九米厚的煤层是多高的树木变成的

大家都会说煤炭是由古树木被埋在地下经长期演化而形成的。因为煤矿为层状结构，厚度达3米多。有的煤矿煤层15-25层，累计厚度30多米。哪来的这么多树木被分层埋在一起呢？于是有人进一步解释说，是由于大洪水把树木冲走聚集在一起的。

煤炭是什么时候形成的？科学家们根据煤炭矿床中的地层，用放射性同位素测定地层的地质年代，测定得知这种地层一般为石炭纪的地层，于是判断在石炭纪的地球生长着茂盛的森林，结果才有煤炭的形成。石炭纪距离现在已经30亿多年了。

砍伐下来的木头暴露在环境中，由于气候和微生物的作用，很快就会霉烂。埋在土里的木头会演化为煤炭吗？我看是不可能的！深埋在土里、隔绝空气的木头只会演化为木的化石，而不是煤炭。

请看2012年2月的报道，在内蒙古贺兰山西北角、内蒙古乌达煤田发现的3亿年前植物庞贝城，展现了大量的植物化石。化石中的树叶树枝清晰可见。而煤炭据说是由树干演化而成的，有树木的年轮。我注意观看不少的煤炭，无论怎么看，总也找不出树干的年轮，还有树干中辐射的线条。而树木的化石，其年轮和辐射的线条则是很明显的。凭这一点，我们就可以怀疑煤炭与树木的演化无关。

埋在深土中隔绝空气的树木，也不可能象书上说的受到高温高压的作用。至少那种高温高压的强度不足以使潮湿的树木碳化。我们知道煤矿在地下并不很深，有的还是露天的，一般几米到1000多米不等。在这个地壳的深度，地温不会超过100℃，地下温度一般是25——30℃。怎么算高温呢？怎么能使木质碳化呢？假设有高温的影响是不成立的。

那么，树木被深埋在地下隔绝空气后，会有什么样的化学变化呢？树木的主要化学成分是纤维素，是碳氢化合物。泥土岩石中则以钙和硅含量较高。硅和碳的外层原子结构是相同的，都是4个价电子。树木中的纤维素，由于长时间的自身发酵分解，碳链断裂，以单个碳原子的二氧化碳释放出来。碳原子流走后留下了的空穴，则有环境中微溶的钙离子，硅酸根离子进来填充。这是一种非常缓慢的化学置换反应的过程。因此树干中的年轮和辐射线条得以有序的保留下来。树干中的碳，要么以碳酸盐的形式留下，要么就流走了，因此是不会以碳氢化合物的形式留下来的。这样，树木在深埋的土中经长时间的演化，将生成硅质木化石，而不是煤炭。

行星和卫星，在绕恒星运行的过程中，不断积聚恒星喷发出来的物质而增长。星体增长到一定的程度，其内部就具有合成化学元素的功能。星体内部合成化学元素的历程是按原子序数的顺序逐个增加的。地球内部在具有合成氢、氦、锂、铍和硼元素后，就进入合成碳元素的历程。由于碳原子的结构是一个稳定性的结构，在进入合成碳元素后，地球内部就会在较长的时间内维持在大量合成碳元素的阶段。这时的地球内部就同时具有合成氢，锂、铍、硼和碳元素的功能。而合成氢和碳的量则是比较大的。地球内部的氢和碳在透出地幔后，进入地球的软流层，温度降至2000摄氏度以下。软流层中的矿物质有的则起着催化剂的作用，从而促进碳和氢合成碳氢化合物，如甲烷、乙烷。软流层的高温，迫使甲烷往地面溢出。地面的温度大大的降低，在当时的地球环境中，地面的温度有可能降低到0摄氏度以下。低温下的甲烷、乙烷则凝聚为液态或膏状软流体渗透出地面。时间长了以后，甲烷、乙烷则聚合为多碳链的碳氢化合物。这种碳氢化合物被以后的土层覆盖，就形成了现在我们见到的煤炭。地球跟随太阳在太空中绕银河中心运行，太阳的运行轨道也有季节性，这样会影响地球内部碳的合成产量，致使地球内部合成的碳氢化合物出现时多时少的间歇性现象。这样就导致碳氢化合物一批一批的出来，又一层一层的被土层覆盖。所以我们现在看到的煤矿是分层结构的。在地球没有合成硫元素的功能时，所生成的煤炭是无硫的煤炭，即无烟煤炭。过了相当长的时间后，地球内部具有合成硫的功能时，所生成是煤炭就含有硫的成分了。

