当然了,是非还是大家评论吧,此人也不是第一次和我这样了,相信了解我的人也知道我的为人,不过我会给你大大的赞,是吧。( 但是好奇的话我可以po下我的态度和某些人的回复的东西)
最后,小安在日本,祝所有支持我的人,也包括不支持我的人,说一声,今年辛苦了,大家新年快乐,明年会更好!
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先简要的回答下,首先煤是怎么形成的,我想这个对于各行各业都是个近乎于常识的问题了,那就是一般来讲,煤炭的主要成分是“很久很久以前”一层一层沉积的植物,经过压力和温度的变化,经过漫长的岁月变质形成的含有大量碳的化石燃料。
但是植物这东西到处都是,为什么山西出来这么多煤。更何况有同学说我去过山西啊,怎么看这个省份和“极其丰富的植物”是没什么关系的啊。
(其实可以在这里补充下,不仅仅是山西,中国的煤炭含量就很高,但是山西在这样的一个国家里居然也是个BUG,当然不仅仅山西是个BUG,整个黄土高原都一样,包括有一个在陕北毫无存在感的城市“榆林”,这个问题会在之后说。)
图 山西
先给大家看下山西在中国的位置,山西在太行山(华北平原黄土高原分界线)以西,吕梁山以东,是个被大山抬起来的“豆腐块”,所以总的来说地理位置就是华北平原以西,黄土高原的一部分。
我们生活的时代,在地质年代上叫做”第四纪“。但是神奇的是,地质年代却并没有第一、第二、第三纪。那么这个名字是怎么来的呢。其实在地质学并不发达的时代,人们认为地球的历史充其量也就几万年而已,学者曾经将地球的年代分为“第一纪——第四纪”。
在科技的一次次革新之后,人们发现我们这个蓝色星球竟然有长达46亿年的历史,我们距离霸王龙的时代竟然比霸王龙距离剑龙的时间还要短,原来的“第一纪”比后面四个纪加起来还要长好多倍。如果把地球的历史比作一年,我们的”文明历史“就是最后一天的最后一个小时的最后几分钟。所以曾经的第一纪——第四纪的说法就太不靠谱了,我们增加了比“纪”更大的概念——代、宙。
直到约5.5亿年前,才进入到我们生活的“宙”——”显生宙“,物种突然大幅度增加,可以说生物终于正式登场在这个星球上,而这个时候距离地球诞生已经过去40多亿年了。
其实纪下面还有更小的说法——“世”,第四纪分为“更新世”、“全新世”。第四纪是个物种爆发的时代,“更新世”时期,“直立人”这个物种开始逐渐走出非洲大陆,不过悲哀的是,一批又一批的直立人都没有成功的抵抗大自然,逐渐的灭绝了,包括我们熟知的“北京猿人”,甚至智商和我们所差无几的“尼安德特人”。终于到了最后,被称为“晚期智人”的我们的祖先,逐渐走出了非洲大陆扩散到世界各个角落,一直到了最后一次冰期结束后的——第四纪“全新世”,才是属于我们文明的时代。
那么我们可以通过这个发现我们所熟悉的一切一切我们自认为久远的历史,和遥远的地质年代比起来,简直可以忽略不计,所以用现代的眼光去看待山西这个地方,肯定是不行的。
我们都知道,这个星球刚刚诞生的时候是极其不稳定的,内部有着大量的衰变放热,外部各种陨石撞击,后来随着大量水的出现,加上大气逐渐稳定,内部逐渐平缓,这个星球才逐渐“冷却”下来,或许也正是这个动荡不安的年代,造成了原始大分子有机物的出现。
而这时候的地球毕竟是个年轻的小伙子,虽然刚收了收心,但是地心内部也是有着热乎啦♂的能量无处释放的,所以大量的热导致地球刚刚形成的“外壳”——“岩石圈”的下部,产生了一个神奇的软软的高压高温地带——软流层,我们现在已知的岩浆大部分都来源于这个软流层,而不是很多人脑补的地心什么的。这个时代,就是前文说的第一个“宙”——冥古宙。
