圖 山西 先給大家看下山西在中國的位置，山西在太行山（華北平原黃土高原分界線）以西，呂梁山以東，是個被大山抬起來的“豆腐塊”，所以總的來說地理位置就是華北平原以西，黃土高原的一部分。首先在說之前給大家普及幾個必備的知識，我覺得還是很有用的，其實這個在專欄里也有寫。
我們生活的時代，在地質年代上叫做”第四紀“。但是神奇的是，地質年代卻并沒有第一、第二、第三紀。那么這個名字是怎么來的呢。其實在地質學并不發達的時代，人們認為地球的歷史充其量也就幾萬年而已，學者曾經將地球的年代分為“第一紀——第四紀”。
在科技的一次次革新之后，人們發現我們這個藍色星球竟然有長達46億年的歷史，我們距離霸王龍的時代竟然比霸王龍距離劍龍的時間還要短，原來的“第一紀”比后面四個紀加起來還要長好多倍。如果把地球的歷史比作一年，我們的”文明歷史“就是最后一天的最后一個小時的最后幾分鐘。所以曾經的第一紀——第四紀的說法就太不靠譜了，我們增加了比“紀”更大的概念——代、宙。
地球誕生的時代被稱為“冥古宙”，之后是“太古宙”、“元古宙”，這三個時代曾經被稱為“隱生宙”，在這個漫長的時期中，生物逐漸產生，但是形態卻極為原始。直到約5.5億年前，才進入到我們生活的“宙”——”顯生宙“，物種突然大幅度增加，可以說生物終于正式登場在這個星球上，而這個時候距離地球誕生已經過去40多億年了。顯生宙分為三個“代”，古生代，中生代，新生代。古生代的第一個“紀”——“寒武紀”產生了地球最大的一次物種增長，這也被稱為“寒武紀物種大爆發”，大量的無脊椎動物開始稱霸海洋。古生代的最后一個”紀“——“二疊紀”爆發了物種大滅絕。
隨后進入“中生代”。中生代開始于2.5億年前，分為三個紀——三疊紀，侏羅紀，白堊紀，這個也是大家比較熟知的三個紀了，在中生代，爬行動物開始稱霸海陸空，可是隨著白堊紀末期神奇的撞擊，爬行動物的佼佼者恐龍滅絕，”中生代“結束，地球進入“新生代”。新生代開始于6500萬年前，新生代也是我們生活的“代”，不過別著急，這離我們的出現還是很遠。前面說了，我們曾經把地球歷史分為第一紀——第四紀，雖然第一紀第二紀的說法不存在了，但我們還是把新生代分為了”第三紀“和”第四紀“，可是后來地質學家又覺得”第三紀“的說法也不嚴謹，就又把第三紀分成了”古近紀“和”新近紀“。之后才是我們生活的“第四紀”。
其實紀下面還有更小的說法——“世”，第四紀分為“更新世”、“全新世”。第四紀是個物種爆發的時代，“更新世”時期，“直立人”這個物種開始逐漸走出非洲大陸，不過悲哀的是，一批又一批的直立人都沒有成功的抵抗大自然，逐漸的滅絕了，包括我們熟知的“北京猿人”，甚至智商和我們所差無幾的“尼安德特人”。終于到了最后，被稱為“晚期智人”的我們的祖先，逐漸走出了非洲大陸擴散到世界各個角落，一直到了最后一次冰期結束后的——第四紀“全新世”，才是屬于我們文明的時代。
那么我們可以通過這個發現我們所熟悉的一切一切我們自認為久遠的歷史，和遙遠的地質年代比起來，簡直可以忽略不計，所以用現代的眼光去看待山西這個地方，肯定是不行的。
我們都知道，這個星球剛剛誕生的時候是極其不穩定的，內部有著大量的衰變放熱，外部各種隕石撞擊，后來隨著大量水的出現，加上大氣逐漸穩定，內部逐漸平緩，這個星球才逐漸“冷卻”下來，或許也正是這個動蕩不安的年代，造成了原始大分子有機物的出現。
