додати матеріал


Метаморфізм вугілля

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... II
 
Глава 1
Закономірності зміни властивостей вугілля.
Стадійність процесів їх перетворення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... IV
Основні поняття ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... IV
Зміна фізичних властивостей вугілля ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... IV
Зміна хімічного складу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. V
Перебудова молекулярної структури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... VI
Співвідношення стадій перетворення ОР вугілля і вміщуючих їх осадових порід ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... VI
Глава 2
Умови вуглефікації
Температура ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... VIII
Тиск ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... VIII
Час ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... IX
Глава 3
Види метаморфізму ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... XI
Введення і короткий огляд уявлень ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... XI
Класифікація видів метаморфізму вугілля
Регіональний метаморфізм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... XI
Контактовому метаморфізм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... XIII
Термальний метаморфізм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... XIV
Дінамометаморфізм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... XV
Гідротермічний метаморфізм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. XV
Радіотерміческій метаморфізм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. XV
Імпактний метаморфізм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... XV
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... XVII
Список використаної літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. XVIII
Програми ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... XIX
Введення
Вугіллям називають осадові гірські породи, складені продуктами перетворення органічної речовини рослинних організмів, мінеральними компонентами і містять ту чи іншу кількість вологи. Вони являють собою найбільш концентровану форму існування фосилізованій ОВ в стратісфери. Власне до вугілля як корисних копалин відносяться породи з вмістом мінеральної речовини не більше 30-40%, рідко 45% (на суху масу). Природна вологість змінюється від 60-40% у бурого вугілля до кількох відсотків у антрацитів.
Викопні вугілля відрізняються за:
Q зовнішнім виглядом,
Q складом і властивостями, що обумовлено вихідним типом ОР,
Q умовами його накопичення,
Q неоднаковим ступенем наступних змін,
Q кількістю і складом мінеральних домішок.
Існує безліч класифікацій вугілля:
Q генетичних,
Q хіміко-технологічних,
Q промислових
Q і їх поєднань.
При характеристиці вугілля важливо підкреслити особливу роль углефікаціонних процесів. Однотипні по вихідного матеріалу вугілля (наприклад, гуміти, найпоширеніші) утворюють більш-менш безперервний ряд, який сходить до торфу, а закінчується антрацитами, далі переходять у графіти:
(Торф) - буре вугілля - кам'яне вугілля - антрацити - (графіт).
Цей ряд відображає фактично спостерігається зростання зрілості вугілля і пов'язують із певними етапами і стадіями зміни ОВ.
Виділяються: а) початковий етап торфообразованія (або гуміфікація),
б) основний етап власне вуглеутворення (або вуглефікації),
в) кінцевий етап графітоутворення (або графітизація).
Головний інтерес представляє етап вуглефікації. Цей термін, запропонований у 30-х роках З.В. Ергольской, широко використовується нині стосовно не тільки до вугілля, а й взагалі до процесів зміни викопного ОВ будь-якого типу і будь-якого ступеня концентрації.
У ряді вуглефікації (або по-іншому катагенезу) виділяють три великі групи вугілля:
Q буре вугілля,
Q кам'яне вугілля,
Q антрацити.
Межі між ними поступові і до певної міри умовні. У свою чергу кожна з цих груп поділяється на підгрупи, типи або «марки», що відповідають стадіям і підстадій вуглефікації.
РОЗДІЛ 1
Закономірності зміни властивостей вугілля.
Стадійність процесів їх перетворення.
Основні поняття.
Коли говорять про зміну властивостей вугілля, то мають на увазі зміна ОВ гумусової природи. Зміна властивостей вугілля починається з моменту їх утворення, тобто після переходу торфу в буре вугілля.
Під вуглефікації розуміється процес зміни бурого вугілля до антрациту. При такому розумінні вуглефікації загальний процес перетворення органічної речовини повинен закінчуватися графітизації, а всі зміни до ряду торф-графіт виглядати як гуміфікація-вуглефікації-графітизація.
