WWW.KNIGA.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Онлайн материалы
 

«Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории НЕКОТОРЫЕ НОВЫЕ ЭМПИРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЯ В.П. ...»

Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории

НЕКОТОРЫЕ НОВЫЕ ЭМПИРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЯ

В.П. Макаров

Российский государственный геологоразведочный университет, Москва, litolog@msgpa.ru

Изучение свойств угля имеет длительную историю и уходит своими корнями ещё в XIX

век. За это время были выявлены основные свойства угля, особенности его распространения и

условий образования; разработаны технологические принципы классификации углей, геологогенетические признаки образования углей, позволившие связать исходную основу углей с продуктами преобразования растительных сообществ.

Эти результаты, полученные в основном в довоенное время (в СССР прежде всего благодаря работам И.И. Аммосова, Ю.А. Жемчужникова и др. углегеологов), в настоящее время не претерпели существенных изменений, что в целом говорит об определённом застое в угольной геологии. В то же время детально не изучены особенности связей между составляющими уголь элементами, а также компонентами технологических анализов.

Исходя из этого, была сделана попытка ретроспективного изучения связей между компонентами «элементарного» анализа. В первую очередь изучались связи С – Н (X – Y) и С – О с целью оценки концентраций элементов в источниках, из которых они поступают.

Для работы использованы результаты анализов, взятые из литературных источников.

Всего собраны данные по 3300 пробам. По битумам собраны анализы по 300 пробам. Из этих же источников заимствован и мацеральный состав.



Методически работа осуществлялась путём построения корреляционных уравнений вида H=aC+A и O=bC+B; далее по параметрам a и A, b и B строились компенсационные диаграммы по возможности по отдельным регионам, чтобы можно было бы строить диаграммы бикомпенсации (Макаров, 2006). Интерпретация компенсационных диаграмм проводилась на основе известных разработок (Макаров, 2006). Определённую трудность представляла операция по созданию индивидуальных выборок для построения диаграмм. Главное препятствие — отсутствие достаточного количества материала по конкретным объектам.

Связи вида Y=aX+A Здесь X и Y — содержание химических элементов в углях. В результате проведённых построений были выявлены зависимости вида H=aC+A и O=bC+B. Для первой зависимости выделены 264 индивидуальные выборки, объединяющие 1900 проб (57 % от общего количества проб); для зависимости O=bC+B — 132 индивидуальные выборки из 1161 пробы (35 %).

На рис. 1 показано распределение параметров уравнения H=aC+A по пластам. В верхней строке отражены обозначения угольных пластов Центрального Донбасса (Геологохимическая…, 1937). Поскольку рассматриваются два параметра, то получились две зависимости, симметричные относительно друг друга, но эта симметричность не несёт какойлибо нагрузки.

Физический смысл параметров a и b не ясен. Анализ литературы показал отсутствие работ по детальному исследованию диаграмм этого типа, хотя зависимости эти широко упоминались во многих работах, например (Мазор, 1985). Все они ограничиваются качественными выводами типа: «…с этим связано уменьшение содержания в органической массе кислорода и водорода и накопление углерода» (Голицын и д р., 1970, с. 102).

Рис. 1. Распределение параметров a и A из уравнения H=aC + A Современное состояние углехимии не позволяет дать убедительную трактовку выявленным закономерностям. Ясно только, что концентрации химических элементов, содержащихся в углях и слагающих физико-химические системы, полностью зависят от таких параметров, как температура и давление среды в момент формирования этой системы. Другими словами, значения параметров a и b уравнений вида H=aC+A и O=bC+B могут отражать значения этих параметров системы.





Уравнения компенсации Каждое из уравнений, описывающих распределение элементов в индивидуальных выборках, характеризуется двумя параметрами — а, А (b,B), — которые можно рассматривать как координаты в некотором фазовом пространстве. Если индивидуальные уравнения проходят через единственную точку с координатами Со2 и Но2, называемую точкой кроссовера, то эти точки в упомянутом фазовом пространстве описываются уравнением вида А=Со2а+Но2, а уравнение называется уравнением компенсации. Само явление называется явлением компенсации (Макаров, 2006). Значения Со2 и Но2 отражают состав угольной фазы в одном из источников уровня № 2.

