【腐泥】100米以上的厚煤层是如何形成的？远古地球从哪里来那么多植物？

煤炭作为非常重要的自然资源，是冶金、化学等工业的重要原料，在现代工业发展中一直发挥着不可或缺的作用。

中国是世界上煤炭产量最多的国家，也是世界上第一个使用煤炭的国家。1977年沈阳市新乐文化遗址的黄土古代出土了浑身漆黑的工艺品。经过考证，这件工艺品就是用煤制成的，这一发现将煤的使用年限又向前推了几百年。煤炭在《山海经》也有记载，但当时的名称仍然是“石内”。

根据目前发现的煤炭资源，煤炭一般以煤层的形式出现。煤层一般分为4种，1米3厚以下的薄煤层，是我国四川省薄煤层最多的，占我国薄煤层的60%。第二个煤层是中等厚度的煤层，厚度约在1米到3米5之间。第三是厚煤层，开采厚度超过3米5米，超过8米是很厚的煤层。

那么，100多米厚的煤层真的存在吗？

内蒙古有一个凹陷的地层，叫胡和诺尔，其中包含丰富的煤炭资源，从开采的情况可以看出，该煤层横跨地球不同时代，最深处达1600多米，100多米后的煤层真实存在。

如果已经发现的煤的形成年代那么久，煤具体是什么时候形成的？它是如何形成的？

煤炭是不可再生资源，总量有限，主要由碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素组成，根据其组成物质可分为褐煤、型煤、无烟煤、半无烟煤等多种类型。

在古代，植物死亡后，地上，和一层堆积，随着时间的推移，植物逐渐形成泥炭、腐水、沼泽，在微生物的作用下，这些植物都将变成腐泥。不久后，腐烂的泥浆在地质作用下逐渐下沉，深埋在地下。经过多年和复杂的物理和化学变化，逐渐凝固成岩石，煤就这样形成了。

煤炭是地球上储量最多的化石资源，占地球所有化石资源的67%，这是非常庞大的数量。煤是由植物腐败形成的，所以要形成这么多煤，需要的植物数量也很大。但是很久以前地球上有那么多植物吗？

根据煤的组成成分和地球地质年代的分析，可以大致估算出煤的形成年代，主要分为三个成弹期。

第一代耶诞机是古生代的石炭机和二叠纪。石炭纪是植物的大繁荣时期。那时，地球气候温暖湿润，植物有快速增长的趋势，特别是蕨类植物，个子低，几乎占据了整个地球的地面空间，使石炭纪成为蕨类植物的天下。

除了蕨类植物外，一些大乔木也是石炭纪时期的“王族”，灭绝的严酷树木就是这个时期的代表乔木。严酷的树是裸植物的一种，茎很高，叶子一缕。就像丝带一样，现在的银杏树和松柏是严酷树木的“后代”。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure(美国电视剧)，《季节名言》)石炭纪还有一种叫“石松”的乔木，根深叶茂，经常连续生长。根据化石可以推测，石炭纪的石松可以长到40多米。

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二叠纪时期由于地壳运动比较活跃，大陆板块逐渐分离，蕨类植物和高大的乔木逐渐败落，耐旱的裸子植物兴起，此外还有一些松柏类植物出现，植物种类逐渐趋向干旱化。

石炭纪和二叠纪大量植物的出现为煤的形成奠定了基础，这些植物在消亡后经历了成煤作用，变成了如今我们看到的褐煤。褐煤是煤类中最初级的一种煤，这种煤中心有空洞，没有那么紧实和坚硬，所以应该算是一种劣质煤，不能当作真正意义上的煤，但是优质煤都是从褐煤转化而来的。所以石炭纪为煤的形成打下了基础，据统计，这一时期的煤储量约占全世界煤总储量的一半。

第二代成煤期是中生代的侏罗纪和白垩纪，这两个时期裸子植物盛行，二叠纪时期的银杏类和松柏类植物成功留存下来，成为地球上的王者。就拿针叶林来说，这种植物既耐寒又耐旱，生命力极其顽强，在侏罗纪时期十分盛行。成片的针叶林肆意生长，形成了非常茂密的森林。而在近地面，一些蕨类植物又重出江湖，浓密的植被又占据了地球的大部分地区。

白垩纪时期远古大陆完全分裂，每个板块都有不同的气候环境，由此衍生了不同种类的植物。白垩纪早期仍旧是裸子植物和蕨类植物的天下，到了中期，这些裸子植物由于气候的原因逐渐灭绝，像榕树、杨树、桦树、棕榈树这样的被子植物出现，并且类型已经接近现代化植物。

被子植物的出现是地球植物界的一次变革，被子植物可以通过花粉以及种子来传播繁衍，大大增加了植物生长繁殖的速度。

第三代成煤期发生在新生代的第三纪，距今大约6500万年，这一时期“现代生物”出现，被子植物极度繁盛，占据主要地位的是生命力顽强的松柏植物，除此之外还有一些水生藻类植物的出现。这一时期形成的煤主要分布在中国秦岭以北的地区，在这种煤层里还夹杂着油页岩，这是一种非常规的油资源，也是不可再生的。

由此看来，远古时期丰富的植物种类为现代的我们提供了丰富的煤炭资源，但是煤炭对于人类来说到底有什么作用呢？

首先就是燃料，现在的工业生产几乎离不开燃料，发电需要用煤，冶金需要用煤，一些运货的蒸汽火车也需要煤，甚至是我们的取暖也需要用煤，我们冬天所用的暖气就是利用煤的燃烧产生的热气。

其次就是工业用煤，一般是炼焦煤，钢铁行业就需要大量的炼焦煤，我国还是炼焦大国，所需的炼焦煤数量更多。

煤作为一种不可再生的资源，在全球的分布极其不均，而且现在正在面临逐渐枯竭的状况，可是人类的生产生活是离不开煤炭资源的，所以现在急需开发新的能源来代替煤炭，以实现人类的可持续发展。

参考资料：

张超 《华南晚二叠世层序—古地理与聚煤规律研究》 知网 2013.3.28

王鑫 刘仲建 《侏罗纪的花化石与被子植物起源》 知网 2015.12.25

作者：小阿部 审核：sherry 校稿编辑：李子