煤礦資源是如何形成的

Ⅰ 揭示煤炭資源生成的秘密

眾所周知，煤是由植物變成的，但怎麼證明煤是植物變成的呢？

地質學家在煤層的頂板、底板與煤層中找到了大量的植物化石，還發現了被壓扁了的煤化樹干，在其橫斷面上可以看到十分清晰的植物年輪。如果把煤做成薄片在顯微鏡下觀察，還可以看到植物細胞組織的殘留痕跡以及孢子、花粉、樹脂、角質層等植物遺體。在我國東北著名的撫順煤礦的煤層中發現有大量的琥珀，有的當中還包裹著完整的昆蟲化石。這些琥珀就是由原來的樹林分泌的樹脂變成的。所有這些都有力地證明了煤是由植物遺體堆積轉化而來的。因為煤是由植物演變而成，所以還應當進一步了解植物又是怎樣形成與演化的，這對理解煤的生成過程會更深刻。

（一）植物的形成、發展與演化

植物的形成與演化在地球發展歷史上經歷了一個漫長的時期。地球的誕生距今已有 46 億年了，經歷了不同的發展階段。46 億年到 38 億年期間是地球的天文演化階段，是地球原始地殼的形成階段，是特殊的地球早期史時期，從生物演化角度在地質歷史上稱作冥古宙，迄今了解程度最差，對地球的了解多數只是推測。38 億到 25 億年期間是具有明確地史紀錄的初始階段，地質歷史上稱作太古宙，地球上誕生了生命。關於生命的起源問題，目前仍然處於不斷探討和逐步深入階段。基本有兩種傾向性認識：一種認為是起源於地球自身的演化過程，由無機物 C、H、O、N、S 等元素逐步演化而成；另一種認為生命起源於其他星體，後來才被帶到地球上來的。生命出現後，經歷了漫長的演變進化，逐漸出現了動植物。在漫長的不同地質歷史時期，曾出現過千姿百態的植物，有的已經絕滅了，成為地史上的過客，有的延續至今，一直為我們的地球披著濃重的綠裝。古生物學家把植物的演化和發展劃分成四個階段。

1. 菌藻植物階段

在西澳大利亞 34 億～ 35 億年的沉積岩中發現的絲狀、鏈狀細胞，可能代表了最早的菌、藻類生物體。25 億至 5.7 億年間，地史上稱作元古代，經過漫長的生物進化過程，出現了大量的微古植物和疊採石，既有原核生物又有真核生物。在元古代的末期地史上稱作震旦紀時期出現了動物，各種藻類進一步發展，有的地區由此而形成了最初的低級煤線層。到了大約 5.7 億年至 5 億年間，地史上稱作寒武紀，藻類有了更大的發展，不僅在種類上繁多，有藍藻、紅藻和綠藻，而且在數量上更加繁榮，足可以形成一定規模的藻類煤層。

2. 蕨類植物階段

藻類植物的演化進步，在地史大約4.4億年的奧陶紀末期出現了蕨類植物；到了4億～3.5億年間的志留紀末泥盆紀初，蕨類植物得到了大發展，從海生轉到陸生，裸蕨植物是世界上第一個登上陸地的植物群。自晚泥盆世至早二疊世，裸蕨植物的後代壯大發展，出現了石松植物、真蕨植物等，它們開始有明顯的根、莖、葉的分化，輸導系統進一步發展為管狀中柱和網狀中柱。有些植物（如種子蕨）具有大型葉，從而擴大了光合作用的面積。晚泥盆世地球上已出現大面積的植物群，喬木型植物比較普遍。石炭紀全球出現了不同的植物地理區，地層中還可發現蘇鐵、銀杏、松柏等裸子植物化石。當時的各種植物在適宜的環境中大量繁殖堆積，形成煤層。中石炭世至早二疊世是全球最重要的成煤時期（圖 5-1-1）。

3. 裸子植物階段

晚二疊世至早白堊世，裸子植物獲得空前發展。由於地殼運動加劇，古氣候、古地理環境發生明顯變化，蕨類植物和早期裸子植物衰減，新生的裸子植物逐漸繁榮起來。它們一般都具有大型羽狀復葉，樹干高大。在所發現的松柏類化石中，科達樹高度可達 20 ～ 30 米，樹頂濃密的枝葉組成茂盛、龐大的樹冠。這一時期也成為地史上重要的聚煤階段。

4. 被子植物階段

在植物界的家族中，被子植物是出現較晚的成員。可靠的被子植物化石見於早白堊世的晚期，到晚白堊世被子植物化石已很普遍，說明它們對陸地環境有很強的適應能力。進一步進化發展，被子植物逐漸開始排擠裸子植物，進入第三紀就佔有絕對統治地位了。被子植物已經具有完善的輸導組織和支持組織，生理機能大大提高了。今天的被子植物分布極其廣泛，無論是寒帶還是熱帶，到處都可以找到被子植物的蹤跡，被子植物約有 27 萬多種，數量占整個植物界的一半還多。