而這時候的地球畢竟是個年輕的小伙子，雖然剛收了收心，但是地心內部也是有著熱乎啦♂的能量無處釋放的，所以大量的熱導致地球剛剛形成的“外殼”——“巖石圈”的下部，產生了一個神奇的軟軟的高壓高溫地帶——軟流層，我們現在已知的巖漿大部分都來源于這個軟流層，而不是很多人腦補的地心什么的。這個時代，就是前文說的第一個“宙”——冥古宙。
為這個時候的地球，其實并沒有什么海洋大陸，只不過比較活躍的地方，就迸發出幾個“青春痘”，這時候的地球畢竟是圖樣，所以青春痘到處都是，此消彼長，就這樣，地球其實形成了一個充滿孤島但卻沒有大陸的一個“麻子”星球，但是畢竟這時候的巖石圈還是很不穩定的，所以就造成了這些孤島移動碰撞，更新換代，所以無意間，就形成了一些小小的“大陸”。
比較有名的比如瓦巴拉大陸和烏爾大陸，他們都是雖說叫做大陸，實際上大小還趕不上現在的格陵蘭，但是在那個時代，就已經是個奇跡了。也就是說在這個時代，就已經是上文第二個宙——太古宙了，一些比較頑固的“孤島”，就這樣因為軟流層的活躍，開始就逐漸聚合，形成了非常穩定的一種形態——克拉通（craton）*3，太古宙的這些克拉通又被我們更稱為“陸核”，克拉通這個名詞非常重要，我們可以說現在的大型大陸，其本質核心都是由一塊塊“克拉通”拼合而成的，從此“大陸”這個東西就開始登上這個水的星球，地球上出現了越來越多的大型“疙瘩”也就是克拉通，克拉通和克拉通就這樣匯聚在一起，然后就分不開了。
終于，這個星球上第一塊真正意義上的“超大陸”誕生了，太古宙晚期，凱諾蘭大陸形成，這塊大陸就是現在北美大陸（勞倫古陸）、澳大利亞大陸、和斯堪的納維亞一帶的雛形，這是一個多個克拉通組合出來的古大陸，在這里也可以提前說下，上面提到的這三塊大陸，在漫長的地質年代，一直都是最穩定的區塊，沒有出現面目全非一樣的變化。太古宙時期，地球發生了第一次巨大的冰期，這也就是——休倫冰期（美國休倫湖發現大量遺跡），因為就像前面說的，美洲大陸算是最古老的大陸之一了。
而這次冰期很有可能就是因為大量氧氣增加最后導致空氣中的甲烷急劇減少，這種溫室氣體的丟失導致地球迅速制冷，這次冰期也叫作“大氧化事件”，或許正是這次事件，造成了大量的單細胞原核生物開始產生，時間的車輪走向隱生時代的最后一個宙，也就是前面說的——元古宙，克拉通繼續壯大、拼合，終于，一個巨大的原始大陸出現了，名字也很好記——哥倫比亞大陸。在哥倫比亞大陸時期，除了上面說的那哥仨，幾個新興的克拉通加入了進來，那就是——西伯利亞板塊，華北板塊（華北克拉通），嗯，本文章的主角——山西兄終于可以登場了，因為山西兄其實就是一直屬于這個板塊的一部分的。
其實呢，這個時代發生了一個神奇的的事件，也就是現在被稱作——呂梁運動的事情，正是這個呂梁運動，原始華北克拉通，也叫“中朝板塊開始形成”，這種運動最多被發現在現在山西的界山呂梁山因此得名。
但是哥倫比亞大陸到底長成什么德行，現在地質學家都搞不明白，所以我只放上來幾個猜想圖，大家看一下就好。
圖 哥倫比亞大陸的猜想圖，其中綠色的就是現在的美洲大陸雛形（勞倫古陸），橙色的就是西伯利亞板塊，而很不顯眼的白色區域中，有著NCB(右上角的圖里）就是華北模塊，SCB就是華南模塊，Tarim就是塔里木模塊（這時候還在水下）。好的我們來看下現在世界上什么地方曾經屬于哥倫比亞超大陸。
