煤是怎么产生的

你好“易煤网”为您解答煤炭的来源：煤炭推动了工业革命，为工厂和铁路提供电力，为照明提供了煤气，可以加工成冶炼钢铁的还原剂，同时还可以作为药物、染料和其他化学物质的原材料组成部分，世界上大部分的电力生产来源于煤炭。比其他任何物质，煤炭这种特殊的岩石对于现代社会发展的贡献是首屈一指的。然而，煤炭是否产生于石炭纪一直是一个谜。

煤炭是怎么形成的呢？地球历史上，大约在距今3.55亿年到2.95亿年的这段时期，被地质学家称为石炭纪。那时植物死亡后不容易腐烂，大部分地面被沼泽覆盖，这样植物死后仍或多或少地可以保持完好无损。很多死亡的树受到土壤表层的压力作用以及地球内部地心热的作用，水分逐渐丧失，变成了一种越来越接近纯碳的物质，这种类似纯碳的物质就是现在的煤炭。

森林是在泥盆纪才出现的，也就是石炭纪之前的地质年代，虽然并不是石炭纪才有的煤炭，但是，石炭纪植被形成煤炭的比例是远远高于其他时期。

为什么石炭纪植被形成煤炭是最多的？

沼泽当然起到了一定作用。由于沼泽中缺乏氧气，微生物的活动放慢了树木腐烂的速度。但沼泽并不只在石炭纪存在，为何煤炭在这一时期出现得最多？有一种说法是，当时周围的微生物活动不是很活跃。

有个假说认为，植物自身的化学变化使树木生长得很高大，使植物坚不可摧，从而阻碍微生物的活动，这个观点很有意思。

石炭纪的树木都很结实，这是纤维素功劳，这种古老的材料组成链状糖分子，形成植物细胞壁。但真正推动树木的进化是第二种分子的出现，也就是木质素。这是由酚类化合物构成，更不容易让死树腐败。与此同时，森林树木死亡后沼泽地带堆积，其中的一些纤维素已经消失，但是木质素留了下来，成了煤炭。

这个结果是对真菌进化进行分析得出来的。利用分子时钟，它可以用来衡量的基因变化，表明这种消化酶确实第一次出现在石炭纪时期之后的二叠纪。

然而，斯坦福大学的凯文?博伊斯和他的同事们发表在《美国国家科学院学报》的论文对该假说提出相反的观点，认为石炭纪煤炭资源丰富和沼泽较多是分不开的，而这些都是陆地运动的结果。之所以怀疑，是因为他们对一个北美地层学数据库进行了分析，这个数据库信息很全，从中他们可以发现当时地层植物群中哪种植物是构成煤炭的主要成分。

石炭纪的树木并不像今天，是何种类型的树生长期跨越了如此长的时间段？博伊斯博士和他的团队认为，煤形成的时间是石松类植物占统治地位的时期。然而石松树干主要由“周皮”这种组织形成，与现代树木树皮的组织相同，木质素含量都很低。在石松类植物出现前后，森林中有很多富含木质素的树种，不过并没有多少最终形成煤炭。

此外，尽管在北美地区二叠纪岩石含煤量不多，虽说从当时的植物化石中看不出来哪些酶存在于真菌当中，但是可以看出真菌在石炭纪和二叠纪是多种多样也是很活跃的。在博伊斯博士看来，石炭纪煤炭的形成似乎并不是真菌作用的结果，进化滞后假说是不会起作用的。他们认为石炭纪煤层是大陆漂移的结果。

石炭纪大陆的漂移导致山脉和盆地的形成。博伊斯博士表示，局部沉降导致洪水定期泛滥，使沉积物被埋藏在沼泽中，避免受到微生物的侵蚀。

局部沉降发生在石炭纪已不是新闻。19世纪的地质学家已经得出结论，尽管他们对大陆漂移一无所知，但先前关于植物进化之后的解释往往专注于生物学。博伊斯博士认为，实际的原因是地质作用。由于沉降作用，煤炭不会被腐蚀，直到今天。

在二叠纪时期，大陆运动停止了一段时间，世界上所有的陆地都聚集在一起，形成了单一的超级大陆，叫做泛大陆。这不仅是陆地下沉停滞，同时还使气候干燥，这意味着沼泽会更少，所以那时煤炭形成得很少，直到白垩纪，泛大陆再次分解后，煤炭又逐步形成，一直保存下来。

