煤炭是什麼時候形成的

時間 2021-06-27 21:06:24

1樓:匿名使用者

石油的原料是生物的屍體,生物的細胞含有脂肪和油脂,脂肪和油脂則是由碳、氫、氧等3種元素組成的。生物遺體沉降於海底或湖底並被淤泥覆蓋之後,氧元素分離,碳和氫則組成碳氫化合物。

我們已經在地球上發現3000種以上的碳氫化合物,石油是由其中350種左右的碳氫化合物形成的,比石油更輕的碳氫化合物則成為天然氣。煤礦與石油的成因很類似,但煤是植物的化石,又是固態。

大量產生碳氫化合物的岩石即稱為「石油源巖」。埋沒於地中的石油源巖受到地熱和壓力的影響,再加上其他多種化學反應之後就產生石油,而石油積存於岩石間隙之間便形成油田。

地殼變動而石油生成

我們最近逐漸瞭解地球內部的變化與石油的生成有十分密切的關係,在描述此種關係之前,讓我們先來了解一下地球內部的狀況。

地球的半徑大約是6400公里,覆蓋地球表面的地殼下方是由岩石形成厚達2900公里的「地慢」,其下方則是由金屬形成的「地核」,並以大約5100公里深處分界,分為「外核」與「核心」。外核主要是由液態金屬鐵組成,核心則主要是固態鐵。 地球表面鋪滿堅硬的「板 塊」,厚度約有100公里,是由向上噴出的「洋脊」產生的,』在 緩緩移動到「海溝」後就沉降於 另一板塊下方。

80年代後期,人們學會捕捉**波傳遞到地球內部時的立體圖,於是發現令人驚訝的地慢活動狀況。高溫又巨型的上升流「超級卷流」由地底湧上後,以蘑菇形態分別存在於夏威夷和非洲大陸正下方。此外,低溫的巨型下降流「冷卷流」則以水滴形態佔據亞洲大陸及南美洲大陸正下方的冷卷流似乎是沉降到地函底部。

我們現在的知道的是,地幔內部落熱對流是以冷卷流向超級卷注移動的形態而形成的。此種運動不僅影響板塊運動,似乎也對整個地球的地質和環境的變化產生很大的影響。

超級卷流是石油製造者?

現在全球生產的石沒之中,有60%是產生了恐龍稱霸地球時期所形成的石油源巖,所形成的「黑色頁岩」則遍佈世界各地。黑色頁岩主要是由未經氧化的藻類等浮游植物遺骸堆積而成。由此可知當時必須有可讓浮游植物繁殖又不會產生氧化的缺氧環境條件,大量的黑色頁岩才會形成。

最近發現,石油源巖在此時代的形成似乎與超級卷流運動的活化可以促使由地下湧出的地幔物質所形成的洋脊體積增大,海面因而上升,使得較低的陸地變成淺海,而淺海則具有可當石油原料的藻類等浮游植物極易繁殖的環境。

淺海地區的藻類等浮游植物因而出現大幅增加和大量死亡的現象,周圍的細菌為分解其殘骸而消耗氧氣,於是出現了缺氧環境。

地球溫暖化也會改變深層海水的流動狀況,由於高緯度地區與低緯度地區海水的溫度高低不同,較低溫但含有豐富氧氣的高緯度地區深層海水會流向低緯度地區海洋。但地球溫暖化的現象減少。氧氣較少的海域因而擴大,無法氧化的浮游植物便逐漸堆積,所留下的大量有機物則形成石油源巖。

生物的演化改變了石油的性質

由於石油的原料是生物的遺骸,因此調查石油的性質便可以得知古老時期的生物演化過程和地球環境歷史。

生命的演化大概有下述的過程。生命是於38億年前誕生,並逐漸地進行演化,到了距今5億5000萬年前的古生代寒武紀時期,爆發性的演化才開始,大約4億4500萬年前,生命也登上了陸地。

