Der geologische Code des „Flame Mountain“

Der „Flaming Mountain“ im Turpan-Becken in Xinjiang ist Schauplatz der bekannten klassischen Szene aus „Die Reise nach Westen“, in der „Der Affenkönig leiht sich dreimal den Palmblattfächer“. Es heißt: „Es gibt keinen Frühling und keinen Herbst, und alle vier Jahreszeiten sind heiß. Dieser Berg ist der einzige Weg nach Westen, aber im Umkreis von 1300 Kilometern brennt es, und um ihn herum wächst kein Gras.“ Im „Klassiker der Berge und Meere“ wird er „Flammenberg“ genannt und auf Uigurisch „Kiziltak“, was Roter Berg bedeutet. Während der Sui- und Tang-Dynastien wurde er auch „Berg des roten Steins“ genannt. Der Flammenberg ist voller Schluchten und Windungen und es wächst kein Gras. Im heißen Sommer kann die exponierte Oberfläche unter der sengenden Sonne eine Temperatur von 75 °C erreichen und die Hitzewellen rauben den Menschen den Atem.

Wie also entstand der „Flaming Mountain“?

Dies ist auf die Selbstentzündung der Kohle zurückzuführen. Kohle ist ein schwarzer Humus, der aus den Zweigen, Blättern und Rhizomen von Pflanzen besteht, die sich auf dem Boden ansammeln. Aufgrund der Bewegung der Erdkruste bleibt es ständig unter der Erde vergraben, ist für lange Zeit von der Luft isoliert und durchläuft bei hohen Temperaturen und hohem Druck eine Reihe komplexer physikalischer und chemischer Reaktionen, bei denen ein schwarzes, brennbares Sedimentgestein entsteht. In trockenen und wasserarmen Gebieten oder dort, wo Kohleflöze an der Oberfläche freiliegen, fängt Kohle von selbst Feuer, ohne entzündet zu werden. Dies wird als „Selbstentzündung von Kohle“ bezeichnet. Dies liegt daran, dass die durch die Oxidation erzeugte Wärme größer ist als die an die Umgebung abgegebene Wärme, wenn die selbstentzündliche Kohle auf den Sauerstoff in der Luft trifft. Dadurch kommt es zu einem Wärmestau, der dazu führt, dass die Temperatur der Kohle bis zum Zündpunkt ansteigt und Feuer fängt. Jetzt verstehen Sie vielleicht, warum Kohletransporter oft bewässert werden und warum Kohlelagerstätten die Kohlehalden regelmäßig mit Wasser besprenkeln.

Die Selbstentzündung von Kohleflözen ist in meinem Land keine Seltenheit und kann in Xinjiang, der Inneren Mongolei, Ningxia, Shanxi und anderen Orten beobachtet werden. Im Kohlefeld Sulfur Gou, 42 Kilometer von der Stadt Ürümqi entfernt, gibt es beispielsweise seit der Guangxu-Zeit der Qing-Dynastie „sich kreuz und quer durch die Felsspalten ziehende Risse, dichter Rauch erfüllt die Luft und lodernde Flammen zwischen den Felsspalten“. Nach vierjährigen Aufräumarbeiten konnte der Brand im Kohlerevier im Jahr 2003 endgültig gelöscht werden.

Das Produkt der Selbstentzündung von Kohleflözen ist „verbranntes Gestein“.

Die Farbe gebrannter Steine ​​ist im Allgemeinen gelb, orange, rot und violett-schwarz und variiert je nach Brenngrad. Seine gemeinsamen strukturellen Merkmale sind die poröse Struktur und die brekzienartige Struktur. Diejenigen, die einem hohen Brenngrad unterzogen wurden, haben eine schlackenartige Struktur und gut entwickelte Poren. Die Poren sind im Allgemeinen rund oder oval. Sie haben eine leicht glänzende Ablationsflussoberfläche und weisen an einigen Stellen leichte Fältchen auf. Im Jahr 2017 entdeckte das Regionale Geologische Untersuchungsinstitut der Provinz Hebei im nördlichen Teil des Kreises Wanquan in der Provinz Hebei erstmals verbranntes Gestein.

Die verschiedenen Eigenschaften verbrannter Gesteine ​​hängen eng mit der Entfernung zur Brandzone zusammen. Die gebrannten Steine, die der Feuerzone am nächsten liegen, unterliegen dem höchsten Brenngrad. Nach ihrer Entstehung werden sie teilweise oder vollständig geschmolzen und kühlen dann schnell ab, bis sie geschmolzen, schlacken- oder wabenförmig werden. Da sich die gebrannten Steine ​​weiter von der Verbrennungszone entfernt befinden, nimmt der Grad der Verbrennung, der sie ausgesetzt sind, allmählich ab, bis sie zu normalen Steinen werden. Dies liegt daran, dass sie in unterschiedlichem Maße von den hohen Temperaturen beeinflusst werden, die bei der Verbrennung von Kohleflözen entstehen, und dass sich ihre ursprüngliche Gesteinsstruktur, Textur und Zusammensetzung in unterschiedlichem Maße verändert. Je nach Ablationsgrad kann es in abgetragenes Gestein, gebranntes Gestein und schwach gebranntes Gestein von stark bis mild unterteilt werden. Aus diesem Grund werden gebrannte Steine ​​häufig als wirksame Erkundungsmarkierungen für Kohlebergwerke verwendet.

Die spontane Verbrennung von Kohle stellt eine erhebliche Verschwendung von Kohleressourcen dar und geht mit verschiedenen geologischen Katastrophen wie Oberflächenrissen, Einstürzen und Erdrutschen einher. Bei der Verbrennung entstehen zudem große Mengen giftiger und schädlicher Gase wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid, die das Leben und die Sicherheit der Menschen gefährden und zu schwerer Luftverschmutzung führen.

Wie kann eine Selbstentzündung von Kohle verhindert werden? Die Forschung zum geologischen Hintergrund, den Lagerungsbedingungen, der Kohlequalität und dem gebrannten Gestein der Kohleflözbildung sollte intensiviert werden. Unter anderem kann verbranntes Gestein als weiterer Schlüssel zur Untersuchung des „Flaming Mountain“ den Prozess und die Gesetze der Selbstentzündung von Kohlefeldern weiter aufdecken und uns so dabei helfen, Kohleressourcen besser zu schützen, abzubauen und zu nutzen.