孢子植物,孢子植物沒有開花結(jié)實現(xiàn)象;裸子植物門和被子植物門都是以種子進行繁殖,均有開花結(jié)實現(xiàn)象.
植物器官的及組織的演化程度不同,使不同時期的煤各具特征。晚古生代,鱗木植物厚樹皮,薄木質(zhì)部;中生代喬本裸子植物,薄樹皮厚木質(zhì)部,第三紀(jì)針葉樹,具有含大量樹脂的木質(zhì)部。裸子植物的孢子體特別發(fā)達,蕨類植物絕大多數(shù)是草本植物,極少數(shù)種類,比如桫欏,能長到幾米至十幾米高。菌類、藻類、苔蘚植物和蕨類植物均是以孢子進行繁殖,合稱為孢子地質(zhì)年代與生物發(fā)展階段對照表地質(zhì)年代與生物發(fā)展階段對照表第一節(jié)成煤物質(zhì)植物演化與成煤作用具有密切關(guān)系,植物的演化和發(fā)展決定了聚煤作用的發(fā)生,植物演化具有明顯階段性,因此,成煤作用也就具有階段性。1菌藻類植物時代(從25億年(元古代)到4.1億年以前(早泥盆世)——如我國南方寒武紀(jì)的“石煤”。)第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第一節(jié)成煤物質(zhì)植物演化與成煤作用具有密切關(guān)系,植物的演化2裸蕨植物時代(4.2億年前(晚志留紀(jì))到3.97億年前(中泥盆世)——以蕨為主,為世界上最古老陸生植物時代)植物開始從水生到陸生轉(zhuǎn)化,裸蕨植物的組織器官原始,一般高不到一米,沒有真正的葉和根,只在地下莖上生長著假根。由裸蕨形成的煤始于早泥盆世。如德國萊茵區(qū)早泥盆世板巖中所夾的鏡煤條帶即由裸蕨的枝椏形成。我國泥盆紀(jì)由裸蕨形成的煤層見于云南祿勸、廣東臺山和秦嶺西段等地。
2裸蕨植物時代(4.2億年前(晚志留紀(jì))到3.97億年前(第一節(jié)成煤物質(zhì)3蕨類、種子蕨類植物時代(從3.7億年前(晚泥盆世)開始,經(jīng)過2.9~3.5億年前(石炭紀(jì)到晚二疊世早期),以孢子植物蕨類和裸子植物的種子蕨類為主)石松類植物如鱗木、封印木等;節(jié)蕨類植物如蘆木等;種子蕨類植物如科達,是發(fā)育的鼎盛時期。這一時期在溫暖潮濕的氣象條件下,許多樹木十分高大,如鱗木、封印木等可高達三十余米。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第一節(jié)成煤物質(zhì)3蕨類、種子蕨類植物時代(從3.石炭-二疊紀(jì)是全世界范圍內(nèi)最重要的聚煤時期,地勢比較平坦,植物繁盛,聚煤作用強,為第一大聚煤時期。如我國石炭二疊紀(jì)是最早和最重要的聚煤時期,形成了分布廣泛的聚煤盆地和含煤地層,特別是我國華北和華南地區(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及聚煤盆地。石炭-二疊紀(jì)是全世界范圍內(nèi)最重要的聚煤時期,地勢比較平坦,植二疊紀(jì)景觀及化石二疊紀(jì)景觀及化石第一節(jié)成煤物質(zhì)4裸子植物時代(從2.5億年前(二疊世晚期)開始,到2.05億年早期(中生代),由于海西運動和印支運動的影響,陸地面積擴大,地勢變化大,地形高差分化明顯,氣候也隨之發(fā)生變化。這個時期的主要特點:地球上干旱氣候帶擴大,石炭-二疊紀(jì)的植物群逐漸衰落,由蕨類植物進入裸子植物繁盛時期。隨著植物界的的演化,適應(yīng)能力更強的蘇鐵綱、銀杏綱,特別是松柏綱的的植物繁盛,進入了裸子植物時代。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第一節(jié)成煤物質(zhì)4裸子植物時代(從2.5億年前(二疊世這是地質(zhì)歷史時期又一個重要的聚煤期:侏羅紀(jì)(2.05億年前)和早白堊世是(0.65億年前)被認(rèn)為是世界上第二個重要的聚煤期。在我國,侏羅紀(jì)被認(rèn)為是最重要的聚煤時期,特別是我國西部地區(qū),侏羅紀(jì)煤炭儲量占我國煤炭總儲量的60%左右。這是地質(zhì)歷史時期又一個重要的聚煤期:侏羅紀(jì)(2.05億年前)第一節(jié)成煤物質(zhì)5被子植物時代(早白堊世以后至古、新近紀(jì))從早白堊晚期(1億年前)開始,被子植物迅速代替了裸子植物群,進入到被子植物時代。這個時期構(gòu)造活動更加強烈,其后分帶也更加明顯。被子植物成為0.23~0.65億年間(第三紀(jì))的聚煤的主要物質(zhì)來源。這個時期被稱為世界上第三個聚煤時期。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境白堊紀(jì)景觀因此要首先研究植物的演化特點,將植物演化與地質(zhì)歷史發(fā)展、盆地聚煤作用研究緊密地結(jié)合起來,闡明聚煤作用的機制。第一節(jié)成煤物質(zhì)5被子植物時代(早白堊世以后至古、新近紀(jì)第一節(jié)成煤物質(zhì)即:當(dāng)?shù)厍蛱幱诓煌刭|(zhì)年代,隨著氣候和地理環(huán)境的改變,生物也在不斷地發(fā)展和演化。就植物而言,從無生命一直發(fā)展到被子植物。這些植物在相應(yīng)的地質(zhì)年代中造成了大量的煤。在整個地質(zhì)年代中,全球范圍內(nèi)有三個大的成煤期:(1)古生代的石炭紀(jì)和二疊紀(jì),成煤植物主要是孢子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。(2)中生代的侏羅紀(jì)和白堊紀(jì),成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。(3)新生代的第三紀(jì)(古近紀(jì),新近紀(jì)),成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤,其次為泥炭,也有部分年輕煙煤。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第一節(jié)成煤物質(zhì)即:當(dāng)?shù)厍蛱幱诓煌刭|(zhì)年代,隨著氣候和地理第一節(jié)成煤物質(zhì)第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第一節(jié)成煤物質(zhì)第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境我國典型煤田成煤期:開灤、陽泉等煤田,是在古生代的石炭紀(jì)至二疊紀(jì)時期形成的,這個時期的成煤植物是古代的蕨類植物。大同的武寧煤田,是在中生代的侏羅紀(jì)形成的,這個時期的成煤植物有古代的蘇鐵、松柏類、銀杏類等裸子植物。撫順和云南的小龍?zhí)睹禾?,是在新生代的第三紀(jì)形成的,這個時期的成煤植物是古代裸子植物中的松柏類和原始的被子植物。