圖 現在屬于元古宙哥倫比亞超大陸的區域
從這個時候我們就發現了，人家北美洲、波羅的海周邊的老祖宗“自古以來”就有，澳大利亞雖然碎但是好歹這時候已經是陸地了，而且也快不碎了，人家都一直穩定大大的，唯獨只有我們亞洲，這個世界第一大洲，尤其是我們中國，這個世界第三大國，在那個時代簡直就是一群碎渣不說，還基本都不在水面上。
我們來看下現在中國的組成部分，不過之后還會說，大致了解下就行。
圖 中國的組成部分 （華北克拉通，華南克拉通，塔里木克拉通，這些大型克拉通里面還有更小的板塊）我們似乎發現了，由呂梁山和太行山抬起來的也就是現在的山西，就是個交界的“縫合區域”（中間一堆亂線的地方，按照那個英文翻譯的）。
好了回到我們的時光機器，我們現在還在隱生時代的最后一個宙“元古宙”，哥倫比亞大陸這個最早的超級大陸之一，就要挺不住了。
這也就是我們地球在這之后將會一直上演的——超大陸旋回。有TC的話說就是分久必合合久必分。也就是說，我們巨大大大陸，然我們正是壯年的地球很是無語，因為大陸太厚總會集聚很多的“火氣”，所以大陸合并雖然是順其自然的融合，物極必反，大陸分裂也就是地球必然會做出的一個選擇，大陸開始被地球所放射出的眾多能量拉扯，然后開始分裂，就這樣，哥倫比亞大陸隨后四分五裂了。
又過了幾億年，一個更新的大陸產生了，這就是公認的“三大超級泛大陸”之一的——羅迪尼亞泛大陸。
我們來看下這個
圖 哥倫比亞大陸的分裂（這幾個我還是直接用的英文的，放心之后就不用了）
圖 幾乎都在熱帶的羅迪尼亞泛大陸的形成，我們看一下，除了上文中的老相好北美（勞倫古陸）、波羅的海板塊之外，澳大利亞大陸徹底成了個整體，亞馬遜克拉通南非克拉通撒哈拉克拉通逐漸成熟，看到右上角的NorthChina華北克拉通了吧，真是又孤獨又細碎，是個處在汪洋大海之中的半島，現在的秦嶺地區、甘肅地區是個很不錯的海岸。
這個時期的地球已經出現了各種各樣的細菌、藻類等，到了這個時代的晚期，竟然出現了早期的無脊椎動物。而此時一場新的大冰期就要過來了。
人們到現在也不確定這次冰期到底是因為什么產生的，一般來說有太陽軌道說、由于地質運動很劇烈造成火山噴發造成的氣體不平衡和灰燼遮擋太陽光說、當然也有喜聞樂見的小行星撞地球說，總之這次冰期來了太迅猛，地球進入——雪球時代。
圖 雪球時代想象圖
總之，這段時間的混亂的地質運動和氣候變化使得我們失去了很多元古宙的地質資料，而不久之后，或者是地球內部大量溫室氣體（甲烷、二氧化碳等）增加，或者是太陽軌道的變化，總之，長達億年的雪球地球時代結束。
可喜可賀的是，大約5.5億年前，一個新的時代——顯生宙開始了。在文章開頭也說了，顯生宙分為古生代、中生代、新生代。古生代的第一個紀很有名，那就是——寒武紀。我們都聽說過一個說法，叫做寒武紀物種大爆發，在寒武紀的地質測探中，發現這個時代出現了大量的腔腸動物（舉個栗子，水母這種）節肢動物（舉個栗子，我們現在的大蝦螃蟹就是節肢動物）環節動物（舉個栗子，現在的蚯蚓）。
圖 寒武紀最有代表性的節肢動物——三葉蟲
