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在我国东北大兴安岭一带，广袤的黑土下能够挖掘出一类称黑灰色、质地松散的“泥土”。和一般泥土不同的是，这种“泥土”能够燃烧，因此有“泥炭”之名。事实上，泥炭，就是形成煤炭的第一步。
不过，如今的泥炭大多是由纤细的苔藓植物，经由微生物的分解和层层积压而来。而煤炭，则来源于更为高大的木质化的植物。在地球历史上，存在三个主要的造煤时期：首先是距今约三亿年前的石炭纪-二叠纪时期，此时形成煤炭的主要是高大的石松类和蕨类植物，如鳞木、封印木、芦木、种子蕨等。其次是距今2亿-1.4亿年前的侏罗纪，此时形成煤炭的则主要是苏铁、银杏、松柏等裸子植物。而最近一次大规模的造煤时期，是距今约500万年左右的第三纪末期，此时期主要由各种被子植物形成煤炭。
和现在看到的煤炭一样，这些树木在被掩埋之后，同样要经历一个泥炭化过程。在继续被深埋的过程中，由于氧气的减少和压力的增加，微生物活动减弱直至停止、泥炭被挤压得更为紧密，此时便开始了煤化过程，形成了真正意义上的最初形式的煤炭——褐煤。而随着褐煤进一步向深处埋藏，压力进一步增加，变质作用增强，煤炭中的氢、氧含量不断下降，而碳含量上升，并且形成石墨颗粒。煤炭就进一步转化为烟煤，最终成为含碳量最高的无烟煤。
由此可见，煤炭形成时间的多少，其实决定了煤炭的类型。埋藏时间越长，越容易形成较高等级的无烟煤、烟煤等。而埋藏时间越短，则形成的是褐煤或次烟煤等。通常，第一、二次造煤时期形成的煤矿，大多以无烟煤、烟煤形式为主。而第三次造煤时期形成的，则主要以褐煤为主。这些不同的煤炭类型，其成分也各有差异，因此也决定了其燃烧效果的不同。