煤就是植物變的,，當(dāng)然這個植物不只是高大的喬木,，當(dāng)然還可能來自灌木的木本與草本植物，它們吸收大地的養(yǎng)分和水分,，結(jié)合陽光固化了大氣層中的碳,，變成了復(fù)雜的有機(jī)物，最后在漫長的地質(zhì)化學(xué)作用中變成了煤炭,！

植物到底會經(jīng)歷什么樣的過程,，才能變成煤炭？

石油是無機(jī)成因還是有機(jī)成因到現(xiàn)在還在扯皮中,，盡管石油的有機(jī)成因已經(jīng)成為主流說法,，但由于石油和史前有機(jī)物相差實在太大，因此懷疑的人還不在少數(shù),，甚至還包括極少數(shù)科學(xué)家,！

但煤炭的成因很早就形成共識了，道理很簡單,，我們可以在煤炭中發(fā)現(xiàn)煤化的植物化石,，不只是化石,，而是煤化的化石，從這個角度來看,，煤炭就是植物變的,，這個科學(xué)道理連肉眼都可以分辨！成煤的兩個階段：

第一階段是泥炭化階段

這個階段是在常溫與常壓下,，堆積在停滯水體中的植物經(jīng)過腐泥作用或者泥炭化作用,，變成腐泥或者泥炭的階段，這個階段的植物已經(jīng)經(jīng)過分解和化合,，最后才形成泥炭或者腐泥,，此時的泥炭和腐泥含有大量的腐殖酸，和原來的植物成分上已經(jīng)有了很大的不同,！

西伯利亞苔原或者歐洲很多沼澤都有泥炭層，從很久以前起泥炭沼澤附近的居民都知道可以作為燃料使用,，因此很多當(dāng)?shù)鼐用裼袑⒛嗵烤蚧丶耶?dāng)過冬的燃料,！

可做燃料的泥炭

這些泥炭沼澤的PH值很低，所以歐洲沼澤發(fā)現(xiàn)過很多沼澤木乃伊,，比如著名的圖倫男子,！而2020年發(fā)生的北極圈內(nèi)火災(zāi)，也燒到了泥炭層,，這個類似于煤層燃燒的火災(zāi),，可以在地下潛伏燃燒很久，一直到某個時刻露頭重新形成大火,！

泥炭沼澤木乃伊

泥炭層發(fā)生的大火

第二階段是煤化階段

這個階段是泥炭或者腐泥因地質(zhì)變動被深埋時,，由于壓力的作用，經(jīng)過成巖過程轉(zhuǎn)化成褐煤,，當(dāng)溫度和壓力繼續(xù)身高時會轉(zhuǎn)變成煙煤和無煙煤,，這個階段以物理化學(xué)變化為主，這個階段也稱煤化作用,。

褐煤中的植物殘片

泥炭：褐煤﹑煙煤﹑無煙煤﹑超無煙煤

腐泥：腐泥褐煤﹑腐泥煙煤﹑腐泥無煙煤和腐泥超無煙煤

煤炭

其中煤化作用包括成巖和變質(zhì)作用兩個過程,，前者主要以壓力為主，泥炭會在壓力作用下緊實,，會經(jīng)歷脫水,、固結(jié)成為褐煤；后者則主要以溫度為主,，在壓力輔助下,，褐煤轉(zhuǎn)變成煙煤和無煙煤直至超無煙煤，變質(zhì)作用繼續(xù)會形成半石墨和石墨,！

1,、煤炭的成煤作用是一個脫氧脫氫,，芳構(gòu)化秩序化的過程，也是一個富集有機(jī)質(zhì)的沉積巖,，比如在在泥炭和軟褐煤階段主要的生物化學(xué)反應(yīng)是成煤原始物質(zhì)形成腐殖酸,。

2、硬褐煤階段,，已形成的腐殖酸逐漸失去羥基(-OH)和羧基(-COOH)等官能團(tuán),，轉(zhuǎn)變?yōu)楦迟|(zhì)！

3,、低煤化階段煤中的芳環(huán)層很小,，而且是隨機(jī)分布的，是由大量富氫官能團(tuán),、富氧橋以及脂肪族側(cè)鏈支撐和聯(lián)結(jié),；

4、煤化過程中,，芳環(huán)層逐漸脫去羧基(-COOH),、羥基(-OH)、甲氧基(-OCH 3 )以及羰基等官能團(tuán),，同時芳環(huán)層逐步增大,，鏡質(zhì)體反射率也隨之增高，所以煤炭閃閃發(fā)亮就是這個原因

筆者老家就有一處還沒有煤化的褐煤露頭點(diǎn),，原本以為會成為煤礦大肆開采,，結(jié)果經(jīng)過評估后認(rèn)為沒有開采價值，據(jù)說有幾個原因,，首先是煤化不夠,，其次是灰分太高，簡單的說就是夾雜了石頭太多了,！

煤層

植物變成煤炭的比例大概是多少,？也就是多少植物能變成多少煤炭？

煤炭中除了煙煤和無煙煤等區(qū)別外,，灰分比例是煤炭等級的重要指標(biāo),，最好的煤灰分比例很低，可以低至1%,，如果灰分比例高于40%,，那么就無法稱之為煤了，只能叫炭質(zhì)泥巖,，或者高碳泥巖,。

植物狀態(tài)到煤炭狀態(tài)的比例很難評估，不過我們可以從幾個側(cè)面來看看大概是多少交換比：

從燃燒值和密度比例可以做個簡單的比較，標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為2.93×10^7焦/千克,，木材的熱值取1.26×10^7焦/千克,，標(biāo)準(zhǔn)煤是木材的2.33倍，而煤炭的密度差異比較大,，褐煤相對密度小于1.3噸/立方米,，煙煤為1.3～1.4噸/立方米，無煙煤為1.4～1.9噸/立方米,，我們?nèi)≈?.5噸/立方米,，木材密密度跨度從0.35~0.95噸/立方米，我們?nèi)≈?.5噸/立方米

那么兩者總差距大約為7倍,，也就是一立方米煤炭至少需要7立方米木材來轉(zhuǎn)換,，而且還不包括轉(zhuǎn)換過程中的損失，那么從本案中9米厚煤層至少也需要63米厚的木材堆積腐化后才能形成,，看起來是一個好恐怖的數(shù)字不是嗎,？

但其實這并沒有什么，我們在森林中步行時會發(fā)現(xiàn)有一個非常厚的腐殖質(zhì)層,，這一層就是森林中大量的落葉和枯枝等形成,，而煤炭需要從能形成泥炭的地方開始，這些區(qū)域營養(yǎng)豐富,，水分充足，而且時間可以是百萬年的加持,，所以原材料并不是什么大問題,！

煤炭形成后的地質(zhì)運(yùn)動

泥炭沼澤都是水平沉積的，但成煤后的煤層大都是傾斜,，當(dāng)然也不排除水平煤層,，這和成煤后的地質(zhì)運(yùn)動是有關(guān)的，我們知道普通的地面都會因多種因素沉降,，而地球在長期的演化中出現(xiàn)一些變化也是非常正常事情,！

畢竟只有在完全沒有干擾的情況下才會形成水平煤層！