1.簡單描述煤的形成過程
煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖,在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質,由于地殼的變動不斷地埋入地下,長期與空氣隔絕,并在高溫高壓下,經過一系列復雜的物理化學變化等因素,形成的黑色可燃沉積巖,這就是煤炭的形成過程。
一座煤礦的煤層厚薄與這地區的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關。地殼下降的速度快,植物遺骸堆積得厚,這座煤礦的煤層就厚,反之,地殼下降的速度緩慢,植物遺骸堆積的薄,這座煤礦的煤層就薄。
又由于地殼的構造運動使原來水平的煤層發生褶皺和斷裂,有一些煤層埋到地下更深的地方,有的又被排擠到地表,甚至露出地面,比較容易被人們發現。還有一些煤層相對比較薄,而且面積也不大,所以沒有開采價值,有關煤炭的形成至今尚未找到更新的說法。
煤炭是這樣形成的嗎?有些論述是否應當進一步加以研究和探討。一座大的煤礦,煤層很厚,煤質很優,但總的來說它的面積并不算很大。
如果是千百萬年植物的枝葉和根莖自然堆積而成的,它的面積應當是很大的。因為在遠古時期地球上到處都是森林和草原,因此,地下也應當到處有儲存煤炭的痕跡;煤層也不一定很厚,因為植物的枝葉、根莖腐爛變成腐植質,又會被植物吸收,如此反復,最終被埋入地下時也不會那么集中,土層與煤層的界限也不會劃分得那么清楚。
2.簡單的說說煤是怎樣形成的
煤的形成煤是古代植物遺體堆積在湖泊、海灣、淺海等地方,經過復雜的生物化學和物理化學作用轉化而成的一種具有可燃性能的沉積巖。
煤的化學成分主要為碳、氫、氧、氮、硫等元素。在顯微鏡下可以發現煤中有植物細胞組成的孢子、花粉等,在煤層中還可以發現植物化石,所有這些都可以證明煤是由植物遺體堆積而成。
科學家們在地質考察研究中發現,在地球上曾經有過氣候潮濕、植物茂盛的時代,如石炭紀、二迭紀(距今約3億年)、侏羅紀(距今約1.3億~1.8億年)等。當時大量繁生的植物在封閉的湖泊、沼澤或海灣等地堆積下來,并迅速被泥砂覆蓋,經過億萬年以后,植物變成了煤,泥砂變成了砂巖或頁巖。
由于有節奏的地殼運動和反復堆積,在同一地區往往具有很多煤層,每層煤都被巖石分開。由植物變為煤的過程可以分為三個階段:(1)菌解階段,即泥炭化階段。
當植物堆積在水下被泥砂覆蓋起來的時候,便逐漸與氧氣隔絕,由嫌氣細菌參與作用,促使有機質分解而生成泥炭。通過這種作用,植物遺體中氫、氧成分逐漸減少,而碳的成分逐漸增加。
泥炭質地疏松、褐色、無光澤、比重小,可看出有機質的殘體,用火柴燒可以引燃,煙濃灰多。(2)煤化作用階段,即褐煤階段。
當泥炭被沉積物覆蓋形成頂板后,便成了完全封閉的環境,細菌作用逐漸停止,泥炭開始壓縮、脫水而膠結,碳的含量進一步增加,過渡成為褐煤,這稱為煤化作用。褐煤顏色為褐色或近于黑色,光澤暗淡,基本上不見有機物殘體,質地較泥炭致密,用火柴可以引燃,有煙。
(3)變質階段,即煙煤及無煙煤階段。褐煤是在低溫和低壓下形成的。
如果褐煤埋藏在地下較深位置時,就會受到高溫高壓的作用,使褐煤的化學成分發生變化,主要是水分和揮發成分減少,含碳量相對增加;在物理性質上也發生改變,主要是密度、比重、光澤和硬度增加,而成為煙煤。這種作用是煤的變質作用。
煙煤顏色為黑色,有光澤,致密狀,用蠟燭可以引燃,火焰明亮,有煙。煙煤進一步變質,成為無煙煤。
無煙煤顏色為黑色,質地堅硬,有光澤,用蠟燭不能引燃,燃燒無煙。煤炭被人們譽為黑色的金子,工業的食糧,它是十八世紀以來人類世界使用的主要能源之一。
雖然它的重要位置已被石油所代替,但在今后相當長的一段時間內,由于石油的日漸枯竭,必然走向衰敗,而煤炭因為儲量巨大,加之科學技術的飛速發展,煤炭汽化等新技術日趨成熟,并得到廣泛應用,煤炭必將成為人類生產生活中的無法替代的能源之一。煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖,在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質,由于地殼的變動不斷地埋入地下,長期與空氣隔絕,并在高溫高壓下,經過一系列復雜的物理化學變化等因素,形成的黑色可然化石,這就是煤炭的形成過程。
