《火山碎屑岩》PPT课件.ppt

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1、1 第 十 章 火 山 碎 屑 岩 v火山碎屑岩是介于火山熔岩与正常沉积岩之间的岩石类型，兼有二者的特点，与二者相互过渡，又与火山熔岩、次火山岩及正常沉积岩相伴产出。v火山碎屑岩是主要由火山碎屑物质(50%)组成的岩石。是典型的主要由来源于地下深部的沉积岩原始物质组成的沉积岩类型，因其结构成分主要是矿物与岩石的碎屑，常将其划入碎屑岩的范畴。 2 v 火 山 碎 屑 岩 在 时 间 上 分 布 十 分 广 泛 ， 从 前 寒 武 纪至 第 四 纪 均 有 分 布 ； 在 空 间 上 主 要 分 布 在 火 山 活 动 带及 附 近 地 区 。 我 国 东 部 地 处 环 太 平 洋 火 山 活

2、动 地 带 ，中 、 新 生 代 沉 积 中 有 着 发 育 的 火 山 岩 系 。v 由 于 不 少 重 要 矿 产 常 与 其 有 关 ， 现 在 在 世 界 各 地区 的 火 山 碎 屑 岩 中 ， 还 陆 续 发 现 了 一 些 工 业 性 油 气 田 ，例 如 日 本 新 泻 盆 地 的 35个 油 气 田 ， 其 中 有 11个 油 气田 的 油 气 储 集 在 凝 灰 岩 中 ， 有 4个 储 集 在 火 山 角 砾 岩中 ， 有 5个 储 集 在 集 块 岩 中 。 近 20年 来 ， 对 于 这 些 地区 的 火 山 作 用 及 火 山 碎 屑 岩 的 研 究 有 较 大 的

3、 进 展 。 3冰岛火山喷烟夏威夷火山熔岩流欧洲大陆上唯一的活火山维苏威火山（意大利） 4 第 一 节 火 山 碎 屑 岩 的 成 分火 山 碎 屑 物 质 按 其 组 成 及 结 晶 状 况 分 为 岩 屑（ 岩 石 碎 屑 ） 、 晶 屑 （ 晶 体 碎 屑 和 玻 屑 （ 玻 璃 碎 屑 ）三 种 。 此 外 还 有 一 些 其 他 的 物 质 成 分 ， 如 正 常 沉 积 物 、熔 岩 物 质 等 。 一 、 岩 屑岩 屑 形 状 多 样 ， 大 小 不 一 。 依 其 物 态 可 分 为 刚性 和 塑 性 两 类 ：1、 刚 性 岩 屑 是 已 凝 固 的 熔 岩 或 火 山 基

4、底 或 管 道的 先 期 固 结 的 围 岩 的 碎 块 ， 系 火 山 爆 发 时 冲 击 力 破 碎而 成 的 。与 陆 源 碎 屑 岩 的 岩 屑 类 似 ， 难 区 别 ， 有 时 可 据毫 无 磨 蚀 毫 无 分 选 、 熔 岩 及 围 岩 加 以 区 分 。 5 2、 塑 性 岩 屑 ， 又 称 为 塑 性 玻 璃 岩 屑 、 浆 屑 等 ， 是由 塑 性 、 半 塑 性 熔 浆 在 喷 出 及 飞 行 坠 落 过 程 中 后 经 塑 变而 形 成 的 玻 璃 质 岩 石 的 碎 块 。 常 具 有 玻 璃 质 结 构 、 基 质为 玻 璃 的 斑 状 结 构 ， 气 孔 构 造

5、。 一 般 大 数 毫 米 至 数 厘 米 。如 断 面 呈 火 焰 状 、 撕 裂 状 、 树 枝 状 、 条 带 状 及 塑 性变 形 形 态 者 称 火 焰 石 ,火 焰 石 是 典 型 的 塑 性 岩 屑 ； 若 成旋 转 状 ， 如 纺 锤 、 椭 球 、 麻 花 、 陀 螺 、 梨 形 等 形 态 ， 表面 具 有 旋 扭 纹 理 和 裂 隙 ， 并 有 一 层 淬 火 边 者 称 火 山 弹 ，火 山 弹 是 典 型 的 半 塑 性 岩 屑 。 火 山 弹 一 般 数 厘 米 ， 大 者可 达 数 米 。 6 7 8 二 、 晶 屑 1、 晶 屑 是 早 期 析 出 的 斑 晶

