- гумолиты (гумусовые угли)
- сапропелиты
- сапро-гумолиты
Преобладают гумолиты, исходным материалом которых явились остатки высших наземных растений. Отложение их происходило преимущественно в болотах, занимавших низменные побережья морей, заливов, лагун, пресноводных бассейнов (озёр и рек) - автохтонное накопление.
Более ограниченным было отложение при сносе с прилегающих участков суши в застойные водные бассейны растительного материала и продуктов его преобразования - аллохтонное накопление.
Накапливавшийся растительный материал в результате биохимического разложения перерабатывался в торф, при этом значительное влияние оказывал химический состав водной среды.
Анаэробные условия (в водной среде) приводили к гелификации органического материала - основы образования блестящих - витринитовых, или гелинитовых, углей.
Аэробные условия и окислительная среда способствовали фюзенизации тканей - образованию волокнистых и сажистых фюзинитовых углей.
Сапропелиты (сапропелевые угли) - продукт преобразования низших растений и микроорганизмов планктона, накапливавшихся в иле озёр и морских лагун. На равных стадиях преобразования органического вещества сапропелиты отличаются от гумолитов более высоким выходом летучих веществ (60-80% ) и содержанием водорода (8- 12%).
Сапрогумолиты - переходная разновидность углей, продукт преобразования высших, а также низших растений. Сапропелиты и сапрогумолиты обычно залегают в виде прослоев и линз среди гумусовых углей. Высокозольные разновидности сапропелитов называются горючими сланцами, они нередко образуют самостоятельные бассейны и месторождения.
Минеральные примеси находятся либо в тонкодисперсном состоянии в органической массе, либо в виде тончайших прослоек и линз, а также кристаллов. Источником минеральных примесей в углях могут быть:
- неорганические составные части растений-углеобразователей
- материал, приносимый в области торфообразования водой и ветром
- минеральные новообразования, выпадающие из растворов вод, циркулирующих в торфяниках
Состав минеральных примесей - кварц, глинистые минералы, полевые шпаты, пирит, марказит, карбонаты и другие соединения, содержащие Si, Al, Fe, Ca, Mg, К, Na, Ti, редкие и рассеянные элементы (U, Ge, Ga, V и др.). Содержание минеральных примесей изменяется в широких пределах, большая часть из них при сжигании углей превращается в золу.
Различия в исходном материале, степени обводнённости торфяников, химическом составе среды и обстановках осадко- и торфонакопления, обусловливающие направленность и интенсивность протекания окислительных и восстановительных микробиологических процессов, создали в торфяной стадии основу для образования различных генетических типов углей.
Торфообразование и торфонакопление завершались перекрытием торфяника осадками, образующими породы кровли. Происходившие при относительно невысоких температурах и давлении диагенетические (уплотнение, дегидратация осадков, газовыделение) и биохимические процессы восстановительного характера приводили к превращению торфа в бурый уголь. Угли, включающие слабо разложившиеся древесные остатки, сцементированные землистым углём, называются лигнитами.
Бурые угли - одна из разновидностей углей исеопаемых - имеют широкое распространение. Доля запасов бурых углей и лигнитов в мировых запасах углей - 42%. Неглубокое залегание и большая мощность угольных пластов позволяют широко применять открытый способ разработки, экономические и технические преимущества которого во многом компенсируют относительно низкое качество сырья.
В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурые угли преобразуются в каменные угли, а последние - в антрациты. Необратимый процесс постепенного изменения химического состава (прежде всего в направлении обуглероживания), физические и технологические свойств органического вещества в преобразованиях от торфа до антрацита называются углефикацией.
Углефикация на стадиях превращения бурых углей в каменные и последних в антрациты, обусловленная происходящими в земной коре процессами, носит название метаморфизма углей (превращения).
Структурно-молекулярная перестройка органического вещества при метаморфизме углей сопровождается последовательным повышением в них относительного содержания углерода, снижением содержания кислорода, выхода летучих веществ. В определённых закономерностях на средних стадиях углефикации изменяются содержание водорода, теплота сгорания, твёрдость, плотность, хрупкость, оптические, электрические и другие физические свойства углей.