第二十章火山碎屑岩

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1、第十九章第十九章 陆源碎屑岩陆源碎屑岩（泥质岩）泥质岩）n n（二）（二）泥质岩泥质岩泥质岩泥质岩 粒度粒度 0.005mm0.005mm，含量含量 50%50%，粘土矿物，粘土矿物为主（为主（50%50%）的岩石。）的岩石。要点：要点：粘土粘土、风化形成风化形成、悬浮搬运悬浮搬运、机械沉积机械沉积、粒度粒度、含量。含量。1.1.基本特征基本特征 （1 1）颜色：）颜色：色杂色杂，反映混入物成分。，反映混入物成分。单一粘土矿物单一粘土矿物组成：白、浅灰、浅黄等色。组成：白、浅灰、浅黄等色。含含铁铁氧化物或氢氧化物：红、紫、黄、棕、玫瑰等色。氧化物或氢氧化物：红、紫、黄、棕、玫瑰等色。含含锰锰氧

2、化物：黑、褐等色。氧化物：黑、褐等色。含含有机质有机质或或硫化铁硫化铁：黑、灰等色。：黑、灰等色。含含绿泥石、孔雀石、海绿石绿泥石、孔雀石、海绿石等：绿色。等：绿色。（2 2）物质成分）物质成分 1 1）化学成分）化学成分 主要以主要以SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3、铁氧化物和水为主。但是，、铁氧化物和水为主。但是，随粘土的吸附性和离子交换性不同，成份差异很大。随粘土的吸附性和离子交换性不同，成份差异很大。2 2）矿物成分）矿物成分 A.A.粘土矿物粘土矿物 高岭石、蒙脱石、伊利石（水云母）、绿泥石等。高岭石、蒙脱石、伊利石（水云母）、绿泥石等。B.B.陆源碎屑陆源碎屑 石英、长

3、石等。石英、长石等。C.C.自生矿物自生矿物 化学沉淀结晶的矿物。如方解石、石英、黄铁化学沉淀结晶的矿物。如方解石、石英、黄铁 矿、石膏等。矿、石膏等。（3 3）结构）结构 1 1）据粘土、粉砂、砂的相对含量）据粘土、粉砂、砂的相对含量 泥质结构泥质结构粘土粘土90%90%。特点：手摸细腻、具滑感。粘土岩：断口贝壳状。特点：手摸细腻、具滑感。粘土岩：断口贝壳状。粘土：刀割面平整光滑。粘土：刀割面平整光滑。含粉砂泥质结构含粉砂泥质结构粘土粘土75%75%，粉砂粉砂5 525%25%。粉砂泥质结构粉砂泥质结构粘土粘土50%50%，粉砂粉砂252550%50%。特点：手摸粗糙、有颗粒感。粘土岩：断口

4、粗糙。特点：手摸粗糙、有颗粒感。粘土岩：断口粗糙。粘土：刀割面不平整、不光滑。粘土：刀割面不平整、不光滑。含砂泥质结构含砂泥质结构粘土粘土75%75%，砂砂5 525%25%。砂泥质结构砂泥质结构粘土粘土50%50%，砂砂252550%50%。2 2）据结晶程度）据结晶程度 非晶质结构、隐晶质结构、显微晶质结构、非晶质结构、隐晶质结构、显微晶质结构、粗晶质结构等。粗晶质结构等。3 3）据粘土矿物集合体）据粘土矿物集合体 胶状结构、鲕状结构、豆状结构、砾状结构、胶状结构、鲕状结构、豆状结构、砾状结构、角砾状结构等。角砾状结构等。4 4）其它：生物泥质结构等。）其它：生物泥质结构等。（4 4）构造

5、）构造 层面构造发育，常见层面构造发育，常见泥裂、波痕、虫迹、晶体印痕泥裂、波痕、虫迹、晶体印痕，与上覆砂岩，与上覆砂岩接触部位发育接触部位发育侵蚀面构造侵蚀面构造。层内发育层内发育水平层理水平层理，单层厚度单层厚度1mm1mm时称为时称为页理页理。（5 5）岩石组合）岩石组合 常与砂岩、粉砂岩组成正粒序组合或互层组合，位于沉积序列的常与砂岩、粉砂岩组成正粒序组合或互层组合，位于沉积序列的顶部。其上覆多为砂岩层覆盖。顶部。其上覆多为砂岩层覆盖。（6 6）分布：）分布：极为广泛，形成于大陆、海洋及过渡相等各种环境。极为广泛，形成于大陆、海洋及过渡相等各种环境。（7 7）矿产：）矿产：是重要矿产，

6、如陶瓷原料、水泥原料、膨润土等。是重要矿产，如陶瓷原料、水泥原料、膨润土等。是油、气、水资源的良好封闭盖层。是油、气、水资源的良好封闭盖层。2.2.分类及主要岩石类型分类及主要岩石类型 （1 1）据固结强度）据固结强度 粘土粘土未固结或弱固结。未固结或弱固结。泥岩泥岩已固结，由砂和粘土矿物组成，具块状构造。已固结，由砂和粘土矿物组成，具块状构造。页岩页岩已固结，由砂和粘土矿物组成，具页理构造。已固结，由砂和粘土矿物组成，具页理构造。粘土岩粘土岩已固结，主要由粘土矿物组成。已固结，主要由粘土矿物组成。（2 2）据粘土、粉砂、砂的相对含量）据粘土、粉砂、砂的相对含量 泥（页）岩泥（页）岩、粘土岩、

7、粘土岩、含粉砂泥（页）岩含粉砂泥（页）岩、粉砂质泥（页）岩、粉砂质泥（页）岩、含砂泥（页）岩、砂质泥（页）岩含砂泥（页）岩、砂质泥（页）岩（3 3）据粘土矿物成分）据粘土矿物成分 高岭石粘土（岩）高岭石粘土（岩）：色白、致密、贝壳状断口、：色白、致密、贝壳状断口、具具 滑感滑感、性脆、性脆、硬度低硬度低、可塑性强可塑性强。蒙脱石粘土（岩）蒙脱石粘土（岩）/膨润土膨润土：粉红色、浅黄色、浅绿：粉红色、浅黄色、浅绿 色，胶状外感，吸收性高、色，胶状外感，吸收性高、吸水膨胀强吸水膨胀强，硬度硬度 低低，可塑性差。，可塑性差。伊利石伊利石/水云母粘土（岩）水云母粘土（岩）：色杂，：色杂，硬度高硬度高，

8、不具上不具上 述特点述特点。是常见粘土岩。是常见粘土岩。海泡石粘土海泡石粘土：白色或浅绿、浅红色，晶体呈棒状、毛：白色或浅绿、浅红色，晶体呈棒状、毛 发状，致密块状或土状，强烈吸舌，吸水快，分发状，致密块状或土状，强烈吸舌，吸水快，分 散成粉末。是油脂脱色、海洋石油钻探泥浆原料。散成粉末。是油脂脱色、海洋石油钻探泥浆原料。（4 4）据颜色）据颜色 红色泥（页）岩、黑色泥（页）岩、紫色泥（页）岩等。红色泥（页）岩、黑色泥（页）岩、紫色泥（页）岩等。高高岭岭石石粘粘土土膨膨润润土土海海泡泡石石粘粘土土（5 5）据混入物成分）据混入物成分 钙质泥（页）岩：钙质泥（页）岩：点稀盐酸起泡反应。点稀盐酸起

9、泡反应。硅质泥（页）岩：硅质泥（页）岩：硬度大，抗风化，易突出岩层之外。硬度大，抗风化，易突出岩层之外。铁质泥（页）岩：铁质泥（页）岩：色鲜艳。色鲜艳。炭质泥（页）岩：炭质泥（页）岩：黑色、易污手。黑色、易污手。油页岩：油页岩：未风化时黑色或棕黑色，风化后显淡褐色，比重略小，新鲜未风化时黑色或棕黑色，风化后显淡褐色，比重略小，新鲜 时小刀刻划易形成刨花状碎片。时小刀刻划易形成刨花状碎片。（6 6）工业分类）工业分类 1 1）据耐火度分：）据耐火度分：耐火粘土耐火粘土：熔点：熔点15801580，以高岭石为主。，以高岭石为主。难熔粘土难熔粘土：熔点：熔点13501350 15801580。易熔粘

10、土易熔粘土：熔点：熔点 1350 1350。2 2）据可塑性分：）据可塑性分：软质粘土软质粘土：可以泡软。：可以泡软。硬质粘土硬质粘土：泡不软。耐火度高。：泡不软。耐火度高。半软质粘土半软质粘土：界于上述之间。：界于上述之间。3.粘土沉积物沉积后的变化粘土沉积物沉积后的变化（1 1）压实作用压实作用压实作用压实作用、脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用 粘土物质沉积后，处于软泥状态，原始孔隙度高达粘土物质沉积后，处于软泥状态，原始孔隙度高达70-70-90%90%，孔隙中饱含自由水。随埋藏深度增加，在上覆水体和，孔隙中饱含自由水。随埋藏深度增加，在上覆水体和沉积物负荷重压下，首先排出孔隙水，原始粘

11、土孔隙度大大沉积物负荷重压下，首先排出孔隙水，原始粘土孔隙度大大降低，体积缩小。降低，体积缩小。随着埋深继续加大，进而排出吸附水、层间水以至结构随着埋深继续加大，进而排出吸附水、层间水以至结构水。粘土质点重新排列，变形或破裂，最后被压实、固结成水。粘土质点重新排列，变形或破裂，最后被压实、固结成粘土岩。粘土岩。（2 2）粘土矿物的转化作用粘土矿物的转化作用粘土矿物的转化作用粘土矿物的转化作用 成岩、后生阶段粘土矿物转化关系成岩、后生阶段粘土矿物转化关系埋藏埋藏 温度温度 孔隙水孔隙水酸性酸性环境环境 孔隙水孔隙水碱性碱性环境环境 浅浅 低低 高岭石高岭石 蒙脱石、蛭石蒙脱石、蛭石 伊利石伊利石

12、 绿泥石绿泥石 地开石地开石 混层阶段混层阶段 深深 高高 珍珠陶土珍珠陶土 伊利石伊利石 绿泥石绿泥石 伊利石（云母）伊利石（云母）绿泥石绿泥石 （T T200250200250消失）消失）注：注：增强结晶度增强结晶度 脱水作用脱水作用第二十章 火山碎屑岩类杭州宝俶山杭州宝俶山n n定义定义 是指由是指由火山爆发火山爆发形成的形成的同期同期火山碎屑物，经空气或水火山碎屑物，经空气或水介质介质搬运、堆积、搬运、堆积、固结（压实、熔结）形成的岩石，其中固结（压实、熔结）形成的岩石，其中火山碎屑火山碎屑90%90%。注：注：物源（浆源、同源、异源）、形成方式、含量。物源（浆源、同源、异源）、形成方

13、式、含量。具有岩浆岩和沉积岩的两重性。具有岩浆岩和沉积岩的两重性。与风化成因火山碎屑组成的碎屑岩不同。与风化成因火山碎屑组成的碎屑岩不同。一、基本特征一、基本特征一、基本特征一、基本特征（一）（一）火山碎屑物火山碎屑物火山碎屑物火山碎屑物 由由“三屑三屑”组成，即组成，即“岩屑岩屑+玻屑玻屑+晶屑晶屑”。1.1.岩屑岩屑岩屑岩屑 火山爆发过程形成的（火山爆发过程形成的（刚性刚性）岩屑、半塑性岩屑岩屑、半塑性岩屑和和塑塑 性岩屑性岩屑，粒度一般，粒度一般2mm2mm。可以了解岩浆岩成分。可以了解岩浆岩成分。（1 1）（刚性）岩屑（刚性）岩屑 已冷凝的围岩，被崩碎形成的碎块，呈棱角状。一般已冷凝的

14、围岩，被崩碎形成的碎块，呈棱角状。一般 2mm2mm的称为的称为岩块岩块，2mm2mm的称为的称为岩屑岩屑。（2 2）半塑性岩屑半塑性岩屑 火山喷出的岩浆熔团，在空中旋转、碰撞后成形，降火山喷出的岩浆熔团，在空中旋转、碰撞后成形，降 落地表时已固结硬化。如：落地表时已固结硬化。如：火山弹火山弹：饼状、纺锤状、麻花状等。：饼状、纺锤状、麻花状等。火山渣火山渣：多气孔，相当于浮岩碎屑。：多气孔，相当于浮岩碎屑。火山弹火山弹（山西大同）（山西大同）火山渣火山渣（3 3）塑性岩屑塑性岩屑 火山喷出的岩浆熔团，在空中旋转、碰撞、撞击地表火山喷出的岩浆熔团，在空中旋转、碰撞、撞击地表后，缓慢压实、固结硬化

15、。呈撕裂状、火焰状、透镜状等拉后，缓慢压实、固结硬化。呈撕裂状、火焰状、透镜状等拉长、定向排列，躲绕刚性碎屑，似流动现象，称为长、定向排列，躲绕刚性碎屑，似流动现象，称为“假流纹假流纹构造构造”。内部常见气孔构造、杏仁构造、流纹构造。内部常见气孔构造、杏仁构造、流纹构造。多靠近火山口分布。多靠近火山口分布。塑性浆屑塑性浆屑假流纹构造（河北下花园、白垩系）假流纹构造（河北下花园、白垩系）2.2.玻屑玻屑玻屑玻屑 火山喷出的岩浆熔团，随降温降压，内部气体膨胀，或形成气孔，火山喷出的岩浆熔团，随降温降压，内部气体膨胀，或形成气孔，或炸裂成碎屑（气孔壁）。一般或炸裂成碎屑（气孔壁）。一般2mm2mm。

16、可以推测岩浆成分。可以推测岩浆成分。（1 1）半塑性玻屑半塑性玻屑 降落地表时已硬化，不再变形。多呈降落地表时已硬化，不再变形。多呈鸡骨头形、弓形、楔形、镰刀鸡骨头形、弓形、楔形、镰刀 形、形、“Y”Y”形等弧面多边形。形等弧面多边形。（2 2）塑性玻屑塑性玻屑 降落地表时尚未硬化，被上覆重压、变形。降落地表时尚未硬化，被上覆重压、变形。多呈压扁、拉长状，定向排列，呈多呈压扁、拉长状，定向排列，呈“假流纹构造假流纹构造”。刚性玻屑浮石状玻屑刚性玻屑浮石状玻屑（张家口宣化凝灰岩）（张家口宣化凝灰岩）3.3.晶屑晶屑晶屑晶屑 岩浆中的斑晶或围岩里的矿物晶体破碎的产物。具岩浆中的斑晶或围岩里的矿物晶

17、体破碎的产物。具 棱角状、崩裂纹、暗化边等现象。主要由石英、钾长石、棱角状、崩裂纹、暗化边等现象。主要由石英、钾长石、酸性斜长石，以及黑云母、角闪石组成。酸性斜长石，以及黑云母、角闪石组成。研究意义研究意义可以推测岩浆岩成分可以推测岩浆岩成分。石英晶屑（张家口宣化）石英晶屑（张家口宣化）长石晶屑（张家口宣化）长石晶屑（张家口宣化）（二）（二）结构与构造结构与构造结构与构造结构与构造 （1 1）结构）结构 1 1）粒度与含量）粒度与含量 集块结构集块结构：粒度粒度64mm64mm的火山碎屑，含量的火山碎屑，含量50%50%。火山角砾结构火山角砾结构：粒度：粒度64642mm2mm的火山碎屑，含量

18、的火山碎屑，含量50%50%。凝灰结构凝灰结构：粒度粒度2 20.0625mm0.0625mm的火山碎屑，含量的火山碎屑，含量50%50%。尘屑结构尘屑结构：粒度粒度 0.0625mm0.0625mm的火山碎屑，含量的火山碎屑，含量50%50%。2 2）据混入物）据混入物 熔结结构熔结结构：主要由：主要由塑性碎屑塑性碎屑组成，紧密镶嵌。如熔结火山角砾结构。组成，紧密镶嵌。如熔结火山角砾结构。碎屑熔岩结构碎屑熔岩结构：101090%90%的火山碎屑的火山碎屑与与熔岩熔岩相混合。相混合。如火山角砾熔岩结构。如火山角砾熔岩结构。沉火山碎屑结构沉火山碎屑结构：505090%90%的火山碎屑的火山碎屑与

19、与正常碎屑正常碎屑相混合。相混合。如沉火山角砾结构。如沉火山角砾结构。凝灰沉积结构凝灰沉积结构：101050%50%的火山碎屑的火山碎屑与与正常碎屑正常碎屑相混合。相混合。如凝灰砂状结构。如凝灰砂状结构。2.2.构造构造 （1 1）层理层理：水平层理、交错层理、粒序层理等。：水平层理、交错层理、粒序层理等。（2 2）火山泥球构造火山泥球构造：火山尘埃凝聚成火山尘埃凝聚成1 1 几几cmcm的球、椭球、扁豆形状，具的球、椭球、扁豆形状，具 同心圆构造。同心圆构造。（3 3）假流纹构造假流纹构造：塑性碎屑被压扁、拉长、定向排列，似流动特征。塑性碎屑被压扁、拉长、定向排列，似流动特征。与流纹构造的区

20、别与流纹构造的区别气孔少、斑晶成分杂、棱角状晶屑气孔少、斑晶成分杂、棱角状晶屑 多、岩屑多、一端呈鱼尾分叉状。多、岩屑多、一端呈鱼尾分叉状。二、二、分类分类分类分类 火山喷发形成的火山碎屑物质既可以单独组成岩石，火山喷发形成的火山碎屑物质既可以单独组成岩石，也可以掉入熔岩流或沉积盆地，因此可以分为三大类岩石，也可以掉入熔岩流或沉积盆地，因此可以分为三大类岩石，即即 （正常）火山碎屑岩类，（正常）火山碎屑岩类，火山碎屑熔岩类，火山碎屑熔岩类，向沉积岩过渡的火山碎屑岩类。向沉积岩过渡的火山碎屑岩类。其相互关系为：其相互关系为：0 10 90 100 90 50 10 00 10 90 100 90

