我是誰？我從哪里來？（二）
——煤炭的有機生成與無機生成之爭

文/胡高偉

我是誰？我從哪里來？（二）
——煤炭的有機生成與無機生成之爭

文/胡高偉

中國煤炭博物館是全國唯一的國家級煤炭行業博物館，常年接待中外觀眾10多萬人，經常性舉辦煤炭學術交流活動。在組辦活動的時候，經常會被一些學者問到一個問題，那就是煤炭究竟是有機生成，還是無機生成？按照傳統教科書的說法，在大多數地質學家看來，煤炭是古植物遺體經過生物化學作用和物理化學作用轉變成的沉積有機礦產，是多種高分子化合物和礦物質組成的混合物。煤是億萬年前大量植物埋在地下慢慢形成的。所以，煤炭是有機生成。但在不久前，《石油勘探與開發》雜志副主編王大銳博士經過多年的研究后對石油有機說提出質疑，石油形成的無機假說一經提出一下刺激了對煤炭無機生成的討論。煤炭的有機生成和無機生成再次成為熱議的話題。那么煤炭究竟是誰？煤炭究竟是從哪里來便值得我們一起來探討？

上一期，我們已經了解了一下有機生成理論理論的直接證據，今天就讓我來全面講解一下有機生成理論的間接證據。

一是通過透射電子顯微鏡下的切片分析結果來證明。煤巖學的主要任務就是借助光學顯微鏡及熒光顯微鏡進行煤中有機顯微組分及無機礦物質的鑒定，追溯煤的成煤原始物質、沉積環境以及煤化作用等因素對煤性質的影響。如果把煤切成薄片放到顯微鏡下觀察，就能發現非常清楚的植物組織和構造。從而進一步證明，煤是植物起源的、總是含有一定數量礦物雜質的固體可燃沉積巖，是一種組成比較復雜且物理、化學性質極不均一的有機、無機化合物的混合體。煤的物理、化學性質及宏觀煤巖特征和其顯微結構密切相關，顯微組分(指在光學顯微鏡下能夠辨認的有機成分)是組成煤的最基本單位。

煤巖樣品中絕大多數顯微分需要使用鉆石刀進行超薄切片，透射電子顯微鏡，簡稱透射電鏡，是把經加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，因此可以形成明暗不同的影像。

從古植物學角度定義，煤實際上也是古代植物殘體的聚合體。成煤植物是泥炭堆積成煤的物質基礎；成煤植物的研究可以追溯煤中顯微組分的植物起源，為其植物成因研究提供重要依據；因此成煤植物歷來是煤地質學研究的重要內容之一。在煤中保存較好的植物殘體顯然是成煤植物的直接證據；但當植物殘體保存不完整時，植物殘體細微及超微結構特征的鑒定將十分重要。由于成煤泥炭沼澤發育古地理環境不同，當沼澤還原性較強、有利于菌藻類微生物繁衍時，成煤植物被強烈降解，有機、無機組分及凝膠化組分充填共溶在一起，植物結構被掩蓋。

二是煤中非燃燒物即共伴生礦物的分析結果。煤系地層中不僅僅全部是煤炭，常常發現有數量不等的其他礦物。這些礦物可以從一個側面來佐證煤炭的形成過程。煤中礦物成因一般分為植物成因、陸源碎屑成因及化學或生物化學成因(同生及后生)。按照陸源碎屑成因分析，煤系礦物質是與成煤植物群同時沉積的、由水力和風力搬運到泥炭沼澤中沉積的礦物和巖屑。在煤中含量最高的是黏土礦物，多呈細分散狀、團粒狀及細條帶狀分布。在顯微鏡下觀察，煤的有機顯微組分已無機顯微組分混生，礦物顆粒尺寸多為微米級浸解離析處理后這類礦物仍在顯微組分塊體表面有一定的分布，特別是在植物結構保存較差的殘體表面含量較大。

分析結果認為：在煤的形成的煤化階段的成巖作用時期，在泥炭層中經化學和生物化學作用形成的同生成巖礦物主要有黃鐵礦、菱鐵礦、高嶺石、石英、方解石等礦物，這些礦物與古植物相生相伴幾億年，見證了古植物形成煤炭的整個過程。

（作者單位：中國煤炭博物館）