文|江卿曻

编辑|江卿昇

前言

煤炭，这种黑色的矿物，在人类历史中扮演了重要的角色，从工业革命到现代科技，煤炭为人类提供了动力。

然而世界上最大的煤田——阿巴拉契亚煤田，它的储量之丰富、规模之庞大，至今让科学家们着迷。

长达1200公里、厚度可达1000米，这片煤田的资源甚至占全球煤炭储量的1/10。

为什么这片煤田的煤炭可以开采300多年仍未枯竭？其成因是否如许多人猜测的那样与远古植物有关？

阿巴拉契亚煤田的资源奇迹

美国东部，绵延的阿巴拉契亚山脉之下，埋藏着地球馈赠的巨大宝藏，阿巴拉契亚煤田，这片被誉为“工业发动机”的资源之地，横跨九个州，面积高达18万平方公里。

长达1200公里的煤田从宾夕法尼亚州一直延伸到田纳西州，宽度在50到300公里之间不等。

煤田的煤层平均厚度达到500米，最厚的地方甚至突破了1000米——这是任何一个地质学家都无法忽视的惊人数据。

自18世纪中期开始，阿巴拉契亚煤田便开始为美国的工业革命贡献力量，300多年的开采历史并没有让这片煤田显得枯竭，反而是源源不断地供应着能源。

截至目前，这里的煤炭储量仍高达3000亿吨，占全球煤炭储量的十分之一，煤田内90%以上为优质烟煤，燃烧效率高，广泛用于发电、钢铁冶炼和化工生产，为工业发展提供了重要支撑。

