為何絕大部分煤炭形成於石炭紀？

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或者說，石炭紀的地球環境、生物面貌有何特點，有利於成煤作用？

以我在新疆的工作經驗，以局部的視角科普性質地看看這個問題:

第一，石炭-二疊期是幾大成煤期之一，不算最大。因為石炭-二疊相對於侏羅-白堊和第三紀的煤來說埋深更大，且經歷了更強烈的構造運動。這造成煤層連續性不好，且更大的埋深意味著更強的壓實作用和成煤作用，煤層厚度也會更薄。但這也意味著石炭-二疊的煤品質更好，相對更加無煙。

第二，為什麼石炭-二疊會成煤？首先是因為植物進化登陸了。在泥盆紀，出現了最早的根系化石。植物不再浮在水裡飄來飄去，而是有了固定的能力，這就為植物登陸奠定了強大的基礎。因此，很少有煤層早於泥盆紀。石油有些烴源岩可以早於泥盆紀，因為石油的烴源岩不需要非常高的有機質含量，油田可以從大量附近的含少量有機質的烴源岩汲取油氣；而煤炭如果沉積時原始的有機質不夠只能變成炭質頁岩。其次，石炭-二疊紀出現了中亞造山帶的閉合事件，影響到了歐羅巴克拉通，西伯利亞克拉通，華北克拉通和塔里木克拉通。克拉通就是非常穩定非常巨大的陸塊，漂浮在地幔上。可以認為克拉通往往都是陸地。全球尺度的構造運動會撕裂穩定的克拉通，形成系列盆地，為煤炭的沉積提供有利地形。這其中除了塔里木克拉通由於二疊紀受到地幔柱影響一直在噴火山成了不毛之地以外，其餘三塊上都形成了規模不小的煤田。

小結:石炭-二疊只是幾大成煤期之一。成煤原因是陸生植物開始繁盛，以及古亞洲洋閉合造成的全球尺度構造運動，在克拉通上產生了大量適合成煤的盆地。

知乎傳統，先問是不是，再問為什麼。

1. 是不是絕大多數煤炭形成於石炭紀？答案是否定的，主要的成煤期有三個，石炭二疊紀，侏羅白堊紀，還有就是第三紀。單說石炭紀煤炭佔總數的多少，我覺得在百分之30以下，這個比例應該算不上絕大多數吧。比如全國煤炭儲量最大的省份新疆，主要是侏羅系的煤。第二大的省份內蒙，特大型煤礦基本上是采侏羅白堊紀的煤，當然內蒙石炭二疊紀煤也很多，但很多埋深太大。華北的山西山東河南河北是主要是採石炭二疊紀的煤，各省都有例外，比如山西大同朔州侏羅紀煤比例很大，這幾個省份的石炭二疊紀煤中，石炭紀的煤可能不如二疊紀煤多。西南貴州雲南等也會採石炭二疊紀的煤。若放眼全國，石炭紀煤儲量不佔優勢，應該排不了第一。石炭二疊紀煤普遍不是太厚，和第三紀和侏羅白堊紀厚度比有點差，但高變質煤，如無煙煤焦煤等大多數是石炭二疊紀的煤。注意，一般講石炭紀和二疊紀的煤一塊說，沉積上是連續的往往同時出現，距離上常在幾十米之內，我想題主說的石炭紀煤基本是指石炭二疊紀吧。

2，為什麼主要在這三個成煤期？從兩個方面分析，生物發展進程與生物生長環境，兩個都可歸結為一個問題就是物質來源。眾所周知，煤炭主要是偏陸生植物遺體。這樣問題就分為什麼時期植物生長的多？那就是溫暖濕潤環境，比如熱帶雨林，乾旱沙漠長不了太多植物。上文所述的即是三個溫濕期。其他泥盆紀以來的時期多為乾旱，觀察泥岩的顏色即可明白，紅色多數代表乾旱。另外一個非常重要的因素，所有提前是首先需要陸生植物出現。泥盆紀後植物才開始登陸，因此泥盆紀以前煤炭很少。那麼，泥盆紀以前的溫濕期幹了什麼？生成了灰黑色的泥岩或者灰岩，這些是很多油氣的母質，現在火的頁岩氣，在中國主要是這些。