21、 50 10 0 熔岩熔岩 火山碎屑熔岩火山碎屑熔岩 火山碎屑岩火山碎屑岩 沉积沉积 火山碎屑火山碎屑 陆源陆源 火山碎屑岩火山碎屑岩 沉积岩沉积岩 碎屑岩碎屑岩火山碎屑岩分类表火山碎屑岩分类表火山碎屑岩分类表火山碎屑岩分类表大类大类大类大类火山碎屑火山碎屑火山碎屑火山碎屑熔岩熔岩熔岩熔岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩向沉积岩过渡的向沉积岩过渡的向沉积岩过渡的向沉积岩过渡的火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩亚类亚类亚类亚类熔结熔结熔结熔结火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩层层层层火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩沉积沉积沉积沉

22、积火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑岩火山碎屑火山碎屑火山碎屑火山碎屑沉积岩沉积岩沉积岩沉积岩火山碎屑火山碎屑火山碎屑火山碎屑101090%90%90%90%909050%50%505010%10%结构结构结构结构构造构造构造构造碎屑熔岩结构碎屑熔岩结构流纹构造流纹构造熔结结构熔结结构假流纹构造假流纹构造火山碎屑结构火山碎屑结构沉火山碎屑沉火山碎屑结构结构凝灰凝灰沉积结构沉积结构粒度粒度粒度粒度岩石名称岩石名称64mm64mm集块集块熔岩熔岩熔结熔结集块岩集块岩集块岩集块岩层状层状集块岩集块岩沉沉集块岩集块岩凝灰质凝灰质砾岩砾岩64642mm2mm角砾角砾熔岩熔岩熔结熔结火山角砾岩火山角砾

23、岩火山角砾岩火山角砾岩层状层状火山角砾岩火山角砾岩沉沉火山角砾岩火山角砾岩2mm2mm凝灰凝灰熔岩熔岩熔结熔结凝灰岩凝灰岩凝灰岩凝灰岩层状层状凝灰岩凝灰岩沉沉凝灰岩凝灰岩凝灰质凝灰质砂岩、砂岩、粉砂岩粉砂岩成岩方式成岩方式成岩方式成岩方式熔岩胶结熔岩胶结熔结式熔结式压实、胶结压实、胶结水中沉积水中沉积压实、胶结压实、胶结化学沉积物及粘土胶结化学沉积物及粘土胶结n n进一步命名方法：进一步命名方法：（1 1）采用）采用 “火山碎屑成分火山碎屑成分+基本名称基本名称”如流纹质凝灰岩、安山质火山角砾岩等。如流纹质凝灰岩、安山质火山角砾岩等。（2 2）采用与砂岩分类相近的粒度含量法。）采用与砂岩分类相

24、近的粒度含量法。（3 3）凝灰岩进一步划分，考虑）凝灰岩进一步划分，考虑“三屑三屑”相对含量。相对含量。玻屑玻屑4040单屑凝灰岩单屑凝灰岩双屑凝灰岩双屑凝灰岩多屑凝灰岩多屑凝灰岩玻屑玻屑晶屑晶屑岩屑岩屑50%50%50%50%50%50%两种碎屑量均两种碎屑量均40%40%三种碎屑量均三种碎屑量均 30%30%玻屑凝灰岩玻屑凝灰岩晶屑凝灰岩晶屑凝灰岩岩屑凝灰岩岩屑凝灰岩“少前多后少前多后”少见少见n n分类与命名方法分类与命名方法A A首先，根据物质来源和生成方式分为三种成因类型，即首先，根据物质来源和生成方式分为三种成因类型，即火山碎屑岩类型火山碎屑岩类型、向熔岩过渡类型向熔岩过渡类型、向

25、沉积岩过渡类型向沉积岩过渡类型。B B然后，根据碎屑物质相对含量和固结成岩方式，划分为然后，根据碎屑物质相对含量和固结成岩方式，划分为火山碎屑熔岩火山碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩熔结火山碎屑岩、火山碎屑岩火山碎屑岩、沉火山碎沉火山碎屑岩屑岩、火山碎屑沉积岩火山碎屑沉积岩五种岩类。五种岩类。C C再根据碎屑粒度和各粒级组成的相对含量，划分为三个再根据碎屑粒度和各粒级组成的相对含量，划分为三个基本种属，即基本种属，即集块岩集块岩、火山角砾岩火山角砾岩、凝灰岩凝灰岩。过渡型采用。过渡型采用“少前多后少前多后”命名原则，如凝灰角砾岩，角砾凝灰岩等。命名原则，如凝灰角砾岩，角砾凝灰岩等。DD最后，以碎屑物态

26、、成分、构造等作为岩石形容词，如最后，以碎屑物态、成分、构造等作为岩石形容词，如晶屑凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩、含火山球流纹质玻屑凝晶屑凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩、含火山球流纹质玻屑凝灰岩等。灰岩等。三、主要岩石类型及其特征三、主要岩石类型及其特征 （1 1）向熔岩过渡的火山碎屑岩类）向熔岩过渡的火山碎屑岩类 火山碎屑熔岩火山碎屑熔岩 熔岩基质中含熔岩基质中含9010%9010%的火山碎屑物质，具碎屑熔岩的火山碎屑物质，具碎屑熔岩结构，块状构造结构，块状构造。熔岩具有各自的结构与构造熔岩具有各自的结构与构造。（2 2）火山碎屑岩类）火山碎屑岩类 1 1）熔结火山碎屑岩熔结火山碎屑岩 火山碎屑火山碎