地球中的石墨矿，石油，都是地球内部合成的碳的产物。

煤炭是由地球内部产生的碳形成的，因此推断古地球石炭纪时代有大量茂盛的森林则是错误的。我们不能找到石炭纪时期的植物化石，也证明该推断是错误的。

有没有更强有力的证据证明煤炭是由地球内部合成的而不是树木演化而成的呢？当然有！那就是现在的天文学家们观测到土卫六的表面有大量的沥青状河流和湖泊。同时也观测到土卫六现在还没有任何生命的迹象。这些沥青是从何而来的呢？现在的土卫六，就是32亿前古地球的形象。

煤是古代千百年来植物的遗体，主要的是树木，在地面上堆积而成的极厚的黑色腐植质，由于地壳的不断的变动，埋入了地下，经过长时间的地质作用下，长时间的与空气隔绝，并在高温高压下，再经过一系列的物理化学变化等因素，形成的黑色的可燃的沉积岩，这样就形成了煤。

在地球的历史上，最有利形成煤的地质年代，主要是晚古生代的石碳纪、二叠纪；中生代的侏罗纪；以及新生代的第三纪。

当我们在显微镜观察煤的断面时，我们可以明显的看到树木的年轮线，这就有力的证明了煤炭是由树木演变而来的。

一层层的煤炭，就是一层又一层的树木和植物的不断的堆积，又经过不断的地质的变迁，在不同的年代进入了地下，再经过不断的物理化学作用之下，变成了今天地下一层层煤炭的！

煤是亿万年前大量植物埋在地下慢慢形成的。煤是植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用而转变成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。

在地球的历史上，最有利形成煤的地质年代，主要是晚古生代的石碳纪、二叠纪；中生代的侏罗纪；以及新生代的第三纪。

当我们在显微镜观察煤的断面时，我们可以明显的看到树木的年轮线，这就有力的证明了煤炭是由树木演变而来的。

一层层的煤炭，就是一层又一层的树木和植物的不断的堆积，又经过不断的地质的变迁，在不同的年代进入了地下，再经过不断的物理化学作用之下，变成了今天地下一层层煤炭的！

煤炭的优缺点：

优点：煤炭资源量丰富，且因世界各地都有煤炭矿藏，因此开采及供给皆很稳定，价钱也较石油及天然气便宜。

缺点：煤炭的发热量比石油或天然气小，煤炭在燃烧时，所排放出的二氧化碳量高于石油及天然气。产量有限，是不可再生能源。

昨天看了一个煤炭形成的科普动画片，看到下边好多人评论怀疑这一说法，甚至抨击说是专家在胡说，那今天我就以我所学给大家浅显的释一下疑。首先好多人怀疑的观点主要是，认为现在有的地方发现的煤层很厚甚至几百米上千米，古代哪有这么多植物去堆积这么厚的植物层，那得多长时间，还有有的地方地下煤多难道以前就算是森林覆盖，为什么其他地方就一点没有？

回答这些疑惑之前我先给大家一个概念那就是如果地球形成时间46亿年比作一天24小时的话，煤的形成时间大概在下午几个小时内，人类在地球上诞生存在的时仅相当于接近午夜零点的那最后一秒钟，也就是一眨眼的时间。所以以人类仅有的一秒钟认知时间去怀疑过去几小时内发生在地球上的演变过程绝对是井底之蛙中的井底之蛙。这也就回答了有些网友怀疑的植物堆积的时间问题。

接下来回答网友关于煤层厚度及植物数量的问题，网友提出的几百米煤层的问题是你理解有误，几百米厚的煤层并不是全部是煤，中间必定会夹杂一定层数厚度的岩石层或煤矸石层，只是相对于岩层与煤矸石层的厚度相对几百米总的煤层厚度来说占比相对较小，干过煤矿的人都知道就算几米后的煤层中也会夹杂一层或多层一定厚度的煤矸石，岩层与煤矸石层的存在正好说明了古代植物堆积由于自然和地质变化并不是一个连续的过程，中间或许会有好长时间由于各种变化或被其他泥沙等堆积覆盖形成相应岩层，也就是煤层中的夹矸层。

接下回答网友关于植物数量的问题，煤的形成在地质年代史来说大概在二叠三叠侏罗纪等也就是距今两三亿年到几千万中间的时间。经历了地球上第三次也就是二叠纪生物大灭亡（据考证也与星体撞击地球有关，科学家近些年在南极冰层下发现了直径500公里的陨石坑，比恐龙灭绝的撞击地球的小行星直径大的多），地球上近百分之八十的生物灭亡了，地球又经历了几十万年的沉淀变化，地球气候与之前的干旱炎热变得截燃不同，形成了特别温暖湿润的雨林气候，远古裸子植物迎来了大爆发也就是各种高大的树木，下边是那个时候的树木化石

下图是现今地球上存在的那个气候遗留下来的古老植物树种

你们以前的时候更适合这些物种生长，他们得有多高大，而且之前到处是这样高大的森林。你们可以想象下恐龙生活的时代动物长那么大就知道植物有多高大茂盛了，如果不是那样从食物链的角度讲怎么能满足那样巨大体型动物的存在。

最后煤炭的形成并不是植物简单埋入地下就形成的过程，是植物根茎死亡后腐烂堆积形成腐质层，又海相陆相不断淤积的泥炭化过程深埋地下，又经过各种地质变化火山地震等泥炭在地下被压实经过地温等因素发生了一系列的物理化学变化最终形成了煤炭，这也是一个非常复杂和漫长的过程一两句话根本无法说清楚。

在这一过程中埋入地下早的形成了现在的无烟煤煤种质地坚实，含水分硫分挥发份较少价值高，后来的分别是各种烟煤煤种最年轻的是褐煤煤种，大概在几千万年前形成。

而且在这几亿年的地质作用下有的被埋入地下的煤层又被地质褶皱隆起抬出地面最终风化消失了，有的被埋入更深的地层我们目前还没有探明。近些年关于石油科学界又提出了一种新的非生物质形成学说有待进一步科学探究，但关于煤炭的形成目前科学界还没有任何怀疑学说，虽然几亿年前的地球历史不可能有人真实见过，但地质学家的推断都是有相应的地层表现岩层化石证据，通过同位素的鉴定可以大概推断他们所处的年代，并形成科学的理论学说，并不是某些不学习不读书的评论者随口就可以怀疑的。文中有关叙述不准确的地方，欢迎了解的朋友加以批评指正。

煤炭与我们日常生活密切相关，人们都知道煤炭是由树木形成的，那么，煤炭是由哪些树木形成的呢？

煤是黑色固体矿物，主要成分是碳、氢、氧和氮。煤是由一定地质年代生长的繁茂植物，在不透空气或空气不足的情况下受到地下的高温和高压而变质，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而成。因此可以说，煤就是植物化石。在各地质时期中，以石炭纪（距今约3.5亿年）、二叠纪（距今约2.7亿年）、侏罗纪（距今约1.8亿年）和第三纪（距今约0.7亿年）造煤最多。参加石炭纪造煤的植物主要是沼泽森林的建群种，有高达30～40米的蕨类植物鳞木、印封木、芦木以及窝木、树蕨等，一些早期的裸子植物如种子蕨、科达树也加入这个阵营。

科达树

鳞木

芦木

科达目植物是早石炭纪到晚二叠纪的高大乔木，是主要的造煤植物之一。科达树是高大乔木，树干很直，有的种类有20～30米高，直径也在1米左右，上部分枝很多，形成树冠。根和茎的次生木质部很发达。叶单生，带形或舌形，最长的不过1米，螺旋状排列在枝上，叶脉多在基部分叉。孢子叶穗着生于退化叶的短枝的顶部，单性，雌雄同株或异株，小孢子叶穗都很狭长，分别组成分散的“花序”。花粉粒扁平，风媒传播。种子扁平或具翅。木质坚硬。管胞具多裂的具缘纹孔，孔膜简单，没有形成孔塞。科达目可能是种子蕨的后裔，也有人说是从前裸子植物进化而来的，到二叠纪晚期基本灭绝。银杏植物和松柏类植物是科达目的后裔。在侏罗纪和早白垩纪的时候北半球有大片的松柏森林，遗体堆积，炭化成煤。在我国西北、东北和华北地区侏罗纪—早白垩纪的煤层中，就有大量的松柏类植物的木材遗体。在大致以昆仑、秦岭、大别山一线以北的中国北方地区，早、中侏罗纪含煤地层十分发达，盛产植物化石。经过数十年的研究，该地区早、中侏罗纪植物群的基本面貌已经比较清楚，即以真蕨纲和银杏纲占优势，并有较丰富的楔叶纲、苏铁纲和松柏纲。其中真蕨纲以蚌壳蕨科、紫萁科和大型的枝脉蕨为主，并出现少量双扇蕨科、马通蕨科、合囊蕨科等植物。银杏纲中的Ginkgo，Ginkgoites，Baiera，Phoenicopsis和Czekanowskia等大量出现，并有相当的分异度特点，被认为是主要造煤植物。

新疆准噶尔盆地是重要的煤炭产地，源于天山的玛纳斯河将山体切割成几十米深的巨大沟谷。在距今1.6亿年前的中侏罗纪，这里的气候温暖湿润，地表河湖纵横，蕨类、裸子植物等繁茂生长。在煤田深处常见的是蕨类和裸子植物化石。蕨类化石主要是有节类的新芦木、紫萁科的拉发尔蕨、蚌壳蕨科的锥叶蕨和分类地位不明的枝脉蕨等，现在它们都已经灭绝。裸子植物化石主要是银杏、茨康叶以及松柏类的枝条、球果等。

煤炭是远古植物形成，这一点并没什么疑问，因为在各个地质年代的煤炭层中发现了大量的植物化石，比如我国的华北以及西北与东北地区的早白垩纪煤层中，发现了大量的松柏类植物花化石，另外在大别山、秦岭以及昆仑山以北的煤层中真蕨类与银杏纲植物居多，另有大量的苏铁纲、楔叶纲等中侏罗纪时代的植物！而准噶尔盆地的煤矿也是中侏罗纪时代，与秦岭与昆仑山一带的蕨类植物化石等有相当的雷同！

一、煤炭是怎么形成的？

煤炭一般有高等植物形成的腐殖煤和低等植物的腐泥煤，当然还有两类混合煤与残殖煤等几种，其中腐殖煤的比例是最多的，现有蕴藏量比例超过95%！我们就简单说说腐殖煤的形成！

远古时期的高等植物死亡后，如果堆积在空气不足的沼泽中，将会产生不完全氧化作用，随着不断堆积将完全隔绝空气，随着本身的厌氧细菌的分解，植物开始脱水、去羧基（-COOH），释放出二氧化碳、甲烷等气体以及排出多余水分，使残骸的碳含量相对增高，氢氧成分减少，成为一种凝胶状物，就是俗称的泥煤！

如果此时再次沉积或者因地质运动下沉，这些泥煤会被堆积层压实、失水以及老化硬结形成含碳量高，氢氧含量比较低的褐煤！如果此时沉降更深受到几千甚至几万个大气压，在200℃的高温作用下形成烟煤和无烟煤！

二、石油的形成

从现代石油成因理论来说，一般都普遍支持有机成因，当然也有部分理论支持无机成因，我们来简单了解下两者的差异！

一、有机成因

沉积的生物有机质在生物化学的作用下形成石油的早期中间物质-干酪根，随着地质运动，埋藏加深，干酪根逐步发生催化裂解和热裂解形成原石油！再经过地质作用最终形成具开采意义的油藏！

从有机成因来说，我们的石油将会越来越少！毕竟大自然的积累是有限的，人类无节制的开采使用，终有一天将会将地球上数十亿年积累的太阳能（有机物都来自于光合作用，动物也间接来自太阳能）消耗一空！

2、无机成因

比如化学家门捷列夫就认为油气是无机化合物经复杂地球物理化学作用形成，很有可能来自于地幔的无机成因！如果真是无机成因，那么油气从另一个意义上也许是“无限的”，而且油田分布将会形成新的理论！

有机成因的证据：石油馏分具旋光性，这是生物有机质普遍具有的旋光性！另现代的沉积物都发现有构成类似早期烃类化合物！

无机成因的证据：碳氢沉积物在地球早期即形成，比如在科拉深钻孔底部就发现大量的氢沉积物！并且又发现已经开采过的油田又有油流入，似乎从有机成因上有些难以解释！

不过无论是无机还是有机，有一点倒是大家都统一意见的，即过多的燃烧石油会造成空气污染，无节制的排放将会造成全球温室效应，未来地球气候极端化发展也许指日可待，甚至已经在发生！因此从这点上来看，即使无限时候人类仍然得有限使用，核聚变电站还是得研制，要不然总有一天地球将不适合人类生存！