我國典型煤田成煤期:第一節(jié)成煤物質(zhì)二、植物組成根:植物進化過程中適應(yīng)陸生條件所形成的一種器官,具有吸收、支持、合成和貯藏的功能。其主要功能:從土壤中吸收水、二氧化碳和無機鹽類(硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽),以及鉀鈣鎂等離子而轉(zhuǎn)化為植物生存所必需的物質(zhì)。莖:主要功能是將水分、無機鹽和有機鹽類和有機營養(yǎng)物質(zhì)運送到植物體的各個部分,同時又支持枝葉花果有利于進行光合作用、開花、傳粉及果實和種子的散布,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,他們都是植物賴以生存所必需的。光合作用是綠色植物的葉片,在陽光下利用二氧化碳和水合成有機質(zhì),并放出氧氣的過程,因此形成了大氣中碳循環(huán)的重要途徑。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第一節(jié)成煤物質(zhì)二、植物組成第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境高等植物解剖結(jié)構(gòu)
高等植物表皮磚型細(xì)胞,覆有角質(zhì)層,有的有蠟質(zhì)周皮次生保護組織皮層維管柱表皮葉肉葉脈
表皮不發(fā)育角質(zhì)層,有的有蠟質(zhì)周皮皮層維管柱
一般沒有髓部(玉米等有)莖干根葉片高等植物解剖結(jié)構(gòu)表皮磚型2周皮次生保護組織枝干加粗表皮死亡周皮
3皮層周皮內(nèi)側(cè),同化,儲藏,通氣,吸收等,
多層細(xì)胞組成,(多面體,球型,橢圓型)
木栓層細(xì)胞排列規(guī)則,多為磚型
周皮木栓形成層
栓內(nèi)層1表皮磚型細(xì)胞,細(xì)胞外壁角化,蠟質(zhì)2周皮次生保護組織3皮層周皮內(nèi)側(cè),中柱可分為中柱鞘、初生木質(zhì)部、初生韌皮部和薄壁細(xì)胞四個部分,少數(shù)植物還有髓。4維管柱:又叫中柱,是皮層以內(nèi)的中軸部分,由原形成層分化而來,由維管束、髓和髓射線等組成。中柱可分為中柱鞘、初生木質(zhì)部、初生韌皮部和薄壁細(xì)胞四個部分,高等植物組織第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境分生組織成熟組織1保護組織
表皮周皮2基本組織(吸收)
吸收組織同化組織貯藏組織通氣組織頂端分生側(cè)生分生居間分生4輸導(dǎo)組織導(dǎo)管篩管5分泌結(jié)構(gòu)3機械組織(支撐)厚角組織厚壁組織纖維石細(xì)胞腺毛、腺鱗、蜜腺、排水器分泌細(xì)胞、腔或分泌道和乳汁管外分泌結(jié)構(gòu)內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)高等植物組織第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境分生組織成熟組織1保1分生組織分生組織是具有分裂能力的細(xì)胞群。通常根據(jù)分生組織的分布位置,分為頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織。1)頂端分生組織:位于植物的根尖和莖端,染色較深。該區(qū)域能看見細(xì)胞有絲分裂的各個時期。2)側(cè)生分生組織:常位于根和莖的外周部分,靠近器官的邊緣。它包括形成層和木栓形成層。常位于根莖側(cè)面靠近邊緣的位置。1分生組織分生組織是具有分裂能力的細(xì)胞群。3)居間分生組織:夾在已經(jīng)有一定分化程度的組織區(qū)域之間,是頂端分生組織衍生而遺留在某些器官中局部區(qū)域的分生組織。并不普遍存在,且只能保持一定時期的分生能力,以后則完全轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒旖M織。
典型的居間分生組織存在于植物的莖、葉、子房柄、花梗、花序等器官的成熟組織之中,例如稻、麥等禾本科植物的節(jié)間基部具有居間分生組織,進行拔節(jié)和抽穗,使莖急劇長高,使莖桿倒伏后逐漸恢復(fù)直立。蔥、蒜、韭菜的葉子割取上部后能繼續(xù)伸長生長,也是由于葉基部的居間分生組織活動的結(jié)果。
居間分生組織相較細(xì)胞核大,細(xì)胞質(zhì)濃;主要進行橫分裂,使器官沿縱軸方向細(xì)胞數(shù)目增加;細(xì)胞持續(xù)活動時間較短。3)居間分生組織:夾在已經(jīng)有一定分化程度的組織區(qū)域之間,是頂植物體內(nèi)的分生組織
植物體內(nèi)的分生組織
根尖的分區(qū)及其發(fā)育
根的尖端,在根毛生長處及其以下的一段,叫做
根尖(roottip),可依次分為根冠、分生區(qū)、伸長區(qū)、根毛區(qū)(成熟區(qū))等四區(qū)。不論主根、側(cè)根或不定根都具有根尖,它是根中生命活動最旺盛、最重要的部分。根尖的分區(qū)及其發(fā)育 根的尖端,在根毛生長處及其以下的一段,叫由分生組織衍生的細(xì)胞發(fā)育而成保護組織、基本組織、機械組織、輸導(dǎo)組織和分泌結(jié)構(gòu)等五種組織,總稱為成熟組織(maturetissue),它們具有一定的穩(wěn)定性,也稱為永久組織(permanenttissue)。但組織的成熟是相對的,有些分化程度較低的組織,有時能隨植物體的發(fā)育進一步轉(zhuǎn)化為另一種組織,如分化程度較低的薄壁細(xì)胞可以脫分化(dedifferentiation)為分生細(xì)胞或特化為石細(xì)胞。2成熟組織由分生組織衍生的細(xì)胞發(fā)育而成保護組織、基本組織、機械組織、輸2.1保護組織
