信源：泰田环能，中国煤炭工业协会

自18世纪以来，它一直是人类的主要能源之一，它被称为黑金、工业粮食，广泛应用于发电、工业生产、加热等领域。

经过数亿年的地球变迁，它被埋在地下，最终变成了人类不可缺少的化石能源煤。

阿巴拉契亚煤田位于美利坚，已成为世界上产量最大的煤田，其煤层厚度近公里，延伸数千公里，跨越九个州。

作为世界上最大的煤田，它的来源与植物密切相关，这么大的煤田真的是植物形成的吗？

黑色“精灵”埋在地下

众所周知，煤炭、石油和天然气作为三大化石能源，为人类社会的发展做出了巨大的贡献，煤炭因其相对较低的价格和广泛的储存而被应用于工业、电力和民用领域。

纵观人类的发展历史，学会用火无疑是人类文明前进的里程碑，无论是点火还是续燃，都必须依靠燃料，因此寻找可持续使用的燃料成为人类的迫切需求。

而且对煤炭的形成，科学家们普遍认为是由古代大量植物埋在地下慢慢形成的。

经过复杂的碳化过程，植物的残骸在地下长期受到高温和压力的影响，最终成为可燃矿物。

3亿多年前，地球正处于古代石炭纪，也是植物世界繁荣的代表时期。温暖潮湿的气候和不断扩大的陆地面积使陆地植物不断从滨海地区延伸到陆地，形成大规模的森林和沼泽。

与此同时，石炭纪时期的地壳运动也比较频繁，形成了许多山脉和陆地，不同地区的气候也开始有所不同，这也使得森林中既有高大的树木，又有茂密的灌木。

这些为煤炭的形成奠定了坚实的基础。各种植物在适宜的环境中生长迅速。虽然有些植物会在生长周期过后腐烂，但仍然存在。植物的枝条会沉入被水浸泡的沼泽中。

这些植物很快就沉入了泥浆中。在这种相对封闭的环境中，大量的植物残骸完美地避免了来自外界的风化、细菌和微生物的破坏。

与此同时，大量的植物残骸与氧气隔绝，形成厌氧环境，植物中的氢、氧等成分开始逐渐分解，在压力和高温的作用下，逐年慢慢演变成泥炭。

大量植物形成的泥炭在地层中保存完好，然后经过长时间的成岩作用，褐煤也是一种初级煤炭。经过长时间的高温高压压实，褐煤形成了最终的烟煤。

与褐煤相比，其碳含量增加，氧含量减少，植物酸在分解过程中早已不复存在。形成的烟煤继续变质，其碳含量在变质过程中不断增加，形成了人们经常提到的无烟煤。

温度和压力在整个过程中起着决定性的作用，因为随着地层的加深，地温的升高。

整体变质效果会逐渐加深，而经过高温的时间越长，煤炭的变质程度就越高。

随着地壳的不断运动，埋在地下的水平煤层在运动过程中会出现褶皱和断裂。这时，一些煤层会被埋在更深的地下，而另一些煤层会被挤在地面上，甚至暴露在地面上。

产业发展的“粮食”

