为什么会有煤炭

这要用大陆漂移说来解释，在很久之前，南极洲不在南极，它与殴亚大陆在一起，南极洲是温暖潮湿的气候，有茂密的原始森林。后来由地壳变动，大量林木被埋入地下，形成煤炭。因此南极大陆有储量丰富的煤炭资源

所以我认为,在地质年代时期,靠近沿海的陆地边缘的沉积岩下面才有煤炭.

个人见解,仅供参考!

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沿南极山脉从俄亥俄岭到维多利亚地(即罗斯海沿岸)，约2000公里范围，分布着12个煤产地，其中最大的是格洛塞普切里斯山和威弗山煤产地。

格洛塞普切里斯山煤产地成煤时代为二迭纪。含煤地层主要由泥质页岩、长石砂岩、砾岩、粉砂岩和煤组成，局部夹有火山成因粗玄武岩。含煤5层至8层，煤层厚度由几厘米至10米左右，一般2～3米。煤层多呈凸镜状或似层状，一般顺走向可延伸1～3公里。煤质主要为中灰和低挥发分烟煤。含煤地层总厚约2000米。

威弗山煤产地与上述煤产地相邻，岩性也类似。煤层厚度从几十厘米至7米左右，厚度不稳定，往往沿走向很快尖灭，煤质为烟煤。其他10个煤产地含煤情况也相当好。初步估计南极洲煤炭储量将在1000亿吨以上。

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位于极地寸草不生的冰雪大陆，竟赋存如此丰富的煤炭资源，说明南极洲以前很可能不在今 天的位置，至少成煤期间不在南极。那么南极洲究竟来自何方?�

地质学家经过近二三十年考察发现，南极洲的地层构造与原属古冈瓦那大陆的非洲、澳洲和南美洲非常相似。如南美濒太平洋安第斯山褶绉带直接延伸到南极大陆。另外南极洲的煤系地层在成煤时代、植物组成及沉积特征等方面也和古冈瓦那大陆相同或相似，说明南极洲和古冈瓦那大陆原本一体。地质学家认为，在距今约2.8亿年的二迭纪，南极洲作为古冈瓦那大陆的一部分，尚位于南半球中纬度地带。当时气侯温暖潮湿，植物繁盛，聚煤条件良好，形成了丰富的煤炭资源。随后到侏罗纪中期，古冈瓦那大陆开始解体。分裂出来的南极大陆 缓缓向南漂移，靠拢极地。大约到第三纪渐新世至中新世之间，才移到现在的位置。

需要指出的是，现在南极洲地质工作仅集中在约占总面积2%的裸露区进行，对其地质和矿产的了解，还是很肤浅的。相信随着地质考察的持续进行，还会有更多新发现。南极洲的神秘面纱，终将被揭开。 　

南极的地区环境很恶劣，但是即使是这样的环境，仍然有很多的煤炭资源，这个煤炭资源不是一天两天形成的，显然是与历史上所发生的大的地壳活动便签有关系的，因为南极洲大陆曾经他是一个生物繁茂的地方，并不是现在这样冰天雪地。

煤炭资源，石油资源都是远古时期动物的遗体，经过自然的变迁埋入了地下的深层，在高压以及特殊的环境之下形成了煤炭，这是缓慢形成的，我们之所以说煤炭天然气石油这些类的东西是不可再生资源，就是因为它的重生周期非常久，但是这也应征着这个地方它有煤炭和石油，就证明曾经这个地方是很多动物的栖息地，不是说荒无人烟很少有动物的这种情况，现在的南极洲大陆基本就是这种情况。

人类很多的文明记载资料，无论是西方的圣经还是中国古代的山海经，这些人们认为是神话传说，话本也好还是认为一些远古时期大致的猜测的精力也好，都无一不印证着历史上的地球发生过翻天覆地的变化，曾经的青藏高原可能是海洋的底部，曾经的南极洲，可能是一个向亚洲，非洲这样繁茂的大陆有很多的生物，因为在青藏高原的永久冻土层里面已经发现了一些海洋远古生物的化石，就证明这个地方他曾经是海洋，真的是沧海变桑田的。

