煤炭是什么变成的

煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，

由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩，这就是煤炭的形成过程。

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。

煤炭大部分是由森林、草原等陆地高等植物形成的，在一个长期沉降的大陆盆地中，森林的植物一代又一代地沉积，最后就会在那里堆积形成煤炭，在高温高压的条件下碳化形成沉积岩，即煤炭。因此形成煤炭的条件非常简单：1、该地区地壳是沉降堆积的而不是抬升侵蚀的；2、气候湿润拥有大量植物（森林或草原）。

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。

煤炭的主要化学成分是碳元素，而这种元素又普遍存在于生物界，所以在学术界普遍流行的是煤炭的有机成因学说。这种假说认为，煤炭起源于植物，是由植物演变而来。人们设想，在远古时候，地球表面有一些低洼积水的地区繁殖着大量的植物，植物死后倒入水中，慢慢又被泥沙覆盖，与空气隔绝，经过一系列生物化学变化，植物遗体就变成了泥炭。泥炭是一种燃料，但还不是煤，它由部分分解的植物物质组成。随着泥炭层上覆盖沉积物的逐渐加厚，泥炭层受到高温高压的作用，逐渐被压实脱水，碳质含量也愈来愈多，泥炭变成褐煤，再变成烟煤，最后变成无烟煤。如果温度压力继续增大，无烟煤还会变成石墨，石墨也是一种非金属矿产，但不再是煤了。

研究者们还认为，煤的形成与植物的生长和演化有关。最早的煤层出现在4亿年前，那时在一些宁静浅水海湾中，有低等菌藻植物大量繁殖，遗体经过成煤作用，形成石煤。大规模成煤是从石炭纪开始的，那时陆地面积已经很大，出现了茂密的森林，植物个体也很高大，为成煤提供了物质条件。

不难看出，上述论点与石油的有机成因说如出一辙，这两种矿藏都被认为是由生物界的有机物质转化而来的。既然我们对石油的有机成因说做出了否定性结论，认识到地球上的生物作用不足以形成大规模的矿藏，那么我们就有理由对煤的有机成因说再度提出质疑。

首先，我们对煤炭的形成条件提出质疑。就煤炭的储藏量来看，要形成一定储量和厚度的煤层，需要大量的植物体，仅凭一个或几个生长周期的植物体是不够的，这样就需要死亡植物体有一个堆积过程。然而，从植物生长的地理环境来讲，如果大量死亡植物体一味地堆积起来，势必影响以后植物的生长，这种堆积过程不可能长久维持下去。

煤炭是什么时候形成是不一定的，要看具体位置，储存条件（毕竟沧海桑田嘛）

但是可以肯定，地球上的煤炭都是石炭纪之后形成的，并以石炭纪，二叠纪，侏罗纪，白垩纪，第三纪，相对高温潮湿多雨，从而森林成熟发育为多，其余地质时代少。

其中…

古生代的石炭纪（3.55～2.9亿年前），二叠纪（2.9～2.5亿年前）煤层来源是各类蕨类植物为主，多无烟煤 中生代的侏罗纪（2.05～1.35亿年前），白垩纪（1.35～0.65亿年前）煤层来源是裸子植物为主，多烟煤，褐煤。 新生代第三纪（2300万年前）煤层，多被子植物，以褐煤甚至泥炭为主。

我国98%煤炭来自古生代和中生代的煤炭。