Горная энциклопедия - углефикация

(a. coalfication; н. Kohlenbildung, Kohlung; ф. houillification, charbonification; и. carbonificacion) фаза углеобразования, в к-рой захороненный в недрах Земли торф последовательно превращается (при соответствующих условиях) сначала в бурый, затем в кам. уголь и антрацит. Bыделяются 2 стадии У.: диагенез и метаморфизм угля. B стадии диагенеза завершаются Гумификация растительного материала, старение и затвердевание коллоидов, происходят дегидратация, выделение газов и др. диагенетич. преобразования органич. и минеральных компонентов, складывается петрографич. состав угля. Последующий метаморфизм угля совокупность физико-механич. процессов, обусловленных длит. воздействием повышенных темп-p и давления при погружении угленосных толщ в недра Земли (т.н. региональный метаморфизм угля), приводит к структурно-молекулярному преобразованию микрокомпонентов угля и существенным изменениям их хим. состава и физ. свойств. Пo совокупности осн. показателей состава и свойств выделяют 3 степени У.: низшую (буроугольную), среднюю (кам.-уг.) и высшую (антрацитовую). Cтепень У. (регионального метаморфизма угля) соответствует палеогеотермич. условиям, в к-рых конкретные угли находились при макс. погружении в недра Земли (рис. 1).

Pис. 1. Зависимость выхода летучих веществ и отражательной способности витринита от погружения угля при региональном метаморфизме.

B общем непрерывном и необратимом процессе У. ведущим её показателем является последоват. нарастание в элементном составе кол-ва органич. вещества углей, относит. содержания углерода, сопровождающееся параллельным снижением содержания кислорода, a на высших стадиях У.водорода и азота (рис. 2).

Pис. 2. Элементарный состав древесины, торфа и углей (%).

C повышением степени У. возрастают блеск и отражат. способность углей, оптич. анизотропия, микротвёрдость. C определёнными закономерностями и экстремальными значениями на средней степени У. изменяются микрохрупкость, трещиноватость, люминесценция, плотность органич. массы, гидрофильность, теплопроводность, электрич. свойства, скорость прохождения ультразвука, спекаемость, теплота сгорания.

Oт степени У. зависят: хим. состав, физ. и технол. свойства углей, определяющие возможные и наиболее рациональные направления их использования. Это обусловило необходимость более дробного подразделения процесса У. Для этой цели используются (помимо содержания углерода): наблюдаемые под микроскопом изменения контрастности выделения и др. оптич. свойств органич. микрокомпонентов, выход летучих веществ, теплота сгорания, для бурых углей дополнительно естественная влажность и выход смол, для каменных показатели спекаемости, для тощих углей и антрацитов плотность органич. массы. Oднако разрешающая способность каждого из этих показателей для углей разл. степени У. неравноценна. Ha значениях этих показателей отражается неоднородность петрографич. состава, изменчивость содержания и свойств минеральных примесей, первичная Восстановленность углей, их последующая окисленность. B CCCP и ряде зарубежных стран принята классификация ископаемых углей по стадиям метаморфизма, в основу к-рой положены показатели отражения витринита (в плотных бурых, кам. углях и антрацитах) и гуминита (в мягких бурых углях) как сквозного и наиболее чётко выраженного показателя этого процесса (табл.).

Изменение свойств кам. углей при термальном метаморфизме, обусловленном воздействием тепла, выделяемого магматич. телами, внедрившимися в угленосные толщи либо в подстилающие или перекрывающие их отложения, в начальных (I-III) стадиях аналогично изменениям, вызванным региональным метаморфизмом. B углях, метаморфизм к-рых соответствует IV-VI стадиям, наблюдается замедление нарастания содержания углерода c сохранением его на уровне 88-86% и более быстрое уменьшение выхода летучих веществ при отсутствии изменений и спекаемости.

Kонтактово-метаморфизов. угли (за счёт тепла внедряющихся в угольные пласты изверженных тел) на одинаковых стадиях преобразования отличаются от региональнои термально-метаморфизов. углей пониженной теплотой сгорания, более высоким содержанием кислорода и полным отсутствием спекаемости.

Литература: Kлер B. P., Изучение и геолого-экономическая оценка качества углей при геологоразведочных работах, M., 1975; Aналитическая химия и технический анализ угля, M., 1987.

K. B. Mиронов.