保護組織分布于植物體表面,由一層或數(shù)層細(xì)胞組成,其功能是減少水分蒸發(fā)、防止機械損傷和其他生物的侵害。保護組織按其來源和形態(tài)結(jié)構(gòu)不同可分為表皮和周皮。
(1)表皮。為初生保護組織,由原表皮分化而來,通常為一層細(xì)胞,但也有少數(shù)植物的某些器官的外表,可形成由多層生活細(xì)胞組成的復(fù)表皮。表皮分布于幼莖、葉、花和果實表面,由表皮細(xì)胞、組成氣孔器的保衛(wèi)細(xì)胞和副衛(wèi)細(xì)胞、表皮毛或腺毛等附屬物組成,其中表皮細(xì)胞是最基本的成分。2.1保護組織
保護組織分布于植物體表面,由一層或數(shù)層細(xì)胞
(2)周皮。周皮是取代表皮的次生保護組織。有些植物的根、莖在加粗過程中原來的表皮被損壞脫落,而在表皮下面形成新的保護組織,即周皮。周皮由側(cè)生分生組織——木栓形成層分裂活動形成。木栓形成層平周分裂,向外產(chǎn)生的細(xì)胞分化成木栓層,向內(nèi)分化成栓內(nèi)層。木栓層、木栓形成層和栓內(nèi)層共同構(gòu)成周皮。
(2)周皮。周皮是取代表皮的次生保護組織。有些植物的根在形成層的作用下,根莖不斷增粗。而木栓形成層的活動使長粗的根莖表面或受傷的器官表面形成新的保護組織。在形成層的作用下,根莖不斷增粗。而木栓形成層的活動使長粗的根木栓形成層木栓形成層2.2基本組織基本組織或稱薄壁組織,廣泛分布于植物體的各個器官中,是構(gòu)成植物體的基礎(chǔ)。它們擔(dān)負(fù)吸收、同化、貯藏、通氣、傳遞等功能。
基本組織細(xì)胞普遍特征:其細(xì)胞壁薄,細(xì)胞內(nèi)具有較大的液泡,細(xì)胞排列疏松,具有明顯的細(xì)胞間隙?;窘M織因其結(jié)構(gòu)功能不同可分為各種類型的組織,如:1)吸收組織:如根毛(roothair)2)同化組織3)貯藏組織4)通氣組織2.2基本組織基本組織或稱薄壁組織,廣泛分布于植物體的各個器1)吸收組織:
位于根尖的根毛區(qū),包括表皮細(xì)胞和由表皮細(xì)胞外壁向外延伸形成的管狀結(jié)構(gòu)--根毛(roothair),其功能是吸收水分和溶于水中的無機鹽。根毛數(shù)目很多,壁上角質(zhì)層薄,常具黏液,與土壤緊密接觸,有利于根吸收水分和養(yǎng)料。根尖根毛區(qū)的吸收組織1)吸收組織:
位于根尖的根毛區(qū),包括表皮細(xì)胞和由表皮細(xì)胞2)同化組織同化組織細(xì)胞的原生質(zhì)體含有大量葉綠體,能進行光合作用,所以又稱為綠色組織。同化組織分布于植物體的一切綠色部分,如幼莖的皮層、發(fā)育中的果實和種子中,尤其是葉片的葉肉,是由典型的同化組織構(gòu)成的。同化組織在適當(dāng)條件下較容易恢復(fù)分生作用(例臺灣莫拉克臺風(fēng)導(dǎo)致臺灣花樹反季開花催生樹葉)。植物葉片中的同化組織2)同化組織同化組織細(xì)胞的原生質(zhì)體含有大量葉綠體,能進行3)貯藏組織
常見于根和莖的皮層、髓部、果實和種子胚乳或子葉以及塊根、塊莖等貯藏器官中。細(xì)胞中常貯藏營養(yǎng)物質(zhì),如淀粉、糖類、蛋白質(zhì)、油類、單寧、草酸鈣等。例如水稻、小麥等禾本科植物種子的胚乳細(xì)胞,甘薯塊根、馬鈴薯塊莖的薄壁細(xì)胞貯藏淀粉?;蚝哿?;花生種子的子葉細(xì)胞貯藏油類。
某些貯藏組織特化為貯水組織,使植物能適應(yīng)干旱環(huán)境生長。貯水組織一般存在于旱生的肉質(zhì)植物中,如仙人掌、龍舌蘭、景天、蘆薈等的光合器官。植物細(xì)胞中的貯藏組織3)貯藏組織
常見于根和莖的皮層、髓部、果實和種子胚乳毛茛根橫切面,示貯藏組織位于皮層部位的薄壁細(xì)胞,細(xì)胞壁薄、細(xì)胞間隙發(fā)達。特別是在每個薄壁細(xì)胞內(nèi),都充滿著許許多多的淀粉粒。毛茛根橫切面,示貯藏組織位于皮層部位的薄壁細(xì)胞,細(xì)胞壁薄、細(xì)4)通氣組織
有些薄壁組織中有發(fā)達的細(xì)胞間隙。這些間隙在發(fā)育過程中逐漸互相聯(lián)結(jié),最后形成網(wǎng)結(jié)狀氣腔和氣道。這種具有明顯胞間隙的薄壁組織稱為通氣組織。氣腔和氣道內(nèi)蓄積大量空氣,有利于器官中細(xì)胞呼吸和氣體的交換。同時,像蜂巢狀系統(tǒng)的胞間隙可以有效抵抗植物在水生環(huán)境中所面臨的機械應(yīng)力。如在水稻根、莖、葉中通氣組織發(fā)達,并與葉鞘的氣道通連,這是對濕生條件的適應(yīng)。水稻通氣腔的大小常因品種、栽培條件和分布部位而異,就一條莖桿來說,近基部的節(jié)間中通氣腔較發(fā)達,越近頂部的通氣腔越小,穗頸和緊接其下的節(jié)間幾乎無通氣腔的分化。
4)通氣組織
有些薄壁組織中有發(fā)達的細(xì)胞間隙。這些狐尾藻莖橫切面示通氣組織水稻葉片中的通氣組織
狐尾藻莖橫切面示通氣組織水稻葉片中的通氣組織2.3機械組織主要機能是對植物起主要支持作用。根據(jù)細(xì)胞的形態(tài)和細(xì)胞壁的加厚方式的不同,機械組織可分為厚角組織和厚壁組織。
厚角組織由生活細(xì)胞組成,細(xì)胞壁常在角隅部分增厚。厚壁組織由死細(xì)胞組成,細(xì)胞壁均勻增厚并木化。其中細(xì)胞呈長紡錘狀的為纖維,細(xì)胞近等徑或呈不規(guī)則形狀的為石細(xì)胞。2.3機械組織主要機能是對植物起主要支持作用。厚角組織
南瓜莖中的厚角組織厚角組織南瓜莖中的厚角組織厚角組織厚角組織厚壁組織厚壁組織纖維纖維石細(xì)胞石細(xì)胞的壁強烈次生增厚和木化,通常原生質(zhì)體消失,成為僅具堅硬細(xì)胞壁的死細(xì)胞。如桃、李、梅、椰子等果實堅硬的“核”,水稻的谷殼,花生的“果殼”等,都有大量石細(xì)胞存在;梨果肉中堅硬的顆粒,便是成簇的石細(xì)胞,它們數(shù)量的多少是梨品質(zhì)優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)。石細(xì)胞石細(xì)胞的壁強烈次生增厚和木化,通常原生質(zhì)體消失,成為僅2.4輸導(dǎo)組織為植物體中擔(dān)負(fù)物質(zhì)長途運輸?shù)闹饕M織。其中輸導(dǎo)水分的是導(dǎo)管和管胞,輸導(dǎo)有機物的主要有篩管和伴胞。2.4輸導(dǎo)組織為植物體中擔(dān)負(fù)物質(zhì)長途運輸?shù)闹饕M織。其中輸(1)導(dǎo)管。導(dǎo)管普遍存在于被子植物的木質(zhì)部中。導(dǎo)管分子的類型A.環(huán)紋導(dǎo)管B.螺紋導(dǎo)管C.梯紋導(dǎo)管D.網(wǎng)紋導(dǎo)管
