煤炭是什么时候形成的

煤炭是远古植物形成，这一点并没什么疑问，因为在各个地质年代的煤炭层中发现了大量的植物化石，比如我国的华北以及西北与东北地区的早白垩纪煤层中，发现了大量的松柏类植物花化石，另外在大别山、秦岭以及昆仑山以北的煤层中真蕨类与银杏纲植物居多，另有大量的苏铁纲、楔叶纲等中侏罗纪时代的植物！而准噶尔盆地的煤矿也是中侏罗纪时代，与秦岭与昆仑山一带的蕨类植物化石等有相当的雷同！

一、煤炭是怎么形成的？

煤炭一般有高等植物形成的腐殖煤和低等植物的腐泥煤，当然还有两类混合煤与残殖煤等几种，其中腐殖煤的比例是最多的，现有蕴藏量比例超过95%！我们就简单说说腐殖煤的形成！

远古时期的高等植物死亡后，如果堆积在空气不足的沼泽中，将会产生不完全氧化作用，随着不断堆积将完全隔绝空气，随着本身的厌氧细菌的分解，植物开始脱水、去羧基（-COOH），释放出二氧化碳、甲烷等气体以及排出多余水分，使残骸的碳含量相对增高，氢氧成分减少，成为一种凝胶状物，就是俗称的泥煤！

如果此时再次沉积或者因地质运动下沉，这些泥煤会被堆积层压实、失水以及老化硬结形成含碳量高，氢氧含量比较低的褐煤！如果此时沉降更深受到几千甚至几万个大气压，在200℃的高温作用下形成烟煤和无烟煤！

二、石油的形成

从现代石油成因理论来说，一般都普遍支持有机成因，当然也有部分理论支持无机成因，我们来简单了解下两者的差异！

一、有机成因

沉积的生物有机质在生物化学的作用下形成石油的早期中间物质-干酪根，随着地质运动，埋藏加深，干酪根逐步发生催化裂解和热裂解形成原石油！再经过地质作用最终形成具开采意义的油藏！

从有机成因来说，我们的石油将会越来越少！毕竟大自然的积累是有限的，人类无节制的开采使用，终有一天将会将地球上数十亿年积累的太阳能（有机物都来自于光合作用，动物也间接来自太阳能）消耗一空！

2、无机成因

比如化学家门捷列夫就认为油气是无机化合物经复杂地球物理化学作用形成，很有可能来自于地幔的无机成因！如果真是无机成因，那么油气从另一个意义上也许是“无限的”，而且油田分布将会形成新的理论！

有机成因的证据：石油馏分具旋光性，这是生物有机质普遍具有的旋光性！另现代的沉积物都发现有构成类似早期烃类化合物！

无机成因的证据：碳氢沉积物在地球早期即形成，比如在科拉深钻孔底部就发现大量的氢沉积物！并且又发现已经开采过的油田又有油流入，似乎从有机成因上有些难以解释！

不过无论是无机还是有机，有一点倒是大家都统一意见的，即过多的燃烧石油会造成空气污染，无节制的排放将会造成全球温室效应，未来地球气候极端化发展也许指日可待，甚至已经在发生！因此从这点上来看，即使无限时候人类仍然得有限使用，核聚变电站还是得研制，要不然总有一天地球将不适合人类生存！

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。

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。

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年着有《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。

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。

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

我国是世界上最早利用煤的国家。据考古学家考查发现，辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制品，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。在我国汉代的冶铁遗址里，有冶炼时使用的各种燃料，其中就有煤饼即蜂窝煤。这一重要发现，说明在西汉时期，煤已经不仅用于工业，而且那时的人已经会把开采出来的煤制成煤饼。在史籍记载中，《山海经》中曾写道“女床之山其阴多石涅。”这里的石涅就是煤。可见煤作为一种矿物质，最迟在战国时期，就已被我国古代的劳动人民所发现和利用。据史料记载，三国时期曹操在修筑铜雀台时，在室井内储存了煤，以备打仗时燃用。后魏时期郦道元的《水经注》上，有这样一段话：“邺县西三台，中曰铜雀台，上有冰室。室有数井，藏冰及石墨。石墨可书，又燃之难尽，亦谓之石炭。”由此可见，当时的皇家贵族已经开始利用煤作为燃料。至隋代，煤在民间已经开始通用。历代王朝都把煤作为政府的专卖品，为的是增加财政收入。宋代朝廷已经设有专门卖煤的职务了。至元代，人们把“石炭”开始称为“煤炭”。明代的煤业生产在当时已经是一个大的生产行业，煤的开采与使用也已经十分广泛。明末清初，我国的煤业已经达到当时世界上最高的水平，而且已经能炼出焦炭。

石炭纪为何是重要的成煤期？这些煤矿都是怎么产生的？

煤炭是怎么形成的大家都可能一口同声的说，原始森林被地壳运动置入地下经过漫长的演化而来。这在教科书里都是有定论的，还用怀疑吗？传统理论认为：煤是远古时代的繁盛的植物及其堆积物在地壳变迁中被埋在地下，经过长期高温、高压的复杂碳化过程而形成的；石油和石油气是古代湖泊及海洋中的动物、微生物及其沉积物被地壳变迁埋于地下，经过长期的高温、高压地质作用而形成的。该理论的证据是：在煤炭中发现了植物的枝、杆、叶等碳化标本。