根据博伊斯博士的假说，煤炭大量形成的时代是白垩纪和随后的新生代时期。如果他的假设是正确的，那么推动工业革命的力量就是大陆漂移——没有大陆漂移就没有煤炭的形成。

一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快，植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂，有一些煤层埋到地下更深的地方，有的又被排挤到地表，甚至露出地面，比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄，而且面积也不大，所以没有开采价值，有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。

煤炭是这样形成的吗？有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿，煤层很厚，煤质很优，但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然椎积而成的，它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原，因此，地下也应当到处有储存煤炭的痕迹；煤层也不一定很厚，因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐植质，又会被植物吸收，如此反复，最终被埋入地下时也不会那么集中，土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。

但是，无可否认的事实和依据，煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的，这是颠簸不破的真理，只要仔细观察一下煤块，就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹；如果把煤切成薄片放到显微镜下观察，就能发现非常清楚的植物组织和构造，而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西，有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中，而且又是那么如此的优质呢？

记得上小学的时候，我家住在离城不远的乡村，每当盛夏雨季来临时，一场暴雨过后，村子中央就会出现一条湍急的“小溪流”，我们许多小朋友就会跑到那里面去嬉戏，那小溪流也会因暴雨停止时间的延长，而变得越来越小，最后干涸。但在没有断流之前你会发现，很多水流处却被冲下来的木棍儿、杂草等漂浮物堵塞，形成一个个小的水坎儿。为了能让水流通畅，我们不时地把那些小水坎扒开，有的时候也会借此筑起一道小溪上的“堤坝”。既便是现在居住在城里，一场暴雨过后，街道上很多地方也会出现各种各样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滞留在一个地方的现象。

小巫见大巫，由此我们便可以推断出煤炭的形成可能与洪水有直接关系。如果没有洪水那样强大的力量和搬运的功能，煤炭的形成绝对不会那么集中，也不会那么优质。

我们可以设想一下，在千百万年前的地质历史期间，由于气候条件非常适宜，地面上生长着繁茂高大的植物，在海滨和内陆沼泽地带，也生长着大量的植物，那时的雨量又是相当的充沛，当百年一遇的洪水或海啸等自然灾害降临时，就会淹没了草原、淹没了大片森林，那里的大小植物就会被连根拨起，漂浮在水面上，植物根须上的泥土也会随之被冲刷得干干净净，这些带着须根和枝杈的大小树木及草类植物也会相互攀缠在一起，顺流漂浮而下，一旦被冲到浅滩、湾叉就会搁浅，它们就会在那里安家落户，并且象筛子一样把所有的漂浮物筛选在那里，很快这里就会形成一道屏障，并且这个地方还会是下次洪水堆积植物残骸（也会有许多动物的残骸）的地方。当洪水消退后，这里就会形成一道逶迤的堆积植物残骸的丘岭，再经过长期的地质变化，这座植物残骸的丘岭就会逐渐地埋入地下，最后演变成今天的煤矿。

那么也许有人会问，1998年中国遭受的一场罕见的水灾，为何没有出现这样的情况呢？我认为，那是因为中国目前的森林覆盖率很低，而且有森林的地方多在高海拔地区，在平原到处是粮田，几乎到了没有什么森林可淹的境地，只不过是淹没了一些农田的防护林，并且农田防护林的树木很稀少，而且树木的根须又十分的发达，抓地抓得十分牢固，短时间的浸泡、冲击不会造成多大危害。而森林中的树木就不同了，很多树木都挤在一起生活，它们为了吸食太阳的能量，拼命地往上长，根须并不发达，一旦一处树木被洪水连根拨起，就会连带成片的树木被洪水毁掉，就如同放木排一样，顺流漂浮而下，势不可挡，最后全部堆积在一个地方。

另外，由于人类对大自然认识的增强，抵御突发性自然灾害的能力不断提高，兴修水利，筑起坚固的堤坝，加固江堤、河堤，大大地减缓了凶猛洪水的冲击力，泛滥的现象少了，甚至乖乖地听从人类的召唤，并把凶猛的洪水变成了电能、动能、热能，造福于人类，服务于人类社会。