E.孔紋導(dǎo)管(1)導(dǎo)管。導(dǎo)管普遍存在于被子植物的木質(zhì)部中。導(dǎo)管分子的類型南瓜莖內(nèi)的導(dǎo)管南瓜莖內(nèi)的導(dǎo)管
(2)管胞是絕大部分蕨類植物和裸子植物的惟一輸水機構(gòu)。大多數(shù)被子植物中,管胞和導(dǎo)管同時存在于木質(zhì)部中。此外,管胞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)堅固,有較強的機械支持功能。
管胞是狹長而兩頭斜尖的管狀細(xì)胞,一般長約1~2mm,直徑較小,細(xì)胞壁次生增厚并木化,最后原生質(zhì)體消失,成為死細(xì)胞。與導(dǎo)管的主要區(qū)別:管胞端壁不形成穿孔。管胞的次生壁增厚并木化時,同樣形成環(huán)紋、螺紋、梯紋和孔紋等紋理。管胞縱向排列時,各以先端斜尖面彼此貼合,水溶液主要通過側(cè)壁上的紋孔進入另一個管胞,逐漸向上或橫向運輸,故輸導(dǎo)效率低。
(2)管胞是絕大部分蕨類植物和裸子植物的惟一輸水機構(gòu)。大多2.5分泌結(jié)構(gòu)植物體中有一些產(chǎn)生分泌物的細(xì)胞或特化的結(jié)構(gòu),如腺毛,蜜腺、樹脂道、分泌腔、和乳汁管等,統(tǒng)稱為分泌結(jié)構(gòu)。根據(jù)分泌物是否排出體外,可分為外分泌結(jié)構(gòu)和內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)兩大類。常見的分泌物有:蜜汁、精油、黏液、樹脂、乳汁、鹽類、單寧、生物堿等物質(zhì),聚積在細(xì)胞內(nèi)、胞間隙或腔道中,或通過一定細(xì)胞組成的分泌結(jié)構(gòu)排出體外,許多植物的分泌物,如橡膠、生漆、芳香油、蜜汁等具有重要的經(jīng)濟價值。2.5分泌結(jié)構(gòu)植物體中有一些產(chǎn)生分泌物的細(xì)胞或特化的結(jié)構(gòu),如腺毛:分泌物貯存于細(xì)胞壁和角質(zhì)層之間,以后角質(zhì)層破裂而向外分泌黏液或精油,對植物具有一定的保護作用。如煙草、番茄、泡桐、棉幼莖或葉表面腺毛腺鱗:腺毛排列成鱗片狀。腺鱗普遍存在于植物中,尤其見于唇形科、菊科和桑科植物中1)外分泌結(jié)構(gòu):將分泌物排到植物體外的分泌結(jié)構(gòu)。大都分布在植物體表面,如腺毛、腺鱗、蜜腺、排水器等蜜腺:能分泌糖液,位于植物體表面特定部位。包括蟲媒植物花部和位于營養(yǎng)體上的花外蜜腺。如油菜花托上的花蜜腺、棉葉中脈和蠶豆托葉上的花外蜜腺。腺毛腺毛:分泌物貯存于細(xì)胞壁和角質(zhì)層之間,以后角質(zhì)層破裂而向外分
鹽腺:分泌物是鹽類。一般鹽堿地上生長的植物體表有鹽腺分布,用于分泌多余的鹽分以保持體內(nèi)的鹽分平衡,如磯松屬、檉柳屬等植物的莖和葉表面均分布有鹽腺。腺表皮:是植物體某些部位具有分泌功能的表皮細(xì)胞,如矮牽牛、漆樹等許多植物花的柱頭、表皮均為腺表皮。細(xì)胞成乳頭狀突起,能分泌糖、氨基酸、酚類化合物等柱頭液,利于黏著花粉萌發(fā)。鹽腺:分泌物是鹽類。一般鹽堿地上生長的植物體表有鹽腺分布,排水器:是植物將體內(nèi)過多的水分排出體外的結(jié)構(gòu),它的排水過程稱為吐水。排水器常分布在葉尖和葉緣,由水孔和通水組織構(gòu)成。水從木質(zhì)部的管胞經(jīng)通水組織到水孔排出體外的吐水現(xiàn)象在盛夏的清晨最容易看到,是一種由根壓產(chǎn)生的的生理現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可作為根系正?;顒拥囊环N標(biāo)志。露水與吐水現(xiàn)象的區(qū)別?排水器:是植物將體內(nèi)過多的水分排出體外的結(jié)構(gòu),它的排水過程稱(2)內(nèi)分泌結(jié)構(gòu):其分泌物積聚于植物體的細(xì)胞內(nèi)、胞間隙、腔穴或管道內(nèi),常見的有分泌細(xì)胞、分泌腔或分泌道和乳汁管。
①分泌細(xì)胞:以單個細(xì)胞存在,可以是生活細(xì)胞或非生活細(xì)胞,在細(xì)胞腔內(nèi)積聚特殊的分泌物。也稱為異細(xì)胞。根據(jù)分泌物類型不同可分為油細(xì)胞(樟科、木蘭科)、黏液細(xì)胞(仙人掌科、錦葵科)、含晶細(xì)胞(???、薔薇科、景天科)以及樹脂細(xì)胞、芥子酶細(xì)胞等。
(2)內(nèi)分泌結(jié)構(gòu):其分泌物積聚于植物體的細(xì)胞內(nèi)、胞間隙、腔穴②分泌腔和分泌道:是一群最初有分泌能力的細(xì)胞,后來部分細(xì)胞溶去形成囊狀間隙(溶生)或細(xì)胞分離形成的裂生間隙(裂生)或兩種方式結(jié)合而成的間隙(裂溶生)。分泌物貯存于腔穴中。例如柑橘葉和果皮中透亮的小圓點,就是溶生分泌腔,在這個腔周圍可以看到有部分損壞的細(xì)胞。松柏類木質(zhì)部中的樹脂道和漆樹韌皮部中的漆汁道是裂生分泌道,它們是分泌細(xì)胞間的胞間層溶解而形成的縱向或橫向的長形胞間隙,完整的分泌細(xì)胞襯在分泌道的周圍,樹脂或漆液由這些細(xì)胞排出,積累在管道中;芒果屬的葉和莖中的分泌道是裂溶生起源。②分泌腔和分泌道:是一群最初有分泌能力的細(xì)胞,后來部分細(xì)胞銀杏葉柄內(nèi)的分泌道銀杏葉柄內(nèi)的分泌道三、植物的組成和化學(xué)性質(zhì)(1)碳水化合物(2)木質(zhì)素:(3)蛋白質(zhì):(4)脂類化合物低等植物主要組成:碳水化合物、蛋白質(zhì)。脂肪含量較高。高等植物主要組成:纖維素、半纖維素、木質(zhì)素為主。木本植物有機組成:活細(xì)胞中原生質(zhì)為蛋白質(zhì),莖葉為纖維素和木質(zhì)素為主。角質(zhì)膜、木栓層、孢子、花粉含大量脂類化合物。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境三、植物的組成和化學(xué)性質(zhì)(1)碳水化合物第一章成煤原始物質(zhì)與