6、随 熔 浆 炸 碎 而 形 成 的 矿物 的 碎 屑 。 2、 特 征 ： 一 般 毫 米 级 大 小 ， 最 大 不 超 过 23mm;多 呈 棱 角 状 ， 有 时 也 保 存 原 来 的 部 分 晶 形 ； 常 具 不 规 则裂 纹 及 港 湾 状 熔 边 缘 ； 其 成 分 多 为 石 英 、 长 石 、 黑 云 母 、角 闪 石 、 辉 石 等 ， 角 闪 石 和 黑 云 母 多 具 暗 化 边 或 完 全 暗化 ， 其 中 常 有 高 温 变 种 透 长 石 、 石 英 。 与 陆 源 碎 屑 岩 的 矿 物 碎 屑 类 似 ， 其 区 别 是 晶 屑 常 具不 规 则 裂 纹 及

7、 港 湾 状 熔 边 缘 ； 常 有 透 长 石 、 石 英 等 高温 矿 物 的 晶 体 ； 角 闪 石 和 黑 云 母 多 具 相 当 完 好 的 暗 化 边 。 9 10 11 三 玻 屑 1、 玻 屑 是 由 熔 浆 冷 凝 而 形 成 的 玻 璃 质 的 细 小 的碎 屑 。 通 常 大 小 在 0 l 0.01mm之 间 ， 很 少 超 过 2mm;按 其 形 态 可 分 为 (刚 性 )玻 屑 和 塑 性 玻 屑 。 2、 刚 性 玻 屑 以 具 有 弧 面 棱 角 状 和 浮 石 状 两 种 形态 ， 前 者 出 现 普 遍 ， 形 状 多 样 ， 镜 下 常 呈 弓 形 、

8、弧 形 、镰 刀 形 、 月 牙 形 、 鸡 骨 状 、 管 状 、 骨 针 状 、 不 规 则 尖角 状 等 碎 裂 形 态 ， 以 边 为 弧 形 、 角 顶 尖 锐 为 特 征 ， 表明 多 系 气 泡 炸 裂 而 成 ； 浮 石 状 玻 屑 以 内 部 多 小 气 孔 ，边 缘 为 没 有 彻 底 炸 碎 的 弧 面 ， 在 中 基 性 火 山 碎 屑 岩 中出 现 较 多 。 12 13 3、 塑 性 玻 屑 是 炽 热 的 玻 屑 在 上 覆 火 山 碎 屑 物 的 重压 下 、 彼 此 压 扁 拉 长 叠 置 并 定 向 排 列 、 相 互 粘 连 熔 结在 一 起 的 玻 屑

9、。 强 烈 塑 变 玻 屑 显 “ 流 纹 状 ” ， 通 称 为“ 假 流 纹 构 造 ” 。v 与 流 纹 构 造 的 区 别 在 于 ： 塑 性 玻 屑 多 呈 分 叉 状 、拉 长 的 透 镜 状 、 揉 皱 状 ； 缺 泛 拉 长 的 气 孔 、 针 柱 状 及板 条 矿 物 定 向 排 列 等 流 动 标 志 。v 玻 屑 与 火 焰 石 的 区 别 主 要 在 于 大 小 尺 寸 ， 玻 屑 一般 小 于 2mm,火 焰 石 常 大 于 2mm。 14 15 四 、 正 常 沉 积 物 质 和 熔 岩 物 质 一 般 多 以 胶 结 物 形 式 出 现 ， 向 熔 岩 过 渡 的

10、火 山 碎 屑 岩 类 的 胶 结 物 多 为 熔 岩 物 质 ， 向 沉 积 岩过 渡 者 胶 结 物 多 为 正 常 化 学 沉 积 物 质 。 反 映 了 不同 的 成 岩 方 式 和 形 成 条 件 。 16 第二节 结构构造特征及颜色 一 、 结 构 1、 按 火 山 碎 屑 的 粒 级 划 分 一 般 按 火 山 碎 屑 粒 级 划 分 为 火 山 集 块 、 火 山 角 砾 、火 山 灰 和 火 山 尘 四 级 ， 但 划 分 标 准 常 各 不 相 同 。 教 材 分 为 ： 集 块 ( 100mm） 、 火 山 角 砾 (100 2mm)、 火 山 灰 (2 0.01mm)、

11、 火 山 尘 ( 0.0l mm)。 SY/T5368.4-89规 范 划 分 为 : 集 块 （ 50mm） 、 火 山 角 砾 （ 50 2mm） 、 火 山 灰 （ 2 0.01mm） 、 火 山 尘 （ 0.0l mm） 。 17 （ 刘 宝 君 等 ， 1980） 18 2、 依 火 山 碎 屑 的 相 对 数 量 划 分 ：集 块 结 构 （ 火 山 集 块 大 于 50 ） ；火 山 角 砾 结 构 （ 火 山 角 砾 大 于 75 ） ；凝 灰 结 构 （ 火 山 灰 大 于 75 ） 。3、 按 火 山 碎 屑 形 态 特 点 划 分 ：塑 变 碎 屑 结 构 (主 要 由

