矿物燃料

的矿物燃料煤、石油和自然气可能被描述为一种特殊类型的经济矿床。地球化学它们代表的浓度碳和氢的过程,最初是生物在自然界中。煤是本质上的产物积累大量的陆地植物和石油和天然气是海洋生物的产品(尽管一些石油和天然气的起源在非海成的条件下不能完全除外)。石油和天然气的起源提供了一个更困难的问题煤炭因为他们是液体,因此可以自由迁移的原产地。

煤的形成是一个相对简单的地球化学过程,可以通过连续的阶段很容易被追踪。首先需要的是一个地质曲面快速积累植物原料的情况下,抑制其分解,其次是埋葬在无机沉积物页岩和砂岩等。伟大的成煤期后在北半球泥盆纪(345000000至395000000年前),当丰富的陆地植物第一次出现,并被命名为石炭纪(280000000至345000000年前)。在此期间,大的地区北美和欧洲显然是支持一个郁郁葱葱的植被的低洼沼泽。这植物死了,积累在连续层,部分是由细菌和其他微生物来分解形成泥炭。无机沉积物埋藏泥炭沉积在结束的细菌分解,并进一步改变煤在本质上是一种轻微的增加引起的变质作用温度和压力。

化学,这轻微的变质作用在很大程度上驱逐二氧化碳和水从成煤物质。主要的趋势从泥炭通过褐煤的变化烟煤无烟煤是减少氧气内容和碳排放的增加。如果携带其最终结论产品将是纯碳的形式石墨。这相对很少发生,但证据是少量的石墨的存在在许多变质岩。

煤炭还包含无机材料燃烧时显示为灰,和一些煤灰烬表现出显著的不寻常的元素的浓度。这是1933年由Goldschmidt展示,当他发现数额可观的锗在一些煤灰烬。的哈特利在英格兰杜伦煤田的煤层包含如此多的锗,灰亮黄的颜色,因为的存在氧化(GeO₂)。

这些小和微量元素的来源及其在煤炭整合模式还没有完全理解。有三种可能性:(1)这些元素是由植物在增长;(2)他们带进煤沼泽作为无机沉积物的成分;或(3)吸收期间或之后的成煤过程循环的解决方案。第一种可能性是不赞成,因为种植植物很少把数额可观的有机元素。第二个可能性也不大可能,因为没有相关性,或者说一个负相关,与灰分之间微量元素浓度。这使得第三种可能,最可能的。大量的含碳物质的存在意味着成煤环境是一个高度降低,这将有利于一些元素的沉淀;的存在硫化氢和硫化离子会导致亲铜元素的沉淀(亲和力对硫);和复杂的有机化合物是吸收,或螯合金属离子的能力。因此几个人反应可能用于外国元素在煤的固定的物质。

正如上面指出的,的起源石油不容易阐明煤的起源,因为石油可以从它成立的地区迁移。事实上,商业油的发生场可能意味着石油的浓度从大量的源岩成一个相对较小的水库。

事实上,石油海洋沉积岩中发现的几乎总是一直是海相成因的基本论点支持这种材料。确实,一些石油被发现在火成岩和变质岩,但从沉积迁移源床是一个合理的解释。海洋起源的证据已经即将最近的敏感分析近年来海洋沉积物,表明它们包含少量的石油碳氢化合物,显然直接由海洋生物或其后续生成分解。

天然石油是数百种不同的碳氢化合物的复杂混合物,但它的大部分作文是相当恒定的,约85%碳和氢的15%。它可能包括少量的含氧有机化合物,硫,氮。其他元素的含量非常小。石油灰与粉煤灰不同,不是说对其微量元素的内容。一些石油灰包含数额可观的钒,然而,已被用作该元素的来源。一类含氮有机化合物称为卟啉包括金属原子在他们的分子结构;通常这个原子铁,但这个地区的其他元素元素周期表,特别是钒,镍,铜可能发挥类似的作用。钒含量的一些石油火山灰可能来源于钒卟啉的生物参与石油的形成。

石油总是伴随着天然气,但许多天然气田没有石油。这可能是认为更大的可能性为气体与迁移液体。也有可能,一些天然气来自煤矿。天然气主要是甲烷,但少量的更复杂的碳氢化合物可能存在,而且它还可能包含不需要的组件(如氮、二氧化碳和硫化氢。含硫化氢天然气长期被称为“酸气”,是一个不受欢迎的材料,因为这种化合物的有害特性;然而,最近已经发现有利可图的提取将它转化为硫化氢的硫磺,然后利用碳氢化合物。

天然气是一个元素的唯一来源,氦的工业需求,近年来稳步提高。相对很少出现天然气包含足够的氦提取的商业盈利。目前,西方世界对氦的需求在很大程度上是由其提取从井在德州西部。解释当地浓度的氦天然气领域仍然是一个问题讨论;是唯一合理的来源解体地壳中放射性元素,但浓度仍然是某种机制谜。