27、屑90%90%，以塑性碎屑为主，具熔结（焊接）以塑性碎屑为主，具熔结（焊接）结构，假流纹构造或块状构造，致密，貌似熔岩，玻璃质，结构，假流纹构造或块状构造，致密，貌似熔岩，玻璃质，颜色不均，哈气后有时可见细条纹状塑性碎屑。颜色不均，哈气后有时可见细条纹状塑性碎屑。分布于火山口附近。分布于火山口附近。2 2）（正常）（正常）火山碎屑岩火山碎屑岩 火山碎屑火山碎屑90%90%，以刚性碎屑为主，以刚性碎屑为主，经压实作用成岩经压实作用成岩。按粒度大小。按粒度大小分为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。分为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。集块岩集块岩、火山角砾岩火山角砾岩 分别具有分别具有集块结构、火山角砾结构集

28、块结构、火山角砾结构，由粗大，由粗大 的火山碎屑组成骨架，孔隙间充填火山灰及尘埃。的火山碎屑组成骨架，孔隙间充填火山灰及尘埃。分布于火山口附近。分布于火山口附近。凝灰岩凝灰岩 色浅（灰白、灰绿、浅褐），具色斑，色浅（灰白、灰绿、浅褐），具色斑，凝灰结构凝灰结构，块状构造，块状构造，“三屑三屑”组成，疏松多孔，粗糙，蜡状光泽，常发生次生变化。组成，疏松多孔，粗糙，蜡状光泽，常发生次生变化。据据“三屑三屑”的相对含量可进一步划分。的相对含量可进一步划分。（3 3）向沉积岩过渡的火山碎屑岩类）向沉积岩过渡的火山碎屑岩类 经压实、水化学沉积物胶结成岩。经压实、水化学沉积物胶结成岩。1 1）沉积火山碎屑

29、岩类沉积火山碎屑岩类 火山碎屑物质火山碎屑物质9050%9050%，其它为正常沉积物质。，其它为正常沉积物质。2 2）火山碎屑沉积岩类火山碎屑沉积岩类 以正常沉积物为主，混入的火山碎屑物质仅占以正常沉积物为主，混入的火山碎屑物质仅占5010%5010%。岩性特征基本同于正常沉积岩。岩性特征基本同于正常沉积岩。四、次生变化四、次生变化四、次生变化四、次生变化n n1.1.脱玻化作用脱玻化作用 火山玻璃脱玻化后，形成隐晶或微晶石英长石集合体，火山玻璃脱玻化后，形成隐晶或微晶石英长石集合体，形态轮廓模糊不清，难以辨认。形态轮廓模糊不清，难以辨认。n n2.2.晶屑同质异相变体晶屑同质异相变体 如透长

30、石转变为低温钾长石，鳞石英、方英石转变为低如透长石转变为低温钾长石，鳞石英、方英石转变为低温石英。温石英。n n3.3.水化及水解作用水化及水解作用 水化作用水化作用火山玻璃变成含水玻璃。火山玻璃变成含水玻璃。水解作用水解作用火山玻璃被溶解，变成粘土、蛋白石等组成火山玻璃被溶解，变成粘土、蛋白石等组成 的土壤。的土壤。n n4.4.交代作用交代作用 火山喷发晚期或后期出现的气液交代火山碎屑物质。如：火山喷发晚期或后期出现的气液交代火山碎屑物质。如：次生石英岩化次生石英岩化中酸性火山碎屑物被交代而成。中酸性火山碎屑物被交代而成。青盘岩化青盘岩化中（基）性火山碎屑物被交代而成。中（基）性火山碎屑物

31、被交代而成。粘土化粘土化中酸性火山碎屑物遭受低温热液交代而成，中酸性火山碎屑物遭受低温热液交代而成，如形成如形成膨润土（斑脱土）膨润土（斑脱土）。沸石化沸石化形成各种沸石（丝光沸石、斜发沸石、菱沸形成各种沸石（丝光沸石、斜发沸石、菱沸 石、钠沸石等）。石、钠沸石等）。五、分布及研究意义五、分布及研究意义五、分布及研究意义五、分布及研究意义1.1.分布分布分布分布 时间上时间上：寒武纪到第四纪寒武纪到第四纪。空间上空间上：主要分布于：主要分布于地壳活动地区地壳活动地区，如地槽区，与喷出岩构，如地槽区，与喷出岩构 成成火山岩系火山岩系或与沉积岩构成或与沉积岩构成火山沉积岩系火山沉积岩系。2.2.研

32、究意义研究意义研究意义研究意义 理论意义理论意义：（1 1）追索）追索古火山口位置古火山口位置。（2 2）对比地层对比地层。如汾西煤田太原组凝灰岩位于。如汾西煤田太原组凝灰岩位于2 2#煤层底板，煤层底板，可以作为标志层。可以作为标志层。（3 3）了解）了解火山喷发的历史、喷发环境以及喷溢次数火山喷发的历史、喷发环境以及喷溢次数等内容。等内容。实际意义实际意义金属矿：其中常赋存有金属矿：其中常赋存有FeFe、CuCu、PbPb、ZnZn、MoMo、NiNi、U U等大型等大型 或巨型矿床，以及或巨型矿床，以及石油、天然气石油、天然气矿床。矿床。如：东北鞍山铁矿、甘肃白银厂铜矿等。日本新泻如：东

33、北鞍山铁矿、甘肃白银厂铜矿等。日本新泻 盆地的盆地的3535个油气田，有个油气田，有2020个都与此岩类有关。个都与此岩类有关。非金属矿：利用非金属矿：利用凝灰岩凝灰岩离子交换性能离子交换性能净化污水净化污水。用用玻屑凝灰岩玻屑凝灰岩生产生产膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩。将将沸石沸石作为作为农药载体农药载体或或家禽饲料家禽饲料。将将膨润土膨润土作为作为精密铸造粘结剂、深井钻孔泥浆、精密铸造粘结剂、深井钻孔泥浆、食用油脱色、石油化工漂白剂和脱色剂、牙膏、食用油脱色、石油化工漂白剂和脱色剂、牙膏、护肤霜等护肤霜等。六、火山碎屑岩的成因类型及其标志六、火山碎屑岩的成因类型及其标志六、火山碎屑岩的成因类型及其

