Kivihiili

Kuvaus

Bituminen kivihiili on musta tai tummanruskea, sedimenttinen orgaaninen kivi, joka koostuu pääasiassa hiilestä (60–80 % hiiltä kuivapainosta). Se on tiheämpää ja kovempaa kuin ruskohiili, mutta pehmeämpää kuin antrasiitti. Sille on tyypillistä kerroksellinen rakenne, ja se voi sisältää näkyviä kasvijäänteitä. Bituminen kivihiili palaa helposti ja tuottaa paljon lämpöä, mutta myös merkittäviä määriä rikkiä ja muita epäpuhtauksia, jotka vapautuvat palamisen yhteydessä.

Kuinka tunnistaa

Väri

Musta tai tummanruskea, usein kiiltävä.

Kiilto

Lasimainen, vahamainen tai himmeä. Bitumisella kivihiilellä on usein selkeämpi kiilto kuin ruskohiilellä, mutta ei yhtä metallinen kuin antrasiitilla.

Tekstuuri

Hauraus, kerroksellinen tai massiivinen. Voi sisältää näkyviä kasvijäänteitä tai fossiileja. Murskautuu helposti.

Kidemuoto

Ei kiteistä rakennetta, amorfista. Voi esiintyä kerroksellisina massoina tai konkreetioina.

Lohkeavuus

Ei varsinaista lohkeavuutta, mutta murtuu epäsäännöllisesti tai konkhoidaalisesti. Voi esiintyä tasomaisia murtumia kerroksellisuuden suuntaisesti.

Geologinen ympäristö

Esiintyy sedimenttialtaissa, usein savikiven, hiekkakiven ja kalkkikiven kerrosten välissä. Muodostuu muinaisissa soissa ja kosteikoissa, joissa kasvimateriaali hautautui nopeasti hapettomissa olosuhteissa.

Avaintiedot

• Kovuus: 1–2,5 (Mohsin asteikolla). Suhteellisen pehmeä, voidaan naarmuttaa kynnellä tai veitsellä.
• Ominaispaino: 1,2–1,5 g/cm³. Vaihtelee hiilipitoisuuden ja epäpuhtauksien mukaan.
• Kidejärjestelmä: Amorfinen (ei kiteistä rakennetta).
• Väri: Musta tai tummanruskea.
• Kiilto: Lasimainen, vahamainen, himmeä tai rasvainen.
• Läpinäkyvyys: Läpinäkymätön.
• Murtopinta: Konkhoidaalinen tai epäsäännöllinen. Voi olla myös tasomainen kerroksellisuuden suuntaisesti.
• Lohkeavuus: Ei varsinaista lohkeavuutta.
• Koostumus: Pääasiassa hiiltä (60–80 %), lisäksi vetyä, happea, typpeä ja rikkiä sekä pieniä määriä epäorgaanisia mineraaleja (tuhka).

Pikatarkistus

• Väri: Musta tai tummanruskea
• Kiilto: Lasimainen, vahamainen tai himmeä
• Viiru: Musta tai tummanruskea

Fysikaaliset ominaisuudet

• Kideasu: Massiivinen, kerroksellinen, amorfiset aggregaatit.
• Lohkeavuustyyppi: Ei lohkeavuutta.
• Murtopintatyyppi: Konkhoidaalinen tai epäsäännöllinen.
• Sitkeys: Hauraus.
• Kiiltotyyppi: Lasimainen, vahamainen, himmeä tai rasvainen.

Muodostuminen

Bituminen kivihiili muodostuu kasvimateriaalin (pääasiassa turpeen) diagenesis- ja metamorfoosiprosessien kautta. Tämä tapahtuu syvälle hautautuneissa sedimenttialtaissa, joissa korkea paine ja lämpötila muuttavat orgaanisen aineksen hiileksi. Prosessi alkaa turpeesta, etenee ruskohiileksi, sitten bitumiseksi kivihiileksi ja lopulta antrasiitiksi. Bitumisen kivihiilen muodostuminen vaatii lämpötiloja noin 100–200 °C ja paineita, jotka vastaavat useiden kilometrien syvyyttä. Tämä prosessi poistaa vettä ja haihtuvia yhdisteitä, rikastaen hiilen pitoisuutta.

Käyttö

Bituminen kivihiili on ollut ja on edelleen merkittävä energianlähde maailmanlaajuisesti. Sitä käytetään pääasiassa sähköntuotantoon lämpövoimalaitoksissa, teräksen valmistukseen (koksin tuotanto), sementin tuotantoon ja kemianteollisuuden raaka-aineena (esim. hiilikaasutus).

Ikäjakauma

Pääasiassa karbonikaudelta (noin 359–299 miljoonaa vuotta sitten) ja permikaudelta (noin 299–252 miljoonaa vuotta sitten), mutta esiintyy myös nuoremmissa kerrostumissa, kuten liitukaudella ja paleogeenikaudella.

Mistä löytää

Löytämisvinkit

Samankaltaiset kivet

Tieteellinen luokitus

Mineraaliluokka

Orgaaninen sedimenttikivi (ei mineraali sanan varsinaisessa merkityksessä, koska se on amorfista ja koostuu useista orgaanisista yhdisteistä).

Ryhmä

Hiili

Kidejärjestelmä

Amorfinen

Kemiallinen kaava

Ei tarkkaa kemiallista kaavaa, koska se on heterogeeninen seos. Yleinen kaava voidaan esittää muodossa C137H97O9NS.

Koostumus

Hiili (60–80 %), vety (4–6 %), happi (3–10 %), typpi (1–2 %), rikki (0,5–5 %), ja tuhka (epäorgaaniset mineraalit, kuten kvartsi, savimineraalit, pyriitti).

Tutustu kiveen Kivihiili