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煤是植物形成的吗?9米厚的煤层,需要多高的树木?

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今年,在英国举行的联合国气候变化大会上,英国坎布里亚郡地方政府批准了耗资1.65亿英镑的西坎布里亚深部煤矿开采计划遭到了英国内外的巨大争议。这将是英国30年以来建设开采的第一个深部煤矿。


地下矿井

由于煤炭在开采的过程中,直接将废气排出,会污染到大气环境和地下水资源。现在越来越多的国家提倡用新能源代替煤炭。让我们一起来深度地了解一下煤炭,18世纪工业革命中的主要能量来源吧。

煤是如何形成的?

煤炭作为一种不可再生的能源,它的形成是需要时间来沉淀的。回顾整个煤炭的地质年代,全球范围内煤的形成主要是在三个阶段。煤炭的形成也见证了陆地上的植物随着时间变迁的过程,因为不同的煤层形成于不同的时期。


煤炭

第一个阶段是古生代的石炭纪和二迭纪,成煤植物主要是袍子植物。主要是包括了藻类植物,菌类植物,地衣植物,苔藓植物和蕨类植物这五大类。它们一般生长在潮湿阴暗的地方。主要的煤种为烟煤和无烟煤。第二个阶段是中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物。主要是以乔木为主,而生成的煤种主要是褐煤和烟煤。到了最后一个阶段是新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤,其次为泥炭,也有部分年轻煤。


袍子植物

在时间的作用下,煤由植物残骸经过复杂化学作用转变而成的。当一批植物死去之后,后一批的植物在前一批的基础上继续生长,然后再死亡。这样周而复始的不断沉积就形成了煤沉积。厚煤层的沉积还需要有外力的作用,当地壳下降的时候,使得这些植物的残骸与空气隔绝之后进行自我的分解。在地层的外力压力下,里面的其他的元素逐渐地消失,最后只留下稳定的碳元素。


煤炭形成过程

在这个复杂的转变过程中,这些植物的残骸先是形成了泥炭层,接着再转化为褐煤、烟煤和无烟煤。

煤炭的开采历史

从人类有记录以来,煤炭就开始扮演了很重要的角色。早在新时期时代,人类就开始使用煤炭作为燃料来生火了。1748年,在美国的维吉尼亚州就开始了商业煤矿的开采。18世纪,随着工业革命的爆发,无论是蒸汽机,炼钢产业都需要用到大量的煤矿,英国的地下采煤技术得到了蓬勃的发展。从此,煤炭的大规模的商业化的开采拉开了序幕。可是那个时候。煤炭的开采多是人工用铲子来挖的。直到1880年,挖煤机器的发明大大地提高了生产力。


工业革命

从18世纪到1950年,西方国家主要是依靠煤炭作为它们的主要工业和运输能源的来源。随着技术的发展和大规模油田的发现,1950年之后,石油的地位慢慢地取代了煤炭的地位。开始作为主要的燃料。到了20世纪末,煤炭更多的是用于工业生产了。

煤层的厚度是由什么因素决定的?

当我们决定是否要开采一个新的煤矿的时候,我们会有很多综合指标。其中,研究煤层的厚度也是一个很重要的因素。相对较薄的煤炭层只有几米。可是那些大型的厚的煤层却能达到几十米甚至是几百米。像是我国辽宁省抚顺第二纪煤盆地,其最大厚度达到了130米,而内蒙古一个褐煤层竟有190米厚。那么这些煤层的厚度是由什么因素决定的呢?


露天煤矿

根据研究发现,那些厚的煤层在形成的过程中,主要是由湖泊和沼泽演变而来的。因为这里的水不会快速地流动,为植物遗骸的层层累积提供了很好的地理条件。尤其是在盆地,在单向沉积的过程中,更容易产生身后的煤层。也就是说,其实煤层的产生过程需要两个作用力。向下的植物残骸的不断累积,向上处于相对静止,有外力的覆盖。只有同时满足了这些天时地利的因素,才能最终地形成我们今天看到的那些大的煤层。


泥炭层

在煤炭的原生变化中,有些属于泥岩堆积的初期,在沼泽内部不均衡的沉降,随着时间,河水对泥炭层不断地冲蚀。除了作用力以外,煤层还会经历后生的变化。越厚的煤层经历得越多。当泥炭层被覆盖后,会受到褶皱,断裂,岩浆浸入,河流冲刷等地质作用,使其最后呈现出层状的走向。


泥炭

在煤层厚度的划分中,通常情况下,在1.3米以下的我们都认为是薄煤层,中煤层的范围为1.3-3.5米,大于3.5米了我们就认为是厚煤层了。所以对于那些几十米上百米的煤层都是属于特厚煤层的范围了。

小结

煤作为一种不可再生的资源,目前我们对它的开发还是处于比较初期的阶段。还有很多的煤矿我们需要更多的时间去探索。随着我们对地球对自然的不断认知,我们越来越能准确地判断关于煤炭的很多信息。这对于我们研究地层地质的变化都有着重要的作用。


煤炭燃烧

当然,煤炭对于环境的破坏也是毋庸置疑的。希望我们的科学家们能够加大对技术的研究,终有一天,我们除了用新能源等代替煤炭以外,在开采煤炭的过程中,运用新的科技技术,将对环境的破坏降到最低。关于煤炭的形成,你了解了吗?

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