К какой группе горных пород относится уголь: песок, мрамор, гравий, известняк, уголь, базальт, гранит,

Каменный уголь – это минерал или горная порода, каково его происхождение?

Каменный уголь – осадочная порода растительного происхождения. Она известна с незапамятных времен и является первым видом ископаемого топлива, использованным человеком. Первое описание принадлежит Аристотелю и датируется IV веком до н. э. Уголь по сей день остается наиболее востребованным источником энергии после нефти, его добыча ведется по всему миру. Относится ли он к минералам и из каких компонентов состоит? Какая его разновидность самая ценная? Как добывают уголь?

Содержание

• 1. Чем является каменный уголь и из чего он состоит?
• 2. Происхождение полезного ископаемого
• 3. Месторождения и способы добычи
• 4. Видео по теме статьи
• 5. Комментарии посетителей по теме статьи

Чем является каменный уголь и из чего он состоит?

Каменный уголь относится к осадочным породам, которая образуется в земном пласте. Она имеет растительное происхождение и выглядит как камень черного или темно-серого цвета со слоистой текстурой (см. фото). Он медленно загорается и долго горит, выделяя много тепла. Уголь – это плотная, твердая, но хрупкая горная порода, которая тонет в воде. Ископаемое нельзя назвать минералом, поскольку это понятие объединяет однородные части горных пород, тогда как структура и состав угля неоднородны и варьируются в зависимости от возраста и месторасположения залежей.

Основной элемент породы – углерод. Процент содержания этого вещества является главным критерием в определении качества топлива: чем он больше, тем выше уровень теплоотдачи. В составе ископаемого также присутствуют кислород, водород и азот. В угле содержится небольшое количество серы. Этот элемент считается наиболее вредной примесью – при сжигании топлива образуется сернистый газ, который негативно воздействует на экологию и вреден для человека.

В природе уголь встречается в трех разновидностях:

1. Бурый. Наиболее молодой вид горной породы, пласты залегают неглубоко под землей. Содержит мало углерода – 65–70% и много воды – 43%. Отличается светлым оттенком и низкой теплотой сгорания. Самый низший сорт угля.
2. Каменный. Более древний и ценный, залегает глубже, чем бурый, и имеет высокую теплопроводную способность. Доля углерода достигает 75–93%. Количество влаги не превышает 12%, чем обусловлена высокая температура сгорания. Содержит до 32% летучих веществ, поэтому хорошо воспламеняется.
3. Антрацит. Наиболее древняя разновидность, считается наивысшим сортом топлива. Содержание углерода достигает 92–98%, влажность находится в пределах 1–3%. Отличается высокой твердостью, металлическим блеском и большой удельной теплотой сгорания. Не дымит и не пахнет при горении.

Происхождение полезного ископаемого

Основная масса залежей этого полезного ископаемого начала формироваться в палеозойскую эру. В этот период началось освоение суши растениями, образовалась обильная наземная флора в виде влажных тропических лесов. В ходе наводнений растительность постепенно скапливалась на дне водоемов, образуя большие слои органических остатков. В залежах каменного угля часто встречаются массы не только растений, но и животных.

Из-за ограничения доступа кислорода под толщей воды полного разложения органики не происходило. При перегнивании некоторой ее части выделялись сероводород, метан и углекислота, благодаря которым останки затвердевали. Так образовывался торф. Постепенно масса утолщалась и все глубже погружалась в недра земли, чему способствовало движение земной коры. Со временем в результате большого давления и вследствие воздействия высоких температур из-за близко расположенной магмы она преобразовалась в пласты каменного угля.

Месторождения и способы добычи

Залежи каменного угля называют угольными бассейнами. Они располагаются повсеместно. На планете их насчитывают более 3,5 тысячи, общая площадь достигает 15% территории суши. Месторождения есть практически в любой стране мира, но разрабатываются лишь в 50 – часто пласты залегают в недоступных местах.

Наиболее крупными запасами ископаемого обладают США, Россия и Китай. Около 95% угольных бассейнов России находятся в восточных регионах, в основном в Сибири.