12、塑 变 碎 屑 组 成 ， 又 称 熔 结 结 构 )；碎 屑 熔 岩 结 构 （ 基 质 为 熔 岩 结 构 ） ；沉 凝 灰 结 构 （ 指 混 入 正 常 沉 积 物 而 言 ） ；凝 灰 砂 状 ；凝 灰 粉 砂 状 ；凝 灰 泥 状 等 。 19 二 、 构 造 l 在 火 山 碎 屑 岩 中 ， 常 见 的 构 造 如 下 所 述 。v1） 层 理 构 造 ： 火 山 碎 屑 岩 通 常 不 显 层 理 ， 但 在水 携 或 风 携 的 火 山 碎 屑 沉 积 中 ， 也 可 出 现 小 型 和大 型 交 错 层 理 及 平 行 层 理 。 v2） 递 变 层 理 ： 主 要 出

13、现 在 沉 积 物 重 力 流 火 山 碎屑 岩 类 中 ， 系 陆 上 或 水 下 火 山 碎 屑 重 力 流 以 悬 浮和 递 变 悬 浮 搬 运 和 沉 积 作 用 所 致 ， 如 有 正 递 变 、反 递 变 以 及 叠 覆 递 变 层 理 ， 是 反 映 重 力 流 水 道 微环 境 。 v 3） 斑 杂 构 造 ： 是 火 山 碎 屑 物 在 颜 色 、 粒 度 、 成分 上 分 布 不 均 ， 且 无 排 列 性 ， 而 表 现 出 来 的 一 种杂 乱 构 造 。 20 v4） 平 行 构 造 ： 泛 指 由 伸 长 形 的 火 山 碎 屑 物 ， 如 透 镜体 、 饼 状 体

14、 、 熔 岩 团 块 和 条 带 等 定 向 排 列 所 组 成 的 构造 ， 它 的 连 续 性 与 平 行 性 不 及 假 流 纹 构 造 。 v 5） 假 流 纹 构 造 ： 主 要 出 现 在 流 纹 质 熔 结 凝 灰 岩 中 ，是 塑 性 玻 屑 为 拉 长 状 、 透 镜 状 、 揉 皱 状 呈 定 向 排 列 所显 现 的 构 造 。 根 据 塑 性 玻 屑 可 见 燕 尾 状 分 叉 ， 在 刚 性碎 屑 边 部 可 见 塑 变 不 强 的 弧 面 棱 角 状 外 形 ， “ 假 流 纹 ”延 伸 不 远 ， 一 般 无 气 孔 及 杏 仁 体 等 而 有 别 于 流 纹 构

15、 造 。 v6)其 它 构 造 ： 除 上 述 构 造 外 ， 有 时 还 见 气 孔 、 杏 仁 构造 、 火 山 泥 球 及 豆 石 构 造 等 ， 甚 至 在 某 些 火 山 细 屑 岩中 还 见 有 生 物 搅 动 构 造 及 实 体 化 石 。 21 22 三 、 颜 色v火 山 碎 屑 岩 常 具 有 特 殊 鲜 艳 的 颜 色 ， 如 浅 红 、 紫红 、 嫩 绿 、 浅 黄 、 灰 绿 等 ， 它 是 野 外 鉴 别 火 山 碎 屑岩 的 重 要 标 志 之 一 。v颜 色 主 要 取 决 于 原 始 物 质 成 分 ， 中 基 性 火 山 碎 屑岩 色 深 ， 为 暗 紫 红

16、 、 墨 绿 等 色 ； 中 酸 性 者 色 则 浅 ，常 为 粉 红 、 浅 黄 等 色 。v其 次 取 决 于 次 生 变 化 ， 如 绿 泥 石 化 则 显 绿 色 ， 蒙脱 石 化 则 显 灰 白 或 浅 红 色 。 23 第 三 节 火 山 碎 屑 岩 的 分 类 及 命 名 l 广 义 的 火 山 碎 屑 岩 类 的 分 类 和 命 名 原 则 如 下 所 述 ： v1） 首 先 根 据 物 质 来 源 和 生 成 方 式 ， 划 分 为 火 山 碎 屑岩 类 型 、 向 熔 岩 过 渡 类 型 和 向 沉 积 岩 过 渡 类 型 三 种成 因 类 型 。v2） 再 根 据 碎 屑