34、标志六、火山碎屑岩的成因类型及其标志1.1.陆相与海相火山碎屑岩系的区别标志陆相与海相火山碎屑岩系的区别标志 （1 1）海相火山碎屑岩系海相火山碎屑岩系 常具有韵律性层理；常具有韵律性层理；各个夹层的厚度及粒度一般较稳定；各个夹层的厚度及粒度一般较稳定；往往可见到凝灰岩向其它岩类的过渡现象；往往可见到凝灰岩向其它岩类的过渡现象；与下伏海相沉积岩多呈整合接触。与下伏海相沉积岩多呈整合接触。（2 2）陆相火山碎屑岩系陆相火山碎屑岩系 岩相及厚度变化大；岩相及厚度变化大；含梨形、椭圆形、纺缍形、球形等特征的火山弹；含梨形、椭圆形、纺缍形、球形等特征的火山弹；存在泥石流角砾岩；存在泥石流角砾岩；熔结火

35、山碎屑岩类比较发育；熔结火山碎屑岩类比较发育；凝灰岩多半比较疏松；凝灰岩多半比较疏松；有时有陆相砂砾岩和页岩夹层。有时有陆相砂砾岩和页岩夹层。六、火山碎屑岩的成因类型及其标志六、火山碎屑岩的成因类型及其标志六、火山碎屑岩的成因类型及其标志六、火山碎屑岩的成因类型及其标志2.2.不同方式形成的火山碎屑岩系及其特点不同方式形成的火山碎屑岩系及其特点 （1 1）重力流型火山碎屑沉积岩系重力流型火山碎屑沉积岩系 成层性较好，粒序构造明显，分选性较好，熔结性差，成层性较好，粒序构造明显，分选性较好，熔结性差，具明显具明显“基质基质”支撑结构，浮石和火山渣气孔少。支撑结构，浮石和火山渣气孔少。（2 2）降

36、落型火山碎屑沉积岩系降落型火山碎屑沉积岩系 分选好至极好，发育水平层理。分选好至极好，发育水平层理。（3 3）水携型火山碎屑沉积岩系水携型火山碎屑沉积岩系 火山碎屑一般以床砂形式进行搬运，其外貌似岩屑砂火山碎屑一般以床砂形式进行搬运，其外貌似岩屑砂岩或长石砂岩，具正常碎屑岩沉积的各种构造，如大型交岩或长石砂岩，具正常碎屑岩沉积的各种构造，如大型交错层理、波痕、砾石叠瓦构造、间断韵律等。错层理、波痕、砾石叠瓦构造、间断韵律等。第二十一章 碳酸盐岩类淋溶面、石柱、溶淋溶面、石柱、溶淋溶面、石柱、溶淋溶面、石柱、溶洞洞洞洞n n定义：定义：是指是指自生自生碳酸盐矿物含量，含量碳酸盐矿物含量，含量50

37、%50%的岩石。的岩石。自生碳酸盐矿物主要为方解石、白云石。自生碳酸盐矿物主要为方解石、白云石。方解石含量方解石含量50%50%，称为，称为石灰岩石灰岩（灰岩）。（灰岩）。白云石含量白云石含量50%50%，称为，称为白云岩白云岩（云岩）。（云岩）。注：若碳酸盐岩遭风化破坏后，由碎屑固结形成的岩石，不属注：若碳酸盐岩遭风化破坏后，由碎屑固结形成的岩石，不属于此范畴。于此范畴。大理岩也不属于此范畴。大理岩也不属于此范畴。一、一般特征1.颜色：灰黑色、灰色、灰白色、紫红色等。灰黑色、灰色、灰白色、紫红色等。2.矿物成分 自生碳酸盐矿物自生碳酸盐矿物 （文石、高镁方解石、文石、高镁方解石、低镁方解石、

38、白云石低镁方解石、白云石）自生非碳酸盐矿物（自生非碳酸盐矿物（蛋白石、萤石、石膏等蛋白石、萤石、石膏等）陆源碎屑陆源碎屑 （碎屑、粘土碎屑、粘土）1 1）文石文石（霰石）（霰石）斜方晶系，斜方晶系，MgCOMgCO3 3含量含量2mol%2mol%，常以针状、粒状、，常以针状、粒状、泥状出现，泥状出现，主要见于温暖的现代浅海沉积物、海滩地带主要见于温暖的现代浅海沉积物、海滩地带，如珊瑚、绿藻、鲕粒、内碎屑等。如珊瑚、绿藻、鲕粒、内碎屑等。（照片）（照片）2 2）高镁方解石高镁方解石 三方晶系，三方晶系，MgCOMgCO3 3含量含量121217mol%17mol%，常以菱面体、，常以菱面体、柱

39、状、泥状出现，柱状、泥状出现，主要见于温暖的现代浅海沉积物，海栖主要见于温暖的现代浅海沉积物，海栖无脊椎动物骨骼无脊椎动物骨骼，如棘皮动物、珊瑚、海绵、红藻等。，如棘皮动物、珊瑚、海绵、红藻等。3 3）低镁方解石低镁方解石 三方晶系，三方晶系，MgCOMgCO3 3含量含量2 23mol%3mol%，常以菱面体、粒，常以菱面体、粒状出现，状出现，主要见于古代岩石以及深海沉积物主要见于古代岩石以及深海沉积物。4 4）白云石白云石（1 1）标准白云石）标准白云石 指指CaCa2+2+：MgMg2+2+=1 =1：1 1，相对集中、呈层分布，与，相对集中、呈层分布，与COCO3 32-2-相相间排列

40、，组成间排列，组成“有序结构有序结构”。见于古代岩石。见于古代岩石。含量和结构是含量和结构是重要鉴定依据，重要鉴定依据，（2 2）原白云石）原白云石 指指CaCa2+2+：MgMg2+2+1 1：1 1 ，组成，组成“无序结构无序结构”。仅见于。仅见于现代现代咸化泻湖、萨勃哈（波斯湾的盐沼泽）、巴哈马的潮坪地带咸化泻湖、萨勃哈（波斯湾的盐沼泽）、巴哈马的潮坪地带，形成数量很少形成数量很少。据研究，古代岩石全部由低镁方解石或白云石组成，然据研究，古代岩石全部由低镁方解石或白云石组成，然而，现代沉积物则由文石、高镁方解石、低镁方解石和少量而，现代沉积物则由文石、高镁方解石、低镁方解石和少量白云石组