Використання терміну метаморфізм доцільно для позначення певної групи стадій зміни вугілля, а також цілком припустимо в його первісному значенні - перетворення (грец.) - для будь-яких змін в самому широкому розумінні цього слова. Термін метаморфізм зараз традиційно усіма використовується для вугільної геології поряд з поняттями катагенез і вуглефікації.
Зміна фізичних властивостей вугілля.
Вугілля як складна гірська порода характеризується великою різноманітністю фізичних властивостей. Вивчаючи деякі з них за допомогою аналізу
Q оптичних,
Q механічних,
Q електричних,
Q магнітних,
Q акустичних
фізичних показників, можна знайти і визначити переломні моменти в історії вуглефікації.
Зміна ряду фізичних властивостей вугілля в процесі вуглефікації показало, що вони висловлюються гіперболічної, параболічної чи сінусоідообразной кривими (Ю. Р. Мазор, 1985). (Додаток 1)
За гіперболічному законом (який ще називають лінійним) зі збільшенням значень в ряду вуглефікації від бурого вугілля до антрацитів змінюються
Q показники відображення,
Q показники заломлення,
Q уявна густина,
Q коефіцієнт Пуассона,
Q ароматичність,
Q діамагнітних і справжня магнітна сприйнятливість,
Q спектр електронного парамагнітного резонансу.
За цим же законом, але із зменшенням значень в ряду вуглефікації, змінюються
Q двуотраженіе,
Q молярна теплоємність,
Q питомий опір.
За параболическому закону змінюються
Q дійсна щільність,
Q загальна пористість,
Q максимальна внутрішня вологість,
Q теплота змочування,
Q механічна міцність,
Q частота ендогенних тріщин,
Q коефіцієнти теплопровідності і температуропровідності,
Q конденсація кілець,
Q питома електропровідність,
Q діелектрична постійна,
Q парамагнітна сприйнятливість,
Q швидкість ультразвуку,
Q коефіцієнт акустичної анізотропії.
Мінімум своїх значень перераховані показники досягають на середніх стадіях ряду вуглефікації. Деякі інші властивості, що змінюються по цій же кривій, на середніх стадіях характеризуються максимальними значеннями.
Більш складні перетворення в ряду вуглефікації відчувають мікротвердість і мікрохрупкость, змінюючись за сінусоідообразной кривої з трьома максимумами і трьома мінімумами своїх значень в ряду вуглефікації. Твердість, модуль Юнга і зсуву, стисливість, пружність, пластичність змінюються по синусоїді всього з двома максимумами і мінімумами значень.
Зміна хімічного складу.
Зміна елементного складу вугілля відбувається по гіперболічної кривої. Зміст всіх елементів зменшується, за винятком вуглецю, якого стає більше.
Швидкість зміни на шляху вуглефікації нерівномірна:
Q у вуглецю - до стадії кінцевих жирних вугілля вона значна, після жирної стадії падає,
Q у водню - спостерігається зворотне співвідношення швидкостей, але до газової стадії,
Q вміст азоту починає активно знижуватися зі стадії худих вугіль.
Змінюються по параболічної кривої теплота згоряння і вологість вугілля досягає відповідно максимуму і мінімуму своїх значень на стадіях К-ОС і К. Збільшення теплоти згоряння відбувається відносно повільно до стадії Т, після якої різко зменшується.
Зменшення виходу летких речовин характеризується двома перегинами на кордоні Г та Ж, ПА і А. Швидкості змін значні між стадіями Ж і ПА, зменшуючись до жирної і послеантрацітовой стадій.
Перебудова молекулярної структури.
Зміни фізичних властивостей і хімічного складу вугілля, безсумнівно, є лише відображенням молекулярної перебудови, яку випробовують вугіллям в процесі його вуглефікації.
Зараз вугілля прийнято вважати полімером, але складається з величезної кількості різних за природою структурних одиниць. Спільним для них є наявність ядерної частини їх конденсованих ароматичних кілець вуглецю та периферійної неароматичних їх аліфатичних і алициклические бічних радикалів з гетеро-та іншими елементами.
