煤炭北多南少的成因探析

　　摘 要： 作者針對學生提出的問題，從三個方面對煤炭資源北多南少進行探究，最后提出可持續發展戰略。
　　關鍵詞： 煤炭 北多南少 成因
　　
　　煤炭被人們譽為黑色的金子，工業的食糧，它是十八世紀以來人類世界使用的主要能源之一。在地理教學中，學生常會提出這樣一個問題：為什么煤炭分布會呈現“北多南少”的分布規律？這個“北多南少”是指：就世界而言，煤炭分布是北半球多，南半球少；就中國而言，則是北方多（尤其華北、西北多），南方少（尤其東南沿海少）。要回答上述問題，應從以下三個方面入手。
　　一、煤的形成年代
　　在整個地質年代中，全球范圍內有三個大的成煤期：
　　1.古生代的石炭紀和二疊紀，成煤植物主要是袍子植物。主要煤種為煙煤和無煙煤。
　　2.中生代的株羅紀和白堊紀，成煤植物主要是裸子植物。主要煤種為褐煤和煙煤。
　　3.新生代的第三紀，成煤植物主要是被子植物。主要煤種為褐煤，其次為泥炭，也有部分年輕煙煤。
　　二、煤的形成的必要條件
　　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，由于地殼的變動不斷地埋入地下，長期與空氣隔絕，并在高溫高壓下，經過一系列復雜的物理化學變化，形成的黑色可燃化石，這就是煤炭的形成過程。一座煤礦的煤層厚薄與該地區的地殼下降速度和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，植物遺骸堆積得薄，這座煤礦的煤層就薄。
　　煤藏的形成有幾個必要條件：溫暖濕潤的氣候，以有利于陸生植物的繁茂生長；沼澤所提供的缺氧還原環境；持續下陷的盆地或低地，以便造成植物殘骸和無機沉積物的大量堆集，等等。還有一個非常重要而往往被忽略的條件，就是植物本身的條件。并不是任何植物都能轉化成為煤藏，只有陸生高等植物的大發展，才提供了成煤的前提條件。（低等植物經菌解只能生成腐泥，經煤化作用則形成腐泥煤。而高等植物經菌解則生成泥炭，泥炭經壓實脫水等又可進一步形成褐煤、煙煤和無煙煤。）
　　在千百萬年前的地質歷史期間，由于氣候條件非常適宜，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，就會淹沒草原與大片森林，那里的植物就會被連根撥起，漂浮在水面上，植物根須上的泥土也會隨之被沖刷得干干凈凈，這些帶著須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，一旦被沖到淺灘、灣叉就會擱淺，就會在那里安家落戶，并且像篩子一樣把所有的漂浮物篩選在那里，很快這里就會形成一道屏障，并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。當洪水消退后，這里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逐漸地埋入地下，最后演變成今天的煤礦。
　　那么，什么時候陸生高等植物才得到大發展的機會呢？我們可以通過地質歷史上的主要成煤期來解決這個問題。
　　三、地質歷史上的主要成煤期
　　地質史的早古生代是海洋占優勢的時期，這一時期顯然還沒有陸生植物大發展的條件。早古生代末的加里東運動，使海域縮小，陸地擴大，這才為陸生植物的發展提供了外部條件。但陸生植物從出現、到發展、到繁榮還經歷了一個漫長的過程。例如泥盆紀初期，出現了一些最原始的蕨類植物（如裸蕨），可這只是一些生長在低濕地帶的纖弱植株，不可能大量繁衍，當然也不可能成煤。到泥盆紀晚期，出現了一些高大的石松類（蕨類植物的一類）植物，如薄皮木、亞鱗木；而進入石炭紀，蕨類植物的石松類、節蕨類、真蕨類才達到了真正的繁榮，因而造就了地史上第一個重要的成煤時期，“石炭紀”也因此得名。這個蕨類植物的全盛期，一直延續到了二疊紀末。
　　了解了這一點，我們可以進一步來看看當時世界上大陸的分布。石炭紀和二疊紀時，北半球的幾個大陸，包括勞俄大陸（北美和歐洲的聯合大陸）、西伯利亞大陸、古中國大陸正處在中緯度地區，當時的氣候溫暖潮濕，這就有條件在山前洼地或濱海和內陸的盆地沼澤中形成大面積的煤田。而當時，南半球的岡瓦納古陸卻是冰雪晶瑩，出現了震旦紀以來規模最大的一次冰川活動，氣候嚴寒，植物生長僅限于靠近赤道的低緯地區，難以形成大規模的煤田。
　　再看中國的情況。石炭紀和二疊紀早期，我國北方以陸地環境為主，而且氣候溫暖濕潤，因而和世界各地一樣也有重要的煤藏形成；但二疊紀中期以后，氣候逐漸轉為干旱，煤田遂難以形成。而當時我國南方是淺海廣布的時期，只有海退間隙在濱海低地形成不多的煤藏，所以南方石炭二疊紀煤田規模小而分散。
　　地史上第二個重要的成煤期是中生代侏羅紀（有時也包括三疊紀最晚期）。這時，我國晚古生代“南海北陸”的格局已告結束，煤藏主要與合適的氣候，以及持續下陷的盆地有關。北方的陜甘寧盆地就因具備了這樣的條件而形成重要的煤田，其范圍還可擴展到現在內蒙古的南部；再加上新疆一些大型盆地的煤田，因而我國北方煤藏特別豐富。而當時我國南方的大型盆地如四川盆地，氣候偏于干旱，形成了大面積的紅色巖層，所以南方中生代煤田也顯得較為貧乏。
　　世界各地三疊紀氣候普遍干旱，煤田很少；侏羅紀氣候溫濕適宜，煤層有廣泛分布，但南半球各大陸仍多蒸發巖（如鹽礦、石膏礦）、紅層和沙漠砂巖發育，說明氣候偏于干旱，故煤層的發育比北半球各大陸要少得多。
　　地質史上的第三紀是一個世界性聚煤時期，但它的規模和分布已難與上述兩個重要的成煤時期相比了。