中国北方烧变岩的分布、特征及研究意义*
2021-12-02时志强王美玲
时志强 王美玲 陈 彬
1成都理工大学沉积地质研究院,四川成都 610059 2聊城大学地理与环境学院,山东聊城 252000
作为一种灾难性现象,煤火在全球分布广泛,其起因是自然的(如煤层自燃或由森林火灾、雷击、强烈的太阳光引燃煤层)或人为的(如由采矿活动而引燃煤层)(Silva and Ktia,2011)。广义的煤层自燃指自然条件下煤的燃烧,其影响因素已被广泛研究(如Beamish,2005;Kusetal., 2007),并认为煤层的暴露及其与空气的接触是煤层自燃必不可少的条件(Zhangetal., 2004;Queroletal., 2011)。构造抬升、地层风化剥蚀及河流下切等多种地质过程将煤暴露于地表,从而易于引发煤火(Beamish,2005;Kusetal., 2007;黄雷,2008;Queroletal., 2011;Song and Kuenzer,2014)。根据煤火的年龄,可将其分为现代煤火和古煤火(Kuenzer and Stracher,2012)。现代煤火主要是人为的,而古煤火通常是非人类影响下煤的自燃(Song and Kuenzer,2014),其结果是在地质历史时期形成烧变岩。由于相应研究欠缺,上新世—更新世古人类用火与煤层自燃的关系至今未见详细的文献报道。
烧变岩(燃烧变质岩)由燃烧煤炭时产生足够的能量烘烤或烧熔邻近的岩石而产生(Sokoletal., 2007;Stracheretal., 2015)。烧变岩经历高温—低压变质作用,因氧化和脱水作用而导致岩石质地、结构和颜色发生变化(Stracheretal., 2015),形成燃烧变质复合物(Kuenzer and Stracher,2012;Stracheretal., 2015)。热变质作用使得烧变岩的外观呈彩色、钢灰色或红色的玻璃状、瓷质或砖状(Novikovetal., 2008;Žeketal., 2010)。在中国,烧变岩常作为有效的煤矿找矿标志(刘志坚,1959;刘长龄,1988),因烧变岩常具大量孔隙而常成为煤层附近的含水层,煤田工作者常关注附近煤层在开采过程突然大量涌水的威胁(贺卫中,2002;侯恩科等,2017),或利用烧变岩潜水作为煤矿矿井的供水水源(夏斐等,2008)。……
