煤炭是人們非常熟悉的礦物之一,與我們的日常生活密切相關。只是很少有人想過煤炭是如何形成的?,F(xiàn)在跟著甘肅地質博物館宣教部主任丁峰真正了解煤炭。
藏在地下的“樹墓”
很久以前,地球上的氣候非常溫暖潮濕,對植物的生長非常有利。那時,地球表面除了海洋、高寒地區(qū)和沙漠地區(qū)外,基本上被茂密的森林覆蓋。特別是在平原環(huán)境發(fā)達的沼澤地,植物的生命力非常旺盛。在水源、養(yǎng)分等供應充足的環(huán)境下,木本植物的生長速度非??欤诙潭?0年、5年甚至更短的時間內長成枝葉茂盛的挺拔樹木,這就是我們現(xiàn)在看到的煤炭的第一個樣子。(大衛(wèi)亞設)。
當然,那些樹長得很快,同時死亡也很快。受海水入侵、氣候突變和自身遺傳脆弱性的影響,樹木被分批生長、倒下、層層堆積。這樣循環(huán)生長,死亡,層層堆積,被兇猛的洪水運到低凹地帶,巨大的“樹墓”埋在地下。(阿爾伯特愛因斯坦,Northern Exposure,死亡)從這時開始,這些高聳的樹準備改變自己的樣子。也就是說,準備成為煤炭。
地質科學家經過長時間的研究,總結了這些很久以前樹木生長演化的過程:3億年前的古生代、1億年前的中生代、數(shù)千萬年前的新一代、許多復雜的生物化學、地球化學、物理化學、轉化為煤后的植物死亡、積累、埋藏、演化為煤的過程。
神秘的腐泥和泥炭變化過程
腐爛的泥土和泥炭聽起來有些深奧,但死后埋在地下的大樹把自己變成煤的過程。(莎士比亞)。
埋在地下的一群“木槍”的植物尸體由于缺氧細菌、放線菌和真菌的侵蝕,尸體開始消失,其中大部分沉入沼澤的底部,沉入“水中”。在這個漫長的階段,低等植物和浮游植物開始慢慢形成腐泥,高等植物的殘骸變成了泥炭,作用于這種低等植物稱為腐蝕化作用,作用于高等植物稱為泥炭化作用,這是植物造煤的第一步,積累大量泥炭的沼澤稱為泥炭沼澤。
隨著人類的出現(xiàn)和人類文明的不斷發(fā)展,古代煤炭時代的泥炭沼澤不復存在,其中一些被人類發(fā)現(xiàn)后取名為“煤田”,尚未發(fā)現(xiàn)的繼續(xù)睡在地下。
泥炭到煤的再轉化
事實上,泥炭的本質是植物殘體的沉積物,質地柔軟,容易燃燒,是煤化程度最低的煤,同時也是最原始狀態(tài)的煤。自然狀態(tài)下出現(xiàn)的基本面貌大部分是黑棕色和黑色,實際上沒有達到最純的煤炭狀態(tài)。
那么泥炭如何變成純煤呢?
大約幾千萬年前,泥炭沼澤在地球上又一次大規(guī)模發(fā)育,泥煤層上鋪設的沉積物越來越厚,在成巖作用和變質作用的雙重影響下,埋在地下的腐泥和泥炭開始慢慢變成黑色無定形大分子有機膠體3354褐煤。這一變化最突出的特點是碳含量進一步增加。隨著碳化程度的提高,褐煤依次變成了我們今天看到的蜂窩煤、無煙煤、天然焦炭和石墨。
用科學的語言概括這一過程:煤炭是幾百萬年來植物的枝干和根莖,是堆積在地上的非常厚的黑色腐殖質,在地殼運動和波動的影響下不斷埋在地下,長期與空氣隔絕,在高溫高壓下經過一系列復雜的物理化學變化而形成的黑色可燃性沉積巖,這就是煤炭的形成過程。
蘇志燮
人類什么時候開始第一次使用煤炭?
數(shù)據(jù)顯示,人類首次使用煤炭的記錄可以追溯到2000多年前或更早。
中國是世界上第一個使用煤炭的國家。《山海經》中出現(xiàn)了煤炭最快的記錄,其中煤炭被稱為石家。
在我國遼寧省新樂古文化遺址也發(fā)現(xiàn)了大量的正煤制工藝品,這是世界上首次使用煤炭的確鑿證據(jù),也是我國早在6700年前就發(fā)現(xiàn)并開始使用煤炭的歷史證據(jù)。
在我國河南省公意市的考古發(fā)掘中,也發(fā)現(xiàn)了西漢時用煤餅煉鐵的遺址,《漢書地理學》記載著“葉將軍出石頭,可燃性急”。
關于煤的名稱使用,明代李時珍的醫(yī)學著作《本草綱目》中首次使用了煤的名稱。
希臘和古羅馬也是早期使用煤炭的國家,希臘學者泰奧普拉托斯在公元前300年左右寫了《石史》,其中記載了煤炭的性質和產地,古羅馬也在大約2000年前開始用煤加熱。
蘭州晨報/掌上蘭州記者宋衛(wèi)國
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