一座煤礦的煤層厚薄與這地區的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關。地殼下降的速度快,植物遺骸堆積得厚,這座煤礦的煤層就厚,反之,地殼下降的速度緩慢,植物遺骸堆積的薄,這座煤礦的煤層就薄。
又由于地殼的構造運動使原來水平的煤層發生褶皺和斷裂,有一些煤層埋到地下更深的地方,有的又被排擠到地表,甚至露出地面,比較容易被人們發現。還有一些煤層相對比較薄,而且面積也不大,所以沒有開采價值,有關煤炭的形成至今尚未找到更新的說法。
煤炭是這樣形成的嗎?有些論述是否應當進一步加以研究和探討。一座大的煤礦,煤層很厚,煤質很優,但總的來說它的面積并不算很大。
如果是千百萬年植物的枝葉和根莖自然椎積而成的,它的面積應當是很大的。因為在遠古時期地球上到處都是森林和草原,因此,地下也應當到處有儲存煤炭的痕跡;煤層也不一定很厚,因為植物的枝葉、根莖腐爛變成腐植質,又會被植物吸收,如此反復,最終被埋入地下時也不會那么集中,土層與煤層的界限也不會劃分得那么清楚。
但是,無可否認的事實和依據,煤炭千真萬確是植物的殘骸經過一系統的演變形成的,這是顛簸不破的真理,只要仔細觀察一下煤塊,就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡;如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察,就能發現非常清楚的植物組織和構造,而且有時在煤層里還保存著像樹干一類的東西,有的煤層里還包裹著完整的昆蟲化石。值得探討的是它為何形成得如此集中,而且又是那么如此的優質呢?記得上小學的時候,我家住在離城不遠的鄉村,每當盛夏雨季來臨時,一場暴雨過后,村子中央就會出現一條湍急的小溪流,我們許多小朋友就會跑到那里面去嬉戲,那小溪流也會因暴雨停止時間的延長,而變得越來越小,最后干涸。
但在沒有斷流之前你會發現,很多水流處卻被沖下來的木棍兒、雜草等漂浮物堵塞,形成一個個小的水坎兒。為了能讓水流通暢,我們不時地把那些小水坎扒開,有的時候也會借此筑起一道小溪上的堤壩。
既便是現在居住在城里,一場暴雨過后,街道上很多地方也會出現各種各樣的漂浮物截住了水流,堵塞了下水道口,而且很多漂浮物又被集中地滯留在一個地方的現象。小巫見大巫,由此我們便可以推斷出煤炭的形成可能與洪水有直接關系。
如果沒有洪水那樣強大的力量和搬運的。
3.煤形成的過程
煤是古代植物遺體的堆積層埋在地下后,經過長時期的地質作用而形成的。據研究,幾乎所有的植物遺體,只要具備了成煤的條件,都可以轉化成煤。不過,低等植物遺體所形成的煤,分布范圍小,厚度薄,很少被人利用。那些分布廣、規模大、利用廣泛的煤,都是高等植物的遺體(主要是古代的蕨類、松柏類以及一些被子植物的遺體)形成的。
在地球的歷史上,最有利于成煤的地質年代主要是晚古生代的石炭紀、二疊紀,中生代的侏羅紀以及新生代的第三紀。這是因為,在這幾個時期內,地球上的氣候非常溫暖潮濕,地球表面到處長滿了高大的綠色植物,尤其在湖沼、盆地等低洼地帶和有水的環境里,封印木、鱗木等古代蕨類植物生長得特別茂盛。
當時,高大的樹木倒下以后,就會被水淹沒了,這就造成了倒木和氧隔絕的情況。在缺氧的環境里,植物體不會很快地分解、腐爛。隨著倒木數量的不斷增加,最終形成了植物遺體的堆積層。這些古代植物遺體的堆積層在微生物的作用下,不斷地被分解,又不斷地化合,漸漸形成了泥炭層,這是煤的形成的第一步。
由于地殼的運動,泥炭層下沉了。泥炭層被泥沙、巖石等沉積物覆蓋起來。這時,泥炭層一方面受到上面的泥沙、巖石等的沉重壓力,另一方面,也是更重要的方面,泥炭層又受到地熱的作用。在這樣的條件下,泥炭層開始進一步發生變化:先是脫水,被壓緊,從而比重加大,而且石炭的含量逐漸增加,氧的含量逐漸減少,腐殖酸的含量逐漸降低。完成這幾個過程以后,泥炭就變成了褐煤。