不仅洪水有搬运动植物这样的能力，而且潮汐、台风、海啸也具备这样的能力。由于地震、火山喷发等因素引起的海啸，可以使海浪掀起三、四十米还高，并且在顷刻之间把一个岛屿上的动植物扫荡一空；把海岸线附近的一切生物全部洗劫。

再者，地球表面上的物质不可能永久的一成不变地等待着地球进行沉降运动的，而且地球表面上的物质是在不断地循环流动着的。因此，“水灾说”是使煤炭形成得如此集中、优质，还是有一定的道理的，是有说服力的，也是能够令人信服的。

中文名煤及煤的形成

物质煤

国家中国

煤是亿万年前大量植物埋在地下慢慢形成的

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煤的形成煤是地壳运动的产物。远在3亿多年前的古生代和1亿多年前的中生代以及几千万年前的新生代时期，大量植物残骸经过复杂的生物化学、地球化学、物理化学作用后转变成煤，从植物死亡、堆积、埋藏到转变成煤经过了一系列的演变过程，这个过程称为成煤作用。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。泥炭化阶段第一阶段泥炭化阶段是植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖，其遗骸在微生物参加下不断分解、化合和聚积，在这个阶段中起主导作用的是生物地球化学作用。低等植物经过生物地球化学作用形成腐泥，高等植物形成泥炭，因此成煤第一阶段可称为腐泥化阶段或泥炭化阶段。煤化阶段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煤、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。成因分类煤的成因分类主要分为由高等植物生成的腐殖煤和由低等植物生成的腐泥类，以及由上述两类混合形成的腐殖腐泥煤和腐泥腐殖煤以及残殖煤5大类。其中以腐殖煤在地球上的比例最多，约占全部煤的95%以上。各类煤的基本特性如下。腐殖煤古代高等植物死亡后，其残骸堆积在空气不太充足的低地沼泽中，产生不完全的氧化分解作用（称为半败作用），随后，由于死亡植物残骸的不断堆积，它们完全与空气隔绝而氧气停止进入，这时植物残骸依靠本身含有的氧而发生厌氧细菌的分解作用，从而开始脱水、去羧基（-COOH），放出二氧化碳、水及甲烷等气体，使残骸的碳含量相对增高，氧和氢含量则逐渐减少，形成了一种凝胶状的物质，这种物质称为泥炭。随着地壳的下沉，堆积在沼泽中的泥炭就逐渐被黏土、砂石等物质的堆积而形成了岩层。泥炭在上覆岩层的压力作用下又发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等物理和物理化学作用，使覆盖泥炭的化学组成也发生了不断的变化，最后变成了碳含量更高、氧和氢含量更低而致密度更高的褐煤。褐煤在岩层压实下又经过高温（200℃左右）、高压（几千至几万大气压）作用下而逐渐演变成烟煤和无烟煤。地球上真正由高等植物形成的腐殖煤由泥盆纪开始。世界的煤炭资源中有95%以上为腐殖煤。腐殖煤的原始成煤物质为高等植物中的纤维素、半纤维素和木质素等的主要成分，它们是在植物死亡后逐渐形成的。腐泥煤由细胞中含有大量原生质的古代菌藻类低等植物和浮游生物死亡后堆积在湖沼、海湾等水体底部的缺氧环境中，经过腐败作用和物理作用及物理化学作用（即煤化作用）后转变而成的煤。腐泥煤在自然界很少，它常以薄层状或透镜状夹于腐殖煤中。腐泥煤的挥发分高，如相当于褐煤阶段的腐泥煤的挥发分（干燥无灰基）常高达80%-95%左右，而由腐殖煤形成的褐煤的挥发分一般只有40%-65%左右。腐泥煤的主要特点是呈灰黑色，结构较均一，致密块状，硬度和韧性都较大，同时光泽暗淡，具贝壳状断口，且氢含量高、焦油产率也高。这一类煤包括了藻煤、胶泥煤和藻烛煤。腐殖煤泥煤和腐泥腐殖煤腐殖腐泥煤是以古代低等植物和高等植物一起作为原始成煤物质而形成的煤。它是一种介于腐泥煤与腐殖煤之间而以腐泥煤为主的过渡型煤，这一类煤包括烛煤和藻烛煤，其外观多呈灰黑色或灰色，致密而坚硬，其中烛煤的韧性较大，贝壳状断口，块状结构。在显微镜下常见较多的小孢子和黄色或橙黄色的腐泥基质。其氢含量、焦油率和挥发低于腐泥煤而高于腐殖煤。当煤中的腐殖成分高于腐泥成分时就叫做腐泥腐殖煤，其各种性质接近于腐殖煤。残殖煤亦称“树皮煤”或“树皮残殖煤”，它是由古代高等植物死亡后，其残骸中的树皮、蜡、树脂、孢子、花粉等对化学等对化学物质比较稳定的一些组分经过生物化学、物理和物理化学作用后形成的煤。其特点是挥发分、氢含量、焦油产率等都比相同煤化度的腐殖煤高。中国江西的乐平鸣山矿、桥头丘矿和浙江长广等矿区的煤都属于残殖煤。由于这些煤在显微镜下常可见到大量黄色或红色的树皮，故也称树皮残殖煤。煤的组成煤的元素组成：C、H、O、N、S、P 6种煤中的矿物质：按来源分为：原生矿物质（成煤植物本身）次生矿物质（成煤过程混入）外来矿物质（采煤过程混入）按性质分为：[1]粘土类矿物：高岭石Al4[Si4O10](OH)8、水云母K21Al2[(Si2Al)4O10](OH)2·nH2O[2]硫化物类矿物：黄铁矿FeS2、白铁矿FeS2[3]碳酸盐类矿物：方解石CaCO3等[4]氧化物类矿物：石英SiO2[5]硫酸盐类矿物：石膏CaSO4·2H2O煤的工业分析：水分、灰分、挥发分、固定炭煤的元素分析：C、H、O、N、S

