地质史上的三大成煤期分别是古生代的石炭纪和二叠纪,中生代的侏罗纪和白垩纪,以及新生代的第三纪。煤层的形成并非一蹴而就,而是经历了长时间的积累。在这样的积累过程中,形成100多米厚的煤层也并不稀奇。
第一成煤期为石炭纪和二叠纪,当时地壳运动频繁,气候温暖湿润。这种环境为植物的生长提供了得天独厚的条件。石炭纪时期的植物生长茂盛,种类繁多,既有高大的乔木,也有低矮的灌木,植物在土地上广泛分布。到了二叠纪,植物的生长环境变得不如以前舒适,板块间的碰撞和联合也使得植物的繁殖策略发生了改变。二叠纪早期的植物以蕨类为主,如石松、真蕨等,但由于气候的变化,植物开始转向更耐旱的裸子植物。
第二成煤期为侏罗纪和白垩纪,裸子植物仍然占据主导地位。据调查资料显示,我国西北部以及北美地区的煤层大部分是在这一时期形成的。但这一时代的植物再也无法达到石炭纪时期的繁荣状态,因此煤层的体积相较于之前有所减少。
地质史上的最后一个成煤期为第三纪,这一时期的成煤植物以被子植物为主。此时,爬行动物已经悄然退场,哺乳动物成为舞台的主角,我国部分沿海地区的煤层就是在这一时期形成的。
石炭纪的植物繁茂,煤层厚实。由于环境适宜,石炭纪时期的植物生长得非常巨大。例如,泥盆纪时期瘦小的石松,在石炭纪时期能够长成高达40米的树木。如果能够穿越回石炭纪,将会为那繁茂的原始森林所倾倒。可以说,这一时期的植物用它们的体型和覆盖面积证明了自己的存在。全球约50%的煤炭储量就是在这一时期形成的。后来两个成煤期在此基础上继续积累,形成了超厚的煤层。
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