У процесі молекулярного перетворення вугілля виділено чотири етапи:
1. до буровугільної стадії,
2. буровугільна - стадія жирних вугілля,
3. жирні - полуантраціти,
4. полуантраціти - антрацити.
Перший етап - дополімерний, на другому створюється полімерна структура вугілля, і найбільшим змінам піддається периферійна частина структурних одиниць. На третьому етапі, починаючи з вугілля стадії Ж і закінчуючи стадіями ОС-Т, крім периферійної частини починає змінюватися і ядерна. Заключні зміни у вугіллі починаються на четвертій стадії і визначаються перетворенням ядерної частини.
Співвідношення стадій перетворення ОР вугілля і вміщуючих їх осадових порід.
Думка про більшу чутливість ОВ вугілля до зміни температур у порівнянні з осадовими породами теригенними роблять необхідним визначення співвідношення стадій перетворення вугілля і вміщуючих їх порід.
В даний час, за доцільне прийняти чотирьохетапної розчленування постседіментаціонних змін осадових порід (Ю. Р. Мазор, 1985).
Порівняння схем постседіментаціонного зміни вміщуючих порід і вугілля виявляє ряд цікавих закономірностей. На схемі співвідношення стадій перетворення ОР вугілля і вмісних (прил.2) добре видно, що вже на стадії середнього катагенезу вмісних закінчуються катагенетичних перетворення ОР вугілля. Пізнього катагенезу порід відповідає рання підстадій метагенеза вугілля. І, нарешті, регіональному метаморфізму порід відповідає ультраметаморфізм ОВ.
Це випередження розвитку органічною речовиною зміни вміщають його порід відображає підвищену чутливість ОВ до термобарической впливу і деяку повільність перетворення вміщають вугілля осадових порід.
Проведене зіставлення дозволило оцінити масштаб випередження розвитку ОВ. Воно показало, що:
Q зміна ОВ вугілля починається при температурі, близькій до поверхневої,
тиску менше 0,03-0,05 кбар,
глибині занурення 200-300 м, рідше 500 м;
Q освіта вугілля стадій Т-А відбувається при температурах до 300 0 С,
тиску до 3 кбар;
Q освіта метаантрацітов відбувається при температурі до 450 0 С,
тиску до 4 кбар;
Q освіта графітів відбувається при температурі більше 450 0 С,
тиску понад 4 кбар.
За даними Н.Л. Добрецова і В.С. Соболєва (1970):
- Температура формування зелених сланців знаходиться в межах 350/400-500/550 0 С при тиску 7-10 кбар;
- Температура формування порід епідот-амфіболітовой фації - 500-600-650 0 С при тиску 7,5-10 кбар.
Відповідно, можна вважати, що останні температури характеризують умови утворення графітів при регіональному метаморфізмі.
РОЗДІЛ 2
Умови вуглефікації
До головних чинників вуглефікації відносяться температура, тиск і тривалість процесу, то є час. Прояв цих факторів у надрах забезпечується різними варіантами геологічних умов.
Температура.
Температура однозначно визнається головним чинником. Її вплив чітко випливає зі спостережень за змінами вугілля на контакті з інтрузіями. Це ж підтверджують і дані по штучному вуглефікації, багаторазово проводилася в лабораторних умовах. Нарешті, є серйозна геологічна інформація, що дозволяє судити про провідну роль температури та її межах на основі порівняльного аналізу поширення вугілля різного ступеня зрілості в басейнах і родовищах різного типу, віку і геотермічного режиму.
При оцінці температур освіти вугілля при регіональному метаморфізмі більшість дослідників останнім часом виходить з того, що весь ряд перетворення вугілля, починаючи від переходу бурого вугілля в кам'яні і закінчуючи високометаморфізованнимі антрацитами, укладається в інтервал температур 30/50 - 300/350 0 С (за різними джерелами).
