NộI Dung
Than bitum: Than bitum thường là một loại đá trầm tích dải. Trong bức ảnh này, bạn có thể thấy các dải vật liệu than sáng và xỉn màu được định hướng theo chiều ngang trên mẫu vật. Các dải sáng là vật liệu gỗ được bảo quản tốt, chẳng hạn như cành hoặc thân cây. Các dải xỉn màu có thể chứa vật liệu khoáng được rửa vào đầm lầy bởi các dòng suối, than củi được tạo ra bởi các đám cháy trong đầm lầy hoặc các vật liệu thực vật bị thoái hóa. Mẫu vật này dài khoảng ba inch (7,5 cm). Ảnh của Khảo sát Địa chất và Kinh tế Tây Virginia.
Than là gì?
Than là một loại đá trầm tích hữu cơ hình thành từ sự tích tụ và bảo quản nguyên liệu thực vật, thường là trong môi trường đầm lầy. Than là một loại đá dễ cháy và cùng với dầu và khí tự nhiên, nó là một trong ba loại nhiên liệu hóa thạch quan trọng nhất. Than có phạm vi sử dụng rộng; việc sử dụng quan trọng nhất là để phát điện.
Môi trường hình thành than: Một sơ đồ tổng quát về đầm lầy, cho thấy độ sâu của nước, điều kiện bảo quản, loại cây và năng suất của cây có thể khác nhau ở các phần khác nhau của đầm lầy. Những biến thể này sẽ mang lại các loại than khác nhau. Minh họa bởi Khảo sát Địa chất và Kinh tế Tây Virginia.
Than bùn: Một khối lượng gần đây tích lũy đến các mảnh vụn thực vật có ga một phần. Vật liệu này đang trên đường trở thành than, nhưng nguồn mảnh vụn thực vật của nó vẫn dễ dàng nhận ra.
Bộ dụng cụ đá & khoáng sản: Nhận một bộ đá, khoáng sản hoặc hóa thạch để tìm hiểu thêm về các vật liệu Trái đất. Cách tốt nhất để tìm hiểu về đá là có sẵn mẫu vật để thử nghiệm và kiểm tra.
Than hình thành như thế nào?
Than hình thành từ sự tích tụ của các mảnh vụn thực vật, thường là trong môi trường đầm lầy. Khi một cái cây chết và rơi vào đầm lầy, nước đọng của đầm lầy bảo vệ nó khỏi bị thối rữa. Nước đầm lầy thường thiếu oxy, sẽ phản ứng với các mảnh vụn thực vật và khiến nó bị phân hủy. Sự thiếu oxy này cho phép các mảnh vụn thực vật tồn tại. Ngoài ra, côn trùng và các sinh vật khác có thể tiêu thụ các mảnh vụn thực vật trên đất liền không tồn tại tốt dưới nước trong môi trường thiếu oxy.
Để hình thành lớp mảnh vụn thực vật dày cần thiết để sản xuất vỉa than, tốc độ tích lũy mảnh vụn thực vật phải lớn hơn tốc độ phân hủy. Sau khi một lớp dày mảnh vụn thực vật được hình thành, nó phải được chôn vùi bởi các trầm tích như bùn hoặc cát. Chúng thường bị cuốn vào đầm lầy bởi một dòng sông lũ. Trọng lượng của các vật liệu này nén các mảnh vụn thực vật và các chất trợ trong quá trình biến đổi thành than. Khoảng mười feet mảnh vụn thực vật sẽ nén lại chỉ trong một bước than.
Các mảnh vụn thực vật tích lũy rất chậm. Vì vậy, tích lũy mười feet mảnh vụn thực vật sẽ mất một thời gian dài. Năm mươi feet mảnh vụn thực vật cần thiết để tạo ra một vỉa than dày năm feet sẽ cần hàng ngàn năm để tích lũy. Trong thời gian dài đó, mực nước của đầm lầy phải ổn định. Nếu nước trở nên quá sâu, thực vật của đầm lầy sẽ bị chết đuối, và nếu lớp nước không được duy trì, các mảnh vụn của cây sẽ bị phân hủy. Để tạo thành một vỉa than, các điều kiện lý tưởng về độ sâu nước hoàn hảo phải được duy trì trong một thời gian rất dài.
Nếu bạn là một người đọc sắc sảo, có lẽ bạn đang tự hỏi: "Làm thế nào năm mươi feet mảnh vụn thực vật có thể tích tụ trong nước chỉ sâu vài feet?" Câu trả lời cho câu hỏi đó là lý do chính cho thấy sự hình thành của một vỉa than là một sự xuất hiện rất bất thường. Nó chỉ có thể xảy ra trong một trong hai điều kiện: 1) mực nước tăng hoàn toàn theo kịp tốc độ tích lũy mảnh vụn thực vật; hoặc, 2) một cảnh quan lắng xuống hoàn toàn theo kịp tốc độ tích lũy mảnh vụn thực vật. Hầu hết các vỉa than được cho là đã hình thành trong điều kiện # 2 trong môi trường đồng bằng. Trên một vùng đồng bằng, một lượng lớn trầm tích sông đang được lắng đọng trên một khu vực nhỏ của vỏ Trái đất và trọng lượng của các trầm tích đó gây ra sụt lún.
Để một vỉa than hình thành, điều kiện hoàn hảo của sự tích tụ mảnh vụn thực vật và điều kiện sụt lún hoàn hảo phải xảy ra trên một cảnh quan duy trì sự cân bằng hoàn hảo này trong một thời gian rất dài. Thật dễ hiểu tại sao các điều kiện hình thành than chỉ xảy ra một số lần nhỏ trong suốt lịch sử Trái đất. Sự hình thành của than đòi hỏi sự trùng hợp của các sự kiện rất khó xảy ra.
Than đá antraxit: Antraxit là cấp bậc cao nhất của than. Nó có một ánh sáng và phá vỡ với một gãy xương nửa hình nón.
Than "Xếp hạng" là gì?
Các mảnh vụn thực vật là một vật liệu dễ vỡ so với các vật liệu khoáng sản tạo nên các loại đá khác. Khi các mảnh vụn thực vật tiếp xúc với sức nóng và áp lực chôn cất, nó thay đổi thành phần và tính chất. "Cấp bậc" của than là thước đo mức độ thay đổi đã xảy ra. Đôi khi thuật ngữ "biến thái hữu cơ" được sử dụng cho sự thay đổi này.
Dựa trên thành phần và tính chất, than được gán cho một cấp bậc tương ứng với mức độ biến chất hữu cơ của chúng. Tiến trình xếp hạng cơ bản được tóm tắt trong bảng ở đây.
Than non: Thứ hạng thấp nhất của than là "than non." Đó là than bùn đã được nén, khử nước và được hóa thành đá. Nó thường chứa các cấu trúc thực vật dễ nhận biết.
Công dụng của than là gì?
Sản xuất điện là sử dụng chính của than đá tại Hoa Kỳ. Hầu hết than khai thác ở Hoa Kỳ được vận chuyển đến một nhà máy điện, được nghiền thành kích thước hạt rất nhỏ và đốt cháy. Nhiệt từ than đốt được sử dụng để sản xuất hơi nước, làm cho máy phát điện tạo ra điện. Hầu hết điện năng tiêu thụ ở Hoa Kỳ được sản xuất bằng cách đốt than.
Nhà máy điện đốt than: Hình ảnh một nhà máy điện nơi than được đốt để sản xuất điện. Ba ngăn xếp lớn là các tháp làm mát, nơi nước được sử dụng trong quá trình sản xuất điện được làm mát trước khi tái sử dụng hoặc thải ra môi trường. Luồng phát xạ từ ngăn xếp bên phải nhất là hơi nước. Các sản phẩm đốt từ đốt than được giải phóng vào đống cao, mỏng bên phải. Trong ngăn xếp đó là một loạt các chất hấp thụ hóa học để hấp thụ các khí gây ô nhiễm được tạo ra trong quá trình đốt cháy. Bản quyền hình ảnh iStockphoto / Michael Utech.
Than có nhiều công dụng khác. Nó được sử dụng như một nguồn nhiệt cho các quy trình sản xuất. Ví dụ, gạch và xi măng được sản xuất trong lò nung được đốt nóng bằng cách đốt một tia than đá. Than cũng được sử dụng làm nguồn năng lượng cho các nhà máy. Ở đó, nó được sử dụng để làm nóng hơi nước và hơi nước được sử dụng để lái các thiết bị cơ khí. Một vài thập kỷ trước, hầu hết than đá được sử dụng để sưởi ấm không gian. Một số than vẫn được sử dụng theo cách đó, nhưng nhiên liệu khác và điện sản xuất than hiện đang được sử dụng thay thế.
Sản xuất than cốc vẫn là một sử dụng quan trọng của than. Than cốc được sản xuất bằng cách đốt nóng than trong điều kiện được kiểm soát trong điều kiện không có không khí. Điều này loại bỏ một số vật liệu dễ bay hơi và tập trung hàm lượng carbon. Coke sau đó được sử dụng làm nhiên liệu carbon cao để xử lý kim loại và các mục đích sử dụng khác khi cần một ngọn lửa đặc biệt nóng.
Than cũng được sử dụng trong sản xuất. Nếu than được đốt nóng, khí, và cặn được sản xuất có thể được sử dụng trong một số quy trình sản xuất. Nhựa, tấm lợp, vải sơn, cao su tổng hợp, thuốc trừ sâu, sản phẩm sơn, thuốc, dung môi và sợi tổng hợp đều bao gồm một số hợp chất có nguồn gốc từ than. Than cũng có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu lỏng và khí; tuy nhiên, việc sử dụng than này chủ yếu là thử nghiệm và được thực hiện ở quy mô nhỏ.