其實很多人都在追尋為什么會有這個寒武紀生物大爆發，其實現在很多理論認為，寒武紀本身算不上真正的“大爆發”，因為實際上羅迪尼亞大陸的時候，由于而當時的生物還都在海洋中，再加上這個時期地質活躍所以現在證據稀少，尤其是久遠的年代加上雪球時代造成的生命活動延緩，唯獨暖和點的熱帶還幾乎被羅迪尼亞大陸全部霸占，所以造成了“寒武紀生命大爆發”的假象，其實本質上還是個“量變到質變”的過程，只不過寒武紀這個速度加快了，好我們來看下在地質上，是什么導致了這個。（以下的圖中黃圈標注區域為華北克拉通）
圖 震旦紀（寒武紀的前一個紀，元古宙新元古代最后一個紀）的羅迪尼亞泛大陸分裂，我們看到華北克拉通徹底變成了孤島，華南陸塊隆起，在這里還能清晰的看到塔里木地塊，又一次“超大陸旋回”開始了。
圖 寒武紀之前，一個嶄新的泛大陸形成了，那就是大部分位于南半球并且重心位于南極的——潘諾尼西亞泛大陸，這也是繼羅迪尼亞泛大陸之后三大超級泛大陸的第二個，但是這個大陸存在時間很短，只有6500萬年（其實想想也不短，按我們的歷史來說），最終在寒武紀時開始分裂。但是我們會發現，由于大量海洋暴露宰了熱帶地區，海洋生物得到了賴以生存的陽光，所以冰封億年的熱情在這里得到了宣泄，潘諾尼西亞泛大陸分裂成的，就是上圖的這幾塊大陸——以北美洲為主的勞倫古陸，以西伯利亞為主的西伯利亞地塊，以波羅的海為主的波羅地板塊，這幾個已經老生常談了就不說了，剩下其他的全部組合成南方的“岡瓦納古陸”*3，好的我們看看我們的華北華南塔里木這三個克拉通小伙伴，就這么孤零零的生活在大海中。......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................寒武紀的故事就說到這里，下面重點來了，那就是同樣在古生代，寒武紀之后的幾個紀。古生代是這么組成的寒武紀、奧陶紀、志留紀——又被我們稱為早古生代 泥盆紀、石炭紀、二疊紀——又被我們稱為晚古生代寒武紀之后的時代，我們又可以稱之為——大海侵時代。我們先看看奧陶紀
圖 奧陶紀，其實和上圖比變化不大，因為這次重心是山西我們主要還是看華北克拉通，板塊的劇烈分裂導致地質活動非常之嚴重，所以華北克拉通可是受到沖擊，就像個飄搖的小船一樣，隆起后又下沉，不停遭受“海侵”。奧陶紀還有個特性，那就是原始脊椎動物出現，好了我們進入下個階段——志留紀。
圖 志留紀我們直觀的看下此圖和上圖最大的區別，是不是明顯發現沒有那么“碎”了。這個時期發生了著名的“加里東運動”，海洋減少，陸地褶皺開始增多。這個時代是個對于整個地球有深遠影響的時代，那就是植物首次登陸大陸，由于海洋面積的急劇減少，海洋植物經過變異登陸，第一批英雄——裸蕨類植物正式開始占領大陸，我們的華北地塊小可憐也嘗到了綠葉的滋養，或許變得沒那么孤獨了吧。志留紀也標志著早古生代的結束。下一個時代，是晚古生代的第一個紀——泥盆紀。
圖 泥盆紀泥盆紀是植物迅速發展的時期，地球變得越來越溫暖，我們發現組成我們中國的三個小兄弟快樂的排列在熱帶地區，泥盆紀發生了加里東運動2.0版——海西運動，這次地質運動造成所有的板塊開始更加迅速的并和，陸地增多并且大量被各式各樣的蕨類覆蓋，最終，植物的2.0版誕生了——裸子植物，裸子植物擁有了種子這種東西，我們現在的木本植物也幾乎全部屬于裸子植物，可以說這個星球變成綠色和藍色的世界，尤其是我們這個在熱帶地區還四面大海的華北板塊，簡直就是植物的溫柔鄉。
