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 。
煤炭是古代的有机物（主要是植物）的遗体，经过生物及化学的变质作用而形成的 。
大体可分为两个阶段 ， 第一阶段是泥煤炭化阶段，即由植物转变成泥炭阶段 。当植物枯死之后，堆积在充满水的沼泽中，开始是水存在的氧气不足，后来在水面下隔绝空气，并细菌的作用下，知道植物的各部分不断分解，相互作用，最后植物的遗体变成了褐色或黑褐色的淤泥物质，这就是泥炭 。这个过程，叫做泥炭化过程 。这个阶段需要漫长的地质历史时期，需要进行千百万年 。第二阶段 ， 由泥炭转变成褐煤，褐煤转变成烟煤，烟煤再转变成无烟煤阶段 。当泥炭层形成后 。有水经常冲刷大陆的低洼地方，带来了大量的上砂、石 ， 在泥潭层逐渐形成岩层（称为顶板） 。被埋在顶板下的泥炭层在顶板下的泥潭层在顶板岩石层的压力作用下，发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等一系列变化，同时它的化学组成也发生了缓慢的变化，逐步变成比重较大 ， 较致密的黑褐色的褐煤 。当顶板逐渐加厚，顶板的静压力逐渐增高 ， 煤层中温度也逐渐升高后，煤质便发生变化，逐渐由成岩作用变成了以温度影响为主的变质作用 。这样褐煤逐渐变成了烟煤、无烟煤 。如果有更高的温度，最终可能变成石墨 。
成煤必须具备四个先决条件：（1）植物条件 。（2）气候条件 。（3）地理条件 。（4）地壳运动条件 。
煤的形成在地表常温、常压下 ， 由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用转变成烟煤至无烟煤 。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程 。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程 。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质 。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存 。【煤的形成年代】在整个地质年代中 ， 全球范围内有三个大的成煤期：(1)古生代的石炭纪和二迭纪，成煤植物主要是袍子植物 。主要煤种为烟煤和无烟煤 。(2)中生代的株罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物 。主要煤种为褐煤和烟煤 。(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物 。主要煤种为褐煤，其次为泥炭 ， 也有部分年轻烟煤 。]
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