包括纖維素、半纖維素及果膠質(zhì)。纖維素(葡聚糖):是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分。是難以消化的碳水化合物。纖維素一般不溶于水和有機溶劑,一定條件下在溶液中能生成膠體,容易水解。棉花纖維素100%。1碳水化合物(糖類化合物)半纖維素(hemi-cellulose):化學(xué)組成和性質(zhì)與纖維素相近,但比纖維素更易分解或水解為糖類和酸。
果膠(pectin/pecticsubstance):糖的衍生物,呈果凍狀。在生物化學(xué)作用下,可水解成一系列單糖和糖醛酸。包括纖維素、半纖維素及果膠質(zhì)。1碳水化合物(糖類化合纖維素纖維素2木質(zhì)素
木質(zhì)素由聚合的芳香醇構(gòu)成的一類物質(zhì),存在于木質(zhì)組織中,主要作用是通過形成交織網(wǎng)來硬化細(xì)胞壁。木質(zhì)素主要位于纖維素纖維之間,起抗壓作用。也是植物細(xì)胞壁的主要成分,常分布在植物根、莖部的細(xì)胞壁中。木本植物的木質(zhì)素含量高,木質(zhì)素是具有苯基丙烷芳香結(jié)構(gòu)的高分子聚合物,含甲氧基、羥基等官能團。木質(zhì)素的單體以不同的鏈連接成三度空間的大分子,比纖維素穩(wěn)定,不易水解,易于保存下來。在泥炭沼澤中,在水和微生物作用下發(fā)生分解,與其他化合物共同作用生成腐植酸類物質(zhì),這些物質(zhì)最終轉(zhuǎn)化成為煤。所以木質(zhì)素是植物轉(zhuǎn)變?yōu)槊旱脑嘉镔|(zhì)中最重要的有機組分。2木質(zhì)素木質(zhì)素由聚合的芳香醇構(gòu)成3脂類化合物lipids/fattycompounds
脂類化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有機溶劑的有機化合物。在植物中脂類化合物主要有以下幾種。
脂肪(fat):屬于長鏈脂肪酸的甘油酯。高等植物中含量少(1-2%),低等植物含量高(20%左右)。在生化作用下在酸性或堿性溶液中分解生成脂肪酸和甘油,參與成煤作用。
蠟質(zhì)(wax):主要是長鏈脂肪酸與含有24~26個碳原子的高級一元醇形成的脂類,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易受細(xì)菌分解。
3脂類化合物lipids/fattycompoun
樹脂resin/rosin:
樹脂是植物生長過程中的分泌物,當(dāng)植物受傷時,膠狀的樹脂不斷分泌出來保護傷口。針狀植物含樹脂較多,低等植物不含樹脂。樹脂不溶于有機酸,不易氧化,微生物也不能破壞它,因此能很好地保存在煤中。
角質(zhì)cutin和木栓質(zhì)phellem:化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定,不溶于有機酸,微生物也難以作用,在成煤過程中能保存下來。3脂類化合物fattycompounds
樹脂resin/rosin:樹脂是4蛋白質(zhì)proteins
蛋白質(zhì):由若干個氨基酸(aminoacid)結(jié)合而形成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子。由于含羧基carboxyl和羥基hydroxyl,蛋白質(zhì)具有酸性和堿性官能團,強烈親水性膠體。
高等植物中蛋白質(zhì)含量少;低等植物中蛋白質(zhì)含量高。
植物死亡后,完全氧化條件下,蛋白質(zhì)完全分解為氣態(tài)物質(zhì);在泥炭沼澤和湖泊的水中,蛋白質(zhì)分解成氨基酸、喹啉等含氮化合物,參與成煤作用,但對煤的性質(zhì)沒有決定性的影響。
是煤中硫、氮元素的來源之一。4蛋白質(zhì)proteins蛋白質(zhì):由若植物化學(xué)組成及不同環(huán)境分解產(chǎn)物碳水化合物纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)纖維二糖、葡萄糖,酸CO2、H2O、CH4在氧化環(huán)境分解產(chǎn)物在酸沼中分解產(chǎn)物木質(zhì)素芳香酸、脂肪酸類似腐植酸蛋白質(zhì)植物細(xì)胞鍵主要成分,存于細(xì)胞壁植物細(xì)胞原生質(zhì)具酸、堿性氣態(tài)產(chǎn)物氨基酸卟啉等含氮化合物煤中N、S與之有關(guān)脂類化合物脂肪、蠟質(zhì)、樹脂、角質(zhì)與木栓質(zhì)、孢粉質(zhì)、花粉不溶于水,溶于有機溶劑穩(wěn)定性強,煤化作用中多保存植物化學(xué)組成及不同環(huán)境分解產(chǎn)物碳水化合物纖維素、半纖維素、果1)脂肪脂類化合物2)蠟質(zhì)3)樹脂4)角質(zhì)與木栓質(zhì)5)孢粉質(zhì)孢子種子莖皮樹皮中在酸堿液中產(chǎn)物脂肪酸、甘油性穩(wěn)定,從褐煤瀝青中可提煉出莖葉果表皮上單二三萜烯類混合物煤化作用角質(zhì)酸性極穩(wěn)定,完好保存于煤中植物孢子、花粉外壁不溶有機酸1)脂肪脂類化合物2)蠟質(zhì)3)樹脂4)角質(zhì)與木栓質(zhì)5)孢粉質(zhì)樹脂的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定,不溶于有機酸,微生物及昆蟲都不能破壞它,因此可以完好地保存于煤中。天然樹脂是指由自然界中動植物分泌物所得的無定形有機物質(zhì),如松香、琥珀、蟲膠(紫膠蟲吸取寄主樹樹液后分泌出的紫色天然樹脂)等。一般要加入固化劑才能固化。孢子是苔蘚和蕨類植物的生殖細(xì)胞,而花粉是種子植物的雄性生殖細(xì)胞。孢子化石主要是藻菌類和蕨類?;ǚ刍饕锹阕又参锏乃?、杉;但被子植物的花粉屬種多、數(shù)量大。樹脂的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定,不溶于有機酸,微生物及昆蟲都不能破壞植物的有機組分中除以上五類外,還有鞣質(zhì)、色素等成分。鞣質(zhì)(又稱丹寧)是由不同的芳香族化合物,如丹寧酸、五倍子酸、鞣花酸等混合而成的,具有酚的特性。鞣質(zhì)具抗腐性,可浸透老年木質(zhì)部的細(xì)胞壁、種子外殼、樹皮,從而增強了植物的抗腐性。色素是植物體內(nèi)貯存和傳送能量的重要組分。除了上述植物的有機化合物組成外,植物有機質(zhì)的元素組成也影響著成煤特征和煤的利用。構(gòu)成植物有機質(zhì)的元素種類雖少,但含量大,主要有碳、氫、氧、氯4種元素。植物的有機組分中除以上五類外,還有鞣質(zhì)、色素等成分。