圖 泥盆紀植物所以我們終于迎來了，植物的大繁榮時期——石炭紀。
圖 石炭紀的地球海西運動還在進行，大陸合并速率加快，我們開單華北地塊、塔里木地塊開始閉合，華北的西北地區開始隆起，現在山西呂梁山地區開始“增生”，本來濕潤的氣候開始減弱，但是我們看下華北地塊自身，華北平原北部也就是現在內蒙大同一帶，其實還是溫暖的熱帶海洋。仔細看下上面的華北地塊就是這樣。
圖 上面那個“孤島”華北克拉通而在石炭紀，魚類開始登陸，陸生動物瘋狂增加，陸地節肢動物昆蟲也開始迅速增長，這可以說是地球歷史上第一個大繁榮時期了。
圖 石炭紀的地球想象圖，其實當時在熱帶的山西地區就應該是這個樣子的。好了，我們大家都知道個小學就了解的常識，植物光合作用吸收二氧化碳，放出氧氣。由于這個時間植物增長的可怕，導致氧氣大量增加，這樣節肢動物昆蟲就開始肆無忌憚的生長，上圖的傾聽翼展可以達1m。而動物呼吸排除二氧化碳。所以植物的繁榮，二氧化碳迅速減少，而一旦減少，空氣就開始越來越冷，這樣一開，植物數量又開始降低。所以石炭紀上演了最早的一次，頻繁冰期間冰期更換這樣的大戲，這個對山西成煤，是非常重要的一個因素。
寒冷和溫暖交替，植物此起彼伏的生長死亡，而海水也隨著間冰期上漲下沉，這樣一來，陸地上出現了大量的沼澤以及植物沉積物。與此同時，海西運動還在劇烈的造山，華北克拉通的東北部開始塌陷，直接造成了海水大量灌入，這樣就又一次直接造成了樹木死亡以及沉積。我們知道，由于這樣的氣候，造成降雨充沛，河流大量增多，我們要知道河流這東西簡直就是大自然的塑造師，所以攜帶大量泥沙的河流開始在淺海地區塑造大量沖積平原，這種肥沃的地盤又一次滋養了大量的植物。
所以這么一來，又是海侵又是沖積平原，石炭紀森林的不少是被水浸泡著的沼澤地，死亡后的植物枝干很快會下沉到稀泥中，瞬間植物被封閉還原，這樣就在沉積等作用下演變成泥炭，泥炭隨著進一步變化成為褐煤，最后成為現在使用的煙煤。然而到這里還沒有結束山西的產煤過程，畢竟總是這么多洪水，是很不利于沉積出煤的，簡單點理解，早就被沖走了。但是我們發現“石炭紀”果然名不虛傳，這個時期提供了大量沉積的植物有機物，所以進入到二疊紀，就是個穩定發展的時期了。
圖 二疊紀的變化情況華北板塊由于海西運動越來越劇烈，開始出現抬升，原來濕潤的環境開始減弱，海侵還是時不時的來一次，終于到了二疊紀末期，治污減少，漂流到了北邊的華北平原被高氣壓控制，開始變得干燥，也就是說這個時候曾經沉積的一層一層東西開始固定下來，煤炭又一次有了良好穩定的發展時期。.................................................................到中生代啦........................................................................二疊紀結束后，我們的古生代就到一段落啦，我們也就進入了大家津津樂道的“恐龍時代”——中生代，眾所周知，三疊紀出現了三大超級泛大陸中最后一個，很有名的——盤古大陸。