Уголь добывается следующими способами:

• Карьерный. Применяется в тех случаях, когда ископаемое залегает на глубине не более 100 метров. Требует использования большого количества тяжелой техники, твердые породы взрывают. Открытый метод – это самый безопасный и наименее затратный способ, однако он наносит большой ущерб экологии, а добытое топливо содержит множество примесей.
• Подземный. Позволяет вести разработку на глубине свыше 1000 метров. Для добычи прокладываются штольни, вертикальные или горизонтальные стволы, по которым продвигаются лифты. Закрытый метод требует больших финансовых затрат и привлечения к тяжелой и опасной работе значительных человеческих ресурсов.

Категории грунтов по буримости | ЭкспоТех

На производство земляных работ большое влияние оказывают физико-механические свойства грунтов: средняя плотность, влажность, сила внутреннего сцепления частиц, разрыхляемость и др. Поэтому по трудности разработки все грунты разделены на отдельные группы, которые определены Строительными нормами и правилами РФ (сокращенно СНиП) IV-2-82.

Различают следующие виды грунтов:

• Пески – сыпучая смесь зерен кварца и других минералов крупностью 0,25…2 мм, образовавшаяся в результате выветривания горных пород.
• Супеси – пески с примесью 5…10% глины.
• Гравий – горные породы, состоящие из отдельных скатанных зерен диаметром 2…40 мм, иногда с некоторой примесью глинистых частиц.
• Глины – горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц (менее 0,005 мм), с небольшой примесью мелких песчаных частиц.
• Суглинки – пески, содержащие 10…30% глины. Суглинки делятся на легкие, средние и тяжелые.
• Лёссовидные грунты – содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании глинистых и известковых частиц, лёссовидные грунты при наличии воды размокают и теряют устойчивость.
• Плывуны – песчано-глинистые грунты, сильно насыщенные водой.
• Растительные грунты – различные почвы с примесью 1…20% перегноя.
• Скальные грунты – состоят из твердых горных пород.

Источник: техническая документация ПО «ЭкспоТех».

10 января 2019 г.

Осадочная порода | Определение, формирование, примеры и характеристики

химия осадочных пород

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Джозеф Баррелл
Иоганн Готтлоб Леманн

Похожие темы:

осаждение
глина
гравий
песок
цементация

Просмотреть весь связанный контент →

17 мая 2023 г., 17:34 по восточноевропейскому времени (AP)

Правило EPA потребует очистки токсичной угольной золы, сбрасываемой на свалки, пруды возле электростанций

Агентство по охране окружающей среды ужесточает правило, направленное на контроль и очистка токсичных отходов угольных электростанций

осадочная порода , горная порода, образовавшаяся на поверхности земли или вблизи нее в результате накопления и литификации осадка (обломочная порода) или путем осаждения из раствора при нормальной температуре поверхности (химическая горная порода). Осадочные породы являются наиболее распространенными породами, обнаженными на поверхности Земли, но составляют лишь незначительную часть всей земной коры, в которой преобладают магматические и метаморфические породы.

Осадочные породы образуются в результате выветривания ранее существовавших пород и последующего переноса и отложения продуктов выветривания. Выветривание относится к различным процессам физического распада и химического разложения, которые происходят, когда горные породы на поверхности Земли подвергаются воздействию атмосферы (в основном в виде осадков) и гидросферы. В результате этих процессов образуется почва, рыхлый каменный детрит и компоненты, растворенные в грунтовых водах и поверхностном стоке. Эрозия — это процесс, при котором продукты выветривания перемещаются от места выветривания либо в виде твердого материала, либо в виде растворенных компонентов, чтобы в конечном итоге отложиться в виде отложений. Любое рыхлое отложение твердого выветрелого материала представляет собой осадок. Он может образовываться в результате осаждения зерен из движущихся водоемов или ветра, в результате таяния ледникового льда, оседания (сползания) горных и почвенных масс вниз по склону под действием силы тяжести, а также в результате осаждения растворенные продукты выветривания в условиях низких температур и давлений, преобладающих у поверхности Земли или вблизи нее.

Осадочные породы представляют собой литифицированные эквиваленты отложений. Обычно их получают путем цементирования, уплотнения или иного отверждения ранее существовавших рыхлых отложений. Однако некоторые разновидности осадочных пород осаждаются непосредственно в своей твердой осадочной форме и не проявляют никакого промежуточного существования в виде осадка. Примерами таких пород являются органические рифы и залегающие эвапориты. Поскольку процессы физического (механического) выветривания и химического выветривания существенно различаются, они порождают резко различающиеся продукты и два принципиально различных вида отложений и осадочных пород: (1) терригенно-обломочные осадочные породы и (2) аллохимические и ортохимические осадочные породы.