3. 問題太大，大而不可細，可能上文的每句話都有問題，因此文中多用主要，偏等非絕對辭彙。比如，泥盆紀以前也有煤，如南方的很多石煤，三疊紀也有煤。某個時代主要為乾旱，但可能某個時間段是溫濕的；全球整體為乾旱，但在某個局部小地區氣候為溫濕，是有煤的。所以專業人士往往研究小問題，若論成煤模式，一篇期刊論文只講一個煤田就已經夠大了。若一篇博士論文論一個省的成煤模式，基本也註定了不會有太深入的研究。

4. 科普很難，大眾所提大多數是大問題，一方面個人認為只有真正的專業大牛才做的了科普，科普講究全面性，普通工作者多是提一方觀點吧，從宏觀上把握太難，若是看了幾本專業書或者文章就做科普那太草率了，因為這些都可能是某一家之言，與主流觀點相反，不做研究連數據的真偽都不會分，明白作者的話語都不是一朝一夕的事情。另一方面，越是專業的人士越覺得自己說不清楚，很多只能講個大多數情況，語言多為不確定性辭彙，而這違背了他們的科研思維與素養，讓他們很難受，日常的科研訓練使他們多說確定的具體的事情，不確定的事情不能亂說。此外，專門搞科研的人基本是不看所謂的專業書的，因為專業書講的太多了太大了，錯誤百出，且滯後性太強。第四條與本問題無關，只是針對於最近的科普討論藉此而發。題外話，我不是專門搞成煤作用的，回答中錯誤百出，專業人士批評我照單全收。

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2017年9月8日17時更新：

對事不對人，4中所述的事情，在這個問題中其他答案中有所應驗。大家可以看看答主「鯨魚」對本問題所答，我相信鯨魚是地質專業人士，但我不覺得他是行內人，他的回答看著很專業，表面上能蠱惑人，但其實都有問題：

另外有的問題剛好在評論中有人提到，我在此闡述我的觀點：

「第一，石炭-二疊期是幾大成煤期之一，不算最大。」？請問哪個是最大？它排第幾？可能石炭二疊紀真的是最大的，直接下定義說不是最大的，太傷了。
「因為石炭-二疊相對於侏羅-白堊和第三紀的煤來說埋深更大」。暫不談答非所問的事，當前埋深和沉積時代的早晚的關係沒有這麼簡單。山西分布著大量的埋深為0米的石炭二疊紀煤，那你找找埋深低於0米的侏羅白堊第三紀的煤？現在所採的煤基本都是小於1000米的，用時代來標定埋深太局限。
「且經歷了更強烈的構造運動。這造成煤層連續性不好」事實上，大範圍看石炭二疊紀的煤是連續性最好的，可能有斷層錯開，判斷之後還是可以找到，第三系的煤往往是斷陷盆地沉積的，分布範圍很小，過個斷層就沒有了，是徹底沒有了，大範圍來看是一小塊一小塊的。
「且更大的埋深意味著更強的壓實作用和成煤作用，煤層厚度也會更薄」更大埋深和成煤作用會使煤層厚度變小，但這個影響小，本質上還是沉積的時候就不夠厚，泥炭和褐煤之間在厚度上會有比較低的轉化率，但低煤階煤轉化為無煙煤的時候厚度變化很小。我也提到了石炭二疊紀的煤層往往不太厚，這個原因主要是和沉積環境有關，石炭二疊紀的煤主要是海陸過渡相環境，煤的厚度一個必要條件是地殼的穩定沉降，華北石炭二疊紀煤取決於基本是整個板塊大範圍的整體沉降，特點是範圍大，連續性好但厚度不太大，而斷陷盆地容易形成巨厚層的煤，斷陷盆地取決於拉張斷層的活動，範圍小，情況變化多，時間上也短。斷陷盆地很容易形成厚度巨大的沉積物，這個是海陸過渡相不能比的。
「但這也意味著石炭-二疊的煤品質更好，相對更加無煙。」品質和煤的演化程度沒有必然關係，控制品質絕大多數方面和時代是沒有關係，比如灰分、硫分、水分等等，第三系依蘭礦區中煤層煤，特低灰，特低硫，發熱量高，公認的品質好。相對更加無煙，就理解為演化程度高，偏向於無煙煤吧，但首先得說明，正常的石炭二疊紀煤演化到不了無煙煤，現存的無煙煤多是受岩漿作用的影響。另外，這句話很容易誤導，覺得無煙煤就比其他煤好，事實遠非如此，決定煤所謂好中差（體現為的也就是價格）只是供需關係，低煤階煤可以煉製石油，這活無煙煤是幹不了的，若論供需關係最緊張或者說最為稀缺的是焦煤，焦煤的價格要比無煙煤高不少。