圖 三疊紀 約2億年前的世界——盤古大陸進入中生代，華北克拉通繼續隆起，并且開始和塔里木板塊、華南板塊等等開始拼合，亞洲大陸的雛形開始出現，而這些大陸形成了個閉合的環狀，也就是說這個時候的煤炭在地下開始經過壓力和熱力的效應，開始逐漸成型了。終于到了大家熟知的侏羅紀了，最后一次大陸分裂開始。
圖 侏羅紀 黃色為華北模塊，橙色華南模塊，紅色塔里木模塊，綠色西伯利亞模塊。我們看下侏羅紀的情況，這是從石炭紀以來，又一個繁榮的時期，我們發現，貌似現在常見的世界地圖的雛形已經出現了，盤古大陸開始分裂，而我們的中國卻開始由于幾個模塊的聚攏抬高，我們孤獨的華北平原終于找到了組織。侏羅紀時期植物極其繁盛，由于板塊開始分裂，濕潤氣流進入到各個大陸內部，然后就是我們熟知的，剛拼出來的亞洲板塊開始和太平洋板塊“沖撞”，這樣一來華北地區又開始遭受海侵。可是山西同學畢竟站在高地，所以受到傷害不大，而且溫暖潮濕的氣候讓整個黃土高原又開始植被豐富，生機盎然。
?也就是在山西西部，我在開頭說到的陜北榆林，它的煤礦大多就來自這個時候，大量的樹木在這里一代一代沉積，但是畢竟歷史并不是太久遠，所以也沒有山西的“老煤”成色好，擁有很大量的褐煤。但是終于我們的好運到頭了，眾所周知，三哥在之后的白堊紀開始沖過來了。
圖 白堊紀 三哥飛快的奔跑過來，可能恐龍看見三哥過來了，嚇得滅絕了。終于！我們到了我們生活的時代，新生代。......................................................................新生代..........................................................................
圖 新生代 古近紀（原來叫早第三紀）的始新世的情況。三哥馬上就要撞上來，傳說中的帕米爾高原和青藏高原，就要徹底崛起了。好了，我們可以上現在的世界地圖了，這個時候，我們的華北模塊變得更不一樣了。
圖 現在的世界（新生代第四紀全新世）要說，三哥一來寸草不生，本來被西風帶控制就容易變得干燥，三哥直接過來搞出個青藏高原，擋住了南邊的海洋。在新生代，由于華北和太平洋還在俯沖，如今中國大陸大部分地區重新受到了近東西向的擠壓，華北模塊又一次被深刻的觸動了。可是這下，漂流千年的華北平原實在是挺不住了，終于，華北模塊的東部徹底的塌陷了下去，并且又一次受到了太平洋無情的海侵。
也就是如此，我們的山西小伙伴開始抬升，整個華北模塊開始“一分為二”，太行山開始崛起，我們現在看到的山西就基本形成了，黃土高原崛起，山西也變得越來越干燥，這一方面也避免了整個高原被流水沖刷侵蝕，從石炭紀就有的煤們，可以安心地生活在山西的土地下面，自然還有西邊的榆林的煤們，也就這樣發展出來了。而斷裂的華北盆地，就這樣被上游涌過來的滔滔黃河水，再一次造陸，最終大多數沉積厚達七八百米，最厚的河南一帶達5000米的泥沙厚度，直到現在，黃河帶來的泥沙還在造陸，一直向東延伸。
圖 華北平原（曾經的華北盆地）的狀況，就是前面描述哦的，比較一目了然了吧。也就是這樣，山西這片土地，就成了華北克拉通上最大的一片寶庫，該有原料的時候，人家發生了石炭紀的植物沉積。該悶聲發大財“發酵”的時候，山西又被抬高保護，這也就是可以總結山西煤炭的很大成因了。
