你需要了解的關(guān)于煤炭的一切

煤炭是一種非常有價值的化石燃料,已在工業(yè)中使用了數(shù)百年。它由有機成分組成;特別是埋藏在缺氧或非氧化環(huán)境中并經(jīng)過數(shù)百萬年壓縮的植物物質(zhì)。

化石,礦物或巖石

由于它是有機的,煤炭違反了巖石,礦物和化石的正常分類標(biāo)準(zhǔn):

  • 化石是任何保存在巖石中的生命證據(jù)。構(gòu)成煤炭的工廠仍然是"壓力烹飪"數(shù)百萬年。因此,說它們已被保存是不準(zhǔn)確的。
  • 礦物質(zhì)是無機的,天然存在的固體。雖然煤炭是一種天然存在的固體,但它是由有機植物材料組成的。
  • 巖石當(dāng)然是由礦物質(zhì)組成的。

但是,與地質(zhì)學(xué)家交談,他們會告訴你煤是一種有機沉積巖。盡管它在技術(shù)上不符合標(biāo)準(zhǔn),但它看起來像一塊巖石,感覺像一塊巖石,位于(沉積)巖石之間。所以在這種情況下,它是一塊巖石。

地質(zhì)學(xué)不是'不像化學(xué)或物理學(xué)那樣具有堅定一致的規(guī)則。這是一門地球科學(xué);與地球一樣,地質(zhì)學(xué)充滿了"規(guī)則的例外。"

州立法者也反對這個話題:猶他州和西弗吉尼亞州將煤炭列為他們的官方國家?guī)r石,而肯塔基州在1998年將煤炭命名為國家礦物。

煤:有機巖石

煤炭不同于其他類型的巖石,因為它是由有機碳制成的:死亡植物的實際遺骸,而不僅僅是礦化化石。今天,絕大多數(shù)死亡的植物物質(zhì)被火災(zāi)和腐爛消耗,二氧化碳作為氣體返回大氣。換句話說,它被氧化了。然而,煤炭中的碳含量很高由氧化產(chǎn)生并保持化學(xué)還原形式,可用于氧化。

煤地質(zhì)學(xué)家以與其他地質(zhì)學(xué)家研究其他巖石相同的方式研究他們的主題。但煤地質(zhì)學(xué)家并沒有談?wù)摌?gòu)成巖石的礦物(因為沒有,只是一點點有機物),而是將煤的成分稱為macerals。有三組macerals:inertinite,liptinite和vitrinite。為了過分簡化一個復(fù)雜的主題,inertinite通常來自植物組織,來自花粉和樹脂的liptinite,以及來自腐殖質(zhì)或分解植物物質(zhì)的玻璃化物。

其中煤形成

地質(zhì)學(xué)的老話是,現(xiàn)在是過去的關(guān)鍵。今天,我們可以發(fā)現(xiàn)植物物質(zhì)被保存在缺氧的地方:像愛爾蘭這樣的泥炭沼澤或像佛羅里達(dá)州埃弗格拉德斯這樣的濕地。當(dāng)然,在一些煤床上發(fā)現(xiàn)了化石葉子和木材。因此,地質(zhì)學(xué)家長期以來一直認(rèn)為煤是深埋熱壓造成的泥炭形式。泥炭轉(zhuǎn)化為煤的地質(zhì)過程稱為"聚結(jié)。"

煤床比泥炭沼澤大得多,厚度約為幾十米,遍布世界各地。這說明古代世界在煤炭生產(chǎn)過程中必須有巨大而長壽的缺氧濕地。

煤的地質(zhì)歷史

雖然據(jù)報道,早在元古代(可能20億年)和上新世(200萬年)的巖石中都有煤炭,但世界上絕大多數(shù)煤炭都是在石炭紀(jì)時期鋪設(shè)的,當(dāng)海平面高時,6000萬年(359-299 m.y.a.),高蕨類和獼猴的森林在巨大的熱帶沼澤中生長。

保護(hù)森林的關(guān)鍵是埋葬森林。我們可以從包圍著它的巖石中說出發(fā)生了什么e煤床:頂部有石灰?guī)r和頁巖,鋪設(shè)在淺海,三角洲下鋪設(shè)砂巖。

顯然,海洋的進(jìn)步淹沒了煤沼澤。這使得頁巖和石灰石可以沉積在它們上面。頁巖和石灰石中的化石從淺水生物變?yōu)樯钏锓N,然后又回到淺層。然后,隨著三角洲進(jìn)入淺海,砂巖出現(xiàn),另一個煤床放置在頂部。這種巖石類型的循環(huán)稱為cyclothem。

在石炭紀(jì)的巖石序列中發(fā)生數(shù)百個環(huán)流。只有一個原因可以做到這一點-一系列的冰河年齡提高和降低海平面。當(dāng)然,在那個時期處于南極的地區(qū),巖石記錄顯示了冰川的豐富證據(jù)。

這種情況從未復(fù)發(fā)過,石炭紀(jì)(和下二疊世時期)的聯(lián)盟是這類無可爭議的冠軍。有人認(rèn)為,大約3億年前,一些真菌物種進(jìn)化出消化木材的能力,這是煤炭大時代的結(jié)束,盡管確實存在年輕的煤床。Science中的基因組研究在2012年為該理論提供了更多支持。如果木材在3億年前就不會腐爛,那么也許并不總是需要缺氧條件。

煤炭等級

煤炭有三種主要類型或等級。首先,將沼澤泥炭擠壓并加熱形成棕色軟煤,稱為木質(zhì)素。在此過程中,材料釋放碳?xì)浠衔?,碳?xì)浠衔镞w移并最終成為石油。隨著更多的熱量和壓力,木質(zhì)素釋放更多的碳?xì)浠衔?,成為更高等級?strong>煙煤。煙煤黑色,堅硬,外觀通常暗淡至有光澤。更高的熱和壓力產(chǎn)量蒽石,高點煤炭t級。在此過程中,煤炭釋放甲烷或天然氣。**病是一種光澤堅硬的黑色石頭,幾乎是純碳,燃燒時熱量很大,煙霧很少。

如果煤受到更多的熱量和壓力,它會變成變質(zhì)巖,因為浸漬物最終結(jié)晶成真正的礦物石墨。這種光滑的礦物質(zhì)仍然灼傷,但它作為潤滑劑,鉛筆成分和其他作用更有用。深埋碳的命運更有價值,在地幔中發(fā)現(xiàn)的條件下,碳轉(zhuǎn)化為新的結(jié)晶形式:金剛石。然而,煤炭可能在進(jìn)入地幔之前很久就會氧化,所以只有超級人才能做到這一點。

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