化石能源作为分布范围最广、储存量最丰富的化石能源，也是重要的战略资源，不仅广泛应用于钢铁、冶金、电力、化工、居民等生活领域，而且对每个国家的发展也起着重要作用。

在第一次工业革命之前，世界上许多国家都把木炭作为生活或生产的主要燃料。早在13世纪，英国就开始进行小规模的煤炭挖掘。

然而，由于当时社会发展的限制，对煤炭的依赖性不高，当时大多数棕煤被开采出来。燃烧时释放大量黑烟、煤尘和刺鼻气味并不是最佳燃料的首选。

直到16世纪后期，随着人口的增长、土地面积的扩大和手工业的发展，人类对燃料的需求越来越大，单靠木材显然无法满足当时的社会需求。

例如，在18世纪初的英国，为了解决当时能源短缺的煤炭问题，英国开始使用煤炭代替木炭冶铁，以解决当时木材已经成为限购限量的稀缺资源。

与此同时，他们发现烤煤中的杂质会少很多，所以从那以后，煤被炼成了焦炭，这让英国彻底摆脱了对木材能源的依赖，迈出了工业革命的第一步。

因此，在第一次工业革命中，取代传统燃料的新能源煤已经成为人们口中的工业粮食，蒸汽机的发明和使用也是基于焦炭的炼铁生产技术。

煤炭的大规模开发利用不仅激发了工业革命，也加快了人们对电力发展的步伐，煤炭再次成为发电的基本燃料。 , 从而创造了现代工业社会的雏形。

随着煤炭的广泛应用，人们根据其化学和物理指标，将不同的煤分为三类:褐煤、烟煤和无烟煤。当煤层受到不同的温度、压力或埋藏时间时，其变质程度也会有所不同。

其中，褐煤是煤化程度最低的矿产煤，介于泥炭和沥青煤之间的黑棕色、暗淡的低级煤，在空气中容易风化，不易储存和运输，燃烧时对空气造成严重污染。

而烟煤则因燃烧时冒出浓烟而得名，分为长烟煤、气煤、焦煤、贫煤等，这些都可以用来直接炼焦工业生产的焦煤，由于分布稀少，价格较高。

人们常说的无烟煤，自然是因为燃烧时没有烟尘而得名的。它一直是化工、电力、冶金、建材等行业的首选，因为它具有高热量、高热稳定性和高机械强度。

大规模的“工业粮”藏在地下

众所周知，中国是世界上最大的煤炭开采国和消费国，但是世界上最大的煤田是美国著名的山脉阿巴拉契亚，这里的煤田从东北延伸到西南，跨越了九个州。

总长约1250公里，宽约50至300公里，煤层厚度更是千米深，目前已发现含煤的地方面积约为18万平方公里，已发现的煤炭储量高达3107亿吨。

这里的煤层形成时间是几亿年前的石炭纪。此外，这里还有各种各样的煤，如褐煤、炼焦煤、无烟煤等。，其中炼焦煤含量超过90%。

自上个世纪以来，煤炭生产已成为世界上最大的煤炭生产基地，早在1970年前，阿巴拉契亚的煤田产量就已占美国煤炭总产量的70%以上。

虽然后来有所下降，但仍保持在50%至60%之间，年产值超过4亿吨，占美国煤炭总产量的一半。宾夕法尼亚东部矿区仍有美国唯一的无烟煤资源。

阿巴拉契亚煤田开采条件非常优越，不用于其他煤田开采区。这里的沉积物主要来自海陆交互的沉积层，其中含煤层为23至42层，可开采的有12至22层。

这意味着净水平煤层在阿巴拉契亚煤田中的比例极高，煤层离地面不到100米，最浅的地方只有1.7米。煤炭可以在没有太深矿井的情况下挖掘，甚至有些地方可以在露天直接开采。

也就是说，只要在地面上挖一个1.7米的坑，煤就能顺利挖出来，这在世界上所有已知的煤田中都被认为是一个相对较浅的厚度。

这里的平均开采深度只有70米，不仅可以避免地下开采的危险，还可以大大降低开采的时间和成本。而且这里的煤质量很高，几乎都是无烟煤，开采后无需加工即可直接使用。

此外，阿巴拉契亚山的树木茂盛，水蒸气多，雨量充足，使得周边城市的水路交通相对完善，即使是大型船只也能在这里畅通无阻。

煤田周围有许多需要煤炭资源的行业，如炼钢厂和火力发电厂。毫不夸张地说，阿巴拉契亚煤田对美国工业和经济的快速发展起着至关重要的作用。

除了阿巴拉契亚煤田，美国其他31个州仍然有丰富的煤矿资源，但即使他们有如此优秀的煤矿资源，他们也没有像上个世纪那样再次大规模开采阿巴拉契亚煤田。

相反，我们选择从其他国家进口煤炭，因为煤炭是重要的战略资源之一。世界级战争一旦爆发，即使没有国外资源，也能自给自足。

众所周知，煤炭、石油、天然气等不可再生能源一直与国民经济有着千丝万缕的联系。毫不夸张地说，哪个国家拥有更多的能源意味着更多的国际话语权。

同时，深度开采造成的地质灾害和煤炭造成的环境污染也日益突出。在环保因素的考虑下，阿巴拉契亚煤田可能会在不久的将来逐渐成为一个巨大而简单的自然景观。

信息来源

泰田环能 - 能源科普：煤是如何形成的？

中国煤炭工业协会 - 全球主要煤炭生产国的资源分布情况