角質(zhì)體,鋸齒狀結(jié)構(gòu)顯著角質(zhì)體,鋸齒狀結(jié)構(gòu)顯著樹脂體,基質(zhì)鏡質(zhì)體樹脂體,基質(zhì)鏡質(zhì)體樹皮體,顯示中心維管束—栓內(nèi)層—木栓層的完整構(gòu)造樹皮體,顯示中心維管束—栓內(nèi)層—木栓層的完整構(gòu)造藻煤;皮拉藻類體藻煤;皮拉藻類體滲出瀝青體,楔形充填狀滲出瀝青體,楔形充填狀第二節(jié)植物遺體的堆積環(huán)境一、泥炭的形成與積累泥炭沼澤的形成需具備三個條件:氣候、地理、構(gòu)造。氣候:適于植物的生長,地理:有水體,構(gòu)造:沼澤要持續(xù)緩慢沉降。當(dāng)滿足前二者時,構(gòu)造成為泥炭沼澤發(fā)育的關(guān)鍵因素。沼澤基底沉降速度=植物遺體堆積速度,泥炭層堆積厚且穩(wěn)定,沼澤沉降速度>植物遺體的堆積速度,植物會被水淹死,泥炭化作用終止。沉降速度<植物遺體堆積速度,植物的遺體分解,同樣泥炭化作用停止。如果植物有機質(zhì)堆積的增長量超過其分解量,才有可能聚集成泥炭層。泥炭層的堆積厚度在沒有大的氣候環(huán)境的變化影響時,主要受控于植物遺體堆積速度與沼澤基底沉降速度相同的時間長度。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第二節(jié)植物遺體的堆積環(huán)境一、泥炭的形成與積累第一章成煤原泥炭化作用的最終產(chǎn)物是泥炭。沒入水中,隔絕空氣,才能防止氧化分解,在還原條件下發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生腐植酸等泥炭物質(zhì)。通常泥炭沼澤的垂直剖面可劃分為:氧化環(huán)境的表層,過渡條件的中間層;還原環(huán)境的底層。第二節(jié)植物遺體的堆積環(huán)境泥炭化作用的最終產(chǎn)物是泥炭。沒入水中,隔絕空氣,才能防止氧化沼澤:地球上除南極尚未發(fā)現(xiàn)外,各地均有分布。地球上最大的泥炭區(qū)在西西伯利亞低地,它南北寬800公里,東西長1800公里,這個區(qū)堆積了地球全部泥炭的40%。我國的主要分布在東北三江平原和青藏高原等地,歐洲和北美洲北部也有分布。沼澤分類:沼澤的分類是一個比較復(fù)雜的問題,目前還沒有一個公認(rèn)的分類系統(tǒng)。在高緯度地區(qū),典型的常呈現(xiàn)一定的發(fā)育過程:隨著泥炭的逐漸積累,基質(zhì)中的礦質(zhì)營養(yǎng)由多而少,而地表形態(tài)卻由低洼而趨向隆起,植物也相應(yīng)發(fā)生改變。
第二節(jié)植物遺體的堆積環(huán)境沼澤:地球上除南極尚未發(fā)現(xiàn)外,各地均有分布。第二節(jié)植物遺我國沼澤研究者,在對若爾蓋沼澤分類時,按照綜合分類的原則,采用了三個主要特征作為依據(jù):一)沼澤體發(fā)育過程的形式與階段;可分為高位型、低位型;二)沼澤體所處的地貌類型及水分養(yǎng)分狀況;劃分亞型,例如湖濱洼地沼澤亞型、階地沼澤亞型、閉流寬谷沼澤亞型;三)植被及其在沼澤體中的分布規(guī)律。劃分沼澤體,例如睡菜-苔草沼澤、蒿草-木里苔草沼澤。第二節(jié)植物遺體的堆積環(huán)境我國沼澤研究者,在對若爾蓋沼澤分類時,按照綜合分類的原則,采一)沼澤體發(fā)育過程的形式與階段低位、中位、高位是根據(jù)土壤中水的來源劃分發(fā)育過程由低級到高級階段,因此有富養(yǎng)(低位)、中養(yǎng)(中位)和貧養(yǎng)(高位)之分。低位沼澤:主要由地下水補給、潛水面較高的沼澤;高位沼澤:主要以大氣降水為補給來源的泥炭沼澤;中位沼澤或過渡沼澤:兼有低位沼澤和高位沼澤的特點,其水源部分由地下水補給,部分又由大氣降水補給的沼澤。
一)沼澤體發(fā)育過程的形式與階段低位、中位、高位是根據(jù)土壤中水1富養(yǎng)(低位)沼澤特征:是發(fā)育的最初階段。表面低洼,經(jīng)常成為地表徑流和地下水匯集的所在。水源補給主要是地下水,潛水面較高。隨著水流帶來大量礦物質(zhì),營養(yǎng)較為豐富,灰分較高。低位沼澤水和泥炭的pH值呈酸性至中性,有的受土壤底部基巖影響呈堿性。如中國川西北若爾蓋的泥炭呈堿性反應(yīng),就是因為該區(qū)基巖多為灰質(zhì)頁巖與灰?guī)r夾層,pH值多在8左右。富養(yǎng)中的植物主要是苔草、蘆葦、嵩草、木賊、榿木、柳、樺、落葉松、落羽松、水松等等。
若爾蓋沼澤1富養(yǎng)(低位)沼澤特征:是發(fā)育的最初階段。低位沼澤水和泥炭的2貧養(yǎng)(高位)沼澤特征:往往是發(fā)育的最后階段。隨著發(fā)展,泥炭蘚增長,泥炭層增厚,中部隆起,高于周圍,故稱為高位或隆起。水源補給僅靠大氣降水,水和泥炭呈強酸性,pH值為3~4.5。灰分含量低,營養(yǎng)貧乏,故名。植物主要是苔蘚植物和小灌木杜香、越橘以及草本植物棉花莎草,尤其以泥炭蘚為優(yōu)勢,形成高大蘚丘,所以貧養(yǎng)又稱泥炭蘚(泥炭蘚是生長在歐洲和北美洲的水性蘚苔)。2貧養(yǎng)(高位)沼澤特征:往往是發(fā)育的最后階段。隨著發(fā)展,泥炭低位、高位沼澤差別高位泥炭沼澤具有不透水層,阻隔了地下水等含有高養(yǎng)分的水源,唯一的水分來源是養(yǎng)分含量低的雨水,形成高位泥炭的生長環(huán)境:pH值低、含養(yǎng)分少的”特色”,主要能生存的植物是水苔(sphagnummoss),也因此高位泥炭具有植物來源專一、少含礦鹽。低位、高位沼澤差別高位泥炭沼澤具有不透水層,阻隔了地下水等含3中養(yǎng)(中位)沼澤:屬于上述兩者之間的過渡類型,由雨水與地表水混合補給,營養(yǎng)狀態(tài)中等。有富養(yǎng)植物,也有貧養(yǎng)植物。苔蘚植物較多,但尚未形成蘚丘,地表形態(tài)平坦,稱為中位或過渡。3中養(yǎng)(中位)沼澤:屬于上述兩者之間的過渡類型,由雨水與地表二)沼澤體所處的地貌類型及水分養(yǎng)分狀況(一)依據(jù)沼澤水動力條件分類:閉流沼澤:水體較淺,動力弱,可見完好直立根化石。常見菱鐵礦,黃鐵礦結(jié)核。多發(fā)育在聚煤作用早期。多見于煤層底板,頂板和矸石中也可見。覆水沼澤:水體較深,見水平或波狀層理,層面見大量炭化植物葉、莖碎片。多發(fā)育在聚煤作用晚期。多在煤層頂板。泥炭沼澤:介乎上述之間,是歷史上主要聚煤環(huán)境。二)沼澤體所處的地貌類型及水分養(yǎng)分狀況(一)依據(jù)沼澤水動力條三)植被及其在沼澤體中的分布規(guī)律按植被生長情況,可分為草本、泥炭蘚和木本。草本:是典型的低位,草本泥炭主要是由各種草本植物殘體組成,類型多,分布廣,常呈微酸到微
