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煤礦形成

成煤作用

煤是近代工業最重要燃料之一,其主要成分為碳和氫、氧和少量的氮、硫或者其他元素。是一百萬年到四十四億年前植物死亡後殘骸分解逐漸形成的,因此稱為化石燃料。形成煤的植物可能生長在沼澤地或河流三角洲。當他們死亡後,殘骸經過細菌腐化分解而轉變,逐漸在沼澤地下形成一厚層物質。在這些年間,這些物質硬化成泥煤。時間消逝,泥煤經期沉積並加上地球的造山運動,使得泥煤層更深埋於地底,礦物聚集一起,經地熱和生化反應之作用,有些轉變沙岩頁岩,增加的頁層重量和其他覆蓋物開始將泥煤轉變成各種等級的煤、沙岩和其他沉積物形成的岩石稱為沉積岩。於煤化過程中,氫、氧含量漸減而碳含量漸增;另外於此過程中同時亦產生甲烷,或移動進入地質圈閉而形成今日之天然氣儲氣層。

煤的形成

煤的形成,第一步先形成棕黑色的褐煤。它是被埋在地下的泥煤沉積物在巨大壓力之下發展而成,壓力則來自上層覆蓋物及地殼的移動。壓力增加時,褐煤變成更硬的次煙煤。在更大的壓力下,次煙煤又變成煙煤,最後變成最硬的無煙煤。無煙煤是最老的煤,褐煤則最年輕。有些無煙煤在40億年前形成有些褐煤在最近100萬年發展而成。煤形成的最大期間約在30億年前石炭紀。當時,沼澤地覆蓋了大部分的地表。高大的羊齒植物和其他橡樹的植物生長在沼澤地區,在其死後成為泥煤的原始物質。

植物結構中兩種最主要的物質纖維素木質都含有碳,氫和氧的高分子化合物,亦為煤的主要成份,儘管纖維素比木質易受細菌破壞,但研究人員仍認為二者在泥炭階段即被分解。在泥炭進行部分分解及掩埋和壓實的緩慢變化過程中,有一明顯的趨勢:氧的百分比逐漸下降;含碳量卻隨之增高;氫的變化則不大,直到最末期才有顯著改變。