「炎山」の地質コード

新疆ウイグル自治区トルファン盆地の「火焔山」には、『西遊記』の「孫悟空が三度棕櫚の扇を借りる」という有名な名場面がある。 「春も秋もなく、四季とも暑い。あの山は西への唯一の道だが、八百里にわたって炎が燃え、その周囲には草は生えていない」と言われている。 『山海経』では「火焔山」と呼ばれ、ウイグル語では「キジルタク」（赤い山）と呼ばれています。隋・唐の時代には「赤石山」とも呼ばれていました。炎山は溝や曲がりくねった道が多く、草は生えていません。暑い夏には、焼けつくような太陽の下で露出した表面の温度が75℃に達し、熱波が押し寄せ、人々は息を切らしてしまいます。

では、「炎の山」はどのようにして形成されたのでしょうか?

これは石炭の自然発火によるものです。石炭は、植物の枝、葉、根茎が地面に堆積して形成された黒い腐植です。地殻の運動により、常に地中に埋もれ、長期間空気から隔離され、高温高圧下で一連の複雑な物理化学反応を経て、黒色の可燃性堆積岩を形成します。乾燥した水不足の地域や、石炭層が地表に露出している地域では、石炭は着火しなくても自然に発火する現象があり、これを「石炭の自然発火」といいます。これは、自己発火性の石炭が空気中の酸素に触れると、酸化によって発生する熱が周囲の環境に失われる熱よりも大きくなり、熱が蓄積されて石炭の温度が発火点まで上昇し、火がつくためです。これで、石炭トラックに頻繁に水がかけられる理由と、石炭貯蔵所が石炭の山に断続的に水を撒く理由がお分かりいただけると思います。

わが国では石炭層の自然発火は珍しいことではなく、新疆、内モンゴル、寧夏、山西などの地域で見ることができます。例えば、ウルムチ市から42キロ離れた硫黄溝炭田では、清朝の光緒年間以来、「何年もの間、亀裂が交差し、濃い煙が空気を満たし、岩の亀裂の間で炎が燃え盛っていた」という。炭田火災は4年間の清掃作業を経て、2003年にようやく鎮火した。

石炭層の自然発火によって生じたものが「焼岩」です。

焼かれた岩の色は一般的に黄色、オレンジ色、赤色、紫がかった黒色で、焼き加減によって色が変わります。共通の構造的特徴は多孔質構造と角礫構造です。高度に焼成されたものはスラグ状の構造を持ち、気孔が発達しています。毛穴は一般的に丸型または楕円形です。表面はわずかに光沢のあるアブレーションフローで、一部にかすかなシワが見られます。 2017年、河北省地域地質調査所は河北省万泉県北部で初めて焼岩の産出を発見した。

焼けた岩石のさまざまな特徴は、火災現場からの距離と密接に関係しています。火災地帯に最も近い焼けた岩石は、最も高いレベルの焼成を受けます。形成後、部分的にまたは完全に溶融し、その後急速に冷却されて溶融物、スラグ、またはハニカムになります。焼けた岩石は燃焼帯から遠ざかるにつれて、焼かれる度合いが徐々に低下し、最終的には通常の岩石に変化します。これは、石炭層の燃焼によって発生する高温の影響をさまざまな程度で受け、元の岩石構造、質感、組成がさまざまな程度に変化するためです。磨耗の程度によって、重度から軽度まで磨耗岩、焼岩、弱焼岩に分けられます。そのため、焼かれた岩石は炭鉱の有効な探査マーカーとしてよく使用されます。

石炭の自然発火は石炭資源の重大な浪費であり、地表の亀裂、崩壊、地滑りなどのさまざまな地質災害を伴います。また、燃焼により二酸化炭素、一酸化炭素、二酸化硫黄などの有毒で有害なガスが大量に発生し、人々の生命と安全を危険にさらし、深刻な大気汚染を引き起こします。

石炭の自然発火を防ぐにはどうすればいいですか?炭層形成の地質的背景、貯蔵条件、石炭の品質、焼岩に関する研究を強化する必要がある。そのうち、焼けた岩は「火焔山」を研究するためのもう一つのコードとして、石炭田の自然発火の過程と法則をさらに明らかにすることができ、石炭資源の保護、採掘、利用をより良くするのに役立ちます。