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中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有《石史》,其中记载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。
在煤的形成过程中,植物是绝对的主角。当地球处于不同地质年代,随着气候和地理环境的改变,生物也在不断地发展和演化。这些植物在相应的地质年代中造成了大量的煤。但是,我们一点也不能忽略动物的作用,正是由于它们的“嘴下留情”,那些古代植物才有机会燃尽生命的最后余热。
在四亿年前的古生代志留纪,当植物第一次从海洋移民陆地的时候,展现在它们面前的是一片前途无量的天堂般的胜境。这里根本就没有能吃它们的动物,只要把大自然的挑战克服过去了,它们想怎么活就怎么活。于是植物就这样步伐缓慢却稳健地一点一点征服了陆地,三亿五千万年前的泥盆纪末期,陆地上开始出现广袤的森林,随后的石炭纪和二叠纪,森林更是茂盛到了无以复加的程度。一部分死亡的树木来不及被微生物分解就沉积到了地底,于是形成了大面积的煤层。而最早的陆生脊椎动物——原始两栖类——是泥盆纪才开始出现的,它们的成体毫无例外,全都是肉食动物。换句话说,两栖类和森林在同一片陆地上共处了将近一亿年,它们却全然没有想过去吃这些森林!
大型食草动物的第一次大规模出现,始于两亿五千万年前的中生代三叠纪。只不过,这时候终于知道去吃植物的动物,已经不是两栖类,而是从两栖类中分化出来的爬行类了,特别是众多食草恐龙的出现。可惜,天不假年,恐龙的好日子并没过多久。六千五百万年前的白垩纪末期,不管是食草的还是食肉的,在短短的时间内都消失了。于是被食草恐龙压迫了将近两亿年之久的陆生植物得以缓过劲来。重新享受起那种没有太多压迫的悠闲生活。被子植物就是在这种情况下迅速扩张,在大部分陆地上取代了裸子植物,成为陆生生态系统的新主人的。在紧随白垩纪之后的新生代第三纪,由于吃植物的动物锐减,广袤的森林再一次合成出了过量的有机质,没有被及时吃掉和分解掉的就沉积到了地底。于是再次形成了煤层——这就是在煤矿地质学上意义仅次于石炭一二叠纪煤层的第三纪煤层。
我们知道,煤正是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的。这个转变过程叫做植物的成煤作用。一般认为,成煤过程分为两个阶段:泥炭化阶段和煤化阶段。前者主要是生物化学过程,后者是物理化学过程。在泥炭化阶段,植物残骸既分解又化合,最后形成泥炭或腐泥。泥炭和腐泥都含有大量的腐殖酸,其组成和植物的组成已经有很大的不同。
温度对于在成煤过程中的化学反应有决定性的作用。随着地层加深,地温升高,煤的变质程度就逐渐加深。高温作用的时间愈长,煤的变质程度愈高,反之亦然。在温度和时间的同时作用下,煤的变质过程基本上是化学变化过程。在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的,包括脱水、脱羧、脱甲皖、脱氧和缩聚等。
压力也是煤形成过程中的一个重要因素。随着煤化过程中气体的析出和压力的增高,反应速度会愈来愈慢,却能促成煤化过程中煤质物理结构的变化,能够减少低变质程度煤的孔隙率和水分,增加密度。
编辑 梁宇清
在煤的形成过程中,植物是绝对的主角。当地球处于不同地质年代,随着气候和地理环境的改变,生物也在不断地发展和演化。这些植物在相应的地质年代中造成了大量的煤。但是,我们一点也不能忽略动物的作用,正是由于它们的“嘴下留情”,那些古代植物才有机会燃尽生命的最后余热。
在四亿年前的古生代志留纪,当植物第一次从海洋移民陆地的时候,展现在它们面前的是一片前途无量的天堂般的胜境。这里根本就没有能吃它们的动物,只要把大自然的挑战克服过去了,它们想怎么活就怎么活。于是植物就这样步伐缓慢却稳健地一点一点征服了陆地,三亿五千万年前的泥盆纪末期,陆地上开始出现广袤的森林,随后的石炭纪和二叠纪,森林更是茂盛到了无以复加的程度。一部分死亡的树木来不及被微生物分解就沉积到了地底,于是形成了大面积的煤层。而最早的陆生脊椎动物——原始两栖类——是泥盆纪才开始出现的,它们的成体毫无例外,全都是肉食动物。换句话说,两栖类和森林在同一片陆地上共处了将近一亿年,它们却全然没有想过去吃这些森林!
大型食草动物的第一次大规模出现,始于两亿五千万年前的中生代三叠纪。只不过,这时候终于知道去吃植物的动物,已经不是两栖类,而是从两栖类中分化出来的爬行类了,特别是众多食草恐龙的出现。可惜,天不假年,恐龙的好日子并没过多久。六千五百万年前的白垩纪末期,不管是食草的还是食肉的,在短短的时间内都消失了。于是被食草恐龙压迫了将近两亿年之久的陆生植物得以缓过劲来。重新享受起那种没有太多压迫的悠闲生活。被子植物就是在这种情况下迅速扩张,在大部分陆地上取代了裸子植物,成为陆生生态系统的新主人的。在紧随白垩纪之后的新生代第三纪,由于吃植物的动物锐减,广袤的森林再一次合成出了过量的有机质,没有被及时吃掉和分解掉的就沉积到了地底。于是再次形成了煤层——这就是在煤矿地质学上意义仅次于石炭一二叠纪煤层的第三纪煤层。
我们知道,煤正是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的。这个转变过程叫做植物的成煤作用。一般认为,成煤过程分为两个阶段:泥炭化阶段和煤化阶段。前者主要是生物化学过程,后者是物理化学过程。在泥炭化阶段,植物残骸既分解又化合,最后形成泥炭或腐泥。泥炭和腐泥都含有大量的腐殖酸,其组成和植物的组成已经有很大的不同。
温度对于在成煤过程中的化学反应有决定性的作用。随着地层加深,地温升高,煤的变质程度就逐渐加深。高温作用的时间愈长,煤的变质程度愈高,反之亦然。在温度和时间的同时作用下,煤的变质过程基本上是化学变化过程。在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的,包括脱水、脱羧、脱甲皖、脱氧和缩聚等。
压力也是煤形成过程中的一个重要因素。随着煤化过程中气体的析出和压力的增高,反应速度会愈来愈慢,却能促成煤化过程中煤质物理结构的变化,能够减少低变质程度煤的孔隙率和水分,增加密度。
编辑 梁宇清