植物的繁盛，為煤層的形成提供了物質條件，是先決因素。但有了植物不一定就能變成煤。煤的形成是有條件的，是許多地質因素綜合作用的結果。既要有適宜的氣候，大量植物繁殖的條件；又要有適宜的堆積場所，有很好的覆蓋層把它蓋起來，處在一個缺氧的還原環境下。所有這些條件缺一不可，而這些條件都是受到地殼運動控制的，大致可從成煤環境和成煤過程兩方面來說明。

（二）成煤環境

成煤環境大致由沉積環境即煤盆地的形成與發展、氣候、植物等條件構成。

1. 沉積環境即煤盆的形成與發展

群山環繞中間低窪的地貌被稱為盆地。盆地是地殼運動的歷史產物。地殼運動使地殼結構不斷地變化和發展，引起各種各樣的地質作用，形成各種各樣的地殼變形，控制著地球表面海陸的分布。地殼的某些部分受到強烈的構造運動後形成大規模的褶皺中的沉降帶，或者形成與一系列隆起帶相間排列的沉降帶，或者由斷裂構造控制的斷陷帶，統稱構造盆地。還有由侵蝕作用形成的侵蝕窪地，稱作侵蝕盆地。構造盆地與侵蝕盆地都是地殼相對下陷的沉積盆地。我們把含有煤線或煤層的沉積盆地稱為含煤盆地或成煤盆地。含煤盆地是沉積盆地的一種。在新疆，著名的盆地有塔里木盆地、准噶爾盆地、吐魯番盆地、伊犁盆地等。由於構造運動的不同而致使盆地類型多種多樣。構造盆地大致可分為波狀凹陷盆地和斷裂凹陷盆地。波狀凹陷盆地主要是由震盪為主的運動所造成，其特點是沉降的差異性較小，凹陷盆地的基底連續性較好。斷裂凹陷盆地主要是由以間歇沉降為主的運動所造成，沉降運動的差異性比較大，凹陷盆地的基底連續性較差。

波狀凹陷盆地內形成的煤及其他沉積層（含煤建造）一般厚度都不大，但比較穩定，常常呈現著自凹陷邊緣向中心逐漸增厚的趨勢。含煤建造的岩性、岩相和煤層變化也比較少，在大范圍內常有一定的變化規律。形成的煤層多以薄煤層和中煤層為主，有時也有厚煤層出現。

斷裂凹陷盆地內形成的含煤建造一般岩性、岩相和煤層不穩定，厚度變化比較大，可達數百米至數千米，常形成厚煤層。變化大的原因與凹陷盆地基底的沉降差異有關。如果凹陷盆地的斷裂構造比較簡單，僅發育凹陷盆地的一側或兩側，凹陷盆地的基底運動差異比較小，則含煤建造的厚度、岩性、岩相和含煤性變化也不大。如果凹陷盆地的斷裂構造比較復雜，不僅發育於凹陷的一側或兩側，而且在凹陷內部斷裂構造的發育也極其復雜，常為一系列的地塹、地壘和各種斷塊所組成。當凹陷盆地的基底沉降時，由於各個斷塊沉降不均勻，因而凹陷盆地的基底沉降的差異就比較大，含煤建造的厚度、岩性、岩相和含煤性的變化也就比較大。常常在短距離內就迅速發生變化，煤層層數由幾層到數十層，煤層厚度可由幾米迅速變化到幾十米甚至上百米。煤層的分叉和尖滅現象也很突出，對應煤層的可比性較差（圖 5-1-3、圖 5-1-4）。

