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煤炭是埋藏在地下的、棕褐色到黑色的矿物。煤炭是个集合名词，它概括了无烟煤、硬煤和褐煤等不同的种类。泥炭是煤炭形成的初级阶段。硬煤从地质学角度看是比较老的（估计有3亿年到4亿年），它深藏地下，因此较硬。褐煤的年龄约为4千万年到6千万年，埋藏较浅，有些在地表下儿米的地方就能发现。硬煤约在深1200米的采煤工作面上开采，然后向地面提升。开采褐煤时，首先将表土除掉，然后便可直接挖掘（露天开采）。此外，硬煤与褐煤的组成也不同。 只要仔细用肉眼观察一下煤块，就可以看到煤炭里有植物的叶和根茎的痕迹。如果把媒切成薄片放到显微镜下观察，就能看到非常清楚的植物组织和造，而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西，有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石到这些都充分说明煤炭的确是植物的残骸经过一系列的演变而形成的。 在地质史上，最有利于成煤的地质年代是晚古生代的石炭纪和二叠纪、中生代的侏罗纪以及新生代的第三纪。因为在这三个时期内，地球上的气候温暖潮湿，地球表面长满了高大的绿色梢物。几乎所有的植物遗体都具备成煤条件，都可以转化成煤，但是在不同时期不同类别的植物遗体形成的煤炭有很大的差异，这也是由埋藏深度和埋藏时间不同所决定的。当海洋或河流的水面升高，或是高大植物倒下，植物因为被水覆盖而与氧气隔绝，植物遗体不会很快被分解、腐烂，不断堆积成层，然后经生物化学作用渐渐形成泥炭层力泥炭含有大量的腐殖酸，其性质已与植物有极大的不同，已完成了煤炭形成的第一步。 在远古时代地壳不断运动，泥炭层下沉．被泥沙、岩石等沉积物覆盖，承受着沉重的压力，同时地层加深、地温升高，在高温高压作用下，泥炭层经过物理化学反应，被不断烁实、脱水、肢体老化，其内部结构、性质发生变化，炭的含量增加，氧和腐殖酸的含量逐渐减少，泥炭逐渐变成了褐煤。在整个煤炭形成过程中，温度起着决定性的作用，温度越高，煤炭的变质程度越高。压力也是煤形成过程中的一个重要因素，随着煤炭形成过程中气体的析出，压力的增高，反应速度会减慢，但却能促进煤质物理结构的变化，能够减少变质程度较低煤炭的孔隙率和水分，并且增加了密度。 综合以上观点，我们可以说，煤炭是千百万年前植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐殖质，由于地壳的变动不断地埋人地下，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。 但是，对于上述成因，不少科学家持保留意见，有些论述值得进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿，煤层很厚，煤质很优，但总的来说它的面积并不算很大。如果是干百万年植物的枝叶和根茎自然堆积而成的，它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原，因此，地下也应当到处有储存煤炭的痕迹；煤层也不一定很厚，因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐殖质，又会被植物吸收，如此反复，最终被埋人地下时也不会那么集中，土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。 但是，无可否认的事实和依据证明，煤炭千真万确是植物的残骸经过一系列的演变形成的，这是颠扑不破的真理。只要仔细观察一下煤块，就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹；如果把煤切成薄片放到显微镜下观察，就能发现非常清楚的植物组织和构造，而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西，有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是，它为何形成得如此集中，而且又是那么优质呢？ 由此我们便可以推断出，煤炭的形成可能与洪水有直接关系。我们可以设想一下，在千百万年前的地质历史时期，由于气候条件非常适宜，地面上生长着繁茂高大的植物。在海滨和内陆沼泽地带，也生长着大量的植物。那时的雨量又是相当的充沛，当百年一遇的洪水或海啸等自然灾害降奋时，就会淹没了草原，淹没了大片森林，那里的大小植物就会被连根拔起，漂浮在水面上，植物根须上的泥土也会随之被冲刷得干干净净，这些带着须根和枝权的大小树木及草类植物也会相互攀缠在一起，顺流漂浮而下，一旦被冲到浅滩、湾叉就会搁浅，它们就会在那里安家落户，并且像筛子一样把所有的漂浮物筛选在那里，很快这里就会形成一道屏障，并且这个地方还会是下次洪水堆积植物残骸（也会有许多动物的残骸）的地方。当淇水消退后，这里就会形成一道逶溆的堆积植物残骸的丘陵，再经过长期的地质变化，这座植物残骸的丘陵就会逐渐地埋人地下，最后演变成今天的煤矿。 不仅洪水有搬运动植物这样的能力，而且潮汐、台风、海啸也具备这样的能力。由于地震、火山喷发等因素引起的海啸，可以使海浪掀起三四十米还高，并且在顷刻之间把一个岛屿上的动植物扫荡一空；把海岸线附近的一切生物全部再者，地球表面上的物质不可能永久地一成不变地等待着地球进行沉降运动的，而且地球表面上的物质是在不断地循环流动着的。因此，“水灾说”使煤炭形成得如此集中、优质，还是有一定的道理的。 中国人用煤炭的历史非常悠久，考古学家证明，我国早在汉代就巳普遍用煤作燃料。在河南巩县铁生沟和古柴镇等西汉冶铁遗址都发现了煤饼和煤屑。在《后汉书》中记：“县有葛乡，有石炭二顷，可以爨。”意思是，该县有一处叫葛乡的地方，那里有二顷地的范围生产石炭，它可用来烧饭。可见，当时用煤烧火做饭在民间已经普及。到晋代及十六国时期，采煤炼铁已传到边疆。《水经注·河水篇》记载：“屈茨北二百里有山，人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十六国用。”说明当时用煤来冶炼铁的规模之大。 元代初期，意大利旅行家马可·波罗到中国旅行，从公元1275年5月到内蒙古多伦西北的上都，至公元1292年初离开中国，游历了新疆、甘肃、内蒙古、山西、陕西、四川、云南、山东、浙江、福建和北京。他在各地看到中国人用一种“黑乎乎”的石头烧火做饭，还用来炼铁，感到很新奇，后来还把它带回欧洲。因为欧洲人都是用木炭作燃料的，还不知道这种黑石头为何物。马可·波罗回国后，在1四8年威尼斯和热那亚战争中被俘，在狱中口述了在中国的见闻，由同狱的鲁思梯谦笔录成《马可·波罗游记》，其中专门谈到了中国这种可以炼铁的“黑石头”及其用法。这种“黑石头”就是人人皆知的煤。 欧洲人那时甚至都不知道煤可以作燃料。直到16世纪，欧洲人才开始用煤炼铁。煤有很高的热值，能熔炼熔点很高的铁，欧洲炼铁比中国要晚一千多年，这和不知道煤的作用有很大关系。 |
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