煤的形成

煤是由植物殘骸經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)作用和物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而成的。這個(gè)轉(zhuǎn)變過程叫做植物的成煤作用。一般認(rèn)為，成煤過程分為兩個(gè)階段泥炭化階段和煤化階段。前者主要是生物化學(xué)過程，后者是物理化學(xué)過程。

    在泥炭化階段，植物殘骸既分解又化合，最后形成泥炭或腐泥。泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸，其組成和植物的組成已經(jīng)有很大的不同。

　　煤化階段包含兩個(gè)連續(xù)的過程：

    第一個(gè)過程，在地?zé)岷蛪毫Φ淖饔孟拢嗵繉影l(fā)生壓實(shí)、失水、肢體老化、硬結(jié)等各種變化而成為褐煤。褐煤的密度比泥炭大，在組成上也發(fā)生了顯著的變化，碳含量相對(duì)增加，腐植酸含量減少，氧含量也減少。因?yàn)槊菏且环N有機(jī)巖，所以這個(gè)過程又叫做成巖作用。

    第二個(gè)過程，是褐煤轉(zhuǎn)變?yōu)闊熋汉蜔o煙煤的過程。在這個(gè)過程中煤的性質(zhì)發(fā)生變化，所以這個(gè)過程又叫做變質(zhì)作用。地殼繼續(xù)下沉，褐煤的覆蓋層也隨之加厚。在地?zé)岷挽o壓力的作用下，褐煤繼續(xù)經(jīng)受著物理化學(xué)變化而被壓實(shí)、失水。其內(nèi)部組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都進(jìn)一步發(fā)生變化。這個(gè)過程就是褐煤變成煙煤的變質(zhì)作用。煙煤比褐煤碳含量增高，氧含量減少，腐植酸在煙煤中已經(jīng)不存在了。煙煤繼續(xù)進(jìn)行著變質(zhì)作用。由低變質(zhì)程度向高變質(zhì)程度變化。從而出現(xiàn)了低變質(zhì)程度的長焰煙、氣煤，中等變質(zhì)程度的肥煤、焦煤和高變質(zhì)程度的瘦煤、貧煤。它們之間的碳含量也隨著變質(zhì)程度的加深而增大。

    溫度對(duì)于在成煤過程中的化學(xué)反應(yīng)有決定性的作用。隨著地層加深，地溫升高，煤的變質(zhì)程度就逐漸加深。高溫作用的時(shí)間愈長，煤的變質(zhì)程度愈高，反之亦然。在溫度和時(shí)間的同時(shí)作用下，煤的變質(zhì)過程基本上是化學(xué)變化過程。在其變化過程中所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是多種多樣的，包括脫水、脫羧、脫甲烷、脫氧和縮聚等。

    壓力也是煤形成過程中的一個(gè)重要因素。隨著煤化過程中氣體的析出和壓力的增高，反應(yīng)速度會(huì)愈來愈饅，但卻能促成煤化過程中煤質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的變化，能夠減少低變質(zhì)程度煤的孔隙率、水分和增加密度。

    當(dāng)?shù)厍蛱幱诓煌刭|(zhì)年代，隨著氣候和地理環(huán)境的改變，生物也在不斷地發(fā)展和演化。就植物而言，從無生命一直發(fā)展到被子植物。這些植物在相應(yīng)的地質(zhì)年代中造成了大量的煤。在整個(gè)地質(zhì)年代中，全球范圍內(nèi)有三個(gè)大的成煤期：

     (1)古生代的石炭紀(jì)和二迭紀(jì)，成煤植物主要是袍子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。（量熱儀）

     (2)中生代的株羅紀(jì)和白堊紀(jì)，成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。（全自動(dòng)量熱儀）

     (3)新生代的第三紀(jì)，成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分年輕煙煤。（熱量計(jì)）