为这个时候的地球,其实并没有什么海洋大陆,只不过比较活跃的地方,就迸发出几个“青春痘”,这时候的地球毕竟是图样,所以青春痘到处都是,此消彼长,就这样,地球其实形成了一个充满孤岛但却没有大陆的一个“麻子”星球,但是毕竟这时候的岩石圈还是很不稳定的,所以就造成了这些孤岛移动碰撞,更新换代,所以无意间,就形成了一些小小的“大陆”。
也就是说在这个时代,就已经是上文第二个宙——太古宙了,一些比较顽固的“孤岛”,就这样因为软流层的活跃,开始就逐渐聚合,形成了非常稳定的一种形态——克拉通(craton)*3,太古宙的这些克拉通又被我们更称为“陆核”,克拉通这个名词非常重要,我们可以说现在的大型大陆,其本质核心都是由一块块“克拉通”拼合而成的,从此“大陆”这个东西就开始登上这个水的星球,地球上出现了越来越多的大型“疙瘩”也就是克拉通,克拉通和克拉通就这样汇聚在一起,然后就分不开了。
太古宙时期,地球发生了第一次巨大的冰期,这也就是——休伦冰期(美国休伦湖发现大量遗迹),因为就像前面说的,美洲大陆算是最古老的大陆之一了。而这次冰期很有可能就是因为大量氧气增加最后导致空气中的甲烷急剧减少,这种温室气体的丢失导致地球迅速制冷,这次冰期也叫作“大氧化事件”,或许正是这次事件,造成了大量的单细胞原核生物开始产生,
在哥伦比亚大陆时期,除了上面说的那哥仨,几个新兴的克拉通加入了进来,那就是——西伯利亚板块,华北板块(华北克拉通),嗯,本文章的主角——山西兄终于可以登场了,因为山西兄其实就是一直属于这个板块的一部分的。
但是哥伦比亚大陆到底长成什么德行,现在地质学家都搞不明白,所以我只放上来几个猜想图,大家看一下就好。
图 哥伦比亚大陆的猜想图,其中绿色的就是现在的美洲大陆雏形(劳伦古陆),橙色的就是西伯利亚板块,而很不显眼的白色区域中,有着NCB(右上角的图里)就是华北模块,SCB就是华南模块,Tarim就是塔里木模块(这时候还在水下)。好的我们来看下现在世界上什么地方曾经属于哥伦比亚超大陆。
图 现在属于元古宙哥伦比亚超大陆的区域
从这个时候我们就发现了,人家北美洲、波罗的海周边的老祖宗“自古以来”就有,澳大利亚虽然碎但是好歹这时候已经是陆地了,而且也快不碎了,人家都一直稳定大大的,唯独只有我们亚洲,这个世界第一大洲,尤其是我们中国,这个世界第三大国,在那个时代简直就是一群碎渣不说,还基本都不在水面上。
图 中国的组成部分 (华北克拉通,华南克拉通,塔里木克拉通,这些大型克拉通里面还有更小的板块)我们似乎发现了,由吕梁山和太行山抬起来的也就是现在的山西,就是个交界的“缝合区域”(中间一堆乱线的地方,按照那个英文翻译的)。
好了回到我们的时光机器,我们现在还在隐生时代的最后一个宙“元古宙”,哥伦比亚大陆这个最早的超级大陆之一,就要挺不住了。
也就是说,我们巨大大大陆,然我们正是壮年的地球很是无语,因为大陆太厚总会集聚很多的“火气”,所以大陆合并虽然是顺其自然的融合,物极必反,大陆分裂也就是地球必然会做出的一个选择,大陆开始被地球所放射出的众多能量拉扯,然后开始分裂,就这样,哥伦比亚大陆随后四分五裂了。
又过了几亿年,一个更新的大陆产生了,这就是公认的“三大超级泛大陆”之一的——罗迪尼亚泛大陆。
我们来看下这个
图 哥伦比亚大陆的分裂(这几个我还是直接用的英文的,放心之后就不用了)