尽管南极洲大陆有着这么丰富的煤炭资源，但是他的画风却成了一个问题，开展的技术难度我们先不提，就是说南极洲大陆上的资源应该归谁？原来各个国家都有自己的领地领海，在你领地范围内的资源呢，当然就是你的在你领海范围内的资源也是你的，这都好解决，但是南极洲大陆没有国家隶属没有任何一个国家，是说南极洲大陆是我们的，你们不能去，它是一个公共的科考的地方，所以这些资源怎么分配是很多大国之间相互博弈的过程。

这些煤炭石油天然气等不可再生资源它的储量是有限的，哪怕说现在随着人类的资源开采技术勘探能力的不断提高，发现的储量供人的延长，使用的时间越来越久了，但仍然会有一天的耗尽，所以这些不可再生资源不能成为人类社会经济发展的能源支柱，我们未来必然要进行能源转型的。

磁探测法的实质是，煤层上覆岩石中一般含有大量的菱铁矿及黄铁矿结核，煤层自燃时，上覆岩石受到高温烘烤，其中铁质成分发生物理化学变化，形成磁性物质，并且保留有较强的磁性。烘烤后的上覆岩石的磁性随自燃温度升高而增强。早在60年代我国西北各省就用磁法结合电法勘探煤田火区，取得了一定成果。印度也利用此法确定Jharia煤田的自燃火灾区域范围，得到了十分满意的效果。俄罗斯、乌克兰也曾用此法确定煤田自燃火区范围。从这一方法的实质和目前应用的情况看，磁探测法主要用于煤田火区，而对于生产矿井自燃高温的探测应用较少，这主要是因为：①当自燃火源温度小于400℃时和烘烤时间短时，上覆岩石或煤层中就不能形成较高的磁性；且对于生产矿井而言，要处理的是煤自燃高温区域，自燃煤温较低和烘烤时间短，这样用磁法探测的效果并不理想；②对于生产矿井，井下高温区域周围铁性物质多,磁探测法则无法有效使用。③煤层顶底板和煤中分布的铁质结核不均匀，给磁测法探测自燃火区带来一定困难。

2.2 电阻率探测法〔2〕

正常情况下，埋藏于地下的煤层，沿走向（或其它方向）因其结构状态和含水性变化不大，电阻率基本保持不变。但当煤炭自然发火后，煤层的结构状态和含水性发生较大变化，从而引起煤层和周围岩石电阻率的变化。在自燃的初期，电阻率会下降；在自燃后期，由于煤较充分燃烧，其结构状态发生较大变化，水分基本蒸发掉，表现为较高的电阻率。因此，可根据观测结果比较未自燃区和自燃区的变化情况，判断自燃区域的位置，这就是电阻率法探测自燃发火区域位置的原理。由于煤在自燃的初期，煤电阻率的变化不明显，致使电阻率探测法的探测精度受限；加之井下杂散电流多，用于井下高温区域的探测比较困难，目前国内外多用于露天开采和煤层露头自燃火源的探测。

2.3 气体探测法

煤自燃在不同的温度，其产生的气体种类和浓度是不同的；故根据气体种类和浓度，依次判断煤的自燃温度，并据气体浓度梯度大致确定高温区域的范围。气体确定高温区域范围可在井下或地面进行。

2.3.1 井下气体探测法

通常称为气体分析法，是目前国内外广泛应用的煤炭自燃的预测预报方法。对某矿当煤质一定时，其煤自燃生成的气体组分与温度有一定规律，用仪器或束管监测系统检测煤自燃释放的气体，以确定煤的氧化温度和煤炭自燃区域的可能范围，但它无法知道煤炭自燃的位置和发展变化速度，并且易受井下通风因素的影响。

2.3.2 地面气体探测法

由于煤炭自燃火源区域与地面存在一定的压差和分子扩散，使自燃火源向地面有着气体流动，而在地表层中产生一些有代表性气体是从煤炭自燃点垂直方向放射的，据此在地面可布置测点测量，来判断火源点大致位置。这种方法对于煤层埋藏较深，气体不能扩散至地面，且气体向上运移发生物理化学变化时，就无法使用。

