بيوشيميائى شامل فرايندهايى است که در تورب زار(Peat Swamp) بعداز نهشته شدن و تدفين يعنى در طى دياژنز اتفاق مى افتد . اين فرايندها تا قبل از مرحله تشکيل زغال قهوه اى سخت فعال هستند .مهمترين تغييرات بيوشيميائى در تورب زار در عمق کم اتفاق مى افتد و اين تغييرات به شکل فعاليت باکتريايى است که باعث تغيير درجات تورب مى شوند و ممکن است  بوسيله سرعت تدفين ،PH و سطح آبهاى زير زمينى در مرداب تسريع مى شود . با افزايش تدفين فعاليت باکتريها کاهش يافته و در عمقهاى بيشتر از 10 متر تقريبا" وجود ندارد. اجزاء غنى از کربن و بخشهتى فرار تورب (Peat) د رطى مرحله بيوشيميائى زغالى شدن کمتر تحت تاثير قرار مى گيرند. البته با افزايش تراکم تورب ، مقدار رطوبت کاهش يافته و ارزش حرارتى آن (calorific value) افزايش مى يابد.

از مرحله زغال قهوه اى ،دگرسانى مواد ارگانيک شديد است و بعنوان يک پديده دگرگونى مى تواند لحاظ شده و با تغيير درجه حرارت  و فشار در سکانسى  که هيچگونه  تغييرات کانى شناسى را نشان نمى دهد استفادهشود . در طى مرحله ژئوشيميايى و يا دگرگونى ، تغييرات پيشرونده اى که در ذغالسنگ اتفاق مى افتد عبارتند از :

افزايش مقدار کربن و کاهش در مقدار هيدروژن ،اکسيژن و در نتيجه مقدار مواد فرار .اين تغييرات همراه با کاهش مداوم آب و متراکم شدن آن ،باعث کاهش حجم زغالسنگ مى شود .محصولات اين فرايند شامل متان ،دى اکسيد کربن و آب هستند.آب سريعا" از دست رفته و نسبت متان به دى اکسيد کربن همراه با رده ذغالسنگ افزايش مى يابد .اين تغييرات در خواص فيزيکى و شيميايى ذغالسنگ د رواقع تغيير در اجزاء اصلى ذغالسنگ هستند . در طى زغال شوندگى سه گروه ماسرالها نسبت به کربن غنى مى شوند .هر يک از اين گروههاى ماسرال ها يعنى آکسينيت ،اينر تينيت و هومنيت (ويترينيت ) يک مسير مشخص زغال شوندگى را دنبال م يکنند .(شکل شماره 4) مسيرهاى زغال شوندگى را نشان مى دهند.