在波狀凹陷盆地與斷裂凹陷盆地之間往往還存在著一系列的過渡類型，特別是在一些大型的聚煤凹陷盆地多兼有兩者的特徵。波狀凹陷盆地和斷裂凹陷盆地在空間的分布上常常結合在一起同時出現，在時間的演變上則相互轉化。例如在新疆准噶爾盆地中生代聚煤盆地中，三疊紀和早、中侏羅世含煤建造沉積時，靠近南部天山的山前部分是一個斷裂凹陷盆地。但是到了晚侏羅世和白堊紀的地層沉積時，南部的斷裂凹陷盆地基本上停止了活動，使原來兼有斷裂凹陷和波狀凹陷的斷裂凹陷盆地，發展成為一個統一的波狀凹陷盆地。一般來講，從盆地邊緣到中心成煤的厚度由薄到厚逐漸增加，但由於地殼構造運動的復雜性、不均勻性、時差性，造成聚煤盆地類型的過渡性與多樣性，聚煤盆地的中心就發生了遷移變化，形成多個不同的沉積中心，使沉積的煤層厚度也發生了復雜的變化。這種現象不僅在一些大的成煤盆地中有所表現，在一些較小的成煤盆地中也有所顯示。比如在大的盆地的中心是一個沉積中心，但隨著一側沉降的較強烈，而另一側沉降的較緩慢、微弱；或因一側上升的緩慢、微弱，而另一側上升的劇烈，沉積中心都向相對沉降較快的一側遷移，而相對上升的部分較老的沉積物可能遭到剝蝕。還由於在某些盆地的原始基地即盆地的沉積底部初始地形就比較復雜，高低不平，在大盆地內常常形成一些互相隔離的多個小型盆地或谷地；如果又具備了成煤條件，會形成多個聚煤中心，使煤層厚度發生變化（圖 5-1-5）。隨著沉積的不斷進行，致使各個小型盆地填平補齊，構成一個統一大的盆地，形成一個新的統一的沉積中心。由於後來地殼運動的加快，原來多個聚煤小盆地面積不斷擴大，形成了更大的統一的聚煤盆地，這也可能形成其上部煤層統一下部分布不連續的多個聚煤中心。聚煤中心的遷移是個多見的現象。在新疆准南煤田，早侏羅紀的聚煤中心在阜康一帶，而到了中侏羅紀聚煤中心則向西遷移到烏魯木齊至瑪納斯一帶。一般來說，聚煤中心與沉積中心是一致的，但是由於含煤建造形成時受地殼運動的影響具有分帶性，沉積中心隨時間的變化具有水平遷移現象。沉積中心的沉降速度大於植物堆積速度時，就會被泥砂所充填，使煤層在沉積中心位置分叉甚至尖滅。而沉積中心的邊部沉降速度保持平衡的地方，就是煤層沉積最厚的地方，也就是聚煤中心形成的地方，這樣聚煤中心就和沉積中心不一致。

由於成煤後構造運動的影響，使已經形成的含煤盆地發生褶皺、斷裂、甚至隆起。褶皺構造常常表現為背斜和向斜，斷裂則使煤層或地層發生錯位及位移形成斷層。因此形成煤的含煤盆地與現在我們看到的沉積盆地面貌不完全一樣，有的甚至是翻天覆地的變化（圖 5-1-6、圖5-1-7、圖 5-1-8、圖 5-1-9、圖 5-1-10、圖 5-1-11、圖 5-1-12）。

含煤盆地形成後一般又經歷了復雜的變化。這是由於，在地質發展歷史中，由於內力與外力的作用，組成地殼的岩層不斷地進行著改造與建造。地殼構造運動使部分地殼上升，也使另外部分地殼下降。上升部分的地殼岩層不斷遭受到風化剝蝕，被流水沖刷，被風吹蝕；下降部分的低窪盆地不斷接收沉積。這種舊岩層的不斷毀壞和新岩層的不斷形成，可能在同一個盆地中反復進行，形成了具有成生聯系的沉積岩系即沉積建造。當盆地具有適宜煤生成的氣候、植物條件，就形成了含有煤層的具有成生聯系的沉積岩系，稱其為含煤建造，有人稱為煤系地層。含煤建造有淺海相沉積，很少有深海相沉積；有山麓相、沖擊相、湖泊相、沼澤相和泥炭沼澤相，很少有冰川、沙漠相沉積；有濱海三角洲相、 湖海灣相、砂咀、砂壩、砂洲相。所以含煤建造可分為近海型含煤建造和內陸型含煤建造。近海型建造可進一步分為淺海型、濱海平原型、狹長海灣型。內陸型含煤建造可細分為內陸沖積平原型、內陸盆地型、內陸山間盆地型。各種類型的含煤建造都有其自身的特點，組成含煤建造的岩相、岩性、含煤性都不一樣。我國除一些早古生代生成的含煤建造為海相外，以後的地質時代絕大多數的含煤建造由陸相所組成，或是由陸相、過渡相和淺海相沉積所組成。因此含有陸相沉積，特別是含有沼澤相和泥炭沼澤相沉積，是我國主要含煤建造岩相組成的一個重要特點。新疆的含煤建造幾乎沒有淺海相沉積，過渡相沉積也很少見。

從各個含煤盆地的含煤建造的不同，也可以看出煤盆地的形成是復雜的。從含煤建造所反映出的古氣候、古植物和古地理環境的不同，可以看出成煤的環境有淺海環境，有內陸湖泊及河流三角洲環境，有海灣、 湖、濱海三角洲等海陸二者的過渡環境；成煤盆地大至海盆，到海盆湖泊的過渡，到湖盆，小到山間窪地，大小懸殊，形態各異，多種多樣，盆地環境千姿百態。