2.4 氡气探测法

氡气探测是一种放射性探测方法，它兼有物探和化探的特点。它的原理是煤层自燃后，随煤温升高，氡气浓度上升，在地面布置观测点，应用α卡法、210Po法等，收集并测量氡气浓度，依此判断火区位置。国内山西矿业学院用此法在地面探测煤矿地下火源，并在古交北沟矿、潞安矿务局石圪节矿进行了成功应用，从应用情况来看，这种方法目前只在地面使用，自燃温度一般超过200 ℃；且用氡气量值也无法判断自燃的燃烧程度及其温度。

2.5 煤炭自燃温度探测法

2.5.1 测温仪表与测温传感器联合测温法

这是目前国内外最为广泛应用的一种方法，兖州矿区东滩煤矿也采用此法测量煤温。据探测地点不同分为地面探测和井下探测。

（1）地面探测法〔3〕。在自燃火区的上部利用仪器探测热流量或利用布置在测温钻孔内的传感器测定温度，根据测取的温度场用温度反演法来确定自燃火区火源的位置。这种方法常用于火源埋藏深度浅、火源温度高，已燃烧较长时间的火区。波兰、俄罗斯曾应用此法探测煤层露头的自燃火区范围，探测深度在30～50 m。

（2） 井下探测法〔4〕。此种方法是把测温传感器预埋或通过钻孔布置在易自燃发火区域(采空区和煤层内)，根据传感器的温度变化来确定高温点的位置、发展变化速度，这种方法受外界干扰少，测定准确，煤温只要升高，传感器位置合适，就能有效探测。这是目前井下准确的探测方法。山东矿业学院已成功地开发了适于井下应用的MKT-Ⅰ，MKT-Ⅱ和MKT-Ⅲ（自动监控）电脑型测温仪，此仪器的最大特点是测定准确，和测定距离长度无关。东滩煤矿应用此法在井下进行了成功的探测。由于测温及时、准确，为高温点的消除起到了积极的作用。

（3） 测温仪表与测温传感器联合测温法的缺陷。尽管此种探测法测定准确、可靠，弥补了上述一些探测方法的不足，但它本身也存在一些问题值得研究：①传感器的布置是探测自燃高温区域的关键，数量、位置准确，就能有效控制自然区域高温点；但这些布置参数受煤体温度场传导速度的限制，由于煤的导温系数较小，要想测取煤体温度，控制自燃位置，就要布置一定数量的传感器；②测温钻孔：要测取煤体温度，就必须在煤体内布置测温传感器，因而就需要测温钻孔，增加了工作量。

2.5.2 红外探测法〔5，6〕

在国内外这一方法已较广泛用于地面煤堆自燃和井下煤炭自燃火源的探测。探测仪器有红外测温仪和红外热成像仪，应用最多的是红外测温仪。俄罗斯采用红外测温仪，美国采用红外测温仪和热成像仪探测煤壁和煤柱自燃温度；国内兖州、开滦、徐州等矿区采用红外测温仪测定井下煤壁温度。红外测温仪是测取点温，红外成像仪是扫描成像测取温度。在国内，红外热成像仪井下没见应用，而在煤田地质调查、地震预报、地下水探测、岩突、岩爆等方面得到了应用。隧道和巷道内由岩石的应力引起的表面0.2 ℃左右的温度变化就可被测到，从而可分析引起灾害的程度。

红外探测法的实质是自然界的任何物体只要处于绝对零度(0 K)之上，都会自行向外发射红外线。其发射能量如下式

E=εαT4 (1)

式中 ε——辐射系数，其值为0＜ε＜1，岩石和煤体一般为0.7～0.98，辐射系数受物体化学组 分、表面状态、内部结构、含水量、孔隙度等影响；

α——斯蒂芬-玻尔兹曼常数，5.67×10-12 cm2.K4；

T——物体的绝对温度，K。

从式(1)可看出，物体的温度越高，辐射能量就越大，红外测温仪器接受辐射量而转换的辐射温度就越高，因此就可利用红外测温仪器对温度的高分辨率来探测井下巷道自燃位置。

在通常情况下，自然界的红外辐射区域是362K(89℃)至207K(-66℃)，即波长在8～14 μm的大气窗口区域内。 红外技术是探测物体表面的红外辐射温度，它不同于物理温度，物体表面的红外辐射温度取决于物体表面物理温度及其物体的物质成分、含水量、表面粗糙度、颗粒大小、孔隙度、热惯量(比热、热传导率、比重)等诸多因素；这些因素的任一项微小变化，都会引起红外辐射温度的变化。因此，在排除干扰因素后，提取同种物质的温度变化异常信息是至关重要的。

