水系

[拼音]：nitanhua zuoyong

[外文]：peatification

高等植物遺體在沼澤中堆積後，經生物化學降解作用，逐漸轉變成泥炭的作用，又稱生物化學泥炭化作用。泥炭化作用以微生物為重要媒介。微生物通過分解破壞植物遺體的有機組成而吸取養分，死後遺體又成為煤原始物質的一部分。泥炭層的表層為氧化環境，植物遺體受喜氧細菌、放線菌和真菌的破壞，氧化分解成氣體、水和化學性質活潑的產物。分解產物相互之間或與殘留的植物有機組織發生合成作用產生新的有機化合物。泥炭層的底部為還原環境，厭氧細菌的活動消耗了有機物中的氧，形成富氫的瀝青產物。微生物在低位沼澤泥炭剖面中的分佈見表1。

植物的不同有機組成在微生物的作用下，分解破壞的速度和難易程度不同。S.A.瓦克斯曼和R.L.史蒂文斯研究了植物組成分解速度由快到慢的順序是：蛋白質、葉綠素、脂肪、澱粉、纖維素、木質素、周皮、種子皮殼、色素、角質層、孢子花粉殼、樹蠟和樹脂。泥炭化作用的產物為腐殖酸、瀝青質，還有受不同氧化程度的植物木質纖維組織及較難變化的角質、孢粉質、樹脂、樹蠟等有機質組分，同時還混有無機成分。有機質的轉化過程和產物取決於氧的供應(見表2)。

泥炭化作用的過程十分複雜，一般可分成兩類生物化學變化：

（1）腐殖化作用和生物化學凝膠化作用。簡稱凝膠化作用。植物的木質纖維組織，包括以木栓質為主的樹皮。在泥炭表面和泥炭形成層中,在覆水不太深的條件下,酸性介質、弱氧化至弱還原的環境中，由於微生物的作用形成腐殖物質。腐殖化作用之後,接著是凝膠化作用,凝膠化過程中植物的細胞壁吸水膨脹，細胞腔逐漸縮小以至消失，形成了凝膠化物質。植物的木質結構在膠化的腐殖物質中儲存的完整程度，受微生物活動程度的影響，而微生物的活動又受沼澤水酸度的制約。酸度越高，微生物活動越弱，植物的木質結構儲存越好。反之，在弱鹼性環境下，微生物大量繁殖,凝膠化物質呈均一狀,植物的木質結構甚至可以完全消失。凝膠化物質是組成泥炭的有機物質的主要成分，包括凝膠化植物碎片和凝膠化基質。凝膠化植物碎片可呈大小不同的塊體分佈在介質中。細分散的凝膠化物質即溶膠，溶膠的表面能較小，由風或水帶入沼澤中的植物孢子、花粉、角質層、樹脂等穩定成分易混入於溶膠中，當介質條件因電解質的加入或因酸度、溫度發生變化時，溶膠即發生凝聚作用再轉變成凝膠。浸透在植物細胞壁內，特別是集中在樹皮和種子皮殼中的丹寧，也可能變成凝膠化腐殖酸物質。凝膠化物質是一種含氫較豐富的碳氫化合物，在成巖過程中脫水老化變成腐殖質，轉變成煤後，成為褐煤中的腐殖組和硬煤中的鏡質組。

（2）絲煤化作用。也稱絲炭化作用。植物的木質纖維組織在沼澤表面暴露於大氣中，經喜氧細菌、真菌、放線菌的作用緩慢氧化分解，或因森林沼澤失火後造成的木炭狀殘餘物轉變成富碳、貧氫的絲煤的過程。絲煤是化學性質穩定的惰性物質，埋藏後轉化成煤中的惰質組。已經過不同程度凝膠化作用的植物碎片，因沼澤潛水面下降或其他原因，不斷有新鮮氧進入時，可以再發生絲煤化作用，轉變成半絲煤或絲煤,這一過程也稱為凝膠-絲煤化作用。反之，已經經過絲煤化的植物碎片，即使再轉入弱氧化至還原的覆水環境下，也不能再發生凝膠化作用。泥炭化過程中，因植物品種的不同和沼澤覆水深度、氧的含量、介質酸度等條件的變化，使凝膠化、絲煤化、瀝青化作用的各種產物，以不同比例共生或在垂直層序中交替出現。同時，混入的礦物質成分、數量也不等，埋藏後經煤化作用形成暗、亮相間條帶狀的腐殖煤類。