Низькі температури більш відповідають реальним геологічним обстановки освіти разнометаморфізованних вугілля (вуглефікації органічного матеріалу в кайнозойських опадах Верхньорейнського грабена почалася при температурі понад 35 0 С).
Можна вважати, що освіта антрацитів відбувається до 250-300 0 С, так як формування субграфітов (графітів d 3, d 2, d 1 по класифікації Лендіс) відбувається в температурних межах 300-390-400 0 С, а полноупорядоченних графітів - понад 390 -400 0 С.
Таким чином, перетворення вугілля здійснюється в діапазоні температур від 35 до 250-300 0 С.
Тиск.
Про роль тиску існують протилежні думки, такі як сприяє, не заважає, перешкоджає. Складність полягає в різному характері впливу цього чинника на зміну, по-перше, фізичних і структурних властивостей, по-друге, хімічних перетворень. Так, тиску зобов'язані, зокрема, підвищення щільності вугілля і оптичної анізотропії вітриніту, переорієнтація (упорядкування) вугільних макромолекул. У той же час тиск, швидше за все, перешкоджає здійсненню хімічних реакцій, виділення летких продуктів вуглефікації. Відповідно до законів термодинаміки, збільшення тиску за рахунок виходу летких речовин з органічного матеріалу може гальмувати процеси метаморфізму в тому випадку, якщо гази не відводяться.
Дані експериментів показали, що зростання тиску при постійній (кімнатної та підвищеної) температурі не збільшує ступеня зрілості вугілля, що зміна бурого вугілля відбувається швидше при меншому тиску (Н. В. Лопатін, 1983). У результаті тиск, мабуть, позначається більше на самій ранній буровугільної стадії, коли значно змінюються передусім фізичні характеристики (щільність, пористість, вологість). На інших стадіях цей фактор, швидше, уповільнює вуглефікації (В. М. Волков, 1993).
Роль тиску представляється досить очевидною на стадії діагенезу (вугілля Б 1) з початку перекриття торфовища, відбиваючись процесом дегідратації і слабо вираженою мікрослоістостью. На стадії катагенезу (вугілля Б 2-Ж) результат тиску відчутно проявляється у вигляді нечітко макрослоістості у вугіллі Б 2 і чіткою - починаючи з вугілля Б 3 і в більш метаморфізованних різницях аж до раннеметагенетіческі перетворених вугілля стадії РК-ОС.
Найменш ясною залишається роль тиску на стадії пізнього метагенеза (вугілля Т) і метаморфізму (вугілля ПА-МА), особливо на стадії пізнього метагенеза і почала метаморфізму (вугілля ПА), так як у худих вугіллі стає нерозрізненої текстура вугілля, чітко до цього виражена. Однак, це не означає відсутності впливу тиску в цей період історії вугілля (Ю. Р. Мазор, 1985).
Час.
Найбільш дискусійним є питання щодо впливу часу, тобто тривалості процесу метаморфізму вугілля. Неясна роль часу виражається в наявності двох протилежних точок зору.
Згідно з однією з них (І. І. Амосов, І. В. Єрьомін, С. Г. Неручев та ін), час не грає ніякої ролі. Геологічного часу «завжди вистачає»: для переходу вугілля з однієї стадії в іншу досить кілька сот, максимум, мільйонів років.
Інша версія виходить їх важливої ​​ролі часу. Ряд дослідників (М. і Р. Тайхмюллера, М. Л. Левенштейн, Н. Бостік, Н. В. Лопатін, М. В. Голіцин, Н. Б. Вассоевіч), зіставляючи вугілля різного ступеня метаморфізму в залежності від віку, прийшли до спільного висновку, що час може компенсуватися температурою, а температура - більшою тривалістю процесу.
Деякі дослідники (Блесс, Мартін, Папот, Вольф) відстоюють підпорядковану роль фактора часу.
