煤层自燃是自然界普遍存在的一种地质现象。作为煤层自燃的重要产物,烧变岩在全球分布广泛,但国内对其关注较少,尤其关于烧变岩特征及形成年龄的研究相对更少。为此,本文以中国西北地区侏罗系煤层自燃所形成的烧变岩为研究对象,通过野外地质调查、采样并结合前人研究资料,利用薄片分析、扫描电镜、X射线衍射、X射线荧光分析和电感耦合等离子体质谱分析、锆石（U-Th）/He测年和磷灰石的裂变径迹测年等研究方法,对烧变岩的岩石学、矿物学和地球化学特征以及烧变岩的年代学进行了研究,初步明确了侏罗系煤层自燃及烧变岩的形成时间,证实了烧变岩的形成年龄与构造强烈抬升或河流快速侵蚀的时间具有一致性,进一步探讨了烧变岩区白色砂岩的成因,从而较为系统地阐述了烧变岩所蕴含的地质信息。受控于煤层的分布特征、气候条件及人类的采矿活动等因素影响,煤层自燃现象（古煤层自燃和现代煤层自燃）主要发生于中国西北地区。烧变岩主要分布于西北地区各沉积盆地边缘（如鄂尔多斯盆地、伊犁盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地北缘）及造山带前缘（如天山造山带、贺兰山造山带）的侏罗系露头区。通过野外实地观察,可将煤层自燃的产物总结为三类:烧变煤系列、气体及气孔矿物系列和烧变岩系列。烧变岩的岩石学、矿物学和地球化学研究表明,中国西北地区侏罗系中的烧变岩颜色主要呈现不同色调的红色,亦可见白、黄、黑、钢灰等多种颜色;主要构造特征包括残余构造、气孔构造、柱状节理构造、角砾状构造和熔岩构造等;烧变岩在高温变质过程中可形成多种高温矿物,主要包括方石英、鳞石英、堇青石、铁堇青石、莫来石、赤铁矿和磁铁矿等,这些高温矿物可以指示烧变岩所经历的变质温度;烧变岩中主要成分为Si O2和Al2O3,含量基本保持稳定,Fe2O3的含量相对较高,在烧熔岩中含量最高,同时烧变岩中Si O2含量与Mg O和Al2O3存在负相关性。此外,在烧变岩中δEu中显示为负异常,在δCe中显示为无异常,烧结岩的稀土元素总量（ΣREE）高于烧熔岩。鄂尔多斯东北部烧变岩锆石的（U-Th）/He年龄主要集中于两个年龄段,分别为1.74±0.19 Ma和4.52±0.77 Ma～4.75±0.37 Ma,烧变岩的年龄与河流侵蚀时间相当,综合分析认为该地区煤层自燃及烧变岩的形成主要受控于上新世以来的河流侵蚀作用。伊犁盆地北缘烧变岩锆石的（U-Th）/He年龄为0.84±0.22 Ma,烧变岩的年龄与天山造山带构造隆升具有较好的一致性,这表明天山造山带的隆升控制了煤层自燃及烧变岩的形成。在天山北缘硫磺沟地区,通过对天山隆升和河流阶地年龄以及烧变岩与上覆沉积物之间关系的研究,利用磷灰石裂变径迹测年方法,认为该地区经历了4个阶段煤层自燃,从中新世晚期开始持续至全新世。由于烧变岩的形成与构造运动和河流侵蚀具有相关性,并且在时间上具有一致性,因此可以利用烧变岩的时空分布规律为研究构造隆升和河流侵蚀的时间及速率提供一种新思路。在鄂尔多斯东北部野外考察中,在烧变岩区注意到一种特殊的、多孔的、渗透性强的白色砂岩,这种砂岩往往与烧变岩或煤层共生。它由石英和长石颗粒组成,由高岭石胶结。综合研究认为该砂岩呈白色可能是由于在煤层自燃期间形成的酸性低温热液循环促使原砂岩高岭石化所致。