盆地為煤的生成提供了環境條件，也就是說煤的生成必須要有盆地的形成，但有了盆地不是都可以形成煤。當地殼強烈運動，快速上升部分就會形成高山峻嶺，急劇下降部分就會形成汪洋大海、深水湖泊，都不利於煤的沉積形成。只有在地殼運動處於緩慢下降的小幅振盪過程中，在盆地泥炭沼澤接受植物遺體堆積的速度與盆地下降的速度基本平衡，堆積的植物遺體及時補償、充填了地殼下降造成的空間，使盆地長期保持泥炭沼澤的條件，才利於煤的形成。這種基本平衡的條件持續的時間越長，堆積的泥煤層就越厚，就可以形成很厚的煤層，有的單層煤厚度可達幾十米甚至上百米。如果地殼運動下降速度超過了泥炭堆積的速度，盆地的水就會加深，泥炭沼澤的環境就會轉化為湖泊或海洋，不宜植物的生長，缺少成煤的物質條件，形不成煤，而形成泥沙、灰岩等沉積物的覆蓋層。如果地殼運動上升的速度超過了泥炭沼澤的堆積速度，不僅不能繼續進行泥炭的堆積，而且隨著上升的進一步加劇，原已堆積的泥炭層發生剝失而形不成煤層。如果上升、相對穩定、下降交替出現，就能形成多層煤層，有的煤盆可形成幾十層煤。因此，一個含煤盆地中的煤層的厚薄、煤層的多少與厚薄的變化，都與成煤時的地殼運動有密切的關系。

2. 氣候植物環境

成煤環境必須是在盆地或淺海邊緣、海灣、 湖、內陸湖泊及河流低窪泥炭的沼澤中（圖5-1-13），既有原地生長的植物，又有從盆地外被流水搬運來的異地植物。在這樣的環境中，氣候要多雨濕潤，適宜各類植物及其他生物的大量繁殖生長。成煤要經歷上百萬年千萬年甚至億年的過程，在地史上是個較短的階段，但對於人類來講是個非常漫長的過程。在這樣長的時期，大面積茂密的植物只要生生不息，新陳代謝，一萬年長盛不衰，一年堆積 0.1 毫米，10 萬年就可堆積 100 米，再經歷成煤成岩作用的壓縮，形成數米幾十米的煤層完全可能，何況成煤的過程往往經歷上百萬年。新疆大約在一億九千五百萬年前至一億三千七百萬年前的侏羅紀，結束了古海洋和海陸交互環境，形成內陸湖泊環境，尤其在新疆的北部和東部，內陸湖泊更為廣泛，氣候更加溫暖濕潤，植物生長茂盛，在河流和湖泊邊緣地帶，形成大面積的濕地，生長著茂密的植物，以銀杏植物門、蘇鐵植物門和松柏植物門等裸子植物的發展達到了高峰，成為豐富的源源不斷的成煤植物主體。當時真蕨植物也很繁盛，錐葉蕨迅速地發展起來，空前茂盛；恐龍等大型動物也很盛行。伴隨緩慢下降且頻繁振盪的地殼構造運動，在准噶爾盆地、吐魯番盆地、哈密盆地和伊犁盆地等山間盆地，形成了大面積的沼澤和植物堆積。這些堆積的植物成煤後，在准噶爾盆地南緣形成的煤層有數十層，厚度可達一百多米，有的單層煤厚度就達六七十米。

（三）成煤過程

植物之所以能變成煤，要在特定的條件下經過一系列的演化過程。這個過程叫成煤過程，大體分為三個階段。

1. 泥炭化作用階段

在溫暖潮濕的適宜氣候條件下，在相對穩定的大面積的近海、濱湖、 湖、沼澤盆地環境中，植物不斷地繁殖、生長、死亡，其遺體堆積在水中。生物（也有少量動物）遺體受到水體的浸沒與空氣隔絕，在缺氧的還原環境下，不會很快腐爛掉，因而日積月累，層層疊疊，厚度不斷增加，不斷地壓實。壓實的植物堆積層在微生物的作用下，植物遺體不斷地分解、化合，就形成了泥炭層。植物形成泥炭的生物化學過程大體分為兩個階段，先是植物遺體中的有機化合物，經過氧化分解和水解作用，化為簡單的化學性質活潑的化合物；之後是分解物進一步相互作用形成新的較穩定的有機化合物，如腐殖酸、瀝青質等。植物的分解、合成作用是相伴而行，在植物分解作用進行不久，合成作用就開始了。植物的氧化分解和水解作用是在大氣條件和微生物的作用下，在泥炭的表層進行的。在低位泥炭沼澤的表面含有大量的喜氧細菌、放線菌、黴菌，而厭氧菌很少，隨著深度的增加，黴菌很快絕跡，喜氧細菌和放線菌減少，厭氧菌很快增加。在微生物的活動過程中，植物的有機組分被合成為新的化合物。當環境逐漸轉為缺氧時，纖維素、果膠質又在厭氧細菌的作用下，產生發酵作用，形成甲烷、二氧化碳、氫氣、丁酸、醋酸等產物。隨著植物遺體的不斷分解和堆積，在堆積的下層，氧化環境逐漸被還原環境所代替，分解作用逐漸減弱；與此同時，在厭氧菌的參與下，分解產物之間的合成作用和分解產物與植物殘體之間的相互作用開始佔主導地位，這種合成作用就形成了一系列新的產物。植物轉化為泥炭後，主要成分是腐殖酸和瀝青質，在化學成分上發生了變化。植物的角質層、孢粉殼、木栓層是穩定的，所以常常能完整地保存在煤層中。

2. 煤化作用階段

由於地殼不斷地運動，泥炭層形成後繼續下沉，在盆地相對較高的地段風化剝蝕的泥沙被水和風帶到盆地的低窪泥炭沼澤，將已堆積的泥炭層覆蓋起來。覆蓋的泥炭層隨著進一步的下沉，覆蓋層的進一步的加厚，環境就發生了顯著的變化。首先，它要經受上覆岩層壓力的不斷增大；在壓力不增大下不斷地發出熱量，使其溫度不斷地升高。在壓力與溫度的共同作用下，泥炭層開始脫水，進而固結壓實。在生物化學作用下，氧含量進一步減少，而含碳量逐漸增加，腐殖酸降低，比重增加。經過這樣一系列的復雜變化之後，泥炭就變成了褐煤。

3. 變質作用階段

褐煤繼續受到不斷增高的溫度和壓力的影響，引起內部分子結構、物理性質和化學性質的不斷變化，使其發生了變質而成為煙煤。溫度、壓力與時間是褐煤變質的三要素，其中以溫度最為重要。地球有地溫遞增現象，即地球的溫度由表及裡，由上至下溫度是逐漸遞增的。地球向深部每增加 100 米溫度增加 3 度。地溫這種有規律的遞增現象稱作地溫梯度。雖則是地球的普遍現象，但各地由於地殼結構的不同，地下岩漿分布的不同，梯度的幅度還是有區別的。當成煤區附近有岩漿體存在時，對煤的變質將產生顯著的影響。

溫度對煤的變質作用雖然占據了主導地位，但是如果溫度不斷升高，加之如果密閉條件不好，超過一定的限度就可能把煤燒掉。因此還一定要在密閉的條件下和適當的壓力下，煤才能得到適度的變質。時間的長短與溫度的高低也有關系，如果煤化作用處在 150℃～ 200℃較低溫度，但持續的時間長，持續兩千萬年至一億年，就足夠形成高變質的煙煤和無煙煤。溫度、壓力和時間對煤的變質起著綜合的作用。在溫度和壓力不變的情況下，時間越長煤的變質作用越強。但也有人認為，只有當溫度超過 150℃時時間才起作用，否則時間再長也不會對煤的變質產生顯著影響。壓力對煤的變質作用也有兩種不同的認識，一種認為壓力增加後氣體不易逸出，揮發分不能改變，從而阻礙了煤的變質程度的加深；另一種則認為無煙煤及石墨有定向的晶格，單純的加熱不會產生這種結果，而是壓力促使煤的結構發生了變化。

（四）煤的區域變質、接觸變質、動力變質作用

1. 區域變質作用

隨著煤沉降深度的增加，含煤岩系被其他地層所覆蓋，受地球內部熱量和壓力的長期影響所引起的變質作用稱煤的區域變質。在區域變質作用的影響下，煤的變質常常呈現出一種有規律的變化。首先煤變質具有垂直分帶的規律，在同一煤田內隨著深度的增加，煤的揮發分逐漸減少，變質程度逐漸升高。這個規律是在 1873 年希爾特研究德國魯爾煤田、英國威爾斯煤田和法國比來煤田時發現的，後來就稱為「希爾特定律」。例如在魯爾煤田，含煤地層厚 3000 余米，煤種自上而下為長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、貧煤帶，分帶性很明顯。我國的雞西煤田煤種也有很好的分帶性。由於目前確定煤質牌號的主要指標是煤中揮發分的百分含量，所以希爾頓定律可以用揮發分的變化來表示。每下降 100 米所引起的揮發分含量的變化稱為「揮發分梯度」。揮發分梯度受地熱梯度的控制，由於各地的地熱梯度不一致，揮發分梯度也就因地而異。區域變質作用的另一個重要特點就是煤變質程度的水平分帶規律。因為在一個煤田中，同一煤層原始沉積時的沉降幅度可以不同，而且成煤以後因構造變動而發生的下降深度也不一樣，這種關系反映到平面上就表現為不同地段有不同的變質程度，即為煤變質的水平分帶現象。由於沉降並不一定呈現為均勻的幅度，所以水平分帶也可以寬窄不一。寬的地方代表沉降幅度變化較緩的地段，窄的地方代表沉降幅度變化較急的地方。

2. 接觸變質作用

當岩漿侵入或靠近煤層及含煤建造時，由岩漿帶來的高溫、揮發性氣體和壓力，使煤的變質程度升高的作用稱煤的接觸變質作用。接觸變質作用的一種是熱力變質，是由侵入在煤系下部的岩漿體析出的熱量對煤產生影響所引起的變質作用。變種變質作用是岩漿不直接接觸煤層，由岩漿的熱量引起含煤地層溫度升高而使煤發生變質，往往影響的范圍較大。具體影響范圍因岩漿規模不同而影響范圍不同，岩漿侵入的規模大影響的范圍就大。接觸變質作用另一種是由火成岩岩體直接侵入煤層中發生的變質作用。這種變質作用影響范圍往往較小，岩漿接觸煤層的地方常常形成天然焦，煤層的圍岩亦具有某些變質現象。遠離岩漿岩體，煤的變質程度則逐漸降低。煤的變質帶常常圍繞岩漿岩體呈環狀分布，或者靠近岩漿岩體的一側呈帶狀或環狀分布。

3. 動力變質作用

由強烈的構造運動如擠壓褶皺等產生的區域溫度增高所引起的煤化過程，稱煤的動力變質作用。動力變質作用常常發生在構造變動強烈的地區，如新疆的庫拜煤田、准南煤田東段阜康大黃山一帶、哈密野馬泉一帶、艾維爾煤田一帶等，同屬侏羅紀煤田，但變質程度比其他煤田高出許多。

Ⅱ 山西大同那麼多的煤礦資源是怎麼形成的

有可能山西大同在遠古時期是一片茂密的森林，而且地勢較低，各種植物的斷枝、腐葉堆積在一起，同時由於遠古時期汛期雨水的沖擊，使更多的植物聚集在大同地區，經過地殼運動被埋地下，在經過上億年的高溫高壓環境，逐漸形成煤炭，也就是現在的大同煤礦資源。

Ⅲ 山西的煤炭資源是怎樣形成的

山西省原來氣候溫暖濕潤，森林茂密，後來地殼運動，植被被埋壓到地下，經過漫長的演變後形成了現在豐富的煤炭資源。

煤炭的形成原因
煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖，在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質，由於地殼的變動不斷地埋入地下，長期與空氣隔絕，並在高溫高壓下，經過一系列復雜的物理化學變化等因素，形成的黑色可燃沉積岩，這就是煤炭的形成過程。
一座煤礦的煤層厚薄與這地區的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關。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。又由於地殼的構造運動使原來水平的煤層發生褶皺和斷裂，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，比較容易被人們發現。還有一些煤層相對比較薄，而且面積也不大，所以沒有開采價值，有關煤炭的形成至今尚未找到更新的說法。
煤炭是這樣形成的嗎？有些論述是否應當進一步加以研究和探討。一座大的煤礦，煤層很厚，煤質很優，但總的來說它的面積並不算很大。如果是千百萬年植物的枝葉和根莖自然堆積而成的，它的面積應當是很大的。因為在遠古時期地球上到處都是森林和草原，因此，地下也應當到處有儲存煤炭的痕跡；煤層也不一定很厚，因為植物的枝葉、根莖腐爛變成腐植質，又會被植物吸收，如此反復，最終被埋入地下時也不會那麼集中，土層與煤層的界限也不會劃分得那麼清楚。
但是，無可否認的事實和依據，煤炭千真萬確是植物的殘骸經過一系統的演變形成的，這是顛簸不破的真理，只要仔細觀察一下煤塊，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，就能發現非常清楚的植物組織和構造，而且有時在煤層里還保存著像樹干一類的東西，有的煤層里還包裹著完整的昆蟲化石。在地表常溫、常壓下，由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用，轉變成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏後，
由於盆地基底下降而沉至地下深部，經成岩作用而轉變成褐煤；當溫度和壓力逐漸增高，再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經生物化學變化轉變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經生物化學變化轉變成腐泥的過程。腐泥是一種富含水和瀝青質的淤泥狀物質。冰川過程可能有助於成煤植物遺體匯集和保存。

Ⅳ 煤是怎樣形成的

煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖，在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質，由於地殼的變動不斷地埋入地下，長期與空氣隔絕，並在高溫高壓下，經過一系列復雜的物理化學變化等因素，形成的黑色可燃沉積岩，這就是煤炭的形成過程。

一座煤礦的煤層厚薄與這地區的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關。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。

(4)煤礦資源是如何形成的擴展閱讀

煤的優點：煤炭資源量豐富，且因世界各地都有煤炭礦藏，因此開采及供給皆很穩定，價錢也較石油及天然氣便宜。

煤的缺點：煤炭的發熱量比石油或天然氣小，煤炭在燃燒時，所排放出的二氧化碳量高於石油及天然氣。產量有限，是不可再生能源。

按終端用途，一般生產的煤炭可分為兩種：焦煤與電煤，均屬於廣義范圍的煙煤與次煙煤。焦煤與電煤市場的經營彼此相對獨立。

對煤的品質鑒定，還要根據其發熱量、灰分（不能燃燒的部分）和含硫量等因素，根據起用途來確定。如果用做燃料，含硫高則會燃燒產生二氧化硫污染大氣，必須要增加脫硫的成本，用做煉焦，膨脹系數也是一個主要因素。

Ⅳ 南極的煤炭是怎樣形成的

科學研究表明，煤炭是遠古植被經過漫長的地質演變，逐漸形成的。但現在的南極洲終年酷寒，根本沒有大量的植被存在。誰能推測一下，南極地區豐富的煤炭資源是怎樣來的呢？ 滿意答案阿素7級2008-07-01位於極地寸草不生的冰雪大陸，竟賦存如此豐富的煤炭資源，說明南極洲以前很可能不在今 天的位置，至少成煤期間不在南極。那麼南極洲究竟來自何方? 地質學家經過近二三十年考察發現，南極洲的地層構造與原屬古岡瓦那大陸的非洲、澳洲和南美洲非常相似。如南美瀕太平洋安第斯山褶縐帶直接延伸到南極大陸。另外南極洲的煤系地層在成煤時代、植物組成及沉積特徵等方面也和古岡瓦那大陸相同或相似，說明南極洲和古岡瓦那大陸原本一體。地質學家認為，在距今約2.8億年的二迭紀，南極洲作為古岡瓦那大陸的一部分，尚位於南半球中緯度地帶。當時氣侯溫暖潮濕，植物繁盛，聚煤條件良好，形成了豐富的煤炭資源。隨後到侏羅紀中期，古岡瓦那大陸開始解體。分裂出來的南極大陸 緩緩向南漂移，靠攏極地。大約到第三紀漸新世至中新世之間，才移到現在的位置。

Ⅵ 煤炭是怎麼形成的

煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖，在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質，由於地殼的變動不斷地埋入地下，長期與空氣隔絕，並在高溫高壓下，經過一系列復雜的物理化學變化等因素，形成的黑色可燃沉積岩，這就是煤炭的形成過程。

煤炭作為熔爐的燃料，是一種很有效率的物品，一個煤炭可以冶煉8個單位的物品。

煤炭的另一個重要功能為製造火把，這是地底探索不可或缺的物品，雖然游戲中有其他的永久照明來源，但沒有一種像火把如此容易取得且方便性高。（帶一組煤炭和8個木頭就可以製造出256支火把，而且你在挖掘的途中還會找到大量的煤礦。）

煤礦石可以在主世界裡高度小於132的地方找到，而且常常出現於裸露的石頭上。它是最豐富的礦物資源，每個礦脈都能挖到1-40個煤礦甚至更多。

9個煤炭可以合成一個煤炭塊。煤炭塊比煤炭有更大的冶煉效率：一個煤炭塊可以冶煉80個單位的物品，相當於十個煤炭的冶煉效率。不過只有在冶煉超過80個單位的物品時才有使用煤炭塊的必要。

Ⅶ 煤,石油,天然氣是怎麼形成的！

1、煤的形成是古代植物在腐敗分解之前就被埋在地底，轉化成泥炭，然後轉化成褐煤，然後為次煙煤，之後煙煤，最後是無煙煤。煤產生之碳氫化合物經過地殼運動空氣的壓力和溫度條件下作用，產生的碳化化石礦物，亦即，煤炭就是植物化石。這涉及了很長時期的生物和地質過程。

2、石油是古代海洋或湖泊中的生物經過漫長的演化形成，屬於生物沉積變油，不可再生。

3、天然氣的形成：成岩作用（階段）早期，在淺層生物化學作用帶內，沉積有機質經微生物的群體發酵和合成作用形成的天然氣稱為生物成因氣。其中有時混有早期低溫降解形成的氣體。生物成因氣出現在埋藏淺、時代新和演化程度低的岩層中，以含甲烷氣為主。

(7)煤礦資源是如何形成的擴展閱讀：

煤特點

煤炭資源量豐富，且因世界各地都有煤炭礦藏，因此開采及供給皆很穩定，價錢也較石油及天然氣便宜。

石油特點

有的石油硫含量高，膠質含量高，屬含硫石蠟基。其直餾汽油餾分產率高，感鉛性也好。柴油餾分的十六烷值高，閃點高，硫含量高，酸度大，經精製後可生產輕柴油與專用柴油。潤滑油餾分中，有一部分組分的粘度指數在90以上，是生產內燃機油的良好的原料。

天然氣特點

採用天然氣作為能源，可減少煤和石油的用量，因而大大改善環境污染問題；天然氣作為一種清潔能源，能減少二氧化硫和粉塵排放量近100%，減少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，並有助於減少酸雨形成，舒緩地球溫室效應，從根本上改善環境質量。

天然氣作為汽車燃料，具有單位熱值高、排氣污染小、供應可靠、價格低等優點，已成為世界車用清潔燃料的發展方向，而天然氣汽車則已成為發展最快、使用量最多的新能源汽車。

Ⅷ 地下蘊藏著豐富的煤炭資源，這些煤炭究竟從何而來

石炭紀是地殼運動非常活躍的時期，因而古地理的面貌有著極大的變化。石炭紀開始於距今3.5億年前，延續到6500萬年前。由於這一時期形成的地層中含有豐富的煤炭，因而得名「石炭紀」。據統計，屬於這一時期的煤炭儲量約佔全世界總儲量的50%以上。侏羅紀是中國最主要的成煤時代，其資源量佔全國50%以上，且以早、中侏羅世為主，在地域上則主要集中於西北，包括陝甘寧盆地和新疆的四個大型煤盆地。

Ⅸ 煤及煤的形成的成因分類

煤的成因分類主要分為由高等植物生成的腐殖煤和由低等植物生成的腐泥類，以及由上述兩類混合形成的腐殖腐泥煤和腐泥腐殖煤以及殘殖煤5大類。其中以腐殖煤在地球上的比例最多，約佔全部煤的95%以上。各類煤的基本特性如下。
腐殖煤
古代高等植物死亡後，其殘骸堆積在空氣不太充足的低地沼澤中，產生不完全的氧化分解作用（稱為半敗作用），隨後，由於死亡植物殘骸的不斷堆積，它們完全與空氣隔絕而氧氣停止進入，這時植物殘骸依靠本身含有的氧而發生厭氧細菌的分解作用，從而開始脫水、去羧基（-COOH），放出二氧化碳、水及甲烷等氣體，使殘骸的碳含量相對增高，氧和氫含量則逐漸減少，形成了一種凝膠狀的物質，這種物質稱為泥炭。隨著地殼的下沉，堆積在沼澤中的泥炭就逐漸被黏土、砂石等物質的堆積而形成了岩層。泥炭在上覆岩層的壓力作用下又發生了壓緊、失水、膠體老化、硬結等物理和物理化學作用，使覆蓋泥炭的化學組成也發生了不斷的變化，最後變成了碳含量更高、氧和氫含量更低而緻密度更高的褐煤。褐煤在岩層壓實下又經過高溫（200℃左右）、高壓（幾千至幾萬大氣壓）作用下而逐漸演變成煙煤和無煙煤。
地球上真正由高等植物形成的腐殖煤由泥盆紀開始。世界的煤炭資源中有95%以上為腐殖煤。腐殖煤的原始成煤物質為高等植物中的纖維素、半纖維素和木質素等的主要成分，它們是在植物死亡後逐漸形成的。
腐泥煤
由細胞中含有大量原生質的古代菌藻類低等植物和浮游生物死亡後堆積在湖沼、海灣等水體底部的缺氧環境中，經過腐敗作用和物理作用及物理化學作用（即煤化作用）後轉變而成的煤。腐泥煤在自然界很少，它常以薄層狀或透鏡狀夾於腐殖煤中。腐泥煤的揮發分高，如相當於褐煤階段的腐泥煤的揮發分（乾燥無灰基）常高達80%-95%左右，而由腐殖煤形成的褐煤的揮發分一般只有40%-65%左右。
腐泥煤的主要特點是呈灰黑色，結構較均一，緻密塊狀，硬度和韌性都較大，同時光澤暗淡，具貝殼狀斷口，且氫含量高、焦油產率也高。這一類煤包括了藻煤、膠泥煤和藻燭煤。
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為原始成煤物質而形成的煤。它是一種介於腐泥煤與腐殖煤之間而以腐泥煤為主的過渡型煤，這一類煤包括燭煤和藻燭煤，其外觀多呈灰黑色或灰色，緻密而堅硬，其中燭煤的韌性較大，貝殼狀斷口，塊狀結構。在顯微鏡下常見較多的小孢子和黃色或橙黃色的腐泥基質。其氫含量、焦油率和揮發低於腐泥煤而高於腐殖煤。當煤中的腐殖成分高於腐泥成分時就叫做腐泥腐殖煤，其各種性質接近於腐殖煤。
殘殖煤
亦稱「樹皮煤」或「樹皮殘殖煤」，它是由古代高等植物死亡後，其殘骸中的樹皮、蠟、樹脂、孢子、花粉等對化學等對化學物質比較穩定的一些組分經過生物化學、物理和物理化學作用後形成的煤。其特點是揮發分、氫含量、焦油產率等都比相同煤化度的腐殖煤高。中國江西的樂平鳴山礦、橋頭丘礦和浙江長廣等礦區的煤都屬於殘殖煤。由於這些煤在顯微鏡下常可見到大量黃色或紅色的樹皮，故也稱樹皮殘殖煤。
煤的組成
煤的元素組成：C、H、O、N、S、P 6種
煤中的礦物質：
按來源分為：
原生礦物質（成煤植物本身）
次生礦物質（成煤過程混入）
外來礦物質（採煤過程混入）
按性質分為：
[1]粘土類礦物：高嶺石Al4[Si4O10](OH)8、水雲母K21Al2[(Si2Al)4O10](OH)2·nH2O
[2]硫化物類礦物：黃鐵礦FeS2、白鐵礦FeS2
[3]碳酸鹽類礦物：方解石CaCO3等
[4]氧化物類礦物：石英SiO2
[5]硫酸鹽類礦物：石膏CaSO4·2H2O
煤的工業分析：水分、灰分、揮發分、固定炭
煤的元素分析：C、H、O、N、S