图 几乎都在热带的罗迪尼亚泛大陆的形成,我们看一下,除了上文中的老相好北美(劳伦古陆)、波罗的海板块之外,澳大利亚大陆彻底成了个整体,亚马逊克拉通南非克拉通撒哈拉克拉通逐渐成熟,看到右上角的NorthChina华北克拉通了吧,真是又孤独又细碎,是个处在汪洋大海之中的半岛,现在的秦岭地区、甘肃地区是个很不错的海岸。
人们到现在也不确定这次冰期到底是因为什么产生的,一般来说有太阳轨道说、由于地质运动很剧烈造成火山喷发造成的气体不平衡和灰烬遮挡太阳光说、当然也有喜闻乐见的小行星撞地球说,总之这次冰期来了太迅猛,地球进入——雪球时代。
图 雪球时代想象图
总之,这段时间的混乱的地质运动和气候变化使得我们失去了很多元古宙的地质资料,而不久之后,或者是地球内部大量温室气体(甲烷、二氧化碳等)增加,或者是太阳轨道的变化,总之,长达亿年的雪球地球时代结束。
我们都听说过一个说法,叫做寒武纪物种大爆发,在寒武纪的地质测探中,发现这个时代出现了大量的腔肠动物(举个栗子,水母这种)节肢动物(举个栗子,我们现在的大虾螃蟹就是节肢动物)环节动物(举个栗子,现在的蚯蚓)。
图 寒武纪最有代表性的节肢动物——三叶虫
图 寒武纪之前,一个崭新的泛大陆形成了,那就是大部分位于南半球并且重心位于南极的——潘诺尼西亚泛大陆,这也是继罗迪尼亚泛大陆之后三大超级泛大陆的第二个,但是这个大陆存在时间很短,只有6500万年(其实想想也不短,按我们的历史来说),最终在寒武纪时开始分裂。
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寒武纪的故事就说到这里,下面重点来了,那就是同样在古生代,寒武纪之后的几个纪。
寒武纪、奥陶纪、志留纪——又被我们称为早古生代 泥盆纪、石炭纪、二叠纪——又被我们称为晚古生代
寒武纪之后的时代,我们又可以称之为——大海侵时代。
图 奥陶纪,其实和上图比变化不大,因为这次重心是山西我们主要还是看华北克拉通,板块的剧烈分裂导致地质活动非常之严重,所以华北克拉通可是受到冲击,就像个飘摇的小船一样,隆起后又下沉,不停遭受“海侵”。奥陶纪还有个特性,那就是原始脊椎动物出现,好了我们进入下个阶段——志留纪。
图 志留纪
我们直观的看下此图和上图最大的区别,是不是明显发现没有那么“碎”了。这个时期发生了著名的“加里东运动”,海洋减少,陆地褶皱开始增多。这个时代是个对于整个地球有深远影响的时代,那就是植物首次登陆大陆,由于海洋面积的急剧减少,海洋植物经过变异登陆,第一批英雄——裸蕨类植物正式开始占领大陆,我们的华北地块小可怜也尝到了绿叶的滋养,或许变得没那么孤独了吧。志留纪也标志着早古生代的结束。
下一个时代,是晚古生代的第一个纪——泥盆纪。
图 泥盆纪
图 泥盆纪植物
图 石炭纪的地球
海西运动还在进行,大陆合并速率加快,我们开单华北地块、塔里木地块开始闭合,华北的西北地区开始隆起,现在山西吕梁山地区开始“增生”,本来湿润的气候开始减弱,但是我们看下华北地块自身,华北平原北部也就是现在内蒙大同一带,其实还是温暖的热带海洋。
图 上面那个“孤岛”华北克拉通
图 石炭纪的地球想象图,其实当时在热带的山西地区就应该是这个样子的。
所以石炭纪上演了最早的一次,频繁冰期间冰期更换这样的大戏,这个对山西成煤,是非常重要的一个因素。
寒冷和温暖交替,植物此起彼伏的生长死亡,而海水也随着间冰期上涨下沉,这样一来,陆地上出现了大量的沼泽以及植物沉积物。与此同时,海西运动还在剧烈的造山,华北克拉通的东北部开始塌陷,直接造成了海水大量灌入,这样就又一次直接造成了树木死亡以及沉积。
然而到这里还没有结束山西的产煤过程,毕竟总是这么多洪水,是很不利于沉积出煤的,简单点理解,早就被冲走了。