На думку Ю.Р. Мазора (1985), треба говорити не про перевагу температури над часом або навпаки, а про сумарний їх впливі, тобто вплив певної мінімальної температури протягом ефективного мінімального часу. Такий мінімальної ефективної температурою є температура, переступила рубіж 35 0 С і визначена на кожній стадії. Ефективний час, необхідний для перетворення вугілля з однієї стадії в іншу при зазначених температурах - це приблизно 5 млн. років з можливим скороченням або збільшенням цієї цифри до середніх стадіям вугілля кам'яного ряду. Протягом цього часу вугілля піддається деформації. Подальше його перебування при даній температурі, скільки довго би воно не тривало, не призведе до метаморфізму вугілля, і роль часу стає неефективною і некомпенсірующей температуру. Температура у процесах регіонального метаморфізму не компенсує брак певного часу. Це не відноситься до контактовому метаморфізму, де порядок температур істотно відрізняється.
РОЗДІЛ 3
Види метаморфізму
Введення і короткий огляд уявлень.
Еволюційний стадійний розвиток вугілля визначається на стадії торфогенеза до покриття опадами біохімічними причинами, а після перекриття і занурення - геохімічними причинами.
Біохімічних перетворень визначається конкретними палеогеографічними умовами:
Q рельєф,
Q гідрологія,
Q вихідний рослинний матеріал,
Q клімат.
Геохімічна перетвореної у вирішальній мірі залежить від ендогенних причин і, насамперед, термобаричних, які визначаються приуроченість басейнів до різних тектонічних структур земної кори, що істотно відрізняється умовами свого розвитку.
Класифікація видів метаморфізму вугілля.
Регіональний метаморфізм.
В даний час можна стверджувати, що закономірне стадійне перетворення вугілля незалежно від їхнього віку, в будь-якому осадовому, в тому числі вугленосному басейні або на родовищі різної тектонічної природи є результатом регіонального (глибинного) метаморфізму, що є основним, проявленого за рахунок глибинного тепла Землі на значній площі (всього басейну або родовища) з початку занурення вугленосних опадів, де в міру збільшення глибини, яка може досягати 10 км і більше, ОВ відчуває зростаючий вплив тепла.
Даний вид метаморфізму діє в межах всієї території прогину і виражається в підвищенні зрілості вугілля зі стратиграфічної глибиною і у відповідній зональності на площі, що не суперечить в тій чи іншій мірі зі структурою басейну і конседіментаціоннимі змінами потужності вугленосних відкладень.
Джерелом тепла регіонального метаморфізму є тепловий потік Землі. Температура в будь-якій точці вугленосного прогину залежить від а) інтенсивності йде знизу теплового потоку, б) глибини від поверхні і в) теплопровідності порід (бульшая в піщаних, менша у глинистих). Зазвичай користуються характеристикою геотермічного градієнта (ГГ). Сучасний геотермічний градієнт у вугільних басейнах неоднаковий і змінюється від 1 0 С/100м (Підмосковний басейн) до 3-4,5 (Львівсько-Волинський басейн, Зап. Камчатка) і навіть до 7-8 0 С/100м (окремі ділянки Верхньо- Рейнського грабена).
Палеогеотерміческіе градієнти (ПГГ) іноді відповідають або близькі сучасним, але нерідко значно перевищували їх, особливо в областях тектоно-магматичної активізації. ПГГ оцінюють, виходячи з аналогій із сучасними умовами з урахуванням геологічних позицій палеопрогібов або розрахунковим шляхом, беручи до уваги потужність всіх перекривають (у тому числі змитих) порід і передбачувані температури утворення вугілля різного ступеня метаморфізму.
Найбільш низькими ПГГ характеризуються басейни древніх пасивних платформ, не пов'язані територіально та генетично зі складчастими утвореннями, де їх значення навряд чи перевищували 1,5 0 С/100м і, ймовірно, були близькі 1,0 0 С/100м, як у підмосковному і інших схожих басейнах (Прип'ятському, Камському, Дніпровському).