堿性。常年積水或土壤透濕,通常以莎草科,植物為主,以苔草及禾本科植物占優(yōu)勢,其次有蘆葦、香蒲,幾乎全為多年生植物。三)植被及其在沼澤體中的分布規(guī)律按植被生長情況,可分為草本、泥炭蘚:高位,一般生成于酸性和強酸性環(huán)境,常稱為酸沼。這類泥炭的灰分含量最低,含水量最高,主要分布在歐美北方針葉林帶,由于多水、寒冷和貧營養(yǎng)的生境,泥炭蘚成為優(yōu)勢植物,還有少數(shù)的草本、矮小灌木及喬木能生活在泥炭蘚中,例如羊胡子草、越橘、落葉松等。由于分解緩慢使纖維保存較好,色淡,彈性強。我國這類泥炭極少,僅在大、小興安嶺和其他高山地帶有少量分布。第二節(jié)植物遺體的堆積環(huán)境泥炭蘚:高位,一般生成于酸性和強酸性環(huán)境,常稱為酸沼。這類泥木本:即中位。主要由喬木和灌木植物的枝干、根系、果、葉等經(jīng)過泥炭化作用而形成。木本植物物質(zhì)殘體含量占泥炭全部有機殘體總量的一半以上。主要分布于溫帶,植被以木本中養(yǎng)分植物為主,有喬木和灌木之分,優(yōu)勢植物有杜香屬、樺木屬和柳屬。木本植物殘體中木質(zhì)素含量較多,分解較為緩慢,分解弱的殘體往往較好地保存成碎塊狀,分解強的則形成碎屑狀。木本泥炭的灰分含量一般比草本泥炭低,含水量少,顯示紅褐色,彈性差,我國有少量泥炭屬于此類。第二節(jié)植物遺體的堆積環(huán)境木本:即中位。主要由喬木和灌木植物的枝干、根系、果、葉等經(jīng)過二泥炭形成與堆積的影響因素1大氣環(huán)境植物有機體的增長量與大氣和土壤的溫度等環(huán)境因素有密切關(guān)系。地球緯度-植物生長大致上是從高緯度向低緯度增高。溫暖、潮濕的氣候帶更適宜植物的繁殖與生長;熱帶干旱氣候環(huán)境不利于植物遺體的保存。二泥炭形成與堆積的影響因素1大氣環(huán)境二泥炭形成與堆積的影響因素2植物殘體的分解強度泥炭的形成與積累,還取決于植物殘體的分解強度。影響植物殘體分解強度的因素有:微生物的種類、數(shù)量、水熱條件土壤的酸堿度和有機質(zhì)的組成等。在相同條件下不同種植物殘體,由于化學(xué)組成不同,因而分解的速度和抵抗分解的能力有明顯不同。泥炭的累積速度不僅在空間上不同,在時間演化中也各不相同。二泥炭形成與堆積的影響因素2植物殘體的分解強度三植物殘骸的堆積方式(理論或?qū)W說)堆積方式有原地生成或異地生成等不同觀點1、原地生成說(原地堆積說):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),沒經(jīng)過搬運,在原地堆積并轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵?,最終成煤。主要依據(jù):(1)現(xiàn)代泥炭沼澤(濕地)繁殖大量植物,在原地堆積成泥炭,且沒有發(fā)現(xiàn)被搬運的跡象;2)煤層底板中有垂直的根系化石,煤層底板為植物生長的土壤;(3)煤中陸源碎屑礦物比較少;(4)大多數(shù)煤層厚度比較穩(wěn)定,在大面積范圍內(nèi)可以對比,說明當(dāng)時成煤環(huán)境是一種穩(wěn)定的環(huán)境。煤層作為標(biāo)志層進行打分為對比。三植物殘骸的堆積方式(理論或?qū)W說)堆積方式有原地生成或異2、異地生成說(異地堆積說)認(rèn)為泥炭層形成的地方,即植物殘體大量堆積的地方并不是成煤植物生長的地方,植物殘體經(jīng)過長距離搬運后,再在淺水盆地、瀉湖、三角洲地帶堆積而成。依據(jù):1)在現(xiàn)代的三角洲地帶(如亞馬遜河、剛果河等)??梢姷缴嫌卧忌謪^(qū)帶來的大量漂木,2)在湖泊中見到漂浮的泥炭層,3)某些煤田內(nèi)曾見有樹根朝上倒置的樹化石,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。第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第二節(jié)植物遺體的堆積環(huán)境2、異地生成說(異地堆積說)第一章成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境第二如河漫灘沼澤、三角洲平原沼澤受河水泛濫影響,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)部的局部搬運和重新堆積現(xiàn)象。為微異地成因或亞原地生成。在微異地生成的煤片中,常見植物結(jié)構(gòu)組分破碎,微細(xì)斜層理,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。3、微異地生成說(或稱“亞原地生成說”)泥炭沼澤內(nèi)部植物殘體、部分泥炭受沖刷搬運并重新堆積的現(xiàn)象比較常見。如河漫灘沼澤、三角洲平原沼澤受河水泛濫影響,以及濱海沼澤受海2、內(nèi)陸有利發(fā)育泥炭沼澤的地區(qū)一般多屬于河流作用、冰川作用有關(guān)的河湖地帶。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,形成長期積水條件,沼澤植物叢生,因而形成有利于泥炭沼澤堆積的地帶。地殼長期相對下沉,河道迂回多變,湖泊、洼地極多,谷地地表低洼,排水不暢,多為常年積水或過濕地區(qū),因而形成了有利于泥炭沼澤的長期發(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)育很有利的場所。第三節(jié)泥炭沼澤2、內(nèi)陸有利發(fā)育泥炭沼澤的地區(qū)第三節(jié)泥炭沼澤二、泥炭沼澤形成的方式兩種泥炭沼澤化的方式:由陸地演化為泥炭沼澤,稱為陸地沼澤泥炭化;水域轉(zhuǎn)化為泥炭沼澤,稱為水域泥炭沼澤化。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)育模式這種湖泊由四周到湖心逐漸變深。湖底首先沉積含少量有機質(zhì)的粘土和沙層,其上為腐泥層。湖水逐漸淤淺,在湖底沉積的同時,岸邊與不同水深的地帶,植物繁盛起來,由于水深各異而形成不同植物群落,由岸向湖心方向植物群落呈有規(guī)律的變化,可區(qū)分出幾個植物帶。第三節(jié)泥炭沼澤二、泥炭沼澤形成的方式第三節(jié)泥炭沼澤淺水緩岸湖泥炭沼澤化的發(fā)育模式1苔草泥炭2睡蓮泥炭、眼子菜3苔草草丘4蘆葦5藻類沉水植物6蘆葦泥炭7針葉闊葉樹8浮水植物9腐泥淺水緩岸湖泥炭沼澤化的發(fā)育模式1苔草泥炭2睡蓮泥炭、眼子菜所]
所]
第三節(jié)泥炭沼澤2深水陡岸湖泥炭沼澤化發(fā)育模式在這種湖中,因湖邊大量繁殖漂浮植物,植物死后,其殘體沉入湖底轉(zhuǎn)化為泥炭,這是一種由上而下的泥炭化過程。隨著浮毯的逐漸加大,積厚向水中沉沒,其下部死亡的植物殘體,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,浮毯不斷向湖心擴展造成湖泊的淤淺而萎縮。第三節(jié)泥炭沼澤2深水陡岸湖泥炭沼澤化發(fā)育模式第三節(jié)泥炭沼澤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,成帶狀,植物分帶不明顯,往往在流速最小的河段河底開始生長水生植物,在水中充氧不足的條件下,積累起泥炭,使整個河道泥炭沼澤化。第三節(jié)泥炭沼澤3小河泥炭沼澤化模式第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)
泥炭是泥炭化作用的最終產(chǎn)物,從植物殘體轉(zhuǎn)化成煤的總進程中,它又構(gòu)成成煤作用的中間產(chǎn)物。一、泥炭的化學(xué)組成在泥炭的組成中,除含有大量水分外,還含有復(fù)雜的固態(tài)有機組分和無機組分。1.泥炭的有機質(zhì)泥炭的有機質(zhì)主要包括末完全分解的植物殘體和腐植質(zhì)。在我國的泥炭資源中,多以富營養(yǎng)草本泥炭為主,有機質(zhì)含量一般為50%-70%,也有少數(shù)低于50%。其他類型泥炭,如草本-蘚類和木本—草本—蘚類泥炭,其有機質(zhì)含量一般為30%~70%;泥炭蘚泥炭的有機質(zhì)含量為80%以上,有的高達90%以上。第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)泥炭是泥炭化作用的最終產(chǎn)物,第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)
植物殘體的類型、泥炭的積累時間和泥炭分解程度的不同致使泥炭有機質(zhì)中碳、氫、氧、氯、硫等元素含量高低不同。碳——是泥炭有機質(zhì)中主要的組成元素,其含量多在50%-60%,最高可達65%以上。一般木本泥炭的碳含量較高,草本泥炭次之.蘚類泥炭較低,這主要與形成泥炭的植物含碳量變化有關(guān)。碳的聚集是在沼澤環(huán)境下,由于微生物作用,使植物殘體進行緩慢的縮合、脫水和脫疑基的生物化學(xué)作用的結(jié)果。第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)植物殘體的類型、泥炭的積累時第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)
氫——含量主要和泥炭的類型有關(guān),一般變化為4.7%~7.5%,由貧營養(yǎng)泥炭至富營養(yǎng)泥炭氫的含量減少。氧——含量為30%~40%,含量的高低主要受形成泥炭的植物及其分解程度的影響。氮——含量高低及其存在的形態(tài),主要與泥炭類型有關(guān)。富營養(yǎng)泥炭氮含量較高,一般為1.5%~3.5%,且以蛋白氮和雜環(huán)氮為主,占全氮的91.9%,富營養(yǎng)泥炭中草本泥炭氮含量高于木本泥炭;貧營養(yǎng)泥炭氮含量較低,一般為0.8%~1.2%。硫——在泥炭有機質(zhì)中的含量比其他各種固體可燃礦產(chǎn)都低,平均含量為0.3%,最高0.66%,最低0.08%。一般硫含量在貧營養(yǎng)泥炭中較低,富營養(yǎng)泥炭中較高。第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)氫——含量主要和泥炭的類型有第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)泥炭有機質(zhì)的有機組分組成:復(fù)雜。主要包括:有機溶劑(如苯、苯-醇(1:1)、氯仿等),從泥炭中萃取出的物質(zhì),統(tǒng)稱為類脂或瀝青;用熱水從泥炭中提取的物質(zhì)為水溶物,在無機酸中存在的經(jīng)水解后溶解的物質(zhì)為易水解物。泥炭中有機質(zhì)內(nèi)的水溶物主要包括較低含量的單糖類和有機酸等溶于水的有機化合物。易水解物主要包括半纖維素,它是由低聚糖和糖醛類物質(zhì)組成。難水解物主要為纖維素。是由大量葡萄糖基構(gòu)成的鏈狀高分子化合物。泥炭有機質(zhì)中不水解的殘余物,即不水解物主要包括木質(zhì)素、角質(zhì)和木栓類物質(zhì)。第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)泥炭有機質(zhì)的有機組分組成:復(fù)雜第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)以稀堿溶液從泥炭中提取的物質(zhì),稱為腐植酸,它是泥炭的特征組分。煤經(jīng)人工氧化(如用空氣、臭氧或硝酸處理)可形成再生腐植酸。腐植酸大分子的基本結(jié)構(gòu)是芳環(huán)和脂環(huán),環(huán)上連有羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等官能團。腐植酸在泥炭有機質(zhì)中含量較高,木本植物形成的泥炭腐植酸含量為40%左右,草本泥炭含量為30%~40%之問,蘚類泥炭含腐植酸最低,一般少于20%。根據(jù)腐植酸在溶劑中的溶解度,可分為三個組分:①腐植酸溶于水或稀酸的部分,稱為黃腐酸
(或稱富里酸)②溶于丙酮或乙醇的部分稱為棕腐酸;③最后不溶于丙酮酮或乙醇,沉淀的部分稱為黑腐酸;泥炭類型的不同,因而使這些不同組分的腐植酸含量不同。第四節(jié)泥炭的主要組成和性質(zhì)以稀堿溶液從泥炭中提取的物質(zhì),第四
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