中国烧变岩特征、研究现状及研究意义摘要
在中国,烧变岩广泛见于以昆仑山-秦岭-大别山为界的中国北方多个沉积盆地边缘,但地质学家对其研究较为薄弱。野外实际调查及前人研究显示,在中国北方无论地表煤层的厚、薄,有煤层出露的地方都可能发育烧变岩。其分布范围东西横跨35°经度(从伊犁盆地到太行山南麓)、南北跨度大于15°纬度(从鄂尔多斯盆地到准噶尔盆地),分布区域与我国现今干旱化-半干旱化地区基本一致。野外调查显示中国北方烧变岩的存在形式主要有以下四种:(1)大面积连片分布,(2)沿山脉走向的线状分布,(3)沿河流下切河谷分布,(4)为第四系黄土覆盖。烧变岩主要为侏罗系、石炭-二叠系煤层自燃所致。烧变岩的四种类型(烘烤岩、烧烤岩、烧结岩和烧熔岩)在各个烧变岩区不同程度发育,具瓷化结构、白化结构、烧熔结构、残余构造、气孔构造、柱状节理、角砾状构造、垮塌构造、裂缝充填等结构和构造。其颜色以砖红色、赭红色、棕色、钢灰色最为典型,岩石中发育鳞石英、方石英、堇青石、铁堇青石、莫来石等典型高温矿物。已开展研究的国内烧变岩常见于鄂尔多斯盆地东北部地区和准噶尔盆地,另在伊犁盆地、塔里木盆地北缘等地见零星报道。烧变岩常作为煤矿的有效找矿标志,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,或利用烧变岩潜水作为煤矿矿井的供水水源。烧变岩本身也常具有矿产价值,可在烧变岩中开采陶瓷原料、耐火材料、铝质校正原料、园林观赏石和建筑材料。近年来的研究显示,烧变岩可能和砂岩型铀矿富集有关,其可形成具有旅游景观价值的特殊地貌单元。近年来,研究者对于中国烧变岩的研究也关注了其岩石学、矿物学特点、古地貌因素及煤层深时自燃过程与时代。中新世以来,中国西、北部地区构造活动强烈,干旱古气候加剧,烧变岩也主要形成于这一时期,但煤层深时自燃与构造运动、环境变化、古野火事件的耦合关系还鲜有提及,其所蕴含的黑碳、古环境、古人类活动等信息也值得在今后的研究中关注。烧变岩与古构造、古地貌、古气候的关系在中亚地区、北美地区被俄罗斯、美国学者提及较多,但在国内的研究亟待加强。除了古构造、古地貌、古气候、矿产等方面的地质意义,烧变岩蕴含的潜在地质意义还包括:(1)煤层深时自燃是否可提供现代化石燃料导致气候变化的古代范本;(2)煤层深时自燃是否影响了海、陆相沉积中的黑碳含量;(3)是否对古人类用火的研究有启示意义。
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