17、 物 质 相 对 含 量 和 固 结 成 岩 方 式 ， 划 分为 火 山 碎 屑 熔 岩 、 熔 结 火 山 碎 屑 岩 、 火 山 碎 屑 岩 、沉 火 山 碎 屑 岩 和 火 山 碎 屑 沉 积 岩 等 五 种 岩 类 。 v3） 再 根 据 碎 屑 粒 度 和 各 粒 级 组 分 的 相 对 含 量 ， 划 分为 三 个 基 本 种 属 ， 即 集 块 岩 、 火 山 角 砾 岩 和 凝 灰 岩 ，之 间 的 过 渡 型 为 凝 发 角 砾 岩 、 角 砾 凝 灰 岩 等 。 24 v4） 最 后 再 以 碎 屑 物 态 、 成 分 、 构 造 等 依 次 作 为形 容 词 ， 对 岩

18、 石 进 行 命 名 ， 如 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 。次 生 变 化 也 常 作 为 命 名 的 形 容 词 ， 如 硅 化 凝 灰 岩 、蒙 脱 石 化 凝 灰 岩 、 沸 石 化 凝 灰 岩 和 变 质 流 纹 质 晶屑 凝 灰 岩 等 。 25 26 27 第四节 主要类型及其特征 一 、 火 山 碎 屑 熔 岩 类 l火 山 碎 屑 熔 岩 类 是 火 山 碎 屑 岩 向 熔 岩 过 渡 的 一 个 类型 ， 熔 岩 基 质 中 可 含 90 10 的 火 山 碎 屑 物 质 ，具 有 碎 屑 熔

19、岩 结 构 、 块 状 构 造 。l熔 岩 基 质 中 可 含 数 量 不 定 的 斑 晶 ， 呈 斑 状 结 构 ， 或气 孔 杏 仁 构 造 。l火 山 碎 屑 主 要 是 晶 屑 及 一 部 分 岩 屑 ， 玻 屑 少 见 。 当成 分 相 近 时 ， 往 往 不 易 区 分 岩 屑 与 熔 岩 基 质 ， 而 误认 为 熔 岩 。l按 主 要 粒 级 碎 屑 划 分 为 集 块 熔 岩 、 角 砾 熔 岩 和 凝 灰熔 岩 。 28 二 、 熔 结 火 山 碎 屑 岩 类 u熔 结 火 山 碎 屑 岩 类 是 以 熔 结 （ 焊 结 ） 方 式 而 形 成 的一 大 类 火 山 碎 屑

20、 岩 。 火 山 碎 屑 物 质 达 90 以 上 ， 其中 以 塑 变 碎 屑 为 主 ， 主 要 产 于 火 山 颈 、 破 火 山 口 、火 山 构 造 洼 地 和 巨 大 的 火 山 碎 屑 流 与 侵 入 状 的 熔 结凝 灰 岩 体 中 。u其 中 较 粗 粒 的 熔 结 集 块 岩 和 熔 结 角 砾 岩 分 布 不 广 ，主 要 组 成 近 火 山 口 相 。 细 粒 的 熔 结 凝 灰 岩 分 布 很 广 ，可 组 成 厚 度 大 的 火 山 碎 屑 岩 层 ， 此 类 岩 石 的 中 外 文名 称 较 多 ， 国 内 较 通 用 的 译 名 趋 于 使 用 熔 结 凝 灰

21、岩（ ignimbrite） 。 它 主 要 由 小 于 2mm的 塑 性 玻 屑 和 岩屑 组 成 ， 也 有 一 定 数 量 晶 屑 ， 具 有 熔 结 凝 灰 结 构 、假 流 纹 构 造 ， 碎 屑 以 相 互 熔 结 压 紧 成 岩 。 还 可 根 据熔 结 （ 焊 接 ） 强 度 划 分 亚 类 。 29 三 、 火 山 碎 屑 岩 类 v火 山 碎 屑 岩 类 即 狭 义 的 火 山 阵 屑 岩 类 ， 火 山 碎 屑 占90 以 上 ， 经 压 积 或 压 实 作 用 成 岩 。v其 按 粒 度 大 小 分 为 集 块 岩 、 火 山 角 砾 岩 和 凝 灰 岩 。 v1 集

22、块 岩 集 块 结 构 由 火 山 弹 及 熔 岩 碎 块 堆 积 而 成 ， 也 常 混 入一 些 火 山 管 道 的 围 岩 碎 屑 ， 一 般 未 经 过 搬 运 而 呈 棱 角状 ， 由 细 粒 级 角 砾 、 岩 屑 、 晶 屑 及 火 山 灰 充 填 压 实 胶结 成 岩 ， 多 分 布 于 火 山 通 道 附 近 构 成 火 山 锥 ， 或 充 填于 火 山 通 道 之 中 。 30 v2 火 山 角 砾 岩 v火 山 角 砾 岩 主 要 由 大 小 不 等 的 熔 岩 角 砾 组 成 ， 分 选 差 ，不 具 有 层 理 ， 通 常 为 火 山 灰 充 填 ， 并 经 压 实

