Question

煤怎样形成？

Answer 1

煤是一种固态的，可以燃烧的或用作工艺原料的沉积岩，是地球上能源矿产中最主要的一种，系古代植物经过复杂的生物化学作用和地质作用而形成的。

煤的形成需要一定的条件。

第一，要有大量的植物生长和繁殖。在地质时代，石炭纪、二叠纪和侏罗纪等气候温暖潮湿、植物茂盛，是地球上主要的成煤期。

第二，植物遗体要有合适的堆积环境。适合植物遗体堆积的环境主要是沼泽，其次是湖泊及海滨低地。后者经植物遗体的堆积淤浅最终也会演变成沼泽。在沼泽环境中有丰富的水分，为植物繁殖创造了条件，水分又使植物遗体与大气隔绝，免于氧化。

第三，要求地壳缓慢下沉，下沉的速度同植物遗体堆积的速度保持平衡，即植物遗体的堆积，补偿填充了地壳下降造成的空间，使地表依然保持沼泽条件。由于有节奏的地壳运动和反复堆积，在同一地区往往具有很厚的煤层或很多层煤。

由植物遗传转变为煤的过程（统称成煤作用），一般要经过三个阶段：（1）菌解阶段，即泥炭化阶段。当植物堆积在水下被泥沙覆盖起来的时候，便逐渐与氧气隔绝，由嫌气细菌参与作用，促使有机质腐烂分解而生成泥炭。这一阶段也可以说是生物化学作用的阶段，其式是：

5C6H10O5→C20H22O4＋6CO2＋CO＋3CH4+8H2O

可见，通过这种作用，植物遗体中氢、氧成分逐渐减少，而碳的成分逐渐增加。

（2）煤化阶段，即褐煤阶段。由于地壳下降，已形成的泥炭物质被继续堆积的泥炭或其它的泥沙、砂等沉积物覆盖。这样，一方面便形成完全封闭的环境，细菌作用逐渐停止：另一方面泥炭便开始压紧、变硬、脱水和胶结，碳的含量增加，过渡成为褐煤。（3）变质作用阶段，即烟煤及无烟煤阶段。

褐煤是在低温低压条件下形成的。如果褐煤埋藏在地下较深位置，就会受到高温高压的作用，使褐煤的物理、化学性质发生显著变化（主要是密度、比重、光泽和硬度等增加，水分和挥发成分减少和碳的含量进一步增多），便逐渐变成烟煤。烟煤进一步变质，可成为无烟煤，无烟煤具有较强的金属光泽和较大的比重，含碳量更高，无粘结性。

煤的形成过程的三个阶段也可用直观表解如下：

泥炭化阶段煤化阶段变质作用阶段

前期中期末期原始材料

泥炭褐煤

烟煤无烟煤石墨

HON

-

植物体中的

挥发掉的气体（CO、CO2、CH4、H2O）

增加植物体中的

含挥发成分减少

ˉ

C

65％74％90％96％100％

矿物质

（灰分）.

Answer 2

煤层是一种沉积地层，也是一种沉积矿产，它遵循地层学、沉积学、矿床学以及岩石学的一般规律，也有特殊性，其成因并不等同于煤的成因。沉积地层有两种加积方式，垂向和侧向。传统煤地质学的核心观点是煤层由泥炭沼泽演化而成，其本质就是成煤物质的垂向加积。通过对煤层垂向和侧向加积的对比，煤岩与砂岩的类比，以及大面积稳定展布厚煤层低自然伽马多峰现象、层理与条带结构等沉积特征和煤层物理化学性质的研究，认为成煤物质是机械沉积的，煤层像大多数沉积岩层一样是侧向加积形成的，有一个成煤物质在地质作用下被快速分选、搬运、再沉积和富集的成层过程。因为相对于固体地壳升降，地表流体更易运移。对于厚煤层而言，多期侧向加积产生了次生垂向加积，其形成过程是一个复杂的、不连续的、非线性的侧向叠合过程，成煤物质是不连续的、多期多源的，厚煤层中普遍存在的薄层夹矸便是其不连续的证据，同时厚煤层是穿时的。煤层侧向加积与较深水或海相沉积共生，是一个有机连续的整体，符合瓦尔特相律，符合煤层厚度、形态多变，下伏沉积体系多种多样，也符合成煤物质超巨量工业富集，含煤地层灰色灰黑色，煤矿床质量优良的事实。煤层由浅水泥炭沼泽演变而成的假说应该放弃。

Answer 3

在4000到5000万年前的古生代，地球上生长着大片森林，随着地壳运动，大量的林木被掩埋在地下，这些林木长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理、化学变化形成黑色可燃化石，这就是煤炭的形成过程。

Answer 4

在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后 ， 由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。