4億4000萬年至4億年前時期,石油源巖的主要成分是當時繁茂的浮游植物所形成的耐碳氫化合物。另一方面,羊齒類植物在此時期繁瑣盛於海岸近處,因此以陸上植物為原料的石油源巖也出現了。

2億9000萬年前,廣大的陸地普遍出現由裸子植物組成的森林,併到處形成被沼澤地包圍的湖沼,藻類便在湖沼中開始繁殖。由此也產生了以藻類為原料的新種石油源巖,這也是陸上植物的繁盛促使新性質石油源巖誕生的一例。

9000萬年前時期,被子植物和針葉樹林開始逐漸擴張到高緯度地區和高地,因而出現以陸地木材為原料的石油源巖。另一方面,樹木的樹脂成為輕質**的原料,形成新的石油源巖。針葉樹林的增加竟使得木材取代了藻類,成為石油源巖的主要原料。

最近石油性質的分析技術有長足的進步,我們已逐漸可以取得有關石油原料性質,以及由熱能引起的變化過程等的詳細資料。由此種資料即能進一步瞭解原料生物遺骸逐漸堆積時的環境狀況。

大約1億7000萬年到200萬年前所發生的全球性規模「阿爾卑斯造山運動期」也造出了巨油田,在此時期,分佈於廣大範圍的1億年前前後形成的石油源巖都沒入地中。現有的石油和天然氣有大約3分之2就是此時期形成的。

煤炭的形成原因:

煤炭的形成原因為古代植物的殘骸層層交疊,經過長時間受到細菌的生物作用,以及地殼變動、環境高溫、高壓等因素,使這些物質經煤化作用轉變成煤炭。在煤化的過程中,亦會產生甲烷(天然氣的主要成分),有些逸散至大氣中,部份則被封閉在地殼中,形成儲氣層,這也是採煤工作危險的主因之一。

2樓:匿名使用者

煤炭是千百萬年來植物的枝葉和根莖,在地面上堆積而成的一層極厚的黑色的腐植質,由於地殼的變動不斷地埋入地下,長期與空氣隔絕,並在高溫高壓下,經過一系列複雜的物理化學變化等因素,形成的黑色可然化石,這就是煤炭的形成過程

一座煤礦的煤層厚薄與這地區的地殼下降速度及植物遺骸堆積的多少有關。地殼下降的速度快,植物遺骸堆積得厚,這座煤礦的煤層就厚,反之,地殼下降的速度緩慢,植物遺骸堆積的薄,這座煤礦的煤層就薄。又由於地殼的構造運動使原來水平的煤層發生褶皺和斷裂,有一些煤層埋到地下更深的地方,有的又被排擠到地表,甚至露出地面,比較容易被人們發現。

還有一些煤層相對比較薄,而且面積也不大,所以沒有開採價值,有關煤炭的形成至今尚未找到更新的說法。

煤炭是這樣形成的嗎?有些論述是否應當進一步加以研究和**。一座大的煤礦,煤層很厚,煤質很優,但總的來說它的面積並不算很大。

如果是千百萬年植物的枝葉和根莖自然椎積而成的,它的面積應當是很大的。因為在遠古時期地球上到處都是森林和草原,因此,地下也應當到處有儲存煤炭的痕跡;煤層也不一定很厚,因為植物的枝葉、根莖腐爛變成腐植質,又會被植物吸收,如此反覆,最終被埋入地下時也不會那麼集中,土層與煤層的界限也不會劃分得那麼清楚。

但是,無可否認的事實和依據,煤炭千真萬確是植物的殘骸經過一系統的演變形成的,這是顛簸不破的真理,只要仔細觀察一下煤塊,就可以看到有植物的葉和根莖的痕跡;如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察,就能發現非常清楚的植物組織和構造,而且有時在煤層裡還儲存著像樹幹一類的東西,有的煤層裡還包裹著完整的昆蟲化石。值得**的是它為何形成得如此集中,而且又是那麼如此的優質呢?