41、成。其原因可能不是因古今环境存在差异，而是：白云石组成。其原因可能不是因古今环境存在差异，而是：不稳定矿物文石、高镁方解石转变为稳定的低镁方解石不稳定矿物文石、高镁方解石转变为稳定的低镁方解石。石灰岩被交代后，低镁方解石转变为白云石石灰岩被交代后，低镁方解石转变为白云石。3.3.结构结构 常见各种常见各种颗粒结构颗粒结构（鲕状结构、内碎屑结构、生物碎（鲕状结构、内碎屑结构、生物碎屑结构等）屑结构等）和泥晶结构和泥晶结构，以及交代结构、生物骨架结构、，以及交代结构、生物骨架结构、结晶粒状结构等。结晶粒状结构等。颗粒结构组成：颗粒颗粒结构组成：颗粒+泥晶泥晶+亮晶亮晶+孔隙。孔隙。注：相同粒度结构

42、，在不同岩石中称呼不同，如注：相同粒度结构，在不同岩石中称呼不同，如0.50.51mm1mm 碎屑结构碎屑结构粗砂结构粗砂结构 内碎屑结构内碎屑结构粗砂屑结构粗砂屑结构 结晶粒状结构结晶粒状结构粗晶结构粗晶结构亮晶亮晶亮晶亮晶4.4.构造构造 呈稳定的层状分布。呈稳定的层状分布。泥晶岩石可以见泥晶岩石可以见水平层理水平层理，颗粒岩石可以见，颗粒岩石可以见交错层理、交错层理、粒序层理、块状层理粒序层理、块状层理。层面具层面具生物遗迹构造、侵蚀冲刷构造生物遗迹构造、侵蚀冲刷构造、结核、缝合线结核、缝合线构造、构造、泥裂、叠层构造、鸟眼构造、示底构造等。泥裂、叠层构造、鸟眼构造、示底构造等。水平层理

43、水平层理虫孔虫孔生物扰动生物扰动生物逃逸生物逃逸缝合线缝合线n n5.5.成因：成因：主要在温暖的浅海环境，以及湖泊环境里，靠近赤道主要在温暖的浅海环境，以及湖泊环境里，靠近赤道的印度洋、大西洋、南太平洋一带，前期为化学作用、生的印度洋、大西洋、南太平洋一带，前期为化学作用、生物作用、生物化学作用，后期为机械作用，复合作用的结物作用、生物化学作用，后期为机械作用，复合作用的结果。果。具有具有“温暖、清洁、水浅、动荡温暖、清洁、水浅、动荡”特点。特点。n n6.6.分布：分布：时间：太古代时间：太古代现代海、湖环境里都有。现代海、湖环境里都有。如南非、加拿大太古代灰岩达如南非、加拿大太古代灰岩达

44、2626亿年。亿年。空间：达空间：达101035%35%，仅次于砂岩。在我国约占，仅次于砂岩。在我国约占55%55%，尤其是西南、中南地区。尤其是西南、中南地区。7.7.研究意义：研究意义：理论：了解地球发展和演化历史。理论：了解地球发展和演化历史。实际：除本身作为建筑材料、冶金熔剂、水泥、电石、尼实际：除本身作为建筑材料、冶金熔剂、水泥、电石、尼 龙、涂料、造纸、橡胶等产品的原料龙、涂料、造纸、橡胶等产品的原料 外，由于具有孔外，由于具有孔 隙性和渗透性，又是重要的生油层和储油层，以及水隙性和渗透性，又是重要的生油层和储油层，以及水 气的导矿层和赋矿层，据统计，世界上近气的导矿层和赋矿层，据

45、统计，世界上近50%50%的油气的油气 储量与它相关，并且，赋存有呈层状产出的石膏、岩储量与它相关，并且，赋存有呈层状产出的石膏、岩 盐、萤石、冰州石、重晶石、盐、萤石、冰州石、重晶石、CuCu、PbPb、ZnZn、HgHg、SrSr、NiNi、CoCo、FeFe、AlAl等矿产资源。等矿产资源。二、分类二、分类n n1.1.据据混入物的成分和含量混入物的成分和含量分类法分类法 1 1）方解石、白云石两种组分组成的岩石：）方解石、白云石两种组分组成的岩石：（1 1）含量）含量50%50%的成分，的成分，确定岩石基本名称确定岩石基本名称。（2 2）混入物含量）混入物含量5%50%50%的成分确定

46、岩石基本名称的成分确定岩石基本名称。（2 2）混入物命名采用）混入物命名采用“少前多后少前多后”原则。原则。如含云泥灰岩、含灰泥云岩、含云含泥灰岩等。如含云泥灰岩、含灰泥云岩、含云含泥灰岩等。岩类岩类方解石方解石/白云石白云石%粘土矿物粘土矿物%岩石名称岩石名称石灰岩类石灰岩类/白云岩类白云岩类1001009595（9090）0 05 5（1010）灰岩灰岩白云岩白云岩 9595（9090）7575 5 5（1010）2525含泥含泥灰岩灰岩含泥含泥白云岩白云岩7575505025255050泥泥灰岩灰岩泥泥云岩云岩粘土岩类粘土岩类50 50 252550507575灰质灰质泥岩泥岩白云质白云

47、质泥岩泥岩25 25 5 5（1010）757595 95（9090）含灰含灰泥岩泥岩含云含云泥岩泥岩5 5（1010）0 095 95（9090）100100泥岩泥岩泥岩泥岩n n2.2.石灰岩结构石灰岩结构成因分类法成因分类法 1 1）最先由福克（最先由福克（FolkFolk 19591959）提出，将碎屑岩类的成因）提出，将碎屑岩类的成因 观点引入。随后，观点引入。随后，19621962年顿哈姆（年顿哈姆（Dunhan.R.JDunhan.R.J）和莱）和莱顿（顿（Leighdon.M.WLeighdon.M.W）、彭德克斯特（）、彭德克斯特（Pendexter.CPendexter.C

