煤层自燃及烧变岩的存在是世界范围内普遍存在的一种地质现象,其研究有益于对煤层形成以来所经历的构造运动、古气候和古地理等的探讨。鄂尔多斯盆地北部地区延安组煤层在地史时期普遍发生自燃,致使烧变岩广布,对该区烧变岩的研究有助于探讨盆地构造演化特征。以鄂尔多斯盆地北部烧变岩为研究对象,首先对煤层自燃的条件及烧变煤(层)特征进行详细探讨,在此基础上对盆地北部延安组煤层易自燃程度进行评价。继而根据烧变岩的形成特点,将其分为烧熔岩与烧烤岩两类,在此基础上,利用扫描电镜、能谱测试、红外光谱、X-射线衍射、古地磁及X-射线荧光光谱分析、ICP-MS等测试手段,通过对烧变岩的剖面分布特征、物理性质、岩石学和地球化学特征、磁学特征等的研究,得出烧变岩较为全面的特征描述:烧变岩在平面分布上多沿沟谷出露,剖面上具明显的分带性;烧变岩在物理性质上抗压强度及抗剪强度均减小,体积密度减小,较原岩孔隙率、含水量显著增高,在测井曲线上也明显有异于正常岩;烧变岩中出现一些如硬石膏、无水云母、高岭石等新生脱水矿物,以及赤铁矿、磁铁矿等磁性矿物,石英、长石及粘土矿物等原生矿物因高温烧变而具明显的烧熔迹象;烧变岩稀土元素配分特征整体上显示沉积岩的特征,但在烧熔岩与烧烤岩之间可见因高温烘烤而发生的稀土元素的分馏;烧变岩具有相对沉积岩异常高的磁化率值,各向异性特征显示烧变岩随着烘烤程度的增大各向异性值变小。论文对研究区烧变岩的形成时代进行了详细的分析研究。利用磷灰石裂变径迹测年技术结合地质现象的分析认为:其烧变时期跨越时间长—自晚白垩世末期至第四纪,且具阶段性烧变的特征。根据烧变岩特征及形成时代的研究结果,将研究区的烧变归为三类:“开放型”烧变、“封闭型”烧变、叠加烧变,对其形成条件进行了详细分析,并提出了相应的烧变模式。进而揭示研究区烧变岩形成的阶段性与瓮地晚白垩世以来构造发育背景密切相关,即与该区主体幕式、差异性整体抬升和强烈而不均匀剥蚀的阶段性相吻合。后者是盆地北部叠加烧变岩类型形成的区域动力学环境。另外,论文尚对研究区内发现的一类有别于正常烧变岩产出剖面的特殊剖面,以考考乌素沟内柠条塔剖面为例进行了剖析研究。