23、胶 结 成 岩 ，多 分 布 在 火 山 口 附 近 。 如 河 北 宣 化 白 垩 纪 火 山 口 的 中心 ， 就 被 流 纹 质 火 山 角 砾 岩 所 充 填 。 v3 凝 灰 岩 1)“凝 灰 ” 系 指 主 要 由 小 于 2mm的 火 山 碎 屑 组 成 的 结 构 。2)按 碎 屑 粒 级 ,进 一 步 分 为 粗 (2 l )、 细 (1 0.l )、 粉(0.l0.0l )和 微 ( 0.0l )四 种 凝 灰 岩 。 碎 屑 成 分 主 要是 火 山 灰 ， 按 其 物 态 及 相 对 含 量 ， 分 为 单 屑 凝 灰 岩 、双 屑 凝 灰 岩 （ 两 种 物 态 碎

24、屑 均 在 25 以 上 ） 和 多 屑 凝灰 岩 （ 三 种 物 态 碎 屑 均 在 20 以 上 ） 。 31 3)其 中 以 玻 屑 凝 灰 岩 、 晶 屑 一 玻 屑 凝 灰 岩 最 常 见 ，具 有 典 型 凝 灰 结 构 ， 熔 岩 成 分 多 为 流 纹 质 ， 次 为英 安 质 。 324)岩 屑 凝 灰 岩 主 要由 熔 岩 碎 屑 组 成 ，较 少 见 ， 有 时 易 与岩 屑 砂 岩 相 混 ， 需视 有 无 搬 运 磨l 圆 、 有 无 玻 屑 存 在加 以 区 分 。 33 四 、 沉 火 山 碎 屑 岩 类 l 沉 火 山 碎 屑 岩 类 是 火 山 碎 屑 岩 和

25、 正 常 沉 积 岩 间 的 过 渡类 型 ， 火 山 碎 屑 物 质 占 90 50 ， 其 他 为 正 常 沉 积 物质 ， 经 压 积 和 水 化 学 物 胶 结 成 岩 ， 常 显 层 理 ， 故 有 时 也称 为 层 火 山 碎 屑 岩 类 。 它 与 陆 源 火 山 碎 屑 沉 积 物 的 区 别是 新 鲜 、 棱 角 明 显 、 无 明 显 磨 蚀 边 缘 及 风 化 边 缘 。 正 常沉 积 物 除 陆 源 砂 泥 外 ， 还 可 有 化 学 及 生 物 化 学 组 分 ， 以及 生 物 碎 屑 等 。五 、 火 山 碎 屑 沉 积 岩 类l 火 山 碎 屑 沉 积 岩 类 以

26、 正 常 沉 积 物 为 主 ， 火 山 碎 屑 物 质 占50 10 ， 岩 性 特 征 基 本 与 正 常 沉 积 岩 相 同 。 当 主 要为 陆 源 的 砂 时 ， 称 为 凝 灰 质 砂 岩 ； 主 要 为 泥 时 ， 称 为 凝灰 质 泥 岩 ； 主 要 为 碳 酸 盐 时 ， 称 为 凝 灰 质 石 灰 岩 或 凝 灰质 白 云 岩 等 一 系 列 过 渡 类 型 岩 石 。 34 第 五 节 火 山 碎 屑 岩 的 成 因 类 型 及 其 标 志 l 一 、 陆 相 与 海 相 火 山 碎 屑 岩 系 的 区 别 标 志 l 研 究 火 山 阵 屑 岩 的 成 因 时 ， 首

27、先 应 注 重 的 是 区 分 海底 喷 发 的 海 相 和 陆 上 喷 发 的 陆 相 两 大 成 因 类 型 ， 其特 点 如 下 所 述 。 35 1 海 相 火 山 碎 屑 岩 系v 海 相 火 山 岩 系 的 最 主 要 代 表 是 细 碧 一 角 斑 岩 系 。其 特 点 是 广 泛 的 钠 长 石 化 作 用 ， 火 山 玻 璃 分 解 为 含 水的 硅 酸 盐 。 由 于 绿 帘 石 化 和 绿 泥 石 化 ， 岩 石 呈 现 绿 色 ，枕 状 构 造 十 分 发 育 。v 由 于 海 水 中 喷 发 一 沉 积 的 特 殊 环 境 ， 常 具 有 ： 韵 律 性 层 理 ，

