煤是怎么形成的

一、煤的源头与演变历程

从古老的时期开始，如石炭纪、二叠纪和侏罗纪，大量的陆生高等植物和藻类在低洼的水域环境中逐渐堆积。那是一个温暖湿润的时代，氧气浓度极高，促进了植物的飞速生长。这些生物在湖泊、沼泽等环境中去世后，遗体被泥沙迅速覆盖，从而避免了氧化分解。这是一个初始的植物堆积阶段。

随后，这些植物残体在缺氧的环境中，经过微生物的分解和生物化学作用，逐渐转化为泥炭或腐泥。这个过程可能持续了数千年甚至数万年，形成了富含水分且松散的有机沉积物。这一阶段我们称之为泥炭化阶段。

随着时间的推移，泥炭层因地壳的下沉被深埋地下。在低温（约50℃）和压力的作用下，泥炭逐渐脱水、压实，最终固结成褐煤。随着埋深的增加，温度（100-200℃）和压力持续升高，褐煤经历了物理化学的变质作用，逐渐转化为烟煤和无烟煤。这是煤的第三阶段——煤化阶段。随着变质程度的加深，煤中的碳含量逐渐增加，挥发分则逐渐减少。

二、造就煤炭的要素解读

生物条件是煤炭形成的基础。大量植物的持续繁殖为煤炭的形成提供了源源不断的原料。不同的植物群落决定了煤的类型，高等植物形成的腐殖煤（如烟煤）和低等藻类形成的腐泥煤就是明显的例子。

气候和地理条件同样重要。温暖潮湿的气候有利于植物的生长和泥炭的保存。稳定的沼泽环境是煤炭形成的关键，如滨海平原、河流三角洲等低洼地带。这些地带的水体覆盖可以隔绝氧气，有利于泥炭的形成和保存。

地质构造条件也起到了不可忽视的作用。地壳需要缓慢下沉，以保持沼泽环境的长期稳定，使沉积速率与植物堆积速率达到平衡。一些超厚煤层如准噶尔盆地的900米厚煤层就是多次地壳升降和沉积叠加的结果。

三、揭开煤炭的神秘面纱

煤炭主要由碳、氢、氧等元素组成（占比超过95%），按变质程度可分为褐煤、烟煤和无烟煤。在显微镜下，我们可以观察到植物细胞、孢子等化石证据。通过化学分析，我们发现煤炭的组成与植物的有机质惊人地一致。这种自然的宝藏，是亿万年前植物遗骸的转化，也是我们现代工业的重要支柱。