由於時間問題，下一段不在逐句評論，挑幾個原則性的問題：

「所有的煤都不可能早於泥盆紀」事實上很多志留系或者更早的煤。
「全球尺度的構造運動會撕裂穩定的克拉通，形成系列盆地，為煤炭的沉積提供有利地形」華北石炭二疊紀的煤就是形成在華北克拉通上面的，沒有所謂的系列盆地，沁水盆地、鄂爾多斯盆地是在煤形成之後的事情，就拿華北來說，大規模的造山造盆運動是開始於印支期，這個時候煤層已經沉積很久了。

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2017年9月8日19點更新：

鯨魚前輩評論了我的回答，讓我學到了很多，也讓我明白了我認識的局限性。思考下各個問題之後，我覺得我倆可能都有自己的局限性，我是對華北地質了解較多，前輩是對新疆地質了解較多，所以我的回答是基於華北煤炭情況的，他的回答是基於新疆煤炭情況的。我把前輩的評論放在回答中，共讀者參閱。

from 鯨魚前輩：「可能我的答案更局限於我在新疆長期的工作經驗。1，這是科普，按照我個人的經驗它不算最大。因為新疆的煤大部分都是中生代的。2，地層學上古生代的地層必然在中生代地層下面，至於現在的埋深是構造運動的結果。舉一兩個反例並不能說古生代的地層和中生代的地層沒有可比性。3，在文中我提到的中亞造山帶範圍內，古生代的煤很少，且因為造山運動支離破碎。反而是中生代的煤層更完整，更容易開採。4，所以我這句話沒錯啊。在同樣的沉積條件下，壓實作用更強當然煤層薄了。5，我說的是一般情況。煤的演化大部分確實受埋深控制。科普性質的回答，我肯定要回教科書答案。當然我歡迎答主提供反例。6，這個屬於我個人知識有限，但是新疆最早的煤確實是泥盆。因為新疆前泥盆的陸相地層幾乎沒有。7，華北東部的中生代構造盆地確實跟構造運動有關。華北之前的古生代海侵事件，目前沒有明確的板塊構造體系下的科學解釋。我只是說，這有可能和石炭-二疊的中亞造山帶活動有關。如果您有更好的解釋，歡迎討論。」

總之：科普不易，大牛才可為之。雖然我在學校里學習研究了很多煤地質情況，但也一葉障目不見泰山，如有誤導，敬請見諒。

看圖說話！以後先查資料再來知乎提問比較合適，自我查證學習是最有效的。

圖來自韓德馨老師的《中國煤岩學》

話說絕大多數肯定不對吧。。。。。
但是石炭二疊這個時期是三大主要成煤期之一是沒錯了。

因為能消化木製素的陸生細菌還沒進化出來！而植物正好在這個時代登陸並拓殖至整個陸地。
大量的死去木頭沒法被分解，碳循環被中截，只能被壓製成煤。
等後來能分解木質素的細菌進化出來，木頭的屍體就存不下來。這時候再要形成煤，需要極為苛刻的地質氣候條件

本科時期學的，已經記不太清楚了
石炭紀時期植物廣泛發育，甚至可以視為植物大繁榮時期，在石炭紀晚期甚至出現高大的喬木。同時，該時期陸地的擴大使得地球表面分布有較大範圍的沼澤，堆積在沼澤中的植物遺體不斷聚集，在還原環境下轉化成煤。

因為它是石炭紀。。。

所以才叫石炭紀嘛

泥多，腐殖質多（做過上古生界的論文，看了一些岩心。。。感覺泥多……海相。。。我瞎說的）