28、即 不 同 粒 级 的 火 山 碎 屑 物 互 层 产 出 ， 主要 为 下 粗 上 细 的 正 韵 律 （ 也 有 人 认 为 应 是 下 细 上 粗 ，反 序 的 ） ； 各 个 夹 层 的 厚 度 及 粒 度 一 般 较 稳 定 ； 往 往 可 见 到 凝 灰 岩 向 沉 凝 灰 岩 和 凝 灰 质 砂 岩 （ 或 泥 岩 ）过 渡 的 现 象 。 另 一 特 征 是 火 山 岩 系 和 下 伏 海 相 沉 积岩 层 多 呈 整 合 接 触 ， 或 其 中 有 海 相 夹 层 ， 如 海 相 石 灰岩 、 碧 玉 岩 及 岩 屑 砂 岩 等 ， 其 中 常 含 有 孔 虫 、 放 射 虫

29、和 硅 藻 等 海 相 动 植 物 化 石 。 36 2 陆 相 火 山 碎 屑 岩 系 v 由 于 熔 浆 流 出 地 表 时 易 于 氧 化 ， 因 而 常 呈 现 红 褐色 一 黑 色 ， 火 山 岩 系 和 下 伏 岩 层 多 呈 现 不 整 合 或 假 整合 接 触 。v 分 布 于 其 中 的 火 山 碎 屑 岩 系 的 特 点 是 ： 岩 相 及厚 度 变 化 大 ； 含 梨 形 、 椭 圆 形 、 纺 锤 形 、 球 形 等 特征 的 火 山 弹 ； 存 在 泥 石 流 角 砾 岩 ； 熔 结 火 山 碎 屑岩 类 比 较 发 育 ； 凝 灰 岩 多 半 比 较 疏 松 ； 有

30、 时 有 陆相 砂 砾 岩 和 页 岩 夹 层 ， 并 常 见 植 物 化 石 和 淡 水 动 物 化石 （ 多 为 湖 相 ） 。 37 二 、 不 同 方 式 形 成 的 火 山 碎 屑 岩 系 及 其 特 点 38 l 1 重 力 流 型 火 山 碎 屑 沉 积 l 重 力 流 型 火 山 碎 屑 沉 积 按 其 沉 积 环 境 又 可 分 为 陆 上 和水 下 两 种 沉 积 类 型 。 l1)陆 上 的 火 山 碎 屑 (重 力 )流 沉 积 ,或 火 山 灰 流 、 砂 流 沉 积v成 因 ： 是 熔 结 火 山 碎 屑 岩 类 的 主 要 形 成 方 式 。 高 粘 度 、富 含

31、 挥 发 组 分 的 酸 性 、 中 酸 性 熔 浆 以 强 烈 爆 发 形 式 喷 出 火山 口 并 将 熔 岩 柱 炸 碎 呈 火 山 灰 等 碎 屑 物 质 ， 大 部 分 呈 白 热状 态 的 悬 浮 物 混 杂 于 火 山 气 体 之 中 形 成 “ 高 密 度 的 流 体 ” ，在 重 力 作 用 下 ， 沿 地 面 坡 度 向 四 围 扩 散 ， 构 成 由 熔 岩 碎 屑和 气 体 所 组 成 的 特 殊 流 体 火 山 碎 屑 （ 重 力 ） 流 。 其 搬运 和 沉 积 方 式 类 似 深 海 中 的 浊 流 沉 积 。 39 v特 征 ： 火 山 碎 屑 成 分 复 杂

32、混 杂 (火 山 碎 屑 占 绝 对 多 数 ，火 山 灰 最 常 见 ,粗 粒 火 山 碎 屑 较 多 ， 可 有 熔 岩 混 入 ) ； 多塑 性 岩 屑 、 玻 屑 (火 山 碎 屑 多 有 塑 性 变 形 、 扁 平 化 ， 气 孔大 部 分 消 失 )； 分 选 性 差 ， 常 具 有 熔 结 结 构 (以 熔 结 火山 碎 屑 岩 为 主 )； 多 定 向 排 列 的 “ 火 焰 石 ” 、 假 流 纹 构造 ， 多 斑 杂 构 造 、 块 状 层 理 (粒 序 层 理 少 见 )， 多 柱 状 节理 构 造 。v分 布 ： 分 布 于 火 山 口 附 近 ， 范 围 较 大 (形

