百米厚的煤层是如何形成的?远古时期有那么多的植物吗（无烟煤密

无烟煤密度100米厚的煤层是如何形成的？古代有这么多植物吗？

我们赖以生存的地球家园为我们提供了适宜的温度、水、大气等基础条件，也为人类文明的发展提供了丰富的矿产资源。其中，煤炭、石油和天然气是目前世界上利用时间最长、规模更大、开采量更大、消费量更高的三种一次能源，尤其是煤炭，是传统能源中含量最丰富、开采规模较大、消费比重较高的矿产资源。

00-1010在很多煤矿，人们在开采的时候，经常会发现一些类似树木纹理的物质。这些物质成为埋藏在煤层中的植物的“化石”，也成为成煤机制的“显性”证据。现在，关于煤的形成过程已经达成共识，即在漫长的地质过程中，大量植物经过埋藏、富集、沉积、碳化等一系列物理化学变化，演变成了煤。

煤矿形态、结构、深度和厚度的根源在于煤炭成矿前大量成煤植物的分布、类型和数量，以及埋藏后的富集环境、沉积时间、地质作用等因素。

对于有开采价值的煤矿，按照行业默认标准，煤层厚度超过3.5m的归入“地下煤矿”，煤层厚度超过10m且接近地表的归入露天煤矿，达到此深度的可命名为“厚煤层”。例如，在中国更大的地下煤矿陕西神木大柳塔煤矿，有三个煤层可以开采，总厚度为15米。例如，在中国更大的露天煤矿辽宁省西麓煤矿，煤层平均厚度为55米，最深处甚至超过150米。

煤层的厚度千差万别

煤的形成，离不开大量植物的富集和沉积。众所周知，在地球演化的漫长岁月中，发生过五次大灭绝。除了奥陶纪大灭绝发生在4.4亿年前的海洋，距离现在最远，其余4次都造成了包括植物在内的众多生物死亡。

无论是全球超级火山爆发，还是小行星撞击，地球生态环境都发生了巨大变化。在这个过程中，无数的植物或直接死亡，或因气候剧变而死亡。这些植物的遗骸随着地质运动和水流的冲击从地带性移动到地面。随后，这些植物残体在地下经过持续、长期、复杂的物理、地球化学和生物化学作用，逐渐演化成不同厚度、不同质量的煤。具体来说，煤的形成主要经历了两个重要阶段。

一个是泥炭。在死水环境中，植物残骸被细菌、真菌和其他微生物分解，释放出二氧化碳和水。剩余的有机物和这些分解产物之间发生复杂的化学反应，生成更复杂的有机化合物。和微生物的遗骸一起，以泥炭和腐泥的形式储存在地下，为后来煤的形成奠定了基础。

二是煤化。随着不断的沉积，植物残体和微生物形成的泥炭层受到长时间的挤压，周围环境的温度和压力不断上升，泥炭不断脱水变硬。碳元素的比例越来越高，最早演变成褐煤，是一种煤化不完全、杂质多、热值低的煤。

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当褐煤层的沉积深度越来越高、沉积作用持续时间越来越长时，褐煤体继续发生脱水作用，腐殖质含量进一步降低，含碳量持续增加，脱羟、脱羧、脱甲烷等变质作用越来越强，最终褐煤的密度越来越大、颜色越来越深，逐渐演化为烟煤、无烟煤，甚至在极限的情况下会形成石墨。

为何能形成100米高的煤层？

从我国开采的煤矿厚度来看，近一半的矿藏都高于10米，仅有个别的大型煤矿，其深度能达到100米以上。刚才提到了，煤层的厚度值影响因素有多个方面，既与埋入地下的植物数量、植物覆盖程度有关，也与包裹煤层的岩石性质有关，，也与水流冲击的强度、沉积环境的稳定性密切相关。

当成煤前的植物规模达到一定程度以后，在一定的地质运动加持下，如果还有着较为丰富的水资源且水流冲击速率不是太大，那么所沉积的物质，绝大部分都来源于埋入地下的植物，由水源而带来的泥沙等杂质就较少。随着一代一代植物的生长、枯萎、埋入地下等周期的持续进行，越来越多的代际植物，就这样一层层地堆积在一起，在形成煤矿的两个阶段的环境作用下，通过漫长的分解、沉积、演化，不期沉积形成的煤层，最终聚合在一起，形成超厚的煤矿。

如果从现在的视角来看，我们仍然想象不出这么厚的煤层，得需要多少的植物。而这个过程异常地缓慢，以至于我们甚至都不相信它们是由植物演变而来。实际上，通过科学家们对煤层所处年代的测定，大多数的煤层，都产生于3个主要的地质历史年代，一是晚古生代的石炭纪和二叠纪，二是中生代的侏罗纪，三是新生代的古近纪。

这3个时期，都是地球历史上最为温暖湿润、氧气含量最为充足的阶段，无论是植物的分布范围，还是植物的数量和种类，都是空前且绝后的，巨量的植物资源，为煤炭的形成奠定了坚实且充裕的物质基础。

当有合适的地质条件时，这些植物在地下会发生持续性的成煤反应，如果我们保守一点，假定每年由植物的沉积所形成的煤层，厚度仅有0.005毫米，那么2000万年下来，煤层的总厚度就能达到100米。所以，在植物量非常丰富、成长非常迅速的远古时期，通过1、2千万年的沉积演化，是完全有可能形成上百米的厚煤矿的。

地球史上产生一米厚的烟煤需要多少米厚的植物残骸 形成一米厚的煤层所需要的植物残骸要积累多少年的时间