Обломочные терригенные осадочные породы состоят из каменных и минеральных зерен или обломков различного размера, от глинистых, алевритовых и песчаных до гальки, булыжника и валунов. Эти обломки переносятся под действием силы тяжести, селевых потоков, проточной воды, ледников и ветра и в конечном итоге отлагаются в различных условиях (например, в дюнах пустыни, на аллювиальных конусах выноса, на континентальных шельфах и в дельтах рек). Поскольку агенты транспорта обычно сортируют дискретные частицы по размеру обломков, терригенно-обломочные осадочные породы далее подразделяются на основе среднего диаметра обломков. Крупная галька, булыжник и гравий размером с валун литифицируются с образованием конгломерата и брекчии; песок становится песчаником; а ил и глина образуют алевролит, аргиллит, глинистую породу и сланец.

Britannica Quiz

(Кровать) Камни и (Кремень) Камни

Химические осадочные породы образуются путем химического и органического переосаждения растворенных продуктов химического выветривания, удаляемых с места выветривания. Аллохимические осадочные породы, такие как многие известняки и кремни, состоят из твердых осажденных необломочных фрагментов (аллохемов), которые претерпевают короткую историю переноса и истирания до отложения в виде нетерригенных обломков. Примерами являются известковые или кремнистые фрагменты раковин и ооиды, которые представляют собой концентрически слоистые сферические зерна карбоната кальция. С другой стороны, ортохимические осадочные породы состоят из растворенных компонентов, которые непосредственно осаждаются в виде твердых осадочных пород и, таким образом, не подвергаются транспортировке. Ортохимические осадочные породы включают некоторые известняки, слоистые эвапоритовые отложения галита, гипса и ангидрита, а также полосчатые образования железа.

Отложения и осадочные породы приурочены к земной коре, которая представляет собой тонкую, легкую внешнюю твердую оболочку Земли толщиной от 40–100 километров (от 25 до 62 миль) в континентальных блоках до 4–10 километров в океанических бассейнах. . Магматические и метаморфические породы составляют основную часть земной коры. Общий объем отложений и осадочных пород может быть либо непосредственно измерен с использованием разрезов обнаженных горных пород, данных бурения скважин и сейсмических профилей, либо косвенно оценен путем сравнения химического состава основных типов осадочных пород с общим химическим составом земной коры, из которой они образовались. . Оба метода показывают, что осадочно-осадочная горная оболочка Земли составляет всего около 5 процентов по объему земной коры, что, в свою очередь, составляет менее 1 процента от общего объема Земли. С другой стороны, площадь обнажения и обнажения отложений и осадочных пород составляет 75 процентов поверхности земли и более 90 процентов океанских бассейнов и континентальных окраин. Другими словами, 80–90 процентов площади поверхности Земли покрыто отложениями или осадочными породами, а не магматическими или метаморфическими разновидностями. Осадочно-осадочная каменная оболочка образует лишь тонкий поверхностный слой. Средняя толщина раковины в континентальных районах составляет 1,8 км; толщина осадочной оболочки океанических бассейнов составляет примерно 0,3 км. Если преобразовать эту оболочку в глобальный окружающий слой (и в зависимости от необработанных оценок, включенных в модель), толщина оболочки составит примерно 1–3 километра.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подпишитесь сейчас

Несмотря на относительно незначительный объем осадочной каменной оболочки, не только большинство горных пород, обнаженных на земной поверхности, являются осадочной разновидностью, но и многие значимые события в истории Земли наиболее точно датированы и задокументированы путем анализа и интерпретация летописи осадочных пород вместо более объемной записи магматических и метаморфических пород. При правильном понимании и интерпретации осадочные породы предоставляют информацию о древней географии, называемой палеогеографией. Карта распределения отложений, образовавшихся на мелководье в океанах вдоль аллювиальных конусов выноса, граничащих с возвышающимися горами, или в глубоких опускающихся океанских впадинах, покажет прошлые отношения между морями и массивами суши. Точная интерпретация палеогеографии и обстановки осадконакопления позволяет делать выводы об эволюции горных систем, континентальных блоков и океанических бассейнов, а также о происхождении и эволюции атмосферы и гидросферы. Осадочные породы содержат летопись окаменелостей древних форм жизни, которая позволяет задокументировать эволюционный прогресс от простых к сложным организмам в растительном и животном царствах. Кроме того, изучение различных складок или изгибов, разломов или разломов в пластах осадочных пород позволяет установить структурную геологию или историю деформации.