煤炭来源于远古时代的植物。

煤炭形成的两大关键阶段：

1、泥炭化阶段

这个阶段非常依赖一种生物，那就是地球上数量非常庞大而且分布广泛的微生物。微生物可以把植物的残骸进行分解，发生腐化，然后经过一定的化学反应将植物遗体变成含有多种元素的泥炭。

2、煤化阶段

在前一个阶段微生物的辅助作用之下，大量多元素泥炭物质形成，这些物质经过地壳的沉降作用能够形成煤炭的雏形，再经过无数年的沉降过程以后，在高温高压的作用下，煤炭进一步凝实，最终变成我们平常能够看得到的煤炭。

什么是沉降运动？

我们的地球一直存在着许多巨大的板块，这些板块导致地质本身并不稳定，而是每过一段时间就会发生一定程度的变动。当然，小幅度的地壳运动频率更高。随着地壳的运动，地面的各种物质都会沉入非常深的地下，这就是沉降运动。

泥炭之中本身富含大量元素，这些元素里面的杂质元素会随着高温高压的条件而逐渐被剔除，只剩下碳元素不断积累，纯度越来越高，积累到一定程度以后自然形成了褐煤，也就是级别最低的煤炭。这种褐煤在经过进一步沉降以后就能够变成高纯度碳元素，也就是煤炭。

结语：说白了，煤炭就是植物的遗体通过一定作用得到的。在无数年前的远古时代，地表上到处都是植物，从古代到现代无数年积累的植物遗体形成了大量煤炭，也就有了我们今天能够利用的能源。

一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成.俗称煤炭.中国是世界上最早利用煤的国家.辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品 ,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址.《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭 .明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称.希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》 ,其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用煤加热.

煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物.它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质,由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物.

煤作为一种燃料,早在800年前就已经开始.煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的.随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业.煤炭热量高,标准煤的发热量为 7000大卡／千克.而且煤炭在地球上的储量丰富,分布广泛,一般也比较容易开采,因而被广泛用作各种工业生产中的燃料.

煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外,更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油,即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油.经过化学加工,从煤炭中能制造出成千上万种化学产品,所以它又是一种非常重要的化工原料,如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥.我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料.大型煤炭工业基地的建设,对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用.

此外,煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等,这些放射性和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料.

煤炭对于现代化工业来说,无论是重工业,还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业,还是轻纺工业、食品工业、交通运输业,都发挥着重要的作用,各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”.

我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,不仅储量大,分布广,而且种类齐全,煤质优良,为我国工业现代化提供了极为有利的条件.