红外热成像仪类似于摄像机,它将镜头视场内景物的红外辐射温度场(25°×20°的景物)，通过锗透镜聚焦到红外敏感原件上(单点扫描式、线阵或面阵排列),转换成电信号，经电路放大、模/数转换、记录并显示，当然还得有一套复杂的处理软件，其结果通常将其视为景物的温度图像，现以TVS-600热像仪为例，在热像仪距景物2 m时，摄得景物面积为：2×tan25.8°=0.97 m(水平方向), 2×tan19.5°=0.71 m(垂直方向)，在0.97 m×0.71 m内又有320×240个像点，每个像点的面积为2.8 mm×2.8 mm，就是说只要有7.84 mm2面积的热异常(大于0.15℃)就能被发现。而煤壁总有一些微裂隙，微气孔的热传导、热对流和热扩散，使表面局部产生温度变化，从而观测到红外辐射温度异常，故利用红外热成像仪准确探测自燃高温区域成为可能。关键在于如何通过温度异常来诊断自燃高温点。

另外，非致冷的面阵探测器(红外敏感元件)是当今红外科学发展的新贡献，它给行业使用带来了方便，就不需要如液氮等致冷液体、气体或压缩机(小型循环致冷)，同时减少了噪声、耗电量和重量。

煤是由植物残骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用转变而成的。这个转变过程叫做植物的成煤作用。一般认为，成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。前者主要是生物化学过程，后者是物理化学过程。

在泥炭化阶段，植物残骸既分解又化合，最后形成泥炭或腐泥。泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸，其组成和植物的组成已经有很大的不同。

煤化阶段包含两个连续的过程：

第一个过程，在地热和压力的作用下，泥炭层发生压实、失水、肢体老化、硬结等各种变化而成为褐煤。褐煤的密度比泥炭大，在组成上也发生了显著的变化，碳含量相对增加，腐植酸含量减少，氧含量也减少。因为煤是一种有机岩，所以这个过程又叫做成岩作用。

第二个过程，是褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。在这个过程中煤的性质发生变化，所以这个过程又叫做变质作用。地壳继续下沉，褐煤的覆盖层也随之加厚。在地热和静压力的作用下，褐煤继续经受着物理化学变化而被压实、失水。其内部组成、结构和性质都进一步发生变化。这个过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。烟煤比褐煤碳含量增高，氧含量减少，腐植酸在烟煤中已经不存在了。烟煤继续进行着变质作用。由低变质程度向高变质程度变化。从而出现了低变质程度的长焰烟、气煤，中等变质程度的肥煤、焦煤和高变质程度的瘦煤、贫煤。它们之间的碳含量也随着变质程度的加深而增大。

温度对于在成煤过程中的化学反应有决定性的作用。随着地层加深，地温升高，煤的变质程度就逐渐加深。高温作用的时间愈长，煤的变质程度愈高，反之亦然。在温度和时间的同时作用下，煤的变质过程基本上是化学变化过程。在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的，包括脱水、脱羧、脱甲烷、脱氧和缩聚等。

压力也是煤形成过程中的一个重要因素。随着煤化过程中气体的析出和压力的增高，反应速度会愈来愈馒，但却能促成煤化过程中煤质物理结构的变化，能够减少低变质程度煤的孔隙率、水分和增加密度。

当地球处于不同地质年代，随着气候和地理环境的改变，生物也在不断地发展和演化。就植物而言，从无生命一直发展到被子植物。这些植物在相应的地质年代中造成了大量的煤。在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期：

(1)古生代的石炭纪和二迭纪，成煤植物主要是袍子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。

(2)中生代的株罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。

(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。