煤是怎樣生成的？

【專家解說(shuō)】：煤的形成 煤是古代植物遺體堆積在湖泊、海灣、淺海等地方，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)化而成的一種具有可燃性能的沉積巖。煤的化學(xué)成分主要為碳、氫、氧、氮、硫等元素。在顯微鏡下可以發(fā)現(xiàn)煤中有植物細(xì)胞組成的孢子、花粉等，在煤層中還可以發(fā)現(xiàn)植物化石，所有這些都可以證明煤是由植物遺體堆積而成。 科學(xué)家們?cè)诘刭|(zhì)考察研究中發(fā)現(xiàn)，在地球上曾經(jīng)有過(guò)氣候潮濕、植物茂盛的時(shí)代，如石炭紀(jì)、二迭紀(jì)（距今約3億年）、侏羅紀(jì)（距今約1.3億～1.8億年）等。當(dāng)時(shí)大量繁生的植物在封閉的湖泊、沼澤或海灣等地堆積下來(lái)，并迅速被泥砂覆蓋，經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年以后，植物變成了煤，泥砂變成了砂巖或頁(yè)巖。由于有節(jié)奏的地殼運(yùn)動(dòng)和反復(fù)堆積，在同一地區(qū)往往具有很多煤層，每層煤都被巖石分開(kāi)。 由植物變?yōu)槊旱倪^(guò)程可以分為三個(gè)階段： （1）菌解階段，即泥炭化階段。當(dāng)植物堆積在水下被泥砂覆蓋起來(lái)的時(shí)候，便逐漸與氧氣隔絕，由嫌氣細(xì)菌參與作用，促使有機(jī)質(zhì)分解而生成泥炭。通過(guò)這種作用，植物遺體中氫、氧成分逐漸減少，而碳的成分逐漸增加。泥炭質(zhì)地疏松、褐色、無(wú)光澤、比重小，可看出有機(jī)質(zhì)的殘?bào)w，用火柴燒可以引燃，煙濃灰多。 （2）煤化作用階段，即褐煤階段。當(dāng)泥炭被沉積物覆蓋形成頂板后，便成了完全封閉的環(huán)境，細(xì)菌作用逐漸停止，泥炭開(kāi)始?jí)嚎s、脫水而膠結(jié)，碳的含量進(jìn)一步增加，過(guò)渡成為褐煤，這稱為煤化作用。褐煤顏色為褐色或近于黑色，光澤暗淡，基本上不見(jiàn)有機(jī)物殘?bào)w，質(zhì)地較泥炭致密，用火柴可以引燃，有煙。 （3）變質(zhì)階段，即煙煤及無(wú)煙煤階段。褐煤是在低溫和低壓下形成的。如果褐煤埋藏在地下較深位置時(shí)，就會(huì)受到高溫高壓的作用，使褐煤的化學(xué)成分發(fā)生變化，主要是水分和揮發(fā)成分減少，含碳量相對(duì)增加；在物理性質(zhì)上也發(fā)生改變，主要是密度、比重、光澤和硬度增加，而成為煙煤。這種作用是煤的變質(zhì)作用。煙煤顏色為黑色，有光澤，致密狀，用蠟燭可以引燃，火焰明亮，有煙。煙煤進(jìn)一步變質(zhì)，成為無(wú)煙煤。無(wú)煙煤顏色為黑色，質(zhì)地堅(jiān)硬，有光澤，用蠟燭不能引燃，燃燒無(wú)煙。 第（2）種 **煤炭是怎樣形成的 煤炭被人們譽(yù)為黑色的金子，工業(yè)的食糧，它是十八世紀(jì)以來(lái)人類世界使用的主要能源之一。雖然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，由于石油的日漸枯竭，必然走向衰敗，而煤炭因?yàn)閮?chǔ)量巨大，加之科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，煤炭汽化等新技術(shù)日趨成熟，并得到廣泛應(yīng)用，煤炭必將成為人類生產(chǎn)生活中的無(wú)法替代的能源之一。 煤炭是千百萬(wàn)年來(lái)植物的枝葉和根莖，在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質(zhì)，由于地殼的變動(dòng)不斷地埋入地下，長(zhǎng)期與空氣隔絕，并在高溫高壓下，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化等因素，形成的黑色可然化石，這就是煤炭的形成過(guò)程。 一座煤礦的煤層厚薄與這地區(qū)的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關(guān)。地殼下降的速度快，植物遺骸堆積得厚，這座煤礦的煤層就厚，反之，地殼下降的速度緩慢，植物遺骸堆積的薄，這座煤礦的煤層就薄。又由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使原來(lái)水平的煤層發(fā)生褶皺和斷裂，有一些煤層埋到地下更深的地方，有的又被排擠到地表，甚至露出地面，比較容易被人們發(fā)現(xiàn)。還有一些煤層相對(duì)比較薄，而且面積也不大，所以沒(méi)有開(kāi)采價(jià)值，有關(guān)煤炭的形成至今尚未找到更新的說(shuō)法。 煤炭是這樣形成的嗎？有些論述是否應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加以研究和探討。一座大的煤礦，煤層很厚，煤質(zhì)很優(yōu)，但總的來(lái)說(shuō)它的面積并不算很大。如果是千百萬(wàn)年植物的枝葉和根莖自然椎積而成的，它的面積應(yīng)當(dāng)是很大的。因?yàn)樵谶h(yuǎn)古時(shí)期地球上到處都是森林和草原，因此，地下也應(yīng)當(dāng)?shù)教幱袃?chǔ)存煤炭的痕跡；煤層也不一定很厚，因?yàn)橹参锏闹θ~、根莖腐爛變成腐植質(zhì)，又會(huì)被植物吸收，如此反復(fù)，最終被埋入地下時(shí)也不會(huì)那么集中，土層與煤層的界限也不會(huì)劃分得那么清楚。 但是，無(wú)可否認(rèn)的事實(shí)和依據(jù)，煤炭千真萬(wàn)確是植物的殘骸經(jīng)過(guò)一系統(tǒng)的演變形成的，這是顛簸不破的真理，只要仔細(xì)觀察一下煤塊，就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡；如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察，就能發(fā)現(xiàn)非常清楚的植物組織和構(gòu)造，而且有時(shí)在煤層里還保存著像樹(shù)干一類的東西，有的煤層里還包裹著完整的昆蟲(chóng)化石。值得探討的是它為何形成得如此集中，而且又是那么如此的優(yōu)質(zhì)呢？ 記得上小學(xué)的時(shí)候，我家住在離城不遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，每當(dāng)盛夏雨季來(lái)臨時(shí)，一場(chǎng)暴雨過(guò)后，村子中央就會(huì)出現(xiàn)一條湍急的“小溪流”，我們?cè)S多小朋友就會(huì)跑到那里面去嬉戲，那小溪流也會(huì)因暴雨停止時(shí)間的延長(zhǎng)，而變得越來(lái)越小，最后干涸。但在沒(méi)有斷流之前你會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多水流處卻被沖下來(lái)的木棍兒、雜草等漂浮物堵塞，形成一個(gè)個(gè)小的水坎兒。為了能讓水流通暢，我們不時(shí)地把那些小水坎扒開(kāi)，有的時(shí)候也會(huì)借此筑起一道小溪上的“堤壩”。既便是現(xiàn)在居住在城里，一場(chǎng)暴雨過(guò)后，街道上很多地方也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的漂浮物截住了水流，堵塞了下水道口，而且很多漂浮物又被集中地滯留在一個(gè)地方的現(xiàn)象。 小巫見(jiàn)大巫，由此我們便可以推斷出煤炭的形成可能與洪水有直接關(guān)系。如果沒(méi)有洪水那樣強(qiáng)大的力量和搬運(yùn)的功能，煤炭的形成絕對(duì)不會(huì)那么集中，也不會(huì)那么優(yōu)質(zhì)。 我們可以設(shè)想一下，在千百萬(wàn)年前的地質(zhì)歷史期間，由于氣候條件非常適宜，地面上生長(zhǎng)著繁茂高大的植物，在海濱和內(nèi)陸沼澤地帶，也生長(zhǎng)著大量的植物，那時(shí)的雨量又是相當(dāng)?shù)某渑妫?dāng)百年一遇的洪水或海嘯等自然災(zāi)害降臨時(shí)，就會(huì)淹沒(méi)了草原、淹沒(méi)了大片森林，那里的大小植物就會(huì)被連根撥起，漂浮在水面上，植物根須上的泥土也會(huì)隨之被沖刷得干干凈凈，這些帶著須根和枝杈的大小樹(shù)木及草類植物也會(huì)相互攀纏在一起，順流漂浮而下，一旦被沖到淺灘、灣叉就會(huì)擱淺，它們就會(huì)在那里安家落戶，并且象篩子一樣把所有的漂浮物篩選在那里，很快這里就會(huì)形成一道屏障，并且這個(gè)地方還會(huì)是下次洪水堆積植物殘?。ㄒ矔?huì)有許多動(dòng)物的殘?。┑牡胤?。當(dāng)洪水消退后，這里就會(huì)形成一道逶迤的堆積植物殘骸的丘嶺，再經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地質(zhì)變化，這座植物殘骸的丘嶺就會(huì)逐漸地埋入地下，最后演變成今天的煤礦。 那么也許有人會(huì)問(wèn)，1998年中國(guó)遭受的一場(chǎng)罕見(jiàn)的水災(zāi)，為何沒(méi)有出現(xiàn)這樣的情況呢？我認(rèn)為，那是因?yàn)橹袊?guó)目前的森林覆蓋率很低，而且有森林的地方多在高海拔地區(qū)，在平原到處是糧田，幾乎到了沒(méi)有什么森林可淹的境地，只不過(guò)是淹沒(méi)了一些農(nóng)田的防護(hù)林，并且農(nóng)田防護(hù)林的樹(shù)木很稀少，而且樹(shù)木的根須又十分的發(fā)達(dá)，抓地抓得十分牢固，短時(shí)間的浸泡、沖擊不會(huì)造成多大危害。而森林中的樹(shù)木就不同了，很多樹(shù)木都擠在一起生活，它們?yōu)榱宋程?yáng)的能量，拼命地往上長(zhǎng)，根須并不發(fā)達(dá)，一旦一處樹(shù)木被洪水連根撥起，就會(huì)連帶成片的樹(shù)木被洪水毀掉，就如同放木排一樣，順流漂浮而下，勢(shì)不可擋，最后全部堆積在一個(gè)地方。 另外，由于人類對(duì)大自然認(rèn)識(shí)的增強(qiáng)，抵御突發(fā)性自然災(zāi)害的能力不斷提高，興修水利，筑起堅(jiān)固的堤壩，加固江堤、河堤，大大地減緩了兇猛洪水的沖擊力，泛濫的現(xiàn)象少了，甚至乖乖地聽(tīng)從人類的召喚，并把兇猛的洪水變成了電能、動(dòng)能、熱能，造福于人類，服務(wù)于人類社會(huì)。 不僅洪水有搬運(yùn)動(dòng)植物這樣的能力，而且潮汐、臺(tái)風(fēng)、海嘯也具備這樣的能力。由于地震、火山噴發(fā)等因素引起的海嘯，可以使海浪掀起三、四十米還高，并且在頃刻之間把一個(gè)島嶼上的動(dòng)植物掃蕩一空；把海岸線附近的一切生物全部洗劫。 再者，地球表面上的物質(zhì)不可能永久的一成不變地等待著地球進(jìn)行沉降運(yùn)動(dòng)的，而且地球表面上的物質(zhì)是在不斷地循環(huán)流動(dòng)著的。因此，“水災(zāi)說(shuō)”是使煤炭形成得如此集中、優(yōu)質(zhì)，還是有一定的道理的，是有說(shuō)服力的，也是能夠令人信服的。 地球表面上的物質(zhì)不可能永久的一成不變地等待著地球進(jìn)行沉降運(yùn)動(dòng)的，而且地球表面上的物質(zhì)是在不斷地循環(huán)流動(dòng)著的。因此，“水災(zāi)說(shuō)”是使煤炭形成得如此集中、優(yōu)質(zhì)，還是有一定的道理的，是有說(shuō)服力的，也是能夠令人信服的。 煤炭千真萬(wàn)確是植物的殘骸經(jīng)過(guò)一系統(tǒng)的演變形成的，這是顛簸不破的真理，只要仔細(xì)觀察一下煤塊，就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡；如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察，就能發(fā)現(xiàn)非常清楚的植物組織和構(gòu)造，而且有時(shí)在煤層里還保存著像樹(shù)干一類的東西，有的煤層里還包裹著完整的昆蟲(chóng)化石。值得探討的是它為何形成得如此集中，而且又是那么如此的優(yōu)質(zhì)呢？ 由于古代的在植物大量沉積,被深深的埋在地層下,受到高壓和高溫,經(jīng)過(guò)幾億年的時(shí)間,變成煤炭 煤礦和其它礦一樣，是層狀的，且不是到處都有，如果是地表植物積聚而成，則不會(huì)那么集中，應(yīng)該到處都有，所以我認(rèn)為，書上所說(shuō)的不對(duì)。碳元素是地球故有的，地表的碳大部分以化合物形式存在，地心的碳以單質(zhì)形式存在，地心的碳向地表噴出時(shí)，一部分為鉆石，一部分為石墨，大部分為煤（不同條件下形成不同的物質(zhì)），和其它大部分礦的成因一樣。 植物當(dāng)被壓在地下，在長(zhǎng)時(shí)間的缺氧高壓的條件下便會(huì)形成煤。 石炭紀(jì)地球植物大繁盛，為煤的形成形成的強(qiáng)大的物質(zhì)基礎(chǔ)，后來(lái)的造山運(yùn)動(dòng)為煤的形成提供了外部條件。經(jīng)過(guò)常年累月，便有了煤。