在煤田的煤层厚度最大可达百米以上，一个矿区煤储量达数百万亿立方米，储量之丰富令人叹为观止。那么，就有一个疑问，在历史上存在有如此丰富的原始森林吗？有如此大量的森林在某一时刻迅速沉入地下聚集吗？为什么在煤层中没有见到大量植物状态的煤炭，而是大量结晶块状的或粉状的煤呢？大家知道山西的煤质好，煤炭结晶发亮，非常光泽亮丽。

球体生命运动的核裂变反应系统的核裂变反应会生成各类生成物，其生成物中就有一种叫石油的生成物，该生成物在长期蜕化过程后就变成煤炭。石油成分就是碳氢化合烃物，石油蜕化就是烃类衍生物的离析挥发，天然气、煤层瓦斯就是石油中的烃类衍生物离析出来的，天然气和瓦斯也是这样形成的。最后残留下来的就是煤炭了。石油蜕化为煤炭的实验,实际我们已经作了，只是没有人去意会到它。石油蜕化为煤炭的实验就是石油的炼化过程，炼油厂就是实验室。石油炼化就是人工促使石油中的烃类衍生物离析和溢出，获得各类烃类衍生物产品（煤油、汽油、柴油、润滑油），残留下来的就是沥青。这个沥青就是煤炭成形的初始态，只要沥青中烃类衍生物进一步离析和溢出就是我们所见到的煤炭了。

沥青演变为煤炭应该是很常见的事。比如：沥青的老化过程，沥青老化可以由结晶的块状转变为粉末松散状碳质物。还有沥青可以炼焦，在建筑工地利用沥青进行防水处理时，要熬制沥青，一旦火候（即温度）没有控制好时沥青就变成了轻质的焦炭了。

地球的地壳内，电磁场量级高，并含有丰富的碳、氢、（氧）元素及其同位素。在一些电场增能的等离子活动层次中，丰富的碳、氢离子在高温、高压的条件下频繁进行着电化反应，不断生成气体烃（石油气），大量的石油气的堆积就形成油气藏。在以后的电磁场变换中，因为电场减能，磁场增能，温度下降，石油气被冷却、压缩，失氢，逐渐向液态烃转化；经过漫长的失去氢气和液化过程，逐渐演变成黏稠的原油。黏稠的原油在漫长的地质作用中进一步降温和失氢，逐渐转化成固态的煤炭。在石油气、原油的生成过程中，少量的氮、氧、硫参杂反应中，使石油气、石油、煤炭中含有少量的氮、氧、硫等元素。

地球早期的电磁场量级较高，地壳内的碳、氢元素及其同位素特别丰富，在电场增能的等离子活动中，化合生成石油气的条件好、机会多，地球上的多数煤田，都是那时候的油气田转化来的；较晚时期形成的油气藏都转化成了原油藏，年代越久，失氢越多，原油越黏稠。

在石油气、石油、煤炭的形成过程中，经历了不止一次的地壳变迁过程（如地震及火山爆发），如果动、植物被埋在油气层、原油层及煤层中，便产生碳化现象，这便是煤层中存在动、植物标本的原因。有的油气层、油层、煤层在地壳变迁中被分割、移位、严重变形。

该理论的证据有三：其一，宏观电场效应，电场增能的等离子活动层次在地面促发草原和森林天然大火，印度洋水面大火燃烧。其二，在几十年前钻探无结果的地方，近几年却探出了丰富的石油气，说明石油气是近几十年内生成的。其三，普通汽油加氢，可使气油优化；煤粉在高温高压的特殊条件下加氢，可以产生类似原油的油状物及石油气，从而提炼汽油。

认识到石油气、石油、煤炭的形成过程，使人们对能源危机的时间估计有了一定的乐观感。但，也不能太乐观了。油气藏的形成过程不过几年，几十年，几百年，所以新生油气藏将成为重要能源。海城大地震及唐山大地震的孕育阶段，渤海湾地区地壳内的电场活动是形成该地区油气藏的重要时期。

原油藏的形成需要一个较长的过程（几千年，几万年以上），因为人类对石油的用量和开采逐日增多，所以，石油危机将在今后五十~六十年内发生。煤的形成需要更长的时间过程（百万年以上），大量的煤田已被人们开采枯竭，所以煤炭危机将发生最早。油、气、煤一般是联系在一起的，油田区一定有天然气，油田的边缘一般有富有煤田。煤中有油的痕迹也是屡见不鲜，例如：焦油煤、煤焦油、瓦斯等等。这都是一个不争的事实。而且，有沙漠的地方一定有富集石油，沙漠的边缘地带一定有富集的煤田。大家可以去查一查全球的沙漠区吧。

植物当被压在地下，在长时间的缺氧高压的条件下便会形成煤。

石炭纪地球植物大繁盛，为煤的形成形成的强大的物质基础，后来的造山运动为煤的形成提供了外部条件。经过常年累月，便有了煤。