Ископаемые угли это различные естественные горючие, образовавшиеся из растительных остатков прежних геологических периодов.
А иногда также из колоний водорослей, организмов планктона и бентоса, путем сложных изменений, выразившихся в постепенном обогащении углеродом так называемого материнского вещества угля.
Примеры ископаемых углей: бурый уголь, каменный уголь и антрацит.
Что такое ископаемые угли
Изучение пластов ископаемых углей и сопровождающих их пород показало, что остатки растений прежних геологических периодов, главным образом каменноугольного, медленно разлагались под водою без доступа воздуха. В одних случаях эти пласты накоплялись в громадных болотах на том же месте, где росли эти растения.
В некоторых пластах угля найдены отпечатки прекрасно сохранившихся, совершенно неповрежденных нежных листочков и веточек растений.
Если бы их переносило потоками воды, они были бы переломаны и искрошены. Кроме того, в подобных пластах встречаются нередко целые стволы и пни деревьев, сохранившихся в том положении, как они росли.
Угли, образовавшиеся подобным образом, называются автохтонными.
В других случаях растительный материал, по видимому, переносился реками и отлагался около их устья в морских заливах и озерах.
В таких месторождениях не встречаются неповрежденные остатки растительности;
1. Листочки и веточки переломаны и попорчены;
2. В них бывают нередко включения грубого обломочного материала — песков, глин — и наблюдается расщепление толстых пластов угля на ряд более тонких.
Это свидетельствует о наносном происхождении материала. Такие угли называются аллохтонными.
Тот и другой способ накопления растительного материала наблюдается и в настоящее время. В торфяных болотах остатки торфяного мха, осоки и других болотных растений, медленно опускаясь на дно, разлагаются на месте своего произрастания, постепенно превращаясь в торф.
Как образовался уголь
С другой стороны, в дельтах многих современных рек, например в устьях сибирских рек, впадающих в Ледовитый океан, можно видеть пример накопления остатков растительности, нередко целых древесных стволов, принесенных водою.
Главная масса ископаемых углей образовалась в так называемый каменноугольной период, когда климат был гораздо теплее современного, и растительность отличалась богатым развитием.
Растения того времени, послужившие материалом для образования ископаемых углей, сильно отличались от современных.
Это были громадные древовидные хвощи, древовидные папоротники и деревья особого вида с чешуевидными листьями, называемые лепидодендронами и сигилляриями, достигавшие в высоту до 40 м и более.
Из остатков наземных и болотных растений образовались наиболее распространенные гумусовые угли, как автохтонные, так и аллохтонные.
А из остатков водорослей и планктона, образовавших на дне водоемов гнилой ил, — сапропель и сапропелевые угли.
Ископаемые угли состоят из органической массы с примесями серного колчедана и отчасти гипса, глины и песка.
По физическим и химическим признакам, в порядке возрастания количества углерода, ископаемые угли могут быть, расположены в следующий ряд:
1. Лигнит — бурый уголь,
2. Каменные угли сапропелевые (кеннель, богхед),
3. Каменные угли гумусовые антрацит.
Бурый уголь
(Большей частью мезозойского и третичного возраста) имеет вид буро-черной более или менее плотной массы с землистым неровным или раковистым изломом.
Если в нем заметны растительные остатки и сохраняются строение и наружный вид древесины, бурый уголь называется лигнитом.
На фарфоровой пластинке дает бурую черту.
Каменный уголь
Черного цвета и дает черную черту. Он имеет большую твердость, чем бурый и представляет много разновидностей, отличающихся по внешнему виду и в техническом отношении.
Твердость каменных углей 2—2,5. Уд. вес 1,26—1,35.
В отношении блеска каменные угли разделяются на матовые угли — без блеска и блестящие угли; среди последних различают угли со смолистым, жирным и металлическим блеском.
Антрацит
Очень тверд, отличается серовато-черным цветом и сильным металлическим блеском.
Процентный состав органического вещества ископаемых углей приведен в табл..
Таблица.
Бурый уголь — С — 69, Н — 5,5, О — 25, N — 0,5.
Каменный уголь — С — 82, Н — 5, О — 13, N — следы.
Антрацит — С — 95, Н — 2,5, О — 2,5, N — нет.
Строение угольной массы. В строении угольной массы, согласно новейшим работам, принимают участие следующие четыре разновидности, отличаемые по внешнему виду и микроскопически.
Разновидности ископаемых углей
1. Фюзен — волокнистый или шелковистый матовый уголь со структурой древесного угля; состоит из обугленных частей древесины, реже других частей растений.
2. Дюрен — матовый уголь сапропелевого или гумусового происхождения.
3. Клярен — блестящий уголь, не утративший следов растительных остатков; под микроскопом отличимы остатки стволов, листьев и пр.
4. Витрен — блестящий уголь, утративший всякую растительную структуру и представляющий коллоидальную массу, бесструктурную, с раковистым стеклообразным изломом.
Способность ископаемых углей к коксованию и спекаемость. При накаливании без доступа воздуха в закрытом пространстве из ископаемых углей получают кокс.
Различают три вида кокса:
1) Песчанистый, когда коксовый остаток внешне не отличается от обращенного в порошок угля;
2) Полуспекшийся, который характеризуется размягчением частиц угля при накаливании и их поверхностным склеиванием,
3) Спекшийся кокс в виде гладкой сплавленной массы, обладающей металлическим блеском и вспученной, благодаря улетучивающимся газам.
Лигниты, бурые и сапропелевые угли при коксовании дают не-спекающийся кокс.
На характер спекаемости кокса большое влияние оказывает преобладание той или другой структурной разновидности угля.
Носителями способности к спеканию являются витрен и кларен.
Длина пламени и продолжительность горения ископаемых углей зависят главным образом от количества летучих составных частей, отделяющихся при нагревании.
Свойство пламени быть ярким или коптящим зависит главным образом от количеств свободного и связанного (с кислородом) водорода.
Теплотворная способность ископаемых углей колеблется в довольно широких пределах, как видно из данных табл. 2.
1. Бурый уголь Теплотворная способность (в 6. кал) 4000-6200,
2. Каменный уголь Теплотворная способность (в 6. кал) 8000- 9500.
3. Антрацит Теплотворная способность (в 6. кал) 6000—9200
Отдельные виды ископаемых углей, как видно из предыдущего, составляют непрерывный ряд.
В одном и том же месторождении характер угля бывает различным, причем уголь из одного и того же пласта, но из разных районов бассейна может изменяться от газового угля до антрацита.
Обыкновенно в более глубоких стратиграфических горизонтах встречаются угли с меньшим содержанием летучих веществ.
Обогащение углеродом растительных остатков вызывается, по видимому, деятельностью особых бактерий, сходных с теми, которые производят подобную же работу в современных торфяных боло тах.
Окончательное превращение в каменный уголь или нитраты происходит уже от давления позже отложенных пластов, горообразовательных процессов, а иногда и от действия внутренней теп лоты земли.
Нужно сказать, что далеко не все наши каменноугольные месторождения достаточно изучены.
Поэтому можно быть уверенным, что в результате новых открытий угольных месторождении и развертывания разведочных работ на месторождениях, уже известных, угольные запасы СНГ будут значительно увеличены.
Угли СНГ отличаются большим разнообразием. Среди них крупную часть составляют угли, годные для коксования и дли получения жидкого топлива.
Статья на тему ископаемы угли