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陈彬，时志强
1.煤层自燃与烧变岩
图1中国北方烧变岩的典型结构与构造
A-烧烤泥岩的瓷化结构；B-烧烤泥岩的微柱状节理（筷子状构造）；C-烧烤岩中植物叶片残余构造；D-烧熔岩；E-高温烧变岩的渣状构造；F-煤灰及上覆褐红色烧变岩；G-被方解石脉分割的角砾状构造；H-烧熔结构的微观特征；I-白色烘烤岩中的气体逃逸通道。
烧变岩在中亚、美洲、澳洲等地区的分布也较为广泛，已有的研究主要集中于美国中部以及和新疆毗邻的中亚地区（Grapesetal.,2009;Heffern和Coates,2004）。较多的文献涉及了烧变岩的物质成分、结构特征和形成原因、过程等研究，同时，近年来的成果涉及了烧变岩精确形成时代和其反映的古地貌（河流下切、溯源侵蚀等）、古气候（干旱-湿润、冰期-间冰期等）。对烧变岩特征及年代学的研究，有利于深入探讨煤层自燃时代，理清烧变岩的形成过程及控制因素，进而反映古煤层自燃发生时期的构造运动、河流侵蚀、古气候和古地理等地质信息，为研究西北地区构造运动过程及古气候变化提供了一种新的研究思路。
2.中国烧变岩的分布
据已有文献及实际地质调查结果，我国烧变岩分布于以昆仑山-秦岭-大别山为界的中国北方，主要见于西北地区的伊犁、准噶尔、塔里木、吐哈、鄂尔多斯、二连等沉积盆地边缘有煤层出露的地方（图2），在黄河沿岸也分布较多。分布范围的经度横跨约35度（从伊犁盆地到太行山南麓）、纬度跨度大于15度（从鄂尔多斯盆地到准噶尔盆地）（图2）。野外实际调查显示，无论地表煤层的厚、薄，有煤层出露的地方都可能发育烧变岩，在伊犁、鄂尔多斯等盆地内地表黄土之下亦有可能发育烧变岩。
图2中国北方已知的烧变岩分布
中国北方烧变岩的分布范围与地表（或黄土覆盖的近地表）煤层出露区域一致，一般具有以下四种分布特征：（1）大面积连片分布，主要出现在鄂尔多斯盆地东北部及准噶尔盆地东部（图2），面积可达数百甚至上千平方公里；（2）沿山脉走向、盆地边缘或造山带前缘呈线状分布，其产出状态与煤层在山前的线状分布有关；（3）沿河流下切河谷分布，产出于黄河沿岸及新疆、山西等地一些河流的阶地，一般在高阶地的分布更为普遍；（4）为第四系黄土覆盖，主要覆盖物为晚更新世马兰黄土（图3F），亦见被第四纪早期砾石层覆盖者。中国北方第四系黄土覆盖区分布广，推测有大量烧变岩未出露地表。
烧变岩的原岩赋存的层位与地表或近地表煤层时代一致。中国北方常见侏罗系煤层，因而烧变岩主要赋存于侏罗系岩层露头中，见于西北地区的八道湾组、三工河组和西山窑组（图3A-E），在鄂尔多斯盆地，其主要发育于延安组（图3F,G）。古生界（石炭系-二叠系）煤层在新生代燃烧所致的烧变岩主要见于黄河沿岸（图3H，I），在二连、酒泉等盆地亦见发育在白垩系中的烧变岩。
图3中国北方典型烧变岩露头宏观特征（时志强等，2021）
A-伊犁盆地南缘；B，C-准噶尔盆地南缘；D-准噶尔盆地东北缘；E-吐哈盆地中部；F-鄂尔多斯盆地东北部；G-鄂尔多斯盆地东缘耀州崔家沟；H-黄河沿岸河曲旧县；I-河南西北部焦作刘庄后沟。A-G为侏罗系煤系地层中发育的烧变岩，H和I为石炭-二叠系含煤岩系中发育的烧变岩。
3.中国烧变岩的形成时代
4.烧变岩的研究意义探讨
（1）地层学意义
煤层自燃的发生使得中国北方地表的含煤地层常夹红色烧变岩，在未意识到煤层自燃的情况下，露头剖面的红层（原始沉积为煤系地层）可能被错误识别为干旱气候条件下的沉积。此外，煤层自燃的高温条件会影响碎屑锆石的铀、铅成分，使得锆石时钟重置，因此受煤层自燃影响的碎屑锆石同位素年龄难以有效反映地层时代及物源区性质。
（2）古构造、古地貌意义
（3）古气候意义
（4）古野火及黑碳研究意义
鉴于烧变岩蕴含着多种矿产信息及丰富的地质意义，其值得地质工作者深入研究，期望有更多的研究成果涉及煤层自燃这一在地质历史中广泛分布、却被有所忽视的地质现象。
主要参考文献
[1]陈彬.2021.中国西北地区侏罗系中烧变岩的特征、形成时代及地质意义.成都理工大学博士论文，1-82.
[2]黄雷.2008.鄂尔多斯盆地北部延安组烧变岩特征及其形成环境.西北大学硕士毕业论文,1-56.
[3]孙家齐，马瑞士，舒良树.2001.新疆乌鲁木齐煤田自燃烧变岩岩石特征.南京建筑工程学院学报，59（4）：15-19.
[4]业渝光，邬象隆，刁少波，蒋炳南，郑显华，董砚如.1998.塔里木盆地库车河烧变岩的形成年龄.海洋地质与第四纪地质,18(4):115-119.
[5]ChenB,FranceschiM,WangYY,DuanX,JinX,ShiZQ.2021.LateCenozoiccoalfiresinLiuhuanggouarea(Xinjiang,NorthwesternChina):Ages,controllingfactorsandevolution.RussianGeologyandGeophysics,5:1-13.
[6]GrapesR,ZhangK,PengZL.2009.Paralavaandclinkerproductsofcoalcombustion,YellowRiver,ShanxiProvince,China.Lithos,113(3):831-843.
[7]HeffernEL,CoatesDA.2004.Geologichistoryofnaturalcoal-bedfires,PowderRiverbasin,USA.InternationalJournalofCoalGeology,59(1):25-47.
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[9]ShiZQ,ChenB,WangYY,HouMC,JinX,SongH,WangXD.2020.Alinkagebetweenuraniummineralizationandhighdiagenetictemperaturecausedbycoalself-ignitioninthesouthernYiliBasin,northwesternChina.OreGeologyReviews,121:103443.
1983年创刊双月刊
主办：中国矿物岩石地球化学学会沉积学专业委员会中国地质学会沉积地质专业委员会中科院西北生态环境资源研究院