厚达数百米的煤层，是如何形成的，难道全来源于动植物尸骸？

发布者：菜鸟五毛 2023-11-3 13:23

能源是人类社会发展的基础，煤炭作为一种化石能源，最早的开采记录可以追溯到几千年前的中国古代和古罗马帝国。

随着蒸汽机的发明和工业革命的到来，煤炭开始广泛地作为工业生产的燃料使用，至今煤炭和天然气以及石油仍然是使用最多的三大化石能源。

和木材相比，煤炭能够产出更高的能量，产能比更加优秀，虽然煤炭带来的环境污染比较大，但在现代化工业，尤其是发电和冶炼方面，煤炭目前依然是不可替代的生产材料。

古代科学知识匮乏，生产力贫瘠，没有完备的煤炭勘测手段以及先进的勘测设施，只能看到裸露在地表的煤炭资源，通过露天开采的方式进行成产生产活动，18世纪后期，英国正值工业革命，为了供给生产能源，英国逐渐发展出了地下煤层的开采技术，并在19世纪和20世纪得到推进。

露天煤层在今天已经不再多见，一方面是裸露的煤层需要一定的自然条件才能保存在地表，另一方面则是人为的大规模开采。

采矿的方式有很多种，具体使用哪一种则是由煤层厚度和地质结构决定的，一般来说相对于靠近地表，深度小于55米的煤层可以采用露天开采的方式，而电铲则是露天采煤最经济的开采工具。

它的一端带有两个硬质合金钻头的旋转鼓，开采时两个旋转鼓沿煤层像剥洋葱一样切割开，非常方便并且成本较低。

大于55米深度的煤层就要采用深开采方式，当深度超过90米时，开采就更加复杂，一般只有下面的煤层足够丰富时才会决定开采，不过也有一些特例，会在地下300米到460米的煤层中依然使用露天开采的方式。

这样的煤层首先煤量丰富，其次地下的地质结构稳定，煤层分布也十分清晰，允许大型器械进行深度开采挖掘，挖机会向下环绕开路，使煤层上方形成一个大坑，运输的煤车就会通过四周开采出来的道路螺旋行进。

有的煤层可以达到数百米的厚度，这些煤层是怎么形成的呢？

现代主流观点认为，远古植物在地层的压力下，其它元素逐渐消失，留下了稳定的碳元素，最终形成了煤炭，那么远古地球上又是如何沉积了百米的植物？

煤炭形成的原因较为复杂，不同地区以及不同年代的煤炭形成过程也大不相同，不过总的来说可以分为两个阶段。

第一个阶段可以称之为泥炭化阶段，这一阶段微生物起到了重要的作用，它可以分解各种动植物残骸，大量的植物落败或死亡后，就会被地面和地下的微生物不断分解，产生腐殖化凝胶化等合成作用，这一过程中就把动植物的遗骸便变成了富含碳、氧、氢等多元素的泥炭。

第二阶段则是煤化阶段，在第一阶段形成的泥碳会继续变化，我们都知道，地球的板块并不是始终稳定不动，而是每隔一段漫长的时间就会有一次巨大的变动，至于小型的地壳沉降更是屡见不鲜，每次地壳沉降都会将地面的各种物质带入到更深的地底。

泥炭中的各种元素也会随着地壳沉降，地下的高温与高压会将氢、氧等元素逐渐清理出去，使碳元素的含量不断升高。

直到碳元素的含量达到阈值时，就会形成褐煤，褐煤只是炼化程度特别低的煤，因为还有其他元素的大量残留，只有地壳进一步沉降，带来更高的压力和温度，煤的质量才会越来越高。

由此可以看出来煤层的厚度主要由植物沉积的多少决定，特厚的煤层就需要更大量的植物。

在三亿多年前的石炭纪至三叠纪期间，地球的气候整体比较温暖湿润，因此这一时期的植物非常茂盛，并且枝干也十分高大，当时的地球植物生长环境主要以藻类植物和菌类植物为主，而这些都为植物变成泥炭提供了有利因素。

二叠纪时，地球正处于板块活跃时期，所有的大陆都连在了一起。

不久之后，各大陆之间的挤压超过了极限，导致了大规模的火山喷发，引起了二叠纪末生物大灭绝，大量动植物被埋入火山灰下，同时强烈的火山运动也让地层中的零散的煤层挤压到了一起，最终形成了当今我们看到的百米煤层。

可以说石炭纪的百米煤层，是天时地利的结果，从寒武纪开始往后5亿多年的时间里，也只有石炭纪的煤层最为丰富，不过这样的资源终归是有限的，总有一天地球上的能源会满足不了人类的需求，只有尽快掌握可控核聚变技术才是长远的选择。