Учитывая эти соображения, по известным уравнениям индивидуальных выборок были построены компенсационные диаграммы, графические представления которых показаны на рис. 2. Распределение точек на этих диаграммах описываются уравнениями А=ga+G, где g=Co2 и G=Ho2. График рис. 2А построен по 294 индивидуальным выборкам, содержащим 2100 проб (64 % от общего объёма проб), а рис. 2Б — 139 выборкам по 1200 пробам (36 %).

На рис. 2А достаточно чётко отделяются каменные угли (86 %) от бурых (14 % проб), причём эмпирические типы каменных углей (длиннопламенные, газовые и пр.) на диаграмме не выделяются (рис. 2Б). Это различие проявляется и в составе протовещества (протоугля) этих углей. Согласно рис. 2А составы каменных углей являются продуктами преобразования некоторого протовещества общего состава Со2=87,15 % и Но2=5,34 % (подстрочная цифра 2 соответствует обозначению источника уровня 2).

–  –  –

Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории Состав бурых углей формировался в результате преобразования протоугля, содержащего Со2=80,12 %; Но2=5,34 %.

Выделены угли (рис. 2А), подвергшиеся контактово-метаморфическим преобразованиям (Метаморфизм углей и эпигенез вмещающих пород, 1975). Все они ложатся на общую линию каменных углей, не выходя за её пределы. Поскольку каменные угли являются продуктами регионального метаморфизма (Голицын и д р., 1970; Мазор, 1985), то диаграмма фиксирует отсутствие между ними принципиального различия. Основное различие заключается только в масштабах протекания процесса; законы, управляющие ими, одни и те же.

На рис. 2В показано распределение точек в системе (С – О). Отмечены точки с анализами чистого кислорода. Остальные точки — это анализы с ансамблями (О+N), (O+S), (O+N+S).

Все материалы свидетельствуют об отсутствии различий между этими формами кислорода.

Вероятной причиной этого является остаточный характер анализов этих элементов, т.е. они определены как разность суммы концентраций остальных элементов от 100 %.

На диаграмме рис. 2В показаны также положения точек бурых углей. Они ничем не выделяются. Следовательно, особенностью этого рисунка является отсутствие буроугольной составляющей, говоря и об отсутствии различий между формами угля по содержанию кислорода в источнике протовещества. Для обоих типов углей протовещество имеет состав Со2=80,12 % и Оо2=13,27 %.

Уравнения бикомпенсации Таким образом, выделяются два семейства углей — семейство каменных и семейство бурых углей — независимых друг от друга по условиям образования. Можно рассмотреть частные семейства (или подсемейства), приписываемые к конкретным регионам.

Каждое подсемейство характеризуется парой чисел (g, G), играющих роль координаты точки в соответствующем фазовом пространстве и позволяющих объединить их через линейное уравнение первого порядка. Эти уравнения, в случае своего существования, названы нами уравнениями бикомпенсации, а множество прямых линий, обобщаемых этим уравнением, — надсемейством. Параметры уравнений бикомпенсации характеризует свойство источника вещества уровня 3. На рис. 3 приведены диаграммы бикомпенсации, на которых выделяются 4 надсемейства. Номера этих надсемейств приведены там же. Наиболее значимо надсемейство 1 (12 подсемейств), включающее месторождения каменных углей основных регионов СССР. В этом же надсемействе находятся подсистемы углей термальнометаморфизованных (белый кружок на рис. 3). Надсемейство 2 объединяет преимущественно буроугольные месторождения (9 подсистем). Надсемейство 3 можно назвать проблематичным, поскольку оно выделено по очень малому (3 шт.) количеству точек. В надсемейство 4 попадает только один регион — Ленский бассейн. Отдельно от «угольных» точек расположены точки, характеризующие составы битумов. Каждое надсемейство описывается своим уравнением бикомпенсации вида G=a*g+A*. Для иллюстрации параметры уравнений, описывающих Рис. 3. Диаграммы бикомпенсации в системах С – Н и С – О VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013 данные надсемейства, вынесены на диаграмме рис. 2 — это крупные треугольники. По своему содержанию эти уравнения тождественны уравнениям индивидуальных выборок. Таким образом, уравнения для надсемейств — это бароизотермы (?); они отражают физико-химические условия (?) в источниках вещества.

Что же касается надсемейства в системе C – O, то его параметры резко отличаются от параметров линейных уравнений индивидуальных выборок. Это, видимо, свидетельствует о том, что условия формирования O праугля резко отличаются от условий образования его в ископаемых углях в системе С – Н.

Уравнение трикомпенсации В системе С – Н появилось несколько бикомпенсационных уравнений, к которым применимы рассуждения, использованные для уравнений индивидуальных выборок, т.е. по параметрам этих индивидуальных уравнений допустимо построение «компенсационных»

уравнений. Понятно, что параметры этого уравнения будут характеризовать состав праугля уровня глубинности № 4. Диаграмма, характеризующая эти уравнения, приведена на рис. 4. Уравнение прямой трикомпенсации имеет вид A*=(Cо4)a*+(Hо4).

Параметры уравнений имеют значения Со4=100,04 % и Но4=5,92 %.

Подытоживая полученные результаты, можно оценить состав каменного праугля в источнике № 2:

Со2=80,12 %; Но2=5,34 %; Оо2=13,27 %.

Физические свойства каменного праугля характеризуются величинами: d=1,751 г/см3; Romax=7,13.

Из этого праугля может быть получено: масел — Рис. 4. Диаграмма трикомпенсации для 29,3 %; смол — 38,3 %; асфальтенов — 31,5 %. В системы С - Н буром праугле содержится Со2=68,34 % и Но2=5,59 %.

Литература Геолого-химическая карта Донбасса. Вып. II. Каталог углей Центрального и Постышевского (б. Гришинского) районов. Харьков: ОНТИ, 1937.

Метаморфизм каустобиолитов Карагандинского бассейна. М.: Наука, 1970. 135 с.

Мазор Ю.Р. Закономерности и геологические причины преобразования углей. Дисс… докт. геолминер. наук. 1985. Фонды МГУ.

Макаров В.П. Явление компенсации — новый вид связи между геологическими явлениями // Матлы I Международной научно-практической конференции «Становление современной науки – 2006».

Т. 10. Днепропетровск: Наука и образование, 2006. С. 85–115. http://www.lithology.ru/node/817; http://www.

rusnauka.com/CCN/Geographia/7_makarov.doc.htm.

Похожие работы:

«136 ВОПРОСЫ ЯЗЫКОЗНАНИЯ 2015. №2 Vo p ro s y J a z y k o z nanija КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ / BIBLIOGRAPHY. REVIEWS РЕЦЕНЗИИ / REVIEWS А. К. Поливанова. Старославянский язык: Грамматика. Словари. М.: Университет Дмитрия Пожарского, 2013. 792 с....»

«Муниципальное общеобразовательное учреждение "Сучковская СОШ" Исследовательская работа Автор работы: ученица 1 класса Гевель Лидия Руководитель: Гевель Н.И. Сучково Тема исследования: родословная моей семьи. Цель исследования: проследить историю своей семьи и составить генеалогическое дерево.Дл...»

«Русский язык 5 класс Название детского объединения (кружка) "Занимательная грамматика"2. Для каких классов он предназначен (5 В кл.) 3. На сколько часов в неделю рассчитана программа 2 4. Описание...»

«Министерство аграрной политики Украины Государственный департамент рыбного хозяйства Южный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии ЮгНИРО Научно-практическая конференция "МОРСКАЯ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННАЯ НАУКА УКРАИНЫ (ИСТОРИЯ, СОСТОЯ...»

«Universum: Вестник Герценовского университета. 1/2013 5. Федотов Г. П. На поле Куликовом // Он же. Судьба и грехи России. Избранные статьи по философии русской истории и культуры. СПб.: София, 1991. Т. 1.6. См. подробнее: Вишне...»

«Константин Сергеевич Бадигин Корсары Ивана Грозного OCR Ершов В. Г. http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=128052 Корсары Ивана Грозного: Детская литература; Москва; 1991 ISBN 5-08-003098-4 Аннотация Историческое повест...»

«Великой России посвящается П. П. КравченКо Мир православный национальная идея многовекового развития россии Москва УДК 323:23/28 ББК 66.3:86.372 К77 П. П. Кравченко К77 Мир православный (национальная идея многовекового развития России). — М. : Филинъ, 2017. — 518 c. ISBN 978-5-9216-0528-2 Монография вобрала часть многолетних...»








 
2017 www.kniga.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.