煤炭的来源

栏目:古籍资讯发布:2023-10-27浏览:4收藏

煤炭的来源,第1张

  你好“易煤网”为您解答煤炭的来源:煤炭推动了工业革命,为工厂和铁路提供电力,为照明提供了煤气,可以加工成冶炼钢铁的还原剂,同时还可以作为药物、染料和其他化学物质的原材料组成部分,世界上大部分的电力生产来源于煤炭。比其他任何物质,煤炭这种特殊的岩石对于现代社会发展的贡献是首屈一指的。然而,煤炭是否产生于石炭纪一直是一个谜。

  煤炭是怎么形成的呢?地球历史上,大约在距今355亿年到295亿年的这段时期,被地质学家称为石炭纪。那时植物死亡后不容易腐烂,大部分地面被沼泽覆盖,这样植物死后仍或多或少地可以保持完好无损。很多死亡的树受到土壤表层的压力作用以及地球内部地心热的作用,水分逐渐丧失,变成了一种越来越接近纯碳的物质,这种类似纯碳的物质就是现在的煤炭。

  森林是在泥盆纪才出现的,也就是石炭纪之前的地质年代,虽然并不是石炭纪才有的煤炭,但是,石炭纪植被形成煤炭的比例是远远高于其他时期。

  为什么石炭纪植被形成煤炭是最多的?

  沼泽当然起到了一定作用。由于沼泽中缺乏氧气,微生物的活动放慢了树木腐烂的速度。但沼泽并不只在石炭纪存在,为何煤炭在这一时期出现得最多?有一种说法是,当时周围的微生物活动不是很活跃。

  有个假说认为,植物自身的化学变化使树木生长得很高大,使植物坚不可摧,从而阻碍微生物的活动,这个观点很有意思。

  石炭纪的树木都很结实,这是纤维素功劳,这种古老的材料组成链状糖分子,形成植物细胞壁。但真正推动树木的进化是第二种分子的出现,也就是木质素。这是由酚类化合物构成,更不容易让死树腐败。与此同时,森林树木死亡后沼泽地带堆积,其中的一些纤维素已经消失,但是木质素留了下来,成了煤炭。

  这个结果是对真菌进化进行分析得出来的。利用分子时钟,它可以用来衡量的基因变化,表明这种消化酶确实第一次出现在石炭纪时期之后的二叠纪。

  然而,斯坦福大学的凯文博伊斯和他的同事们发表在《美国国家科学院学报》的论文对该假说提出相反的观点,认为石炭纪煤炭资源丰富和沼泽较多是分不开的,而这些都是陆地运动的结果。之所以怀疑,是因为他们对一个北美地层学数据库进行了分析,这个数据库信息很全,从中他们可以发现当时地层植物群中哪种植物是构成煤炭的主要成分。

  石炭纪的树木并不像今天,是何种类型的树生长期跨越了如此长的时间段?博伊斯博士和他的团队认为,煤形成的时间是石松类植物占统治地位的时期。然而石松树干主要由“周皮”这种组织形成,与现代树木树皮的组织相同,木质素含量都很低。在石松类植物出现前后,森林中有很多富含木质素的树种,不过并没有多少最终形成煤炭。

  此外,尽管在北美地区二叠纪岩石含煤量不多,虽说从当时的植物化石中看不出来哪些酶存在于真菌当中,但是可以看出真菌在石炭纪和二叠纪是多种多样也是很活跃的。在博伊斯博士看来,石炭纪煤炭的形成似乎并不是真菌作用的结果,进化滞后假说是不会起作用的。他们认为石炭纪煤层是大陆漂移的结果。

  石炭纪大陆的漂移导致山脉和盆地的形成。博伊斯博士表示,局部沉降导致洪水定期泛滥,使沉积物被埋藏在沼泽中,避免受到微生物的侵蚀。

  局部沉降发生在石炭纪已不是新闻。19世纪的地质学家已经得出结论,尽管他们对大陆漂移一无所知,但先前关于植物进化之后的解释往往专注于生物学。博伊斯博士认为,实际的原因是地质作用。由于沉降作用,煤炭不会被腐蚀,直到今天。

  在二叠纪时期,大陆运动停止了一段时间,世界上所有的陆地都聚集在一起,形成了单一的超级大陆,叫做泛大陆。这不仅是陆地下沉停滞,同时还使气候干燥,这意味着沼泽会更少,所以那时煤炭形成得很少,直到白垩纪,泛大陆再次分解后,煤炭又逐步形成,一直保存下来。

  根据博伊斯博士的假说,煤炭大量形成的时代是白垩纪和随后的新生代时期。如果他的假设是正确的,那么推动工业革命的力量就是大陆漂移——没有大陆漂移就没有煤炭的形成。

煤在我国古时有石炭、乌薪、黑金、樵石、燃石和矿炭等别名。我国是世界上煤藏量最丰富的国家之一。我国使用煤的历史悠久,为世界上任何国家所不及。早在新石器时代晚期,我们的祖先已用煤炭雕刻成圆环和动物形状的艺术品。在公元前200年左右的西汉,已用煤炭做燃料来冶铁。这比欧洲要早约1700年。有史料记载,最迟在东汉末年,煤炭已是家用燃料了。到北宋时代,陕西、山西、河南、山东、河北等省,已大量开采煤炭,作为冶铁原料和家用燃料。——常识科技篇。