但是我们发现“石炭纪”果然名不虚传,这个时期提供了大量沉积的植物有机物,所以进入到二叠纪,就是个稳定发展的时期了。
图 二叠纪的变化情况
华北板块由于海西运动越来越剧烈,开始出现抬升,原来湿润的环境开始减弱,海侵还是时不时的来一次,终于到了二叠纪末期,治污减少,漂流到了北边的华北平原被高气压控制,开始变得干燥,也就是说这个时候曾经沉积的一层一层东西开始固定下来,煤炭又一次有了良好稳定的发展时期。
.................................................................到中生代啦........................................................................
图 三叠纪 约2亿年前的世界——盘古大陆
进入中生代,华北克拉通继续隆起,并且开始和塔里木板块、华南板块等等开始拼合,亚洲大陆的雏形开始出现,而这些大陆形成了个闭合的环状,也就是说这个时候的煤炭在地下开始经过压力和热力的效应,开始逐渐成型了。
终于到了大家熟知的侏罗纪了,最后一次大陆分裂开始。
图 侏罗纪 黄色为华北模块,橙色华南模块,红色塔里木模块,绿色西伯利亚模块。
侏罗纪时期植物极其繁盛,由于板块开始分裂,湿润气流进入到各个大陆内部,然后就是我们熟知的,刚拼出来的亚洲板块开始和太平洋板块“冲撞”,这样一来华北地区又开始遭受海侵。
可是山西同学毕竟站在高地,所以受到伤害不大,而且温暖潮湿的气候让整个黄土高原又开始植被丰富,生机盎然。
也就是在山西西部,我在开头说到的陕北榆林,它的煤矿大多就来自这个时候,大量的树木在这里一代一代沉积,但是毕竟历史并不是太久远,所以也没有山西的“老煤”成色好,拥有很大量的褐煤。
终于!我们到了我们生活的时代,新生代。
......................................................................新生代..........................................................................
图 新生代 古近纪(原来叫早第三纪)的始新世的情况。
好了,我们可以上现在的世界地图了,这个时候,我们的华北模块变得更不一样了。
图 现在的世界(新生代第四纪全新世)
要说,三哥一来寸草不生,本来被西风带控制就容易变得干燥,三哥直接过来搞出个青藏高原,挡住了南边的海洋。
在新生代,由于华北和太平洋还在俯冲,如今中国大陆大部分地区重新受到了近东西向的挤压,华北模块又一次被深刻的触动了。
可是这下,漂流千年的华北平原实在是挺不住了,终于,华北模块的东部彻底的塌陷了下去,并且又一次受到了太平洋无情的海侵。
而断裂的华北盆地,就这样被上游涌过来的滔滔黄河水,再一次造陆,最终大多数沉积厚达七八百米,最厚的河南一带达5000米的泥沙厚度,直到现在,黄河带来的泥沙还在造陆,一直向东延伸。
图 华北平原(曾经的华北盆地)的状况,就是前面描述哦的,比较一目了然了吧。
也就是这样,山西这片土地,就成了华北克拉通上最大的一片宝库,该有原料的时候,人家发生了石炭纪的植物沉积。该闷声发大财“发酵”的时候,山西又被抬高保护,这也就是可以总结山西煤炭的很大成因了。
以上 古生代后的图片来自李江海、姜洪福老师的研究成果。
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