Наконец, уместно подчеркнуть экономическое значение осадочных пород. Например, они содержат практически все мировые запасы нефти и природного газа, угля, фосфатов, солевых отложений, подземных вод и других природных ресурсов.

Некоторые разделы геологии конкретно занимаются анализом, интерпретацией и происхождением отложений и осадочных пород. Осадочная петрология изучает их залегание, состав, текстуру и другие общие характеристики, в то время как седиментология уделяет особое внимание процессам переноса и отложения отложений. Осадочная петрография включает в себя классификацию и изучение осадочных пород с помощью петрографического микроскопа. Стратиграфия охватывает все аспекты осадочных пород, особенно с точки зрения их возраста и региональных отношений, а также корреляции осадочных пород в одном регионе с последовательностями осадочных пород в других местах. (Для получения дополнительной информации об этих полях см. см. геологические науки.)

Угольная геология | Geoscience Australia

Последнее обновление: 16 мая 2023 г.

Уголь представляет собой горючую осадочную породу, образовавшуюся из древней растительности, которая была консолидирована между другими слоями горных пород и трансформировалась в результате комбинированного воздействия микробов, давления и тепла в течение значительного периода времени. Этот процесс обычно называют «углеобразованием». Уголь залегает пластами или пластами толщиной от миллиметров до многих десятков метров. Он состоит в основном из углерода (50–98 процентов), водород (3-13 процентов) и кислород, а также меньшее количество азота, серы и других элементов. Он также содержит воду и частицы других неорганических веществ. При сгорании уголь выделяет энергию в виде тепла, которое имеет множество применений. Уголь широко делится на коричневый и черный, которые имеют разные тепловые свойства и применение.

Бурый уголь (лигнит) имеет низкую энергоемкость и высокую зольность. Бурый уголь непригоден для экспорта и используется для выработки электроэнергии на электростанциях, расположенных на шахте или рядом с ней.

Черный уголь тверже бурого и содержит больше энергии. В Австралии антрацит, битуминозные и полубитуминозные угли называются каменным углем, тогда как в Европе полубитуминозные угли называются бурыми углями.

Энергетический (паровой) уголь представляет собой черный уголь, который используется в основном для производства электроэнергии на электростанциях, где он измельчается и сжигается для нагрева паровых котлов.

Металлургический (коксующийся) уголь представляет собой черный уголь, пригодный для производства кокса, который используется в производстве чугуна. Эти угли также должны иметь низкое содержание серы и фосфора, быть относительно дефицитными и иметь более высокую цену, чем энергетические угли.

Кокс представляет собой пористое твердое вещество, состоящее в основном из углерода и золы, и используется в доменных печах для производства чугуна.

Запасы угля обнаруживаются путем разведки. Современная разведка угля обычно включает широкое использование геофизических исследований, в том числе трехмерных сейсмических исследований, направленных на получение подробной информации о структурах, которые могут повлиять на работу лавы, и бурение для определения качества и толщины угля.

Терминология классификации угля, используемая в Австралии и Европе

Уголь добывается как открытым способом или открытым способом (или открытым способом), так и подземным или глубоким способом методы, в зависимости от местной геологии месторождения. В настоящее время на подземную добычу приходится около 60% мировой добычи угля, но около 80% угля в Австралии добывается открытым способом. Добыча открытым способом рентабельна только тогда, когда угольный пласт (пласты) находится близко к поверхности. Его преимущество заключается в более низких затратах на добычу и, как правило, извлекается более высокая доля угольных месторождений, чем в подземной добыче, поскольку эксплуатируется большинство существующих пластов (9).обычно можно извлечь 0% или более угля).

Технологические достижения сделали добычу угля сегодня более продуктивной, чем когда-либо. Современные крупные открытые шахты могут иметь площадь в несколько квадратных километров и обычно используют большие драглайны для удаления вскрышных пород, а также роторные экскаваторы и конвейерные ленты для транспортировки угля. Современное оборудование и методы позволяют вести добычу открытым способом до глубины около 200 м. Многие подземные угольные шахты в Австралии используют методы разработки длинными забоями, которые позволяют извлекать большую часть угля из пласта с помощью механических комбайнов.