说到煤炭,很多人都会想到山西,那里是中国煤炭的主要生产地区,产量占到全中国的四分之一。不过亚洲最大、最壮观的露天煤矿坑并不在山西,它在辽宁,是抚顺西露天矿的遗迹,这是世界上最著名的煤矿之一,无论是开采历史,还是出产的矿产,都极具特色。抚顺西露天矿,图源:抚顺市委宣传部
亚洲最大露天煤矿 百米厚煤层足足开采了118年!古代植物咋都埋那了
从1901年开始,抚顺西露天矿进入了工业化开采时代,并在1914年开始露天开采,到2019年6月份闭矿。100多年的持续开采,在抚顺市南部地区留下一个巨大的矿坑,其东西长6.6公里、南北宽2.2公里,总面积约14.52平方公里,是亚洲面积最大的矿坑。另外,该矿坑最深处达到达420米,据信是中国陆地上最低的地方。
西露天矿谷歌地图,图源:岳中琦/科学博客
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抚顺西露天矿是新中国最早接手的煤矿之一,自新中国成立以来,这个矿坑累计为中国产出了2.8亿吨煤矿。
不仅如此,该矿区还盛产各种珍贵矿产,包括铜、锌、铁、金,以及享誉世界的煤精,新中国第一吨煤、第一桶页岩油、第一炉钢、第一包铝等等都来自抚顺西露天矿。
实际上,西露天矿只是抚顺煤田的一个代表,整个抚顺煤矿储量非常惊人,预计达到15亿吨。
而且该煤田是世界罕见的单一特厚煤层,最厚的地方超过百米,平均厚度达55米。
很多人可能会有疑问,为什么古代的植物都埋在那里了呢?
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抚顺煤田是如何形成的?
很多人可能并不清楚,我们使用的大部分——大约90%的煤炭都形成于石炭纪和二叠纪的沉积物(时间大约是3.5亿到2.5亿年前)。之所以煤炭基本都形成于那一亿年间,主要有两个原因:一个是在那个时间段内,地球的气候非常温暖潮湿,很适合植物生长,植物开始大量出现,这为煤炭形成提供了原材料;另外一个是,植物在那个时期开始迅速演化,它们演化出了木质素纤维,这种纤维可以让它们长得更高大,从而让它们更具竞争优势。但是降解木质素的微生物还没有获得相应的“技能包”来处理这些有机质,所以这些植物不容易腐烂,更容易变成煤炭。
△ 石炭纪、二叠纪时期森林的树木倒掉可能很难腐烂
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一些研究人员并不认可第二个因素,因为他们找到了在石炭纪时期,微生物处理木质素的证据。不过,现在通过系统发育分析得出,木质素降解酶确实是在大约2亿年前才在真菌中进化,晚于煤炭大量形成的时间点。换句话说,在石炭纪和二叠纪时期,微生物可能确实可以处理木质素,但效率或许并不高,所以让那些材料得以保存并大量形成煤炭。在真菌得到木质素降解酶之后,树木死亡就会迅速被真菌分解,所以即便地球在此之后也出现过相对温暖的时期,但是煤炭的形成也变得相对罕见。不过,抚顺煤田是为数不多存量巨大的单一特厚煤层,同时又不是来自石炭纪和二叠纪。
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根据抚顺煤矿博物馆的介绍,抚顺煤田形成于大约5000万年,是非常新的煤炭。当时的抚顺地区充满了湖泊和沼泽,出于某些原因,藻类植物在这些区域严重过剩,它们死亡后便在水下沉积起来。在石炭纪之后,形成煤炭的“植物原材料”被水覆盖是非常必要的,因为一旦被水覆盖,缺氧的环境下这些“原材料”就更难被微生物分解。随着时间推移,水中的藻类沉积物逐渐被其它沉积物覆盖,最后在地热,以及巨大压力下,最终变成厚厚的煤炭层。
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当聊到煤炭、石油的形成时,许多人会想到怎么会有那么多植物被埋在同一个地方——我经常在网上看到这样的质疑。我想他们应该是缺少时间观念,形成煤炭和石油的沉积物经常是以千万年为单位的。有些海边的贝壳几年的时间就能堆积出几十厘米的厚度,数千万年让某些植物沉积出个几十米厚的煤层不足为奇。简单了解了抚顺煤田的形成之后,我觉得有必要再说下这个煤炭坑的历史!
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抚顺煤炭的发现
中国是世界上最早开采并使用煤炭的国家,早在2600年前的春秋战国时期,就已经有了煤炭开采和使用记录了。抚顺城兴建于明朝,明成祖朱棣口谕“抚绥边疆,顺导夷民”,这是“抚顺”二字的由来,但是抚顺发现煤炭的历史远比建城时间要久远得多。根据沈阳新乐遗址出土的抚顺煤精工艺品推断,早在7000年前,抚顺地区的人们就已经开始挖掘抚顺的煤炭资源了。煤精又被称为煤玉,它和我们理解的常规煤不同,相较于普通煤炭,它黝黑发亮,坚韧,适合作为宝石,用于制作工艺品,不好用于燃烧(会有难闻气味)。
△ 煤精艺术品
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煤精在煤炭层中很罕见,7000年前的古人已在雕刻煤精,或许也意味着他们已经在开采和使用抚顺的煤炭资源了,只是受限于工具,没法规模化。到了汉代,中国古人的开采工具得到了升级,煤炭的使用场景也变多了,烧饭、取暖都会用到,所以抚顺开始进入规模化的煤炭开采。可以说,从汉代开始抚顺地区煤炭资源就已经开始被持续开采了,但很明显,依然受限于工具和技术,累计开采的量非常有限。直到清朝,由于清朝发家于抚顺一带,他们把抚顺划入所谓的“龙兴圣地”,认为开采煤炭会断了“龙脉”,所以封禁了煤炭开采。1901年清末时期,由于清政府财政亏空,抚顺的煤炭的开采才再次被启动,但是很快就迎来其它国家抢夺。
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先是被迫引入俄罗斯资本,之后在1905年,日本战胜俄罗斯,并占领了抚顺煤矿区,从此之后,抚顺煤矿被日本长时间霸占开采。日本采用当时最先进的技术进行开采,西露天矿则从那时开始逐渐成型。据信,在日本开采抚顺煤矿的40余年间,超过2亿吨煤炭被掠夺,超过25万名中国矿工死亡。新中国成立之后,抚顺煤矿重新回到中国人的手中,不过由于开采技术较为落后,也没有进行边开发边回填,于是变成了今天夸张的矿坑。
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最后
现在西露天矿已经从开发转变成治理了,由于它非常出名——被誉为人类工业文明一大奇迹,所以那里现在发展成了一个国家3A级旅游景区,并成立了一个博物馆向游客展示它的历史。