Дворазове збільшення значень ПГГ наголошується в пріскладчатих басейнах тих же древніх пасивних платформ (Львівсько-Волинському - 3,3 0 С/100м), сумірних зі значеннями градієнтів басейнів внескладчатих і пріскладчатих типів молодих платформ (Тургайський, Челябінський і ін - 3,4 0 С/100м).
Високі ПГГ характерні для басейнів епіплатформенного орогенезу (Узгенскій та ін - до 4,5 0 С/100м).
Максимальних значень ПГГ досягають у басейнах древніх активізованих платформ навіть внескладчатого типу (Тунгуський басейн: 4-6 0 С/100м для бурого вугілля, 6-8 0 С - Ж, 9-10 0 С - ПА і А. Нині: 0,7 -2,9 0 С/100м, середні ГГ - 1,2-1,3 0 С/100м).
У басейнах власне геосинклінальних і епігеосінклінальних орогенних ПГГ цілком порівнянні з градієнтами платформних басейнів, змінюючись в межах від 1,5-1,8 (Сахалін) до 4,4 0 С/100м (Західно-Камчатська вугленосна площа). Меншими ПГГ відрізняються басейни геоантіклінальних піднять і серединних масивів, а великими - крайових та геосинклінальних прогинів.
Цей вид метаморфізму Ю.Р. Мазор (1985) пропонує називати геотермічних, так як цей термін відображає джерело тепла, що викликає його прояв, і підкреслює чільну роль температури тут.
За значеннями ПГГ Мазор (1985) ділить вугільні басейни і родовища на три типи:
1. з низькими значеннями - від 1,0 до 1,5 0 С/100м,
2. із середніми - від 1,5 до 4,5 0 С/100м,
3. з високими - від 4,5 до 10 0 С/100м і більше.
До першого типу відносяться:
Q внескладчатие басейни древніх пасивних платформ;
до другого:
Q пріскладчатие басейни древніх пасивних платформ,
Q поза-і пріскладчатие басейни молодих платформ,
Q області епіплатформенного орогенезу,
Q всі геосинклінальні басейни;
до третього:
Q стародавні активізовані платформи.
У великих палеозойських кам'яновугільних басейнах з потужною вугленосної товщею, еталонним або близьким до нього проявом регіонального метаморфізму чітко фіксуються закономірні зміни всіх основних властивостей вугілля з глибиною занурення (Донецький басейн, Кузнецький, Печорський та ін.) Зональність метаморфізму на площі в басейнах подібного типу добре узгоджується зі структурою палеопрогіба, корелюється зі зміною потужності вугленосної товщі.
Всі подив перед високим ступенем зміни вугілля при відносно малій глибині їх занурення зазвичай буває викликано або відсутністю зараз частини перекривають відкладень, або неправильною оцінкою ПГГ розглянутого часу. Самі по собі глибини занурення - не завжди свідоцтво значних змін вугілля, які визначаються насамперед температурою.
* * *
Всі інші види метаморфізму мають локальне поширення і накладені на початковий фон будь-яких варіантів регіонального метаморфізму.
Контактовому метаморфізм.
Найбільш наочний, давно відомий і добре вивчений контактовому метаморфізм, що відбиває зміни складу та властивостей вугілля під впливом тепла внедрившихся в вугленосну товщу інтрузій. Мазор (1985) пропонує іншу назву цьому виду метаморфізму, а саме магматерміческій, так як термін чітко вказує на джерело тепла, якому він зобов'язаний своїм проявом.
Контактовому метаморфізм проявляється локально у вузьких зонах контакту вугільного пласта і інтрузії. Його короткочасне потужне тепловий вплив у вузькій зоні поблизу контакту визначається виключно температурою упровадився магми, не рахуючи тиску розплаву і його газового середовища, плюс він впливає на уже сформовану вугленосну товщу і вугільні пласти.
Розмір контактовому зон залежить, головним чином, від потужності внедрившихся тіл і їх орієнтації щодо залягання вугільних пластів. Величина зон контактовому змін у вугіллі оцінюється, за даними різних дослідників, в межах від 50% потужності інтрузивного тіла і, відповідно, може досягати десятків і сотень метрів, рідко 1,0-1,5 км.
