07第八章 火山碎屑岩

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1、07第八章第八章 火山碎屑岩火山碎屑岩 岩浆及其共生的气体物质喷出地表，其喷出物堆积成岩浆及其共生的气体物质喷出地表，其喷出物堆积成山（或岩浆仅仅上升到地表附近，使地表表现为某种异样山（或岩浆仅仅上升到地表附近，使地表表现为某种异样地形）的作用。现代火山活动区主要为环太平洋和地中海地形）的作用。现代火山活动区主要为环太平洋和地中海地区。地区。火山作用的产物是火山岩，它包括熔岩、次火山岩和火山碎火山作用的产物是火山岩，它包括熔岩、次火山岩和火山碎屑岩三大类。屑岩三大类。熔岩是岩浆溢出地表凝固而形成的岩石；熔岩是岩浆溢出地表凝固而形成的岩石；次火山岩是岩浆上升至近地表附近（没有溢出地表）凝次火山岩

2、是岩浆上升至近地表附近（没有溢出地表）凝固而成的岩石；固而成的岩石；火山碎屑岩是火山爆发的碎屑物，在陆上或水下沉积而火山碎屑岩是火山爆发的碎屑物，在陆上或水下沉积而成的岩石。成的岩石。火山碎屑岩是由火山爆发所产生的同期火山碎屑物质，经火山碎屑岩是由火山爆发所产生的同期火山碎屑物质，经空气或水介质的搬运、堆积、固结而成的岩石。空气或水介质的搬运、堆积、固结而成的岩石。火火山山碎碎屑屑岩岩是是主主要要由由火火山山碎碎屑屑物物质质组组成成的的岩石。岩石。火火山山碎碎屑屑岩岩是是介介于于火火山山岩岩与与沉沉积积岩岩之之间间的的岩岩石石类类型型，兼兼有有二二者者的的特特点点，又又与与二二者者相相互互过过

3、渡渡。火火山山碎碎屑屑岩岩的的形形成成具具有有双双重重性性：物物质质来来源源于于地地下下溶溶浆浆；搬搬运运及及沉沉积积机机理理具具沉沉积积岩岩的的特特色色，与与正正常常沉沉积积陆陆源源碎碎屑屑岩岩类似。类似。第八章第八章 火山碎屑岩火山碎屑岩一、物质成分一、物质成分 第一节第一节 一般特征及分类一般特征及分类岩屑（岩石碎屑）岩屑（岩石碎屑）晶屑（晶体碎屑）晶屑（晶体碎屑）玻屑（玻璃碎屑）玻屑（玻璃碎屑）火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑(岩岩石碎屑石碎屑)、晶屑、晶屑(晶体碎屑晶体碎屑)和玻屑和玻屑(玻璃碎屑玻璃碎屑)三种。三种。岩屑形状多样，大小不一

4、，可由微细粒至数米的巨块。岩屑形状多样，大小不一，可由微细粒至数米的巨块。依其物态可分为依其物态可分为刚性刚性及及塑性塑性两种。两种。第一节第一节 一般特征及分类一般特征及分类1 1、岩屑、岩屑 刚性岩屑刚性岩屑是已凝固的熔岩，是已凝固的熔岩，或火山基底和管道的或火山基底和管道的围岩围岩，当火，当火山爆炸时冲碎而成。其外形呈各山爆炸时冲碎而成。其外形呈各种棱角状。种棱角状。1 1、岩屑、岩屑 塑性岩屑塑性岩屑又称塑性玻璃岩屑、又称塑性玻璃岩屑、浆屑或火焰石等，是由浆屑或火焰石等，是由塑性、半塑塑性、半塑性性熔浆熔浆在喷出后经塑变而成，具玻在喷出后经塑变而成，具玻璃质结构，断面呈火焰状、撕裂状、

5、璃质结构，断面呈火焰状、撕裂状、树枝状、纺缍状、透镜状、条带状树枝状、纺缍状、透镜状、条带状等。等。火山弹火山弹是由于是由于塑性熔浆塑性熔浆团在空团在空中旋转而成，形成纺缍状、椭球状、中旋转而成，形成纺缍状、椭球状、麻花状、陀螺状、梨状等，表面具麻花状、陀螺状、梨状等，表面具旋扭纹理和裂隙，并具一层淬火边，旋扭纹理和裂隙，并具一层淬火边，大者可达数米。大者可达数米。晶晶屑屑多多为为早早期期析析出出的的斑斑晶晶随随熔熔浆浆炸炸碎碎而而成成。大大小小一一般般2 23mm3mm，常常呈呈棱棱角角状状，有有时时也也保保持持原原来来的的部部分分晶晶形形，其其成成分分多多为为石石英英、长长石石、黑黑云云母

6、母、角角闪闪石石、辉辉石石等等。石石英英晶晶屑屑表表面面极极为为光光洁洁，具具不不规规则则裂裂纹纹及及港港湾湾状状熔熔蚀蚀外外形形。长长石石晶晶屑屑主主要要为为透透长长石石、酸酸性性至至基基性性斜斜长长石石，有有较较高高自自形形程程度度，可可见见沿沿解解理理破破裂裂及及明明显显的的裂裂纹纹。黑黑云云母母和和角角闪闪石石晶晶屑屑常常具具