48、）等人也）等人也相继提出不同分类方案。相继提出不同分类方案。分类方案很多，如颗粒分类方案很多，如颗粒/灰泥、亮晶灰泥、亮晶/泥晶、颗粒类型泥晶、颗粒类型等，都是反映沉积环境能量。等，都是反映沉积环境能量。是目前流行和常用方法。是目前流行和常用方法。普遍分为四个岩类：普遍分为四个岩类：（1 1）波浪波浪/流水流水/重力作用成因重力作用成因的颗粒（粒屑、异化粒）石灰岩的颗粒（粒屑、异化粒）石灰岩 亮晶亮晶胶结，如亮晶鲕粒石灰岩。胶结，如亮晶鲕粒石灰岩。属于高能环境，相当于净砂岩。属于高能环境，相当于净砂岩。微（泥）晶微（泥）晶胶结，如微（泥）晶鲕粒石灰岩。胶结，如微（泥）晶鲕粒石灰岩。环境能量较低

49、，相当于杂砂岩。环境能量较低，相当于杂砂岩。（2 2）正常化学和生物化学成因正常化学和生物化学成因石灰岩石灰岩 微（泥）晶组成，如微（泥）晶组成，如微（泥）晶石灰岩。微（泥）晶石灰岩。属于低能环境，相当于泥质岩石。属于低能环境，相当于泥质岩石。（3 3）生物成因生物成因石灰岩石灰岩如如原地礁灰岩。原地礁灰岩。（4 4）重结晶成因重结晶成因石灰岩石灰岩如如粗晶灰岩粗晶灰岩、细晶灰岩。细晶灰岩。n n2 2）本课程分类法本课程分类法本课程分类法本课程分类法1 1）颗粒灰岩类颗粒灰岩类：（1 1）一种颗粒组成时：）一种颗粒组成时：颗粒颗粒50%50%，称为，称为颗粒灰岩颗粒灰岩，如鲕粒灰岩、砂屑灰岩

50、。，如鲕粒灰岩、砂屑灰岩。亮晶微晶亮晶微晶时，称为时，称为亮晶亮晶鲕粒灰岩、鲕粒灰岩、亮晶亮晶砂屑灰岩。砂屑灰岩。微晶亮晶微晶亮晶时，称为时，称为微晶微晶鲕粒灰岩、鲕粒灰岩、微晶微晶砂屑灰岩。砂屑灰岩。颗粒颗粒505025%25%，称为，称为颗粒颗粒微晶灰岩微晶灰岩，如，如鲕粒鲕粒微晶灰岩微晶灰岩。颗粒颗粒252510%10%，称为，称为含颗粒含颗粒微晶灰岩微晶灰岩，如，如含鲕粒含鲕粒微晶灰岩。微晶灰岩。颗粒颗粒10%10%，称为，称为微晶灰岩、泥晶灰岩微晶灰岩、泥晶灰岩（包括化学成因）。（包括化学成因）。（2 2）两种颗粒组成时：采用）两种颗粒组成时：采用“少前多后少前多后”原则。如原则。如

51、鲕粒砂屑鲕粒砂屑微晶灰岩。微晶灰岩。（3 3）三种以上颗粒组成时：统称为）三种以上颗粒组成时：统称为颗粒颗粒微晶灰岩。微晶灰岩。颗粒灰岩颗粒灰岩颗粒泥晶灰岩颗粒泥晶灰岩含颗粒泥晶灰岩含颗粒泥晶灰岩泥晶灰岩泥晶灰岩n n2 2）原地固着生成的）原地固着生成的生物灰岩类生物灰岩类：生物骨架灰岩、叠层石灰岩等。生物骨架灰岩、叠层石灰岩等。n n3 3）重结晶灰岩类重结晶灰岩类：据晶体粒度定名，如粗晶灰岩、细晶灰岩，据晶体粒度定名，如粗晶灰岩、细晶灰岩，或具残余结构的粗晶灰岩、细晶灰岩等。或具残余结构的粗晶灰岩、细晶灰岩等。注：注：野外工作时，不区分亮晶、泥晶，填隙物统称为野外工作时，不区分亮晶、泥晶

52、，填隙物统称为微微（泥）晶基质（泥）晶基质，按上述方法命名。，按上述方法命名。n n3.3.白云岩分类白云岩分类白云岩分类白云岩分类 1 1）据成因据成因 分为分为原生白云岩原生白云岩（同生白云岩、内碎屑白云岩、生物白云岩）（同生白云岩、内碎屑白云岩、生物白云岩）交代白云岩交代白云岩（成岩白云岩、后生白云岩）（成岩白云岩、后生白云岩）2 2）据结构、构造分类据结构、构造分类（1 1）具）具交代残余结构交代残余结构：白云石白云石50%50%，称为，称为白云化白云化颗粒灰岩、颗粒灰岩、白云化白云化微晶灰岩。微晶灰岩。白云石白云石50%50%，称为，称为残余残余颗粒灰质白云岩、颗粒灰质白云岩、残余残余颗粒白云岩。颗粒白云岩。（2 2）不具残余结构不具残余结构：称为：称为结晶结晶白云岩，如粗晶白云岩、泥晶白云白云岩，如粗晶白云岩、泥晶白云岩等。岩等。（3 3）具）具内碎屑结构内碎屑结构：称为：称为砾屑砾屑白云岩、白云岩、砂屑砂屑白云岩等。白云岩等。（4 4）具）具生物结构生物结构：称为：称为叠层石叠层石白云岩、白云岩、核形石核形石白云岩等。白云岩等。（5 5）具）具特殊构造特殊构造：称为：称为结核状结核状白云岩、白云岩、角砾状角砾状白云岩等。白云岩等。结晶白云岩结晶白云岩