Найбільш сильний вплив на вугілля надають упровадилися в підошву великі сили основного складу. Впливаючи на вже змінені до якійсь стадії зрілості вугілля, контактовому метаморфізм супроводжується рядом послідовних перетворень, інтенсивність яких залежить від температури і складу магми, вихідної стадії вуглефікації. Вихідною стадією найчастіше бувають бурі і ранні кам'яні вугілля. Ближче до контакту спостерігаються зони ококсованія та / або ографічіванія. Природний кокс - матовий, міцний, з характерною столбчатой ​​окремішністю. У самого контакту вугілля зазвичай обпалений, видно численні тріщини, заповнені пеком (виділеннями смол при нагріванні). У ряді контактово метаморфізму фіксуються:
- Підвищення показника заломлення вугілля,
- Зменшення виходу летких речовин, кисню,
- Втрата спікають здібності,
- Збільшення зольності за рахунок розвитку метасоматічеських процесів.
Термальний метаморфізм.
При розгляді термального метаморфізму або термометаморфізма як виду зміни вугілля необхідно враховувати наступні дві обставини.
Перше з них полягає в тому, що будь-який вплив дрібних і великих інтрузій при безпосередньому їх контакті з вугільним пластом або контакті через що вміщають породи слід вважати проявом магматерміческого метаморфізму (контактово), що випливає з його генетичної суті - впливу тепла магми на вугленосні породи і вугілля . Розміри ж інтрузивного тіла, як і характер контакту, визначають, перш за все, кількісний бік цього процесу - величину зони контактово ореолу. Дуже важливо, що дії інтрузій у просторі обмежені і є локальними.
Друга обставина пов'язана із загальним підвищенням теплового потоку, геотермічного градієнта внаслідок теплової активізації регіону. Ця активізація визначається не теплом окремих інтрузій, а теплом магми, піднятою у верхні горизонти осадового чохла, тобто в проміжні вогнища на шляху руху магми від мантійних глибин до поверхні. Проміжні магматичні осередки надають досить значний вплив на загальну прогретость регіону та його геотермічний режим і градієнт. Ефект цієї дії можна оцінювати як прояв геотермічного метаморфізму (регіонального). Це особливо вірно, так як не існує температурних обмежень проявів останнього, які визначаються лише конкретної приналежністю кожного вугільного басейну або родовища до древньої або молодий платформі, геосинклінальної області.
Таким чином, одні з проявів, приписувані термальному метаморфізму, можливо трактувати як явища контактово (магматерміческого) метаморфізму з виділенням двох підвидів:
1. Контактовому: безпосередній контакт інтрузії з вугільними пластами,
2. Внеконтактовий: контакт інтрузії через що вміщають породи.
Інші явища, такі як:
- Підвищення геотермічної напруженості басейну внаслідок наближення фронту магми до поверхні або наближення вугленосної товщі до нього в процесі прогинання,
- Закономірні зміни вугілля на площі і в розрізі,
можна вважати дією регіонального (геотермічного) метаморфізму.
Дінамометаморфізм.
Дінамометаморфізм (тектотерміческій по Мазор, 1985) (дислокаційний, фрікціометаморфізм) пов'язаний з впливом на вугілля тепла, що виникає в процесі складчастості, з утворенням розривних порушень. Хоча неодноразові перевірки в різних басейнах не підтверджують цього ефекту, коли, наприклад, проби з одного шару в напрямку від місць найбільшої дислокації до місць спокійного залягання незначно відрізнялися і відповідали метаморфізму в межах однієї марки вугілля. У тих випадках, коли посилення тектонічної напруженості супроводжується паралельним регіональним збільшенням ступеня зміни вугілля (наприклад, в басейнах крайових прогинів), завжди можна спостерігати одночасне збільшення потужності і самих вугленосних товщ і перекривають відкладень.
