13.4. Природные типы углей
Природные типы углей выделяются по родству исходного растительного материала. По строению, составу и условиям жизни растения подразделяются на высшие и низшие. Высшие растения /деревья, кустарники, травы, папоротники, хвощи и т.д./ приспособлены к жизни в наземных условиях, у них выделяют подземную /корневая система/ и наземную /ствол, стебель и листья/ части. Низшие растения лишены дифференцированных вегетативных органов, их тело представляет собой слоевище, не расчлененное на стебель и листья. Они обитают в водной среда /водоросли/. По химическому составу в высших растениях преобладают целлюлоза /клетчатка/ и лигнин, в низших - белки, жиры, воски и смолы, содержащие повышенное количество углерода и водорода.
Ископаемые угли в зависимости от состава исходного растительного материала подразделяются на следующие типы: гумолиты /образовались из продуктов преобразования отмерших высших растений/; сапропелиты /исходный материал - низшие растения и животные организмы/: сапрогумолиты /переходной тип между гумолитами и сапропелитами/.
Среди гумолитов выделены классы гумитов и липтобиолитов; сапрогумолиты подразделяются на кеннели и касьяниты, сапропелиты - на собственно сапропелиты/богхады/и гумитосапропелиты.
Гумиты /гумусовые угли/ сложены лигнино-целлюлозными тканями высших растений. Липтобиолиты /от греч липтос - оставшийся, остаточный/ состоят из наиболее стойких частей высших растений /оболочки спор, кутикула, пробковая ткань, смоляные тела/. Они загораются от спички и горят без запаха. Кеннели /от англ. candle — свеча/ содержат значительное /до 25%/ количество микроопор, загораются от спички и горят ярким коптящим пламенем. Касьяниты в отличие от кеннелей обогащены /до 25%/ водорослями различной степени сохранности.
Собственно сапропелиты /богхады или болотная залежь/ на 50-80% сложены разложившимися водорослями, легко загораются от спички и горят длинным коптящим пламенем.
13.5. Петрографический состав углей
При петрографических исследованиях углей изучают микро- и макрокомпоненты /ингредиенты/.
Микрокомпоненты угля - выделяемые под микроскопом составные части со сходными физическими и химическими свойствами - различаются между собой по исходному составу /высшие и низшие растения/ и характеру химического преобразования разложившегося под влиянием биохимических процессов исходного растительного вещества.
Основные виды химического преобразования гумификация, гелификация, фюзенизация и битумизация органической массы. Гумификация /of лат. humus- почва и facio- делаю/ - превращение лигнино-целлюлозных тканей высших растений в темноокрашенные гумусовые вещества во влажной среде при ограниченном доступе кислорода. Гелификация - превращение лигнино-целлюлозных тканей высших растений в условиях обводненности без доступа кислорода в аморфную однородную коллоидную массу /гель/.
Фюзенизация /от франц. fusain- вытянутый, волокнистый/ - окисление продуктов гелификации и остатков лигнино-целлюлозных тканей высших растений при свободном доступе кислорода, сопровождающееся почернением и обуглероживанием, с образованием твердого коллоида, в котором сохраняются детали исходного строения /фюзен/.
Битумизация - превращение белково-углеродо-жирового комплекса /воски и жиры/ низших растений и морских микроорганизмов в водной среде в восстановительной обстановке в битумы, обогащенные водородом и углеродом.
В углях под микроокопом выделяются группы микрокомпонентов витринита /гуминита/, семивитринита, инертинита, липтинита и альгинита .
Рис.64. Микрокомпонеты
углей
Группы витринита /плотные бурые угли и каменные угли/ и гуминита /мягкие бурые угли/ образуются в результате гелификации в различной степени лигнино-целлюлозных частей растений. Отражательная способность принята за эталонную.
Группа инертинита представлена фюзенизированными лигнито-целлюлозными частями растений, в различной степени сохранивших клеточное строение. Отражательная способность наиболее высокая.
Микрокомпоненты группы семивитринита занимают промежуточное положение-между группами вигринита и инертинита.
Группа липтинита - сохранившиеся в углях и не подвергшиеся биохимическому разложению стойкие форменные части растений /оболочки спор, пыльца, кутикула, включения смол, жиров, воска и коровых тканей/. Отражательная способность наиболее низкая.
Группа альгинита - продукты преобразования низших растений и планктона, представленные водорослями или бесструктурной сапропелевой массой.
Макрокомпоненты /ингредиенты или литотипы/ различаются в углях невооруженным глазом - по блеску, цвету, излому, структуре и трещиноватости; сложены одним или несколькими микрокомпонентами. В гумитах выделяют витрен, кларен, дюрен и фюзен.
Витрен /or лат.vitrum - стекло/ сложен микрокомпонентами группы витринита, образует в пластах угля узкие линзообразные прослои мощностью до 3 мм, отличается черным цветом, сильным блеском, раковистым изломом, хорошо выраженной эндогенной вертикальной трещиноватостью.
Кларен /от лат. clarus - ясный, блестящий/ состоит в основном из микрокомпонентов группы витринита /более 75 %/ с примесью микрокомпонентов групп липтинита и инертинита, образует мощные слои и пласты угля, внешне напоминает витрен.
Дюрен /англ. durain, от лат. durus- твердый/ представлен различным сочетанием микрокомпонентов групп липтинита и инертинита, в котором доля гелифицированного вещества составляет 10-25 %. Он характеризуется плотным однородным строением, матовым и матово-жирным блеском, высокой твердостью, вязкостью, способностью раскалываться на крупные куски. Слагает угольные пласты.
Фюзен сложен микрокомпонентами группы инертинита, сцементированными небольшим количеством витринита. По внешнему виду напоминает древесный уголь - черный или серо-черный матовый волокнистого /реже - однородного/ строения с шелковистым блеском и низкой механической прочностью /легко растирается пальцами в порошок/. Фюзен обычно образует в пластах угля линзы и примазки мощностью до 1 ом.
Самостоятельные угольные пласты слагают макрокомпоненты кларен и дюрен, а витрен и фюзен образуют в них маломощные прослойки. В зависимости от преобладания того или иного ингредиента различают угли дюреновые /матовые/, клареновые /блестящие/ и дюрено-клареновые или кларено-дюреновые /полосчатые/.
Собственно сапропелиты /богхеды/ состоят из альгинита и микринита /бесструктурное фюзенизированное вещество/, характеризуются бурой окраской, отсутствием слоистости и высокой прочностью.