煤是由植物殘骸經過復雜的生物化學作用和物理化學作用轉變而成的。這個轉變過程叫做植物的成煤作用。一般認為，成煤過程分為兩個階段泥炭化階段和煤化階段。前者主要是生物化學過程，后者是物理化學過程。
在泥炭化階段，植物殘骸既分解又化合，最后形成泥炭或腐泥。泥炭和腐泥都含有大量的腐植酸，其組成和植物的組成已經有很大的不同。
煤化階段包含兩個連續的過程：
第一個過程，在地熱和壓力的作用下，泥炭層發生壓實、失水、肢體老化、硬結等各種變化而成為褐煤。褐煤的密度比泥炭大，在組成上也發生了顯著的變化，碳含量相對增加，腐植酸含量減少，氧含量也減少。因為煤是一種有機巖，所以這個過程又叫做成巖作用。
第二個過程，是褐煤轉變為煙煤和無煙煤的過程。在這個過程中煤的性質發生變化，所以這個過程又叫做變質作用。地殼繼續下沉，褐煤的覆蓋層也隨之加厚。在地熱和靜壓力的作用下，褐煤繼續經受著物理化學變化而被壓實、失水。其內部組成、結構和性質都進一步發生變化。這個過程就是褐煤變成煙煤的變質作用。煙煤比褐煤碳含量增高，氧含量減少，腐植酸在煙煤中已經不存在了。煙煤繼續進行著變質作用。由低變質程度向高變質程度變化。從而出現了低變質程度的長焰煙、氣煤，中等變質程度的肥煤、焦煤和高變質程度的瘦煤、貧煤。它們之間的碳含量也隨著變質程度的加深而增大。

目前就石油的成因有兩種說法：①無機論 即石油是在基性巖漿中形成的；②有機論 既各種有機物如動物、植物、特別是低等的動植物像藻類、細菌、蚌殼、魚類等死后埋藏在不斷下沉缺氧的海灣、瀉湖、三角洲、湖泊等地經過許多物理化學作用，最后逐漸形成為石油。

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