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浅淡煤炭分布“北多南少”的成因

作者:曾呈进
出处:论文网
时间:2005-08-13
在多年的高中地理教学中,学生常会提出这样一个问题:为什么煤炭分布会出现“北多南少”的分布规律?这个“北多南少”是指:就世界而言,煤炭分布是北半球多,南半球少;就中国而言,则是北方多(尤其华北、西北多),南方少(尤其东南沿海少)。要回答上述问题,应从两方面入手:一是了解成煤的必要条件,二是对地球历史上的主要成煤时期进行分析

一、成煤的必要条件

煤是地质史上的陆生植物在沼泽中大量堆积,并经菌解、煤化等作用形成的产物。煤藏的形成有几个大家熟知的必要条件:温暖湿润的气候,以利于陆生植物的繁茂生长;沼泽所提供的缺氧还原环境;持续下陷的盆地或低地,以便造成植物残骸和无机沉积物的大量堆集等等。还有一个非常重要而往往被忽略的条件,就是植物本身的条件。并不是任何植物都能转化成为煤藏,只有陆生高等植物的大发展,才提供了成煤的前提条件。(低等植物经菌解只能生成腐泥,经煤化作用则形成腐泥煤。而高等植物经菌解则生成泥炭,泥炭经压实脱水等变化又可进一步形成褐煤、烟煤和无烟煤。)

那么,什么时候陆生高等植物才得到大发展的机会呢?我们可以通过地史上的主要成煤期来了解这个问题。

二、地史上的主要成煤期

地质史的早古生代是海洋占优势的时期,这一时期显然还没有陆生植物大发展的条件。早古生代末的加里东运动,使海域缩小,陆地扩大,这才为陆生植物的发展提供了外部条件。但陆生植物从出现、到发展、到繁荣还经历了一个漫长的过程。例如泥盆纪初期,出现了一些最原始的蕨类植物(如裸蕨),可这只是一些生长在低湿地带的纤弱植株,它不可能大量繁衍,当然也不可能成煤。到泥盆纪晚期,出现了一些高大的石松类(蕨类植物的一类)植物,如薄皮木、亚鳞木;而进入石炭纪,蕨类植物的石松类、节蕨类、真蕨类才达到了真正的繁荣,因而造就了地史上第一个重要的成煤时期,“石炭纪”也因此得名。这个蕨类植物的全盛期,一直延续到了二叠纪末。

了解了这一点,我们可以进一步来看看当时世界上大陆的分布。石炭纪和二叠纪时,北半球的几个大陆,包括劳俄大陆(北美和欧洲的联合大陆)、西伯利亚大陆、古中国大陆正处在中纬度地区,当时的气候又温暖潮湿,这就有条件在山前洼地或滨海和内陆的盆地沼泽中形成大面积的煤田。而当时,南方的冈瓦纳古陆却是冰雪晶莹,出现了震旦纪以来规模最大的一次冰川活动,气候严寒,植物生长仅限于靠近赤道的低纬地区,难以形成大规模的煤田。

再看中国的情况。石炭纪和二叠纪早期,我国北方以陆地环境为主,而且气候温暖湿润,因而和世界各地一样也有重要的煤藏形成;但二叠纪中期以后,气候逐渐转为干旱,煤田遂难以形成。而当时我国南方是浅海广布的时期,只有海退间隙在滨海低地形成不多的煤藏,所以南方石炭二叠纪煤田规模小而分散。

地史上第二个重要的成煤期是中生代侏罗纪(有时也包括三叠纪最晚期)。这时,我国晚古生代“南海北陆”的格局已告结束,煤藏主要与合适的气候以及持续下陷的盆地有关。北方的陕甘宁盆地就因具备了这样的条件而形成重要的煤田,其范围还可扩展到现在内蒙古的南部;再加上新疆一些大型盆地的煤田,使我国北方煤藏特别丰富。而当时我国南方的大型盆地如四川盆地,气候偏于干旱,形成了大面积的红色岩层,所以南方中生代煤田也显得较为贫乏。

世界各地三叠纪气候普遍干旱,煤田很少;侏罗纪气候温湿适宜,煤层有广泛分布,但南半球各大陆仍多蒸发岩(如盐矿、石膏矿)、红层和沙漠砂岩发育,说明气候偏于干旱,故煤层的发育比北半球各大陆要少得多。

地质史上的第三纪也是一个世界性聚煤时期,但它的规模和分布已难与上述两个重要的成煤时期相比了。

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