褐煤如果繼續不斷地受到增高的溫度和壓力的作用,就會引起內部分子結構、物理性質和化學性質的進一步變化,褐煤就逐漸變成了煙煤或無煙煤了。
開灤、陽泉等煤田,是在古生代的石炭紀至二疊紀時期形成的,這個時期的成煤植物是古代的蕨類植物。大同的武寧煤田,是在中生代的侏羅紀形成的,這個時期的成煤植物有古代的蘇鐵、松柏類、銀杏類等裸子植物。撫順和云南的小龍潭煤田,是在新生代的第三紀形成的,這個時期的成煤植物是古代裸子植物中的松柏類和原始的被子植物。
4.煤是怎樣形成的
大家都會說煤炭是由古樹木被埋在地下經長期演化而形成的。
因為煤礦為層狀結構,厚度達3米多。有的煤礦煤層15-25層,累計厚度30多米。
哪來的這么多樹木被分層埋在一起呢?于是有人進一步解釋說,是由于大洪水把樹木沖走聚集在一起的。 煤炭是什么時候形成的?科學家們根據煤炭礦床中的地層,用放射性同位素測定地層的地質年代,測定得知這種地層一般為石炭紀的地層,于是判斷在石炭紀的地球生長著茂盛的森林,結果才有煤炭的形成。
石炭紀距離現在已經30億多年了。 砍伐下來的木頭暴露在環境中,由于氣候和微生物的作用,很快就會霉爛。
埋在土里的木頭會演化為煤炭嗎?我看是不可能的!深埋在土里、隔絕空氣的木頭只會演化為木的化石,而不是煤炭。 請看2012年2月的報道,在內蒙古賀蘭山西北角、內蒙古烏達煤田發現的3億年前植物龐貝城,展現了大量的植物化石。
化石中的樹葉樹枝清晰可見。而煤炭據說是由樹干演化而成的,有樹木的年輪。
我注意觀看不少的煤炭,無論怎么看,總也找不出樹干的年輪,還有樹干中輻射的線條。而樹木的化石,其年輪和輻射的線條則是很明顯的。
憑這一點,我們就可以懷疑煤炭與樹木的演化無關。 埋在深土中隔絕空氣的樹木,也不可能象書上說的受到高溫高壓的作用。
至少那種高溫高壓的強度不足以使潮濕的樹木碳化。我們知道煤礦在地下并不很深,有的還是露天的,一般幾米到1000多米不等。
在這個地殼的深度,地溫不會超過100℃,地下溫度一般是25——30℃。怎么算高溫呢?怎么能使木質碳化呢?假設有高溫的影響是不成立的。
那么,樹木被深埋在地下隔絕空氣后,會有什么樣的化學變化呢?樹木的主要化學成分是纖維素,是碳氫化合物。泥土巖石中則以鈣和硅含量較高。
硅和碳的外層原子結構是相同的,都是4個價電子。樹木中的纖維素,由于長時間的自身發酵分解,碳鏈斷裂,以單個碳原子的二氧化碳釋放出來。
碳原子流走后留下了的空穴,則有環境中微溶的鈣離子,硅酸根離子進來填充。這是一種非常緩慢的化學置換反應的過程。
因此樹干中的年輪和輻射線條得以有序的保留下來。樹干中的碳,要么以碳酸鹽的形式留下,要么就流走了,因此是不會以碳氫化合物的形式留下來的。
這樣,樹木在深埋的土中經長時間的演化,將生成硅質木化石,而不是煤炭。行星和衛星,在繞恒星運行的過程中,不斷積聚恒星噴發出來的物質而增長。
星體增長到一定的程度,其內部就具有合成化學元素的功能。星體內部合成化學元素的歷程是按原子序數的順序逐個增加的。
地球內部在具有合成氫、氦、鋰、鈹和硼元素后,就進入合成碳元素的歷程。由于碳原子的結構是一個穩定性的結構,在進入合成碳元素后,地球內部就會在較長的時間內維持在大量合成碳元素的階段。
這時的地球內部就同時具有合成氫,鋰、鈹、硼和碳元素的功能。而合成氫和碳的量則是比較大的。
地球內部的氫和碳在透出地幔后,進入地球的軟流層,溫度降至2000攝氏度以下。軟流層中的礦物質有的則起著催化劑的作用,從而促進碳和氫合成碳氫化合物,如甲烷、乙烷。
軟流層的高溫,迫使甲烷往地面溢出。地面的溫度大大的降低,在當時的地球環境中,地面的溫度有可能降低到0攝氏度以下。
低溫下的甲烷、乙烷則凝聚為液態或膏狀軟流體滲透出地面。時間長了以后,甲烷、乙烷則聚合為多碳鏈的碳氫化合物。
這種碳氫化合物被以后的土層覆蓋,就形成了現在我們見到的煤炭。地球跟隨太陽在太空中繞銀河中心運行,太陽的運行軌道也有季節性,這樣會影響地球內部碳的合成產量,致使地球內部合成的碳氫化合物出現時多時少的間歇性現象。