33、 成 的 熔 结 凝 灰岩 分 布 面 积 最 大 达 数 百 平 方 公 里 ),厚 度 大 (达 数 百 米 )。v熔 结 火 山 碎 屑 岩 不 同 于 一 般 熔 岩 流 冷 凝 后 所 形 成 的 熔岩 ， 也 不 同 于 降 落 火 山 碎 屑 堆 积 而 成 的 火 山 碎 屑 岩 类 。这 种 岩 类 在 20世 纪 50年 代 以 后 才 逐 渐 被 人 们 所 认 识 和 描述 。 40 l 2)水 下 火 山 碎 屑 流 沉 积 即 重 力 型 火 山 碎 屑 沉 积v成 因 ： 由 火 山 喷 发 碎 屑 物 组 成 的 高 密 度 底 流 ， 当 在水 下 流 动 时

34、 ， 由 于 流 速 降 低 后 而 形 成 沉 积 。v特 征 ： 成 分 复 杂 ， 常 有 正 常 沉 积 物 混 入 ； 塑 性 岩屑 玻 屑 较 少 ； 分 选 性 较 好 ， 熔 结 性 差 ， 具 有 明 显“ 基 质 ” 支 撑 结 构 ； 浮 石 和 火 山 渣 气 孔 少 ； 成 层性 较 好 ， 粒 序 构 造 明 显 ， 在 剖 面 上 粒 序 层 之 上 为 流动 层 ， 可 表 现 明 显 的 水 携 搬 运 沉 积 特 点 ， 如 可 见 交错 层 理 、 波 痕 、 叠 瓦 构 造 及 颗 粒 定 向 排 列 等 。 粒 序构 造 是 水 下 火 山 碎 屑 沉

35、 积 物 重 力 流 沉 积 的 主 要 构 造标 志v分 布 ： 分 布 于 火 山 口 附 近 ， 范 围 较 大 ， 厚 度 较 薄较 稳 定 ； 41 l 2 降 落 型 火 山 碎 屑 沉 积 (又 称 降 落 灰 沉 积 )l 成 因 ： 是 火 山 喷 发 物 在 大 气 中 经 风 力 搬 运 和 分 异 而形 成 的 产 物 。 其 形 成 机 理 是 ： 当 火 山 物 质 顺 风 搬 运时 ， 颗 粒 依 降 落 速 度 不 同 而 分 离 ； 粒 度 和 密 度 是 控制 降 落 速 度 的 主 要 因 素 ， 而 风 向 、 风 速 、 扰 动 性 以及 碎 屑 物

36、的 喷 射 高 度 是 控 制 散 落 形 态 的 重 要 因 素 。l 特 征 ： 火 山 灰 为 ， 粗 碎 屑 及 塑 性 碎 屑 缺 泛 ， 常 有正 常 沉 积 物 混 入 ； 分 选 性 好 一 极 好 ， 常 为 凝 灰 结构 和 沉 凝 灰 结 构 ； 成 层 性 也 ， 常 有 发 育 的 水 平 层理 ；l 分 布 ： 分 布 范 围 很 广 ， 主 降 落 灰 沉 积 物 在 平 面 上 呈大 致 呈 对 称 的 形 态 ， 其 延 长 形 方 向 与 风 向 有 关 ； 降落 灰 厚 度 向 下 风 方 向 减 薄 ， 粒 度 相 应 减 小 ； 在 理 想情 况 下

37、， 成 分 、 粒 度 及 厚 度 在 顺 风 方 向 上 均 作 相 互有 关 的 系 统 变 化 ； 。 42 l 大 量 火 山 灰 可 以 在 空 中 作 长 距 离 搬 运 ， 然 后 降 落在 陆 上 或 水 中 。 现 代 沉 积 研 究 表 明 ： 火 山 玻 璃 碎屑 是 十 分 普 遍 的 ， 而 且 集 中 在 一 定 层 位 中 。 火 山灰 大 部 分 是 被 风 带 到 深 海 区 中 去 的 ， 距 离 喷 发 中心 可 达 数 百 英 里 ， 降 落 在 水 中 的 火 山 灰 物 质 ， 还可 被 水 流 继 续 搬 运 很 远 距 离 ， 尤 其 是 很 细

38、 的 火 山尘 ， 质 轻 多 孔 ， 可 像 浮 石 般 漂 流 很 远 距 离 。 火 山喷 发 也 为 海 洋 沉 积 物 提 供 了 重 要 物 质 来 源 。 西 南三 叠 系 的 绿 豆 岩 是 典 型 陆 喷 水 下 沉 积 的 例 子 。l 区 别 ： 火 山 灰 流 和 降 落 灰 沉 积 一 般 都 是 一 个 主 要喷 发 时 期 的 产 物 ， 但 由 于 它 们 的 搬 运 和 沉 积 条 件木 同 ， 所 以 有 显 著 的 区 别 特 征 ： 表 现 在 碎 屑 成 分 、结 构 特 征 (粒 度 、 分 选 性 、 胶 结 成 岩 等 )、 构 造 特 征 、分

39、 布 范 围 等 方 面 。 43 44 3 水 携 型 火 山 碎 屑 沉 积 成 因 ： 陆 及 水 下 火 山 碎 屑 物 质 进 入 海 洋 即 受 海 水 的搬 运 改 造 并 沉 积 ， 即 形 成 水 携 型 火 山 碎 屑 沉 积 。特 征 ： 火 山 碎 屑 及 正 常 沉 积 物 混 杂 ； 火 山 碎 屑有 有 不 同 程 度 的 磨 蚀 、 圆 化 及 分 选 性 ， 常 为 沉 凝 灰 、 凝灰 砂 等 结 构 ； 常 具 有 正 常 碎 屑 沉 积 岩 的 各 种 构 造 ， 如大 型 斜 层 理 、 波 痕 、 砾 石 叠 瓦 构 造 、 间 断 韵 律 等 ；

40、分布 相 当 广 泛 ， 常 与 正 常 碎 屑 沉 积 物 过 渡 并 共 生 ；区 别 ： 要 把 这 类 岩 石 同 侵 蚀 成 因 的 火 山 陆 源 岩 区 分开 ， 往 往 有 一 定 困 难 。 两 者 区 分 的 标 志 是 ： 水 携 成 因 火山 碎 屑 岩 的 成 分 是 受 同 期 火 山 作 用 控 制 的 ， 碎 屑 的 成 熟度 很 低 ， 可 见 到 玻 屑 、 暗 化 的 黑 云 母 和 角 闪 石 等 ； 还 可见 到 具 有 环 状 构 造 新 鲜 的 斜 长 石 ， 以 及 熔 岩 碎 屑 中 仍 保存 着 玻 基 斑 状 结 构 、 交 织 结 构 或

41、 玻 璃 质 结 构 ； 分 选 、 磨圆 度 都 很 差 等 。 45 l 第 六 节 火 山 岩 系 与 油 气 l 近 年 来 ， 火 山 岩 系 在 世 界 上 越 来 越 受 到 人 们 的 重 视 。在 火 山 岩 及 火 山 碎 屑 岩 系 中 ， 蕴 藏 着 汞 、 铅 、 锌 、 铜 、铁 、 铝 、 锡 、 稀 有 放 射 性 元 素 等 矿 产 ， 而 且 有 些 是 大型 、 巨 型 矿 床 。 未 脱 玻 化 的 玻 屑 凝 灰 岩 可 作 膨 胀 珍 珠岩 原 料 ， 浮 石 状 凝 灰 岩 可 作 优 良 水 泥 的 混 合 材 料 ， 蒙脱 石 化 凝 灰 岩

42、可 作 吸 附 剂 、 脱 色 剂 、 填 料 、 制 模 材 料等 。l 尤 其 值 得 指 出 的 是 ， 过 去 认 为 火 山 岩 和 火 山 碎 屑 岩 系与 石 油 无 关 。 现 在 ， 在 世 界 各 地 区 的 火 山 岩 和 火 山 碎屑 岩 中 ， 已 陆 续 发 现 了 一 些 工 业 性 油 气 田 ， 例 如 日 本新 泻 盆 地 的 35个 油 气 田 ， 其 中 有 11个 油 气 田 的 油 气 储集 在 凝 灰 岩 中 ， 有 4个 储 集 在 火 山 角 砾 岩 中 ， 有 5个 储集 在 集 块 岩 中 。 46 l 火 山 岩 和 火 山 碎 屑 岩

43、在 我 国 务 时 代 地 层 中 都 有 广 泛分 布 ， 除 蕴 藏 有 丰 富 的 金 属 和 非 金 属 矿 产 外 ， 而 且含 有 丰 富 的 油 气 资 源 。 随 着 油 气 勘 探 事 业 的 发 展 ，已 陆 续 发 现 了 一 些 以 火 山 岩 和 火 山 碎 屑 岩 为 储 集 层的 油 气 田 。 47 48 l 本 章 小 结l 1、 火 山 碎 屑 岩 的 概 念 。l 2、 火 山 碎 屑 物 的 类 型 及 特 征 。l 3、 主 要 类 型 火 山 碎 屑 岩 的 基 本 特 征 ， 尤 其 是 熔 结火 山 碎 屑 岩 和 (狭 义 的 )火 山 碎 屑 岩 类 的 基 本 特 征 。 49