煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，
由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩，这就是煤炭的形成过程。
在4000到5000万年前的古生代，地球上生长着大片森林，随着地壳运动，大量的林木被掩埋在地下，这些林木长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理、化学变化形成黑色可燃化石，这就是煤炭的形成过程。
煤是一种固态的，可以燃烧的或用作工艺原料的沉积岩，是地球上能源矿产中最主要的一种，系古代植物经过复杂的生物化学作用和地质作用而形成的。煤的形成需要一定的条件：
第一，要有大量的植物生长和繁殖。在地质时代，石炭纪、二叠纪和侏罗纪等气候温暖潮湿、植物茂盛，是地球上主要的成煤期。
第二，植物遗体要有合适的堆积环境。适合植物遗体堆积的环境主要是沼泽，其次是湖泊及海滨低地。后者经植物遗体的堆积淤浅最终也会演变成沼泽。在沼泽环境中有丰富的水分，为植物繁殖创造了条件，水分又使植物遗体与大气隔绝，免于氧化。
第三，要求地壳缓慢下沉，下沉的速度同植物遗体堆积的速度保持平衡，即植物遗体的堆积，补偿填充了地壳下降造成的空间，使地表依然保持沼泽条件。由于有节奏的地壳运动和反复堆积，在同一地区往往具有很厚的煤层或很多层煤。
由植物遗传转变为煤的过程（统称成煤作用），一般要经过三个阶段：
（1）菌解阶段，即泥炭化阶段。当植物堆积在水下被泥沙覆盖起来的时候，便逐渐与氧气隔绝，由嫌气细菌参与作用，促使有机质腐烂分解而生成泥炭。这一阶段也可以说是生物化学作用的阶段，通过这种作用，植物遗体中氢、氧成分逐渐减少，而碳的成分逐渐增加。
（2）煤化阶段，即褐煤阶段。由于地壳下降，已形成的泥炭物质被继续堆积的泥炭或其他的泥沙、砂等沉积物覆盖。这样，一方面便形成完全封闭的环境，细菌作用逐渐停止；另一方面泥炭便开始压紧、变硬、脱水和胶结，碳的含量增加，过渡成为褐煤。
形成煤的植物
（3）变质作用阶段，即烟煤及无烟煤阶段。褐煤是在低温低压条件下形成的。如果褐煤埋藏在地下较深位置，就会受到高温高压的作用，使褐煤的物理、化学性质发生显著变化，便逐渐变成烟煤。烟煤进一步变质，可成为无烟煤，无烟煤具有较强的金属光泽和较大的比重，含碳量更高，无黏结性。
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