這樣就導致碳氫化合物一批一批的出來,又一層一層的被土層覆蓋。所以我們現在看到的煤礦是分層結構的。
在地球沒有合成硫元素的功能時,所生成的煤炭是無硫的煤炭,即無煙煤炭。過了相當長的時間后,地球內部具有合成硫的功能時,所生成是煤炭就含有硫的成分了。
地球中的石墨礦,石油,都是地球內部合成的碳的產物。 煤炭是由地球內部產生的碳形成的,因此推斷古地球石炭紀時代有大量茂盛的森林則是錯誤的。
我們不能找到石炭紀時期的植物化石,也證明該推斷是錯誤的。 有沒有更強有力的證據證明煤炭是由地球內部合成的而不是樹木演化而成的呢?當然有!那就是現在的天文學家們觀測到土衛六的表面有大量的瀝青狀河流和湖泊。
同時也觀測到土衛六現在還沒有任何生命的跡象。這些瀝青是從何而來的呢?現在的土衛六,就是32億前古地球的形象。
5.煤形成的過程
煤是古代植物遺體的堆積層埋在地下后,經過長時期的地質作用而形成的。據研究,幾乎所有的植物遺體,只要具備了成煤的條件,都可以轉化成煤。不過,低等植物遺體所形成的煤,分布范圍小,厚度薄,很少被人利用。那些分布廣、規模大、利用廣泛的煤,都是高等植物的遺體(主要是古代的蕨類、松柏類以及一些被子植物的遺體)形成的。
在地球的歷史上,最有利于成煤的地質年代主要是晚古生代的石炭紀、二疊紀,中生代的侏羅紀以及新生代的第三紀。這是因為,在這幾個時期內,地球上的氣候非常溫暖潮濕,地球表面到處長滿了高大的綠色植物,尤其在湖沼、盆地等低洼地帶和有水的環境里,封印木、鱗木等古代蕨類植物生長得特別茂盛。
當時,高大的樹木倒下以后,就會被水淹沒了,這就造成了倒木和氧隔絕的情況。在缺氧的環境里,植物體不會很快地分解、腐爛。隨著倒木數量的不斷增加,最終形成了植物遺體的堆積層。這些古代植物遺體的堆積層在微生物的作用下,不斷地被分解,又不斷地化合,漸漸形成了泥炭層,這是煤的形成的第一步。
由于地殼的運動,泥炭層下沉了。泥炭層被泥沙、巖石等沉積物覆蓋起來。這時,泥炭層一方面受到上面的泥沙、巖石等的沉重壓力,另一方面,也是更重要的方面,泥炭層又受到地熱的作用。在這樣的條件下,泥炭層開始進一步發生變化:先是脫水,被壓緊,從而比重加大,而且石炭的含量逐漸增加,氧的含量逐漸減少,腐殖酸的含量逐漸降低。完成這幾個過程以后,泥炭就變成了褐煤。
褐煤如果繼續不斷地受到增高的溫度和壓力的作用,就會引起內部分子結構、物理性質和化學性質的進一步變化,褐煤就逐漸變成了煙煤或無煙煤了。
開灤、陽泉等煤田,是在古生代的石炭紀至二疊紀時期形成的,這個時期的成煤植物是古代的蕨類植物。大同的武寧煤田,是在中生代的侏羅紀形成的,這個時期的成煤植物有古代的蘇鐵、松柏類、銀杏類等裸子植物。撫順和云南的小龍潭煤田,是在新生代的第三紀形成的,這個時期的成煤植物是古代裸子植物中的松柏類和原始的被子植物。
6.簡述煤的形成過程
在地表常溫、常壓下,由堆積在停滯水體中的植物遺體經泥炭化作用或腐泥化作用,轉變成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后 , 由于盆地基底下降而沉至地下深部,經成巖作用而轉變成褐煤;當溫度和壓力逐漸增高,再經變質作用轉變成煙煤至無煙煤。
泥炭化作用是指高等植物遺體在沼澤中堆積經生物化學變化轉變成泥炭的過程。腐泥化作用是指低等生物遺體在沼澤中經生物化學變化轉變成腐泥的過程。
腐泥是一種富含水和瀝青質的淤泥狀物質。冰川過程可能有助于成煤植物遺體匯集和保存。
【煤的形成年代】 在整個地質年代中,全球范圍內有三個大的成煤期: (1)古生代的石炭紀和二疊紀,成煤植物主要是孢子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。
(2)中生代的侏羅紀和白堊紀,成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。
(3)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,也有部分年輕煙煤。
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