Утворення вугілля

Викопне вугілля – це тверда горюча осадова порода, що утворилась від відмерлих рослин та мікроорганізмів в результаті їх біохімічних, фізико-хімічних і фізичних змін.

Для утворення вугілля необхідно сприятливе сполучення палеогеографічних та геотектонічних факторів – наявність рослинного матеріалу, певних кліматичних та геотектонічних умов, рівнинного заболоченого рельєфу.

В загальному процесі вуглеутворення виділять дві фази:

• торфоутворення – перетворення вихідного матеріалу в торф (або сапропель);

• вуглефікація – послідовне перетворення торфу (сапропелю) в буре вугілля, а при подальшому розвитку цього процесу: бурого вугілля в кам’яне, а кам’яного в антрацит.

На початковому етапі вуглеутворення в біосфері відбувалась седиментація органічних і мінеральних речовин.

Накопичення залишків вищих рослин, вихідного матеріалу для утворення гумулітів, відбувалось в торф’яних болотах, що займали низинні узбережжя морів і прісноводних водоймищ, поверхневих водотоків. В умовах великого обводнення, обмеженого притоку кисню в осадок, під впливом мікроорганізмів відбувалось торфоутворення. Цей біохімічний процес називається гуміфікацією, тому що протікає в напрямку розкладу рослинної речовини на воду, вуглекислий газ, метан і гумусову кислоту. Із залишків нижчих рослин і найпростіших тваринних організмів утворюється сапропель (гнилісний мул). Сапропелі багатіші воднем, ніж торф і бідніші вуглецем.

Проведені аналізи свідчать про те, що більшість речовин, які можуть бути екстраговані із вугілля виникли не безпосередньо із залишків деревинних та інших залишків рослин, а є продуктами переробки цих залишків бактеріями, що живуть на дні боліт. Це змушує припустити, що мікроорганізми в походженні паливних корисних копалин займають дуже велику роль. Отже торф і сапропель є початковою стадією процесу вуглеутворення.

Перетворення торфу в вугілля і подальші зміни цього вугілля називають вуглефікацією. Вона виникає після покриття торф’яників осадками покрівлі. Цей процес можна представити як процес збагачення маси вуглецем за рахунок зменшення інших компонентів (кисень, водень, вода).

Вуглефікація розподіляється на дві фази: діагенез і метаморфізм. Діагенез – це перетворення торфу (сапропелю) під дією фізико-хімічних і геохімічних факторів в буре вугілля різного петрографічного складу.

В результаті біохімічних процесів (геліфікації, фюзенізації, елювіації, бітумінізації) завершились процеси гуміфікації, відбувалось старіння, затвердіння колоїдів, ущільнення матеріалу, його дегідратація.

Метаморфізм вугілля – процес глибокого структурно-молекулярного перетворення органічної речовини вугілля зі зміною його хімічного складу, фізичних і технологічних властивостей, а також літифікації мінеральних включень. Метаморфізм вугілля є наслідком дії на вугілля: внутрішнього тепла Землі при занурюванні вугленосних товщ на глибину (регіональний метаморфізм), тепла, що виділяється магматичними тілами (термальний метаморфізм), тепла, прониклих в вугільні пласти вивержених порід в зонах безпосереднього контакту їх з вугіллям (контактовий метаморфізм).

Процес переходу торфу у вугілля супроводжується полімеризацією і конденсацією його речовин.

Метаморфізоване вугілля утворює безперервний генетичний ряд: