ویژگی های ژئوشیمیایی زغال سنگ ها

زغال سنگ ها از تدفین ،تجزیه و تبدیل گیاهان تشکیلا می شوند.بنابراین در شرایط عادی ترکیب ژئوشیمیایی اصلی زغال سنگ ها در واقع باید مشابه ترکیب همان گیاهانی باشد که زغال سنگ ها ار آن تشکیل شده اند ولی در شرایط ژئوشیمیایی حاکنم بر یک محیط رسوب گذاری باعث تغییر ترکیب ژئوشیمیایی زغال سنگ های تشکیل شده از گیاهان می شود.به این دلیل ویژگی های ژئوشیمیایی زغال سنگ ها در محیط های رسوبی مختلف فرق می کند.

معمولا تغییرات ژئوشیمیایی یک لایه زغال دار تابع اجزای زغال سنگ ،آب و گاز متان موجود در محیط است.این سه بخش به صورت پیوند شیمیایی C-H₂O-CH₄ در تغییرات ترکیب شیمیایی یک حوضه زغالی نقش اساسی ایفا می کنند .موالکول های آب،کربن و متان به صورت قطب های باردار جذب کننده سایر عناصر و یا انحلال دهنده سایر ترکیبات شیمیایی محیط حوضه زغالی نقش اساسی ایفا می کنند.باید توجه داشت که در واقع این سه عامل پایه های اساسی تغییرات ژئوشیمیایی در زغال سنک ها پس از تشکیل هستند.از طرفی از ترکیب آب و گاز دی اکسید کربن موجود در محیط های زسوبی زغال دار یک اسید کربنیک نسبتا پایدار طبق فرمول زیر در اعماق و تحت فسار تشکیل می شود. این اسید در فشار کم بصورت گاز دی اکسید کربن تجزیه شده شبیه به گاز داخل شیشه نوشابه ها از آب خارج می شود

H₂CO_{3  ——–} CO_{2 +}H₂O

برای روشن شدن ویژگی های ژئوشیمیایی زغال سنگ ها ابتدا به ترکیب شیمیایی گیاهان و سپس به ترکیب ژئوشیمیایی و ایزوتوپی زغال سنگ ها و آن گاه به روش اندازه گیری ترکیب شیمیایی زغال سنگ ها اشاره می شود.

1-ترکیب شیمیایی گیاهان

ترکیب شیمیایی گیاهان در طول تکامل گیاهان از زمان خلقت تا به امروز تغییر کرده است ولی وظیفه اعضا و اندام های گیاهان همان است که در آغاز خلقت بوده است.تا کنون 60 عنصر شیمیایی در گیاهان شناسایی شده است گیاهان موتد غذایی خود را توسط ریشه از مواد محلول در آب و خاک به همراه گااز CO_{2 هوا بدست می آورند .}

مواد موجود در خاک به صورت یون و به شکل محلول های اسیدی و نمکی Na،Ca،Mg،Mn،Fe،Cl،SO^-2₄ است که توسط گیاهان جذب می شودند.اگر چه این میزان در گیاهان در اثر تغییر شرایط فیزیکوشیمیایی تفاوت می کند .مثلا کیزان جذب عنصر Br در حضور اکسیژن و آب نسبت به خشکی 10 برابر بیشتر است.در هر حال ترکیب شیمیایی یک گیاه تابع اجزای تشکیل دهنده و عناصر موجود در گیاه است گه در زیر به توصیف آن ها پرداخته می شود.

1-1 اجزای تشکیل دهنده گیاهان

الف-اجزای آلی

معمولا اجزای آلی تشکیل دهنده گیاهان بسیار متنوع هستند.مواد هیدروفیلیک مثل گلیسیدها،ساخاریدها،گلوکزها،لیگنین ها،پروتیدها،لیپویئد ها ،موم ها ،کوتین،سوبرین،صمغ ها و سفیده ها جز این گروه هستند.پروتیدها و لیپیدها جز چربی های گیاهی ولی با فرمول های متفاوت هستند .میوه ،بذر و بیش تر اجزای گیاهی از این مواد حاصل می شوند.

کربوهیدرات ها قند های ساده گیااهان را می سازند .این مواد معمولا در آب قابل حل هستند .

برخی ار آن ها در آب غیر قابل حل هستند و در اثر تدفین توسط رسوبات به رغال سنگ تبدیل می شوند .از بین اجزای آلی تشکیل دهنده گیاهان برخی اهمیت بیش تری در ساختار گیاهان دارند همانند سلولز ،لیگنین ها،پروتید،لیپوئیدها

ب-اجزای معدنی

اجزای معدنی گیاهان شامل آب ،کربنات ها ،اکسید ها ،سولفات ها،فسفید ها و ب مقدار کمتر کلرید ها هستند .

این مواد در واقع پس از سوختن گیاه به صورت خاکستر در می آیند این اجزا توسط گیاه ار آب ،خاک و گازهای موجود در هوا جذب می شوند و تحت یک سری فرایند های بیوشیمیایی در گیاه به صورت ترکیبات معدنی در می آیند .

1-2 عناصر شیمیایی موجود در گیاه

که این موضوع شامل عناصر موجود در اجزای الی گیاه و عناصر موجود در اجزای معدنی گیاه می شود .

2-ترکیب ژئوشیمیایی زغال سنگ ها

از آن جا که زغال سنگ ها از تدفین گیاهان توسط رسوبات به وجود می آیند ،ژئوشیمی آن ها نیز تابع عناصر موجود در گیاهان و رسوبات پوشاننده آن ها است.به این دلیل ترکیب ژئوشیمیایی زغال سنگ ها تابع عناصر تشکیل گیاهان ،ماسرال ها و کانی های معدنی موجود در زغال سنگ ها است.

که این موضوع شامل ژئوشیمیایی عناصر آلی موجود در زغال سنگ ها و عناصر معدنی موجود در زغال سنگ ها می باشد که در زیر به توضیح ژئوشیمیایی عناصر آلی موجود در زغال سنگ ها می پردازیم

بطور کلی عناصر آلی زغال سنگ ها از کربن،اکسیژن،هیدروژن،نیتروژن تشکیل شده است.از این گروه ؛عناصر کربن بیش ترین سهم را در ترکیبات زغال سنگ دارد.

عنصر کربن معمولا به صورت ترکیبات هیدروکربوری ،مواد فرار و کربن ثابت یافت می شود .

کربنی که تشکیل دهنده بخش اصلی زغال سنگ است را کربن ثابت می گویند.کربنی که قابل واکنش شیمیایی با اکسیژن می باشد را کربن فعال گویند.

کربنی که به صورت ترکیبات گازی مانند متان ،هیدروکربورها و … در زغال سنگ ها وجود دارند را کربن فرار گویند.