Але тим не менш, реально відчутний вплив дінамометаморфізма і стресових тектонічних навантажень нерідко спостерігається і вивчено в областях розвитку метаморфічних комплексів архею і протерозою. Тому відсутність ознак динамічного метаморфізму у вугільних басейнах може говорити про надто малої інтенсивності тектонічних напруг.
Гідротермічний метаморфізм.
Це коли метаморфізму вугілля сприяють гідротермальні розчини. Сфера впливу гідротермальних розчинів обмежується зоною контактів їх з вугільними пластами і вміщуючими породами.
Радіотерміческій метаморфізм.
Це метаморфізм вугілля під радіаційним впливом. Недостатня вивченість дії і масштабів прояву цього виду метаморфізму не дозволяє дати скільки-небудь задовільну характеристику. Відомі дані по басейнах та лабораторні дослідження дозволяють лише говорити про його вузькому, локальному прояві і малому практичному інтересі.
Імпактний метаморфізм.
Екзотичним, але реально існуючим, є наявність імпактного метаморфізму вугілля, що виникає в місцях падіння великих метеоритів і астероїдів на Землю в межах розвитку вугленосних відкладень. Він цікавий тим, що відбувається в буквальному сенсі (а не геологічному) моментально.
* * *
Таким чином, регіональний метаморфізм створює основну картину зміни і є фоновим метаморфізмом, первинним. Всі інші види метаморфізму можуть бути віднесені до накладених, вторинним (Ю. Р. Мазор, 1985). Це стосується часу прояви або початку прояви дії метаморфізму. За масштабом впливу регіональний метаморфізм є майданним, контактовому та інші - локальними (додаток 3).
* * *
Умови прояву різних видів метаморфізму вугілля (А. Б. Гуревич, О. І. Гаврилова, 1985)
Висновок
На Земній кулі нараховується близько 3000 вугільних басейнів і родовищ, які відомі на всіх континентах на території 75 країн. І хоча всі їхні вугілля відносяться до однієї категорії корисних копалин, всі вони унікальні і різні за своїм складом, за ступенем перетворення, за властивостями ...
А причина різноманітності і різноманіття вугілля полягає, в першу чергу, в їх вихідному матеріалі, типі органічної речовини, від якого залежать склад і властивості вугілля, по-друге, від умов накопичення ОВ вугілля, в якій геологічної обстановці воно відбувалося, які чинники навколишнього середовища цьому сприяли. По-третє, багато в чому різноманітність вугілля залежить від ступеня перетворюванності їх органічної речовини, коли це почалося, на які глибини занурювалося, які фактори і зовнішні прояви навколишнього середовища цьому сприяли.
Від всіх різних цих параметрів багато в чому залежать основні властивості вугілля, за якими можна розрізнити те чи інше його якість. Від якості і ступеня перетворюванності вугілля залежить, головне, те, як ми будемо використовувати це вугілля далі. Чи то ми будемо його палити, якщо це буде вугілля ранніх ступенів вуглефікації, чи то вигідніше використовувати його ще для чогось.
У будь-якому випадку, шляхи Господні несповідимі, і хіба мало чого ще може придумати людина в області застосування вугілля ...
Список використаної літератури
1. В.М. Волков «Основи геології горючих копалин», Видавництво С.-Петербурзького університету, 1993
2. Ю.Р. Мазор «Докторська дисертація ...»
3. «Метаморфізм вугілля і Епігенез вміщуючих порід» під редакцією
Іванова, М., «Надра», 1975
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Курсова
61.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Метаморфізм і метаморфічні гірські породи
Паровоздушная газифікація вугілля
Чим замінити вугілля
Вдосконалення добування вугілля на українських шахтах
Автоматизація видобутку вугілля на шахті ім Костенко
Вугілля мінеральносирьевой потенціал і його освоєння в Сибіру
Правила вантажно-розвантажувальних робіт з вивантаження вугілля
Нові підходи в хімічній переробці копалин вугілля
Статистичний аналіз видобутку вугілля Буріння свердловин
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru