煤炭形成的条件

成煤必要条件

（一）植物条件 成煤的物质基础

（二）气候条件 影响植物生长和植物的分解,温暖潮湿是重要的气候条件.

（三）地理条件 植物遗体的堆积场所.

（四）地壳运动条件 地壳均衡沉降（沉降速度与植物堆积速度平衡）

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，

由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩，这就是煤炭的形成过程。

大体可分为两个阶段，第一阶段是泥煤炭化阶段，即由植物转变成泥炭阶段。当植物枯死之后，堆积在充满水的沼泽中，开始是水存在的氧气不足，后来在水面下隔绝空气，并细菌的作用下，知道植物的各部分不断分解，相互作用，最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质，这就是泥炭。这个过程，叫做泥炭化过程。这个阶段需要漫长的地质历史时期，需要进行千百万年。第二阶段，由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段。当泥炭层形成后。有水经常冲刷大陆的低洼地方，带来了大量的上砂、石，在泥潭层逐渐形成岩层（称为顶板）。被埋在顶板下的泥炭层在顶板下的泥潭层在顶板岩石层的压力作用下，发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化，同时它的化学组成也发生了缓慢的变化，逐步变成比重较大，较致密的黑褐色的褐煤。当顶板逐渐加厚，顶板的静压力逐渐增高，煤层中温度也逐渐升高后，煤质便发生变化，逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用。这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤。如果有更高的温度，最终可能变成石墨。

成煤必须具备四个先决条件：（1）植物条件。（2）气候条件。（3）地理条件。（4）地壳运动条件。

煤的形成需要一定的条件。

第一，要有大量的植物生长和繁殖。在地质时代，石炭纪、二叠纪和侏罗纪等气候温暖潮湿、植物茂盛，是地球上主要的成煤期。

第二，植物遗体要有合适的堆积环境。适合植物遗体堆积的环境主要是沼泽，其次是湖泊及海滨低地。后者经植物遗体的堆积淤浅最终也会演变成沼泽。在沼泽环境中有丰富的水分，为植物繁殖创造了条件，水分又使植物遗体与大气隔绝，免于氧化。

第三，要求地壳缓慢下沉，下沉的速度同植物遗体堆积的速度保持平衡，即植物遗体的堆积，补偿填充了地壳下降造成的空间，使地表依然保持沼泽条件。由于有节奏的地壳运动和反复堆积，在同一地区往往具有很厚的煤层或很多层煤。

由植物遗传转变为煤的过程（统称成煤作用），一般要经过三个阶段：（1）菌解阶段，即泥炭化阶段。当植物堆积在水下被泥沙覆盖起来的时候，便逐渐与氧气隔绝，由嫌气细菌参与作用，促使有机质腐烂分解而生成泥炭。这一阶段也可以说是生物化学作用的阶段，其式是：

5C6H10O5→C20H22O4＋6CO2＋CO＋3CH4+8H2O

可见，通过这种作用，植物遗体中氢、氧成分逐渐减少，而碳的成分逐渐增加。

（2）煤化阶段，即褐煤阶段。由于地壳下降，已形成的泥炭物质被继续堆积的泥炭或其它的泥沙、砂等沉积物覆盖。这样，一方面便形成完全封闭的环境，细菌作用逐渐停止：另一方面泥炭便开始压紧、变硬、脱水和胶结，碳的含量增加，过渡成为褐煤。（3）变质作用阶段，即烟煤及无烟煤阶段。

褐煤是在低温低压条件下形成的。如果褐煤埋藏在地下较深位置，就会受到高温高压的作用，使褐煤的物理、化学性质发生显著变化（主要是密度、比重、光泽和硬度等增加，水分和挥发成分减少和碳的含量进一步增多），便逐渐变成烟煤。烟煤进一步变质，可成为无烟煤，无烟煤具有较强的金属光泽和较大的比重，含碳量更高，无粘结性。

煤的形成过程的三个阶段也可用直观表解如下：

泥炭化阶段煤化阶段变质作用阶段

前期中期末期原始材料

泥炭褐煤

烟煤无烟煤石墨

HON

-

植物体中的

挥发掉的气体（CO、CO2、CH4、H2O）

增加植物体中的

含挥发成分减少

ˉ

C

65％74％90％96％100％

矿物质

（灰分）.