值得注意的是，阿巴拉契亚煤田的瓦斯含量极低，这一特性让它成为世界上开采安全性最高的煤田之一。

与其他需要复杂瓦斯治理的煤田不同，这里的煤炭资源部分裸露地表，进一步降低了开采难度。

煤田附近分布着众多工业基地，例如宾夕法尼亚州的匹兹堡，因其发达的钢铁工业而闻名，依赖煤田的能源供给，匹兹堡一度被称为“钢铁之都”。

阿巴拉契亚煤田不仅为美国的工业发展奠定了基础，其能源供应还直接影响着国家经济。

在这里，铁路和公路网络四通八达，运输系统高度发达，使得煤炭能够迅速运往全国乃至出口海外。

西弗吉尼亚州更是以其丰富的煤炭资源著称，成为煤田的主要产煤区之一，每年的煤炭产量在全国总产量中占据重要位置。

然而阿巴拉契亚煤田的神奇之处不止于其资源的丰富和开采的便捷，它的形成过程究竟是怎样的？

为何这片土地能够储存如此庞大的煤炭资源，是简单的地质作用，还是与远古时期的生态环境有着密不可分的联系？

远古植物与煤炭

揭开阿巴拉契亚煤田的形成奥秘，必须回到遥远的地质历史中，科学家们普遍认为，这片煤田的起源可追溯至石炭纪，距今约2.9亿至3.2亿年。

当时的地球，与我们今日所熟悉的模样截然不同，那是一个被茂密森林覆盖的世界，含氧量远高于今天，空气中的氧气浓度甚至高达40%。

在这样的环境下，植物得以迅速生长，高大而繁茂的裸子植物、蕨类植物以及苔藓植物铺满了广袤的大地。

石炭纪时，阿巴拉契亚地区乃低洼的滨海沼泽之所在，其环境堪称煤炭形成的理想之境，为煤炭的孕育创造了绝佳条件。

生长的植物逐渐老化、死亡后沉积在水中，由于沼泽地缺乏充足的氧气，植物残骸没有完全分解，而是堆积形成了厚厚的有机物质层。

随着时间的推移，这些有机物质被沉积物覆盖，逐渐被压缩、埋藏在地下，在这种高压、缺氧的环境中，这些植物残骸开始发生一系列复杂的化学和物理变化。

最初这些植物转化为泥炭，这是煤化过程的第一阶段，泥炭含水量高、燃烧率低，远不能称为“能源”。

随着地壳运动和沉积物的进一步堆积，泥炭被埋藏更深，压力和温度逐渐升高，泥炭中的水分和挥发性成分被挤出，碳含量逐渐提高，形成了褐煤。

褐煤继续受到地质变化的影响，经过更长时间的转化，最终成为高碳含量的烟煤和无烟煤。

阿巴拉契亚煤田的煤层大部分是石炭纪时期形成的烟煤，这种煤炭不仅热值高，且杂质少，是一种优质能源。

科学家们研究发现，这里的煤层厚度之所以惊人，与当时的地质条件和气候变化密不可分。

石炭纪末期，全球气候逐渐干燥，海平面下降，使得滨海沼泽的沉积环境消失，大量植物被永久封存在沉积物中。

阿巴拉契亚煤田的地质构造也为煤炭的形成提供了独特的条件，这里的地层呈波状起伏，煤层与岩层相互叠加，形成了稳定而丰富的储煤区。

与此同时，地质运动为煤田创造了便利的开采条件，一些煤层因地壳抬升而暴露在地表，煤田的瓦斯含量也因为沉积环境的独特性而显著低于其他地区。

关于煤田形成的具体过程，仍然有许多未解之谜，例如为何阿巴拉契亚地区的煤层储量如此惊人，这种独特的地质环境是否与其他因素有关？

更重要的是，全球范围内的其他大型煤田是否与阿巴拉契亚煤田共享相似的起源？

中国的煤田发展

提到全球最大的煤田之一，中国的神府东胜煤田毫无疑问是能源界的一颗明珠。

这片煤田位于内蒙古自治区与陕西省的交界处，总面积达22860平方公里，探明的煤炭储量高达2300亿吨，而总储量预估达到6700亿吨，是我国最大的煤田之一。

作为中国能源的“命脉”，神府东胜煤田不仅储量丰富，而且煤质优良，以无烟煤和烟煤为主，这样的资源不仅支撑着我国的工业发展，还承载着未来能源转型的希望。

神府东胜煤田的优势之一在于它的煤质，煤田中的煤炭具有高热值、低灰分、低硫的特点，是优质动力煤的代表。

这种煤炭不仅燃烧效率高，而且对环境的污染较小，特别适合作为发电和工业燃料，除此之外，煤田中的无烟煤更是生产洗涤煤和焦炭的理想材料，广泛应用于钢铁冶炼和化工领域。

与阿巴拉契亚煤田类似，神府东胜煤田的开采条件也相对优越，煤层埋藏较浅，部分区域的煤炭甚至暴露在地表，开采成本低，技术难度小。

过去，中国一些煤炭资源丰富的地区曾诞生过一批所谓的“煤老板”，他们通过煤炭开采积累了巨额财富，但随之而来的乱采滥挖、资源浪费和环境破坏问题也十分突出。

为此国家近年来加大了对煤炭资源的管理力度，将资源的开采权逐步收归国有，通过统一规划和管理，实现了资源的可持续利用。

在运输方面，神府东胜煤田也占据了得天独厚的优势，京包铁路、包兰铁路和神黄铁路等运输干线贯穿煤田，使煤炭能够迅速运往全国各地。

这种高效的物流体系不仅保障了国内能源供应的稳定，也让神府东胜煤田的煤炭资源走向了世界，为我国的煤炭出口提供了强大支持。

尽管如此，中国的能源结构正在经历深刻的变革，随着可再生能源技术的进步和碳中和目标的提出，煤炭在中国能源供应中的比重正逐步下降。

作为一种不可再生资源，煤炭的作用在未来很长一段时间内仍然无法完全替代，如何在能源转型的过程中更高效、更环保地利用煤炭资源，是全球能源领域面临的共同挑战。

神府东胜煤田的开发模式为这种挑战提供了重要的启示，通过技术创新提高开采效率，减少环境污染，同时逐步优化能源结构，是实现可持续发展的关键。

与阿巴拉契亚煤田相比，神府东胜煤田的管理更加集中，资源利用更加科学，这种发展模式不仅有助于保障国家能源安全，也为全球煤炭资源的合理开发提供了有益的借鉴。

结语

从阿巴拉契亚煤田到神府东胜煤田，这些煤田是地球亿万年演化的产物，是自然给予人类的宝贵资源。

然而煤矿资源终究是有限的，人类在利用它们的同时，更需要反思和创新，优化能源结构、推动清洁能源发展，是实现可持续发展的必经之路。

参考文章

中国煤炭学会《太阳石科普第2期：揭秘煤炭的形成，从植物到能源的神奇转变》的报道

贵州省能源局门户网站2022年5月23日《煤炭的形成原因》的报道

百度百科——《阿巴拉契亚煤田》

百度百科——《东胜煤田》

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