أنواع الفحم ومكوّناته

2009 الموسوعة العلمية للصخور والمعادن

KFAS

أنواع الفحم علوم الأرض والجيولوجيا

تتألف النباتات من مجموعة واسعة من الأجزاء المختلفة وتشمل جذوعاً صلدة ضخمة وأوراقاً طرية وبذوراً وبُوَغاً (spores) متناهية الصغر.

وعندما يموت النبات ويتساقط إلى مستنقع ما، يشرع الأكسجين والميكروبات في العمل على كل من هذه الأجزاء بطرق مختلفة .

 تُعد هذه العمليات المختلفة شديدة الأهمية في المراحل الأولى من عملية تشكّل الفحم ، عندما يتشكل الخُث .

وبالتالي ، يمكن أن يختلف الخث في صفاته على نحو واسع وفقاً لأجزاء النبات المرتبط بها . وحتى عندما يُطمر الخث وتبدأ طقوس التفحم (coalification) فإن الاختلافات في أجزاء النبات تؤثر على طبيعة الفحم .

تُسمّى المكونات النباتية في الفحم "الشذَر" (macerals) وتنقسم إلى ثلاث مجموعات واسعة : الفيترينيت (vitrinite) والليبتينيت (liptinite) والإنرتينيت (inertinite).

ينتج الفيترينيت عن الأجزاء الخشبية من النبات – وهي الجذوع والأغصان والجذور. وهو متين ولامع وهو العنصر الرئيسي في نوع من الفحم يُسمى الفيتراين (vitrain) (الفحم الحجري اللماع).

 

وينتج الليبتينيت عن الأجزاء الشمعية والراتنجية (الصمغية) للنبات – وهي البذور والبوغ والنسغ . وهو أكثر ليونة من الفيترينيت وأكثر شحوباً . وبمزجه مع الفيترينيت يكوّن نوعاً حريرياً رقاقياً من الفحم يُسمى كلاراين (clarain).

ينتج الإنرتينيت عن المادة النباتية التي تبدلت كثيراً بفعل الأكسدة أثناء تشكّل الخُث ، أو من الأجزاء التي أصيبت بالفطر. وبمزجه مع الليبتينيت يكوّن فحماً صلداً باهتاً يُسمى الديوراين (durain).

ويكوّن لوحدة نوعاً طرياً ذرورياً ( مسحوقاً) شبيهاً بالفحم النباتي يُسمي فيوزاين (fusain)– ويسهل التعرف عليه لأنه يترك أصابعنا ملطخة بالسواد.

تحتوي كل طبقة فحم على كميات متفاوتة من هذة الأنواع المختلفة من الفحم، ولكن كلما علت مرتبة الفحم اقتربت من الكربون النقي "الأنثرسيت" وفقدت تميزها أكثر نتيجة لبلوغها الدرجة الأعلى من عملية التفحم .

 

التركيب :

الخث : أكثر من 75 % ماء من حيث الوزن ؛ المادة الصلبة : أكثر من 50 % كربون ، أقل من 50 % مواد متطايرة جافة خالية من المعادن .

الليغنيت : 33- 75% ماء من حيث الوزن ؛المادة الصلبة : 50- 60% كربون، أقل من 50 % مواد متطايرة جافة خالية من المعادن .

تحت البيتوميني : 10-32% ماء من حيث الوزن ؛ المادة الصلبة : 60- 75% كربون، 35- 42% مواد متطايرة جافة خالية من المعادن .

البيتوميني : أقل من 10% ماء من حيث الوزن ؛ المادة الصلبة : 75-85% كربون ، 18 – 37% مواد متطايرة جافة خالية من المعادن .

الأنثرسيت : لا يحتوي على ماء ؛ المادة الصلبة : 75- 85% كربون ، 18- 37% مواد متطايرة جافة خالية من المعادن .

 

مكونات نباتية  (الشذر) Macerals  :

مجموعة الفيترينيت : (50 – 90%) : نسيج خشبي – بوليمرات، سليولوز، ليغنين .

مجموعة الليبتينيت : ( 5 – 15%) : أجزاء شمعية من النبات – بذور ، بوغ ، راتنج .

مجموعة الإنرتينيت : ( 5 – 40% ) : مادة نباتية سوداء لامعة شديدة التبدل أثناء تشكّل الخُث .

 

أنواع الفحم :

الفيتراين : زجاجي، هش، أطواق فاتحة اللون، صدوع محّارية، يهيمن عليه الفيترينيت .

الكلاراين : دقيق الرقاقات،  حريري، أطواق زاهية وخامدة، تصدع أملس، خليط من الفيترينيت والليبتينيت .

الديوراين : صلد ، شاحب ، لبادي الشكل ، خليط من الإنرتينيت والليبتينيت .

الفيوزاين : ليّن ، ذروري (دقيقي) ، شبيه بالفحم النباتي، يلوث الأصابع ، ويتكون على الأغلب من الإنرتينيت .

مكونات غير عضوية :

كوارتز حُتاتي، معادن ثقيلة، كبريتات، فوسفات، عُقيدات بيريت، مركزيت، سيديريت، دولوميت، كلسيت .

 

الأنثرسيت Anthracite :

الأنثرسيت أو الفحم الصلد هو الأعلى مرتبة بين كل أنواع الفحم، وهو ذو لون أسود لامع ويتكون بما يفوق 95 في المائة من الكربون.

ولكي يتحول الفحم البيتوميني إلى الأنثرسيت يجب أن تبلغ درجة الحرارة في الأرض أكثر من 200° مئوية / 392° فهرنهايت.

وهو الأندر بين أنواع الفحم وأقدمها في العادة لكنه ذو محتوى عالي الطاقة جداً ويكاد يحترق بلا دخان . 

 

الفحم البيتوميني Bituminous coal :

يأتي الفحم البيتوميني أو الطري في المرتبة الثانية فقط بعد الأنثرسيت ، بمحتوى من الكربون يبلغ 75- 85 بالمائة.

ويتراوح لونه ما بين البني الداكن إلى الأسود وهو ذو أطواق ويتألف في العادة بما يفوق 95 بالمائة من الفيترينيت الذي ينتج عن الأجزاء الخشبية من النبات.

وهذا النوع من الفحم هو الأكثر استخداماً ، لكن محتواه المرتفع من الكبريت يمكن أن يُسهم في إحداث المطر الحمضي عند حرقه .   

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]