煤礦是植物形成的？科學(xué)家告訴你答案

今年，在英國舉行的聯(lián)合國氣候變化大會上，英國坎布里亞郡地方政府批準了耗資1.65億英鎊的西坎布里亞深部煤礦開采計劃遭到了英國內(nèi)外的巨大爭議。這將是英國30年以來建設(shè)開采的第一個深部煤礦。

由于煤炭在開采的過程中，直接將廢氣排出，會污染到大氣環(huán)境和地下水資源?，F(xiàn)在越來越多的國家提倡用新能源代替煤炭。讓我們一起來深度地了解一下煤炭，18世紀工業(yè)革命中的主要能量來源吧。

煤是如何形成的？

煤炭作為一種不可再生的能源，它的形成是需要時間來沉淀的?；仡櫿麄€煤炭的地質(zhì)年代，全球范圍內(nèi)煤的形成主要是在三個階段。煤炭的形成也見證了陸地上的植物隨著時間變遷的過程，因為不同的煤層形成于不同的時期。

第一個階段是古生代的石炭紀和二迭紀，成煤植物主要是袍子植物。主要是包括了藻類植物，菌類植物，地衣植物，苔蘚植物和蕨類植物這五大類。它們一般生長在潮濕陰暗的地方。主要的煤種為煙煤和無煙煤。第二個階段是中生代的株羅紀和白堊紀，成煤植物主要是裸子植物。主要是以喬木為主，而生成的煤種主要是褐煤和煙煤。到了最后一個階段是新生代的第三紀，成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分年輕煤。

在時間的作用下，煤由植物殘骸經(jīng)過復(fù)雜化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而成的。當一批植物死去之后，后一批的植物在前一批的基礎(chǔ)上繼續(xù)生長，然后再死亡。這樣周而復(fù)始的不斷沉積就形成了煤沉積。

厚煤層的沉積還需要有外力的作用，當?shù)貧は陆档臅r候，使得這些植物的殘骸與空氣隔絕之后進行自我的分解。在地層的外力壓力下，里面的其他的元素逐漸地消失，最后只留下穩(wěn)定的碳元素。

在這個復(fù)雜的轉(zhuǎn)變過程中，這些植物的殘骸先是形成了泥炭層，接著再轉(zhuǎn)化為褐煤、煙煤和無煙煤。

煤炭的開采歷史

從人類有記錄以來，煤炭就開始扮演了很重要的角色。早在新時期時代，人類就開始使用煤炭作為燃料來生火了。1748年，在美國的維吉尼亞州就開始了商業(yè)煤礦的開采。18世紀，隨著工業(yè)革命的爆發(fā)，無論是蒸汽機，煉鋼產(chǎn)業(yè)都需要用到大量的煤礦，英國的地下采煤技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展。從此，煤炭的大規(guī)模的商業(yè)化的開采拉開了序幕?？墒悄莻€時候。煤炭的開采多是人工用鏟子來挖的。直到1880年，挖煤機器的發(fā)明大大地提高了生產(chǎn)力。

從18世紀到1950年，西方國家主要是依靠煤炭作為它們的主要工業(yè)和運輸能源的來源。隨著技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模油田的發(fā)現(xiàn)，1950年之后，石油的地位慢慢地取代了煤炭的地位。開始作為主要的燃料。到了20世紀末，煤炭更多的是用于工業(yè)生產(chǎn)了。

煤層的厚度是由什么因素決定的？

當我們決定是否要開采一個新的煤礦的時候，我們會有很多綜合指標。其中，研究煤層的厚度也是一個很重要的因素。相對較薄的煤炭層只有幾米。可是那些大型的厚的煤層卻能達到幾十米甚至是幾百米。像是我國遼寧省撫順第二紀煤盆地，其最大厚度達到了130米，而內(nèi)蒙古一個褐煤層竟有190米厚。那么這些煤層的厚度是由什么因素決定的呢？

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，那些厚的煤層在形成的過程中，主要是由湖泊和沼澤演變而來的。因為這里的水不會快速地流動，為植物遺骸的層層累積提供了很好的地理條件。尤其是在盆地，在單向沉積的過程中，更容易產(chǎn)生身后的煤層。

也就是說，其實煤層的產(chǎn)生過程需要兩個作用力。向下的不斷植物殘骸的不斷累積，向上處于相對靜止，有外力的覆蓋。只有同時滿足了這些天時地利的因素，才能最終地形成我們今天看到的那些大的煤層。

在煤炭的原生變化中，有些屬于泥巖堆積的初期，在沼澤內(nèi)部不均衡的沉降，隨著時間，河水對泥炭層不斷地沖蝕。除了作用力以外，煤層還會經(jīng)歷后生的變化。越厚的煤層經(jīng)歷得越多。當泥炭層被覆蓋后，會受到褶皺，斷裂，巖漿浸入，河流沖刷等地質(zhì)作用，使其最后呈現(xiàn)出層狀的走向。

在煤層厚度的劃分中，通常情況下，在1.3米以下的我們都認為是薄煤層，中煤層的范圍為1.3-3.5米，大于3.5米了我們就認為是厚煤層了。所以對于那些幾十米上百米的煤層都是屬于特厚煤層的范圍了。

小結(jié)

煤作為一種不可再生的資源，目前我們對它的開發(fā)還是處于比較初期的階段。還有很多的煤礦我們需要更多的時間去探索。隨著我們對地球?qū)ψ匀坏牟粩嗾J知，我們越來越能準確地判斷關(guān)于煤炭的很多信息。這對于我們研究地層地質(zhì)的變化都有著重要的作用。

當然，煤炭對于環(huán)境的破壞也是毋庸置疑的。希望我們的科學(xué)家們能夠加大對技術(shù)的研究，終有一天，我們除了用新能源等代替煤炭以外，在開采煤炭的過程中，運用新的科技技術(shù)，將對環(huán)境的破壞降到最低。關(guān)于煤炭的形成，你了解了嗎？