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化石燃料指埋藏于地下和海洋中的煤、石油、天然气等不可再生能源。矿物燃料按其埋藏能量的多少分为煤、石油、油页岩、天然气、油砂和海底可燃冰等。
煤炭是埋藏在地下的植物,受到地下和地热的作用,经过数千万年甚至数亿年的炭化作用,释放出水分、二氧化碳、甲烷等气体,从而降低了空气中的氧气含量。煤炭中的有机质是一种复杂的大分子有机物,主要由碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素组成,碳的含量十分丰富。因不同的地质条件和演化程度,碳的含量不同,因而发热也不同。根据发热量的大小可分为无烟煤,半无烟煤,烟煤和褐煤等。煤的地球分布较广,并不集中于一个特定的产地。
石油是微生物在水中的残留物,在高压作用下生成烃类。原油经精制可以生产汽油,煤油,柴油和重油。油气分布不均,中东地区占54%,北美地区占12%,南美地区占9%,可确认的埋藏量近3/4。高含油率也因其是石化原料,用途广泛而得名。
油页岩是水藻经炭化后形成的,含有过多的灰分,大部分不能自烯。油砂含油率为4%~20%,重油。美洲大陆有大量的油页岩和油砂。
天然气是以甲烷为主要成分的地下直接开采。当温度为162摄氏度时,将其液化,作为液化天然气的大型专用海轮或油罐进行运输。在中东、美洲和欧洲大陆上,天然气的分布也非常偏重。
可燃冰是一种可燃物,它以甲烷的固体形式存在于深海海底。