  关于最早发现煤炭的时间,明朝人陆深曾提出女娲氏“炼石补天”的传说与煤炭的发现有联系,顾炎武也赞同此说。这是从神话传说作出的推断,当然无法证实,但人类在最初发现和使用火的过程中,对煤炭有所认识也不是不可能的。“譬如大同煤田侏罗纪煤层最早在第四纪早更新世,即距今约二百万年前就开始自燃,仅在雁崖三号和11号煤层古火区就已烧掉了大约2000万吨煤,燃烧特征十分明显。”我们古老的祖先很可能从煤炭的自燃中得到一些启示。至于山西地区煤炭的最早记载,见于春秋末战国初的《山海经》,其《北山经》云:“孟门之山,其上多苍玉,多金,其下多黄玉,多涅石。”“贲门之山,其上多苍玉,其下多黄垩,多涅石。”这“涅石”就是古代对煤炭的称呼,而“孟门之山”,据考为今河东煤田南部的吉县山区,“贲门之山”为泛指太行山地区。由这则记载可以得知,早在春秋战国之际,人们对山西地区的煤炭就有了了解,而其最初发现的年代还要比见于记载的时间早得多。

  煤炭发现之后,首先用于生活方面,《北史·王劭传》记载,王劭在作晋阳县令时,曾说“今温酒及炙肉用石炭火”;日本僧人圆仁法师于唐开成五年( 804年)前往长安途中,也看到了太原附近普遍用煤烧饭的情形,“出城西行三四里,到石山名为晋山,遍地有石炭,近远诸州人,尽求而燃,料理饭食,极有火势。”此外,煤还被用作治疗一种疮的药物,有的地方还用煤来写字、作画,故又称煤为“石墨”。

  煤炭具有热力高和燃烧时间长的特点,比木炭更适应于金属冶炼,随着冶铁业的发展,煤便被用于冶铁了。1958年在河南省巩县铁生沟汉代冶铁遗址中,曾发现了煤渣、煤块和用煤末掺和粘土、石英砂制成的煤饼,证明当时已使用煤炭制铁。联系汉代桓宽的《盐铁论》中“盐、冶之处大概皆依山川近铁炭”的记载,推测富有铁煤矿藏的三晋地区在汉代也已经将煤炭运用于冶铁业中了。由于使用煤炭作燃料,三晋地区的冶铜、冶铁业发展很快,唐朝时太原的铜镜、并州的刀剪,都是驰名全国的精品,每年都要上贡朝廷。宋代时,以无烟煤作燃料和还原剂的方炉治润炼铁法在三晋地区得到广泛运用,更促进了冶铁业的发展,故有“河东铁、炭最盛”(《宋史·食货志》)的说法。 随着采煤业的迅速发展,煤炭的利润也更为可观,宋王朝遂对煤炭实行官卖制度,在产煤地区设官,掌管煤炭开采和销售,向采煤窑户和卖煤商人课税。由于课税重,“煤利至微,窑户至苦”,一些地方官员也代窑户请求减除煤税,如庆历五年(1045年)陈尧佐任河东路转运使(驻太原府)时,就曾上疏朝廷云:“河东路以地寒民贫,仰石炭为生,奏除其税。”(《宋史·陈尧佐传》)然而,向煤炭业课税的做法一直延续下来,元、明、清政府都把煤炭课税视为国家财政收入的重要来源之一,山西地区则以煤炭蕴藏丰富、开采量大,而在其中占有重要地位。

  山西人民长期以来开采煤炭,用之于生活之中,用之于冶铁、冶铜、烧石灰、烧砖、制陶、酿酒等手工业生产,还从煤中提炼黑矾、硫磺,逐渐地对乌黑的煤炭产生了感情,产生了“旺火”的习俗,“上元之夕,家家烧炭,至夜炼(燃)之达旦,火焰焰然,光气上属,天为之赤”(光绪《平定州志》),这种风俗也叫“塔火”、“棒槌火”,有些地方一直到现在仍旧保留着。在家、金时期,还有一种用煤炭殉葬的习俗,这在洪洞县场堆村金代墓葬遗址和稷山县南宋末期墓葬遗址中都有发现。

  山西地区盐、铁、煤矿藏的开采,不仅给古代人民的生产、生活带来了巨大的影响,满足了生活的需求,促进了生产的进步和社会的发展,而且是封建国家财政收入的重要来源,并被运用到边防和军队的建设中去,因而提高了山西地区在历史上的地位。在社会主义的今天,这些丰富的矿藏又继续为把山西建设成为能源重化工基地,发挥着巨大的作用

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