석탄은 지질시대의 육생식물이나 수생식물이 수중에 퇴적하여 매몰된 후 가열과 가압작용을 받아 변질하여 생성된 흑갈색의 가연성 암석을 말한다. 넓은 면적에 두꺼운 석탄층을 형성하는데에는 많은 시간이 요구되며 그 장소도 지반이 서서히 침강하는 퇴적분지 같은 데서 형성된 것으로 보인다. 지반위에 침강이 진행되고 그 위에 토사가 덮이고 다시 식물이 번창하는 과정을 거치면서 서서히 지하에 매몰된 것으로 보고 있다.

생성연대

세계의 1/3 이상이 고생대(5억년~2억년전)에 생성된 것으로 유럽,북아메리카, 아시아 대륙의 석탄이 대부분 여기에 속하고 이 밖의 석탄은 중생대와 신생대에 생성된 것으로 보이며 석탄이 가장 많이 생성된 시기는 고생대 석탄기(고생대 말엽)으로 본다. 주요 식물로는 고사리류, 속새식물류,인목류, 코다이테스 등이며 높이는 20~30m에 달했다.

석탄화 작용

식물이 말라죽은 후 식물질이 완전히 물에 잠겨 공기와의 접촉이 차단되면서 부식이 진행되지않으면서 지압과 지열을 반으면서 가압·건류작용을 받아 석탄화가된다. 변질작용이 일어나는 조건에 대해서는 연구된바는 없지만 일반적으로 수천 기압에서 온도가 수십에서 200도 까지가 석탄화 작용의 좋은 조건이라고 한다.

석탄의 구성

주로 탄소로 되어있고 수소와 산소가 들어있다. 이 밖에는 질소·황·무기물등이 있으며 무기물은 근원 식물 자체에서 나온 것은 많지 않으며 대부분 퇴적후에 지하수에 의해 반입된 것이 많다. 석탄의 분자는 종합 방향고리를 단위체로 한 일종의 고분자로서 탄화도의 진행에 따라 무연탄에서 흑연이 된다. 단위체는 탄소사슬 등으로 연결 되어 있어 저분자체를 감싸는 구조를 하고 있다.

최초의 기록

BC315년 그리스의 과학자 디오플라테스(Theophrastos)의 암석학 저서 중에 "암석 중에는 연소되는 것이 있어 금속을 녹이는데 사용할 수 있다"라는 기록이 최초이며 우리나라에서는 삼국사기에 신라 진평왕 31년(서기 609년) 모지악에서 동토함산지가 불탔다는 기록이 있는데 현재 경북 영일군 갈탄지역으로 추정된다.