Краткий ответ: пиролиз.
Внутри диффузионного пламени есть зона, куда кислород почти не попадает. Там топливо под действием высокой температуры разлагается без окисления — это и есть термическое разложение, или пиролиз. Образующиеся вещества затем могут догорать в других зонах пламени.
Проверка по смыслу: если бы речь шла именно о реакции с кислородом, это было бы горение/окисление; если о разложении под действием тепла — пиролиз.