記得上小學的時候,我家住在離城不遠的鄉村,每當盛夏雨季來臨時,一場暴雨過後,村子**就會出現一條湍急的「小溪流」,我們許多小朋友就會跑到那裡面去嬉戲,那小溪流也會因暴雨停止時間的延長,而變得越來越小,最後乾涸。但在沒有斷流之前你會發現,很多水流處卻被衝下來的木棍兒、雜草等漂浮物堵塞,形成一個個小的水坎兒。為了能讓水流通暢,我們不時地把那些小水坎扒開,有的時候也會藉此築起一道小溪上的「堤壩」。

既便是現在居住在城裡,一場暴雨過後,街道上很多地方也會出現各種各樣的漂浮物截住了水流,堵塞了下水道口,而且很多漂浮物又被集中地滯留在一個地方的現象。

小巫見大巫,由此我們便可以推斷出煤炭的形成可能與洪水有直接關係。如果沒有洪水那樣強大的力量和搬運的功能,煤炭的形成絕對不會那麼集中,也不會那麼優質。

我們可以設想一下,在千百萬年前的地質歷史期間,由於氣候條件非常適宜,地面上生長著繁茂高大的植物,在海濱和內陸沼澤地帶,也生長著大量的植物,那時的雨量又是相當的充沛,當百年一遇的洪水或海嘯等自然災害降臨時,就會淹沒了草原、淹沒了大片森林,那裡的大小植物就會被連根撥起,漂浮在水面上,植物根鬚上的泥土也會隨之被沖刷得乾乾淨淨,這些帶著鬚根和枝杈的大小樹木及草類植物也會相互攀纏在一起,順流漂浮而下,一旦被衝到淺灘、灣叉就會擱淺,它們就會在那裡安家落戶,並且象篩子一樣把所有的漂浮物篩選在那裡,很快這裡就會形成一道屏障,並且這個地方還會是下次洪水堆積植物殘骸(也會有許多動物的殘骸)的地方。當洪水消退後,這裡就會形成一道逶迤的堆積植物殘骸的丘嶺,再經過長期的地質變化,這座植物殘骸的丘嶺就會逐漸地埋入地下,最後演變成今天的煤礦。

那麼也許有人會問,2023年中國遭受的一場罕見的水災,為何沒有出現這樣的情況呢?我認為,那是因為中國目前的森林覆蓋率很低,而且有森林的地方多在高海拔地區,在平原到處是糧田,幾乎到了沒有什麼森林可淹的境地,只不過是淹沒了一些農田的防護林,並且農田防護林的樹木很稀少,而且樹木的根鬚又十分的發達,抓地抓得十分牢固,短時間的浸泡、衝擊不會造成多大危害。而森林中的樹木就不同了,很多樹木都擠在一起生活,它們為了吸食太陽的能量,拼命地往上長,根鬚並不發達,一旦一處樹木被洪水連根撥起,就會連帶成片的樹木被洪水毀掉,就如同放木排一樣,順流漂浮而下,勢不可擋,最後全部堆積在一個地方。

另外,由於人類對大自然認識的增強,抵禦突發性自然災害的能力不斷提高,興修水利,築起堅固的堤壩,加固江堤、河堤,大大地減緩了凶猛洪水的衝擊力,氾濫的現象少了,甚至乖乖地聽從人類的召喚,並把凶猛的洪水變成了電能、動能、熱能,造福於人類,服務於人類社會。

不僅洪水有搬運動植物這樣的能力,而且潮汐、颱風、海嘯也具備這樣的能力。由於**、火山噴發等因素引起的海嘯,可以使海浪掀起

三、四十米還高,並且在頃刻之間把一個島嶼上的動植物掃蕩一空;把海岸線附近的一切生物全部洗劫。

再者,地球表面上的物質不可能永久的一成不變地等待著地球進行沉降運動的,而且地球表面上的物質是在不斷地迴圈流動著的。因此,「水災說」是使煤炭形成得如此集中、優質,還是有一定的道理的,是有說服力的,也是能夠令人信服的。

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