书城童书中华少年科普知识读本——地理卷
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第18章 、矿产能源(3)

煤层正式气化前的一个关键技术问题是钻孔贯通。但钻探的费用很高,而且地下条件复杂,煤 的地下气化过程很难控制,煤气的产量质量不够稳定:往往是使用的气化剂不同,得到的煤气成分和产量大不一样;地下水的污染问题也没有解决。所以,尽管试验研究一直在进行,却至今还没有进入大规模生产和推广应用阶段。

小档案:

煤气是用煤作原料制造的,主要成分是一氧化碳和甲烷,在煤气厂里诞生以后,先贮存在煤气柜里,再沿煤气管跑到你家里。而液化气的全称是液化石油气,来自油田气-开采石油时产生的气体或者炼气厂,是采油或炼油产生的副产品,含有丙烷、丁烷等,被加压成液体装进钢瓶。使用时,只需稍拧开阀门减轻压力,液化石油气就不断变成气体冲出来,可以像煤气一样使用。

煤吃琥珀

辽宁省抚顺煤矿工人在采煤中,碰巧会在煤层中挖出黄色透明的琥珀矿石,更令人称奇的是这些被挖出来的琥珀石中有时还含有小昆虫。石中的小昆虫品种很多,形态各异,栩栩如生。人们不禁要问,煤层中为什么会有琥珀?

原来,4000~5000万年前的古生代,抚顺是一片沼泽地,生长着大片森林,当时气侯暖湿,森林长得枝繁叶茂。在森林中生活着许多小昆虫,有爬行的蚂蚁,飞翔的蜜蜂、苍蝇等。如遇大风吹断树枝,树枝折断处便会流下一滴滴树脂。如果滴下的树脂正巧粘住了一只小虫,继续滴下的树脂会把小虫厚厚实实地裹在里面。以后,地面缓缓下沉,大量的林木和树枝上滴下的树脂被掩埋在地下,其上覆盖着厚厚的地壳风化物。经过地质作用,埋藏在地下的林木已炭化成乌黑的煤;而滴下的树脂虽变得坚固,成为矿物,但树脂的化学性质非常稳定,不易变化,所以仍保持其原来的颜色与透明度,小虫也被静静地包在中间,这便是我们所见到的琥珀。因此,煤层中常会出现琥珀,琥珀中间也常会出现小虫。

一片暖融融

我国北方冬天是很冷的,室内都要取暖。住平房的人家,一般都要生火炉;楼房的住户就方便多了,因为都装有暖气,冷的时候就会供暖。”暖气“是哪来的呢?

过去,一般是一个单位为自己的几栋宿舍楼建一个锅炉房来供热。这样一来,一片居民楼群里往往有好几个锅炉房,多占了土地,浪费了投资,也加重了对环境的污染。

为了改变这种不合理的分散供热方式,现在多采用集中供热,就是在一个比较大的区域里,利用集中的热源来供应工厂和居民所需要的蒸汽和热水。

集中供热主要有以下几种方式:

一种是热电厂集中供热。这种热电厂既生产电力,又可以供热。

一种是大型区域锅炉户供热,可以供应几万户用热。

再一种是利用工业余热来供暖。比如工业窑炉中排出的高温烟气和工业冷却系统排出来的冷却水等。

还有一种是利用地热来供热。有地热资源的城市,可以充分利用这种廉价洁净的热源为生产和生活服务。

集中供热不仅节约燃料,减少污染,而且供热质量高。我国不少城市已经实行了集中供热。

”地下烤箱“的优质产品

白生生的面团经过烤箱一烤,出来的就是一个油光满面,香溢千里的面包。那么,你知道石灰岩经过”地下烤箱“一烤,出来的优质产品是什么吗?

在不少古代建筑中,常能看到用一种雪白的石头雕制的栏杆或其他石雕制品,晶莹洁白,十分漂亮。这种石头叫汉白玉,是大理石中的一种。烧制石灰的原料石灰岩,颜色发灰,是很不起眼的普通石头。你知道吗,汉白玉就是由石灰岩变来的。容貌普通的石灰岩变成美丽漂亮的汉白玉,是”地下烤箱“的杰作。

在地下70公里到250公里深处,温度高达几千摄氏度,早就超过了岩石的熔化点,可是由于压力非常大,岩石不是固体状态,可也变不成液体,而成为像蒸馒头、做面包的面团那样的东西。在地壳发生变化的时候,有的地方压力减低,有的地方出现裂缝,这时这种面团似的物质就会乘机向上钻,变成炽热粘稠的液体,这就是人们通常说的岩浆。如果岩浆冲出地面喷射出来,就是火山爆发。但是多数岩浆冲不出地表,而只是钻到地壳上部的岩层里。

在岩浆高温烘烤下,它周围的石头会发生明显的变化。如果岩浆周围是石灰岩,在岩浆的挤压和烘烤下,组成石灰岩的碳酸钙颗粒就变成了结晶的方解石,石灰岩也就变成了美丽的大理石,纯白色的大理石就是汉白玉。

能用火洗的衣服

东汉国舅梁冀曾得到一件仙衣,可以用火来洗涤它。什么衣服能用火洗呢?

相传,东汉顺帝梁皇后的哥哥、大将军梁冀得到了一件”仙衣“.一次,他穿上这件”仙衣“大宴宾客,故意碰翻了酒盏碗碟,”仙衣“上沾满了斑斑油迹。正当客人们为此宝物惋惜时,梁冀叫家人拿出一盆熊熊烈火,说是以火洗衣。在客人们瞠目结舌的目光下,这件”仙衣“被大火洗得干干净净,完整如新。这就是我国历史上轰动一时的稀世之宝--”火浣布“.其实,这并不是什么”仙衣“,而是用石棉织成的衣服。

石棉具有隔热、保温、耐酸、绝缘、防腐等特性。现在,利用石棉制成的产品近3000种,广泛用于汽车、拖拉机、化工、电器设备方面。

石棉是可分裂成富有弹性的纤维状硅酸盐矿物的总称。石棉家族中分立两户:一户是单身汉,叫蛇纹石石棉,又称温石棉;另一户叫角闪石石棉,它有5个家庭成员:蓝石棉、透闪石棉、阳起石石棉、铁石棉和直闪石石棉。其中蓝石棉特具防化学毒物和净化放射性微粒污染空气的能力,被选用为原子核反应堆的过滤器。

石棉虽好,但它的粉尘对人体有害,所以早在20世纪70年代,美国便有禁止石棉加工的法律。

何处是我家

石油不像煤炭那么老实,它到处流动,寻找一个固定的”家“.这是怎么回事?

石油的成分比煤炭要复杂,主要是由碳、氢两种元素和少量氧、硫、氮等组成的复杂化合物,不过碳氢两种元素占了97%~99%.

在煤块上,人们有时能发现植物枝叶的印痕,可以证明它的”身世“.石油是一种液体,在石油里是找不到说明它”身世“的化石的。经过长期的研究,发现石油是由古代有机物变来的。在古老的地质年代里,大量的动植物遗体被埋在泥沙下,分解变化。又随着地壳的升降运动,被送到海底,同煤一样被囚锢在沉积岩层里,承受高压和地热的烘烤,形成了石油这种碳氢化合物。

石油不像煤炭那么老实,它不会呆在一个地方不动,因为它是液体。石油会向裂缝多的砂岩和石灰岩里流动。但是在这些缝隙里它们漂浮在水面上,还是到处流动,并没有找到一个固定的”家“.

随着地壳的变动,水平的岩层如果受到挤压向上拱起来,就会变得像一口反扣在地上的大锅似的。假如”这口锅“的四周都是致密不透水的岩层,而含有石油的砂岩、石灰岩正好在这口”大锅“下面,石油就再也跑不出去了。石油越聚越多,这里就成了石油的”家“.人们找到了这种埋藏石油的地方,就可以打石油钻井,把它们从深深的地下取出来。

图见《中国孩子的疑问》P58

老家在天上

”地下宝库“为人类提供了各种金属,金、银、铜、铁、锡……都是从地下开采出来的。既然这些矿物是从地下里挖出来的,怎么在山野里找不到它们,捡不到一块铁呢?

要知道,人们从地下开采出来的是金属矿物而不是金属。金属矿物和金属是不一样的。

比如,铁是一种灰白色的坚硬金属,而铁矿石却是黑色或褐红色土块似的东西。虽然见到了这种矿石,你也难以把它和铁联系起来。所以在地下是挖不出铁块来的。