يتكون الفحم الحجري من خلال عملية جيولوجية طويلة ومعقدة تسمى

التفحّم

(Coalification). وتتلخص هذه العملية في التحول التدريجي للنباتات الميتة إلى فحم حجري عبر عدة مراحل، تحت ظروف بيئية خاصة :

1-تراكم المواد النباتية: تبدأ العملية بتراكم كميات كبيرة من النباتات، خاصة الأشجار والأعشاب، في بيئات مستنقعية أو بحيرية ذات مستوى منخفض من الأكسجين. يمنع نقص الأكسجين تحلل النباتات بشكل كامل بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.

2-التحلل الجزئي والتكوين الأولي: تبدأ النباتات المتراكمة في التحلل جزئيًا، مما يؤدي إلى تكوين مادة عضوية غنية بالكربون تُعرف باسم

الخث

(Peat). الخث مادة ليفية، ناعمة، بنية اللون، وتحتوي على نسبة عالية من الماء.

3-الضغط والدفن: مع مرور الزمن، تتراكم طبقات إضافية من الرواسب فوق طبقات الخث، مما يؤدي إلى زيادة الضغط ودرجة الحرارة على الخث المدفون. هذا الضغط يطرد الماء والمواد المتطايرة من الخث ويؤدي إلى ازدياد تركيز الكربون.

4-التحول إلى فحم: مع زيادة الضغط والحرارة، يتحول الخث تدريجياً إلى أنواع مختلفة من الفحم الحجري، بناءً على مستوى الضغط ودرجة الحرارة:

*

الليغنيت (lignite):

يُعرف أيضًا باسم الفحم البني، وهو أقل أنواع الفحم جودة وله محتوى كربون منخفض.
*

الفحم الصخري (sub-bituminous):

يحتوي على نسبة كربون أعلى من الليغنيت.
*

الفحم البيتوميني (bituminous):

أكثر أنواع الفحم شيوعًا، وله محتوى كربون أعلى.
*

الأنثراسايت (anthracite):

أعلى أنواع الفحم جودة وله محتوى كربون مرتفع جدًا. ويتشكل تحت ظروف ضغط وحرارة شديدين.

كلما زادت درجة الحرارة والضغط، زاد محتوى الكربون في الفحم وزادت جودته وقدرته على توليد الطاقة. تستغرق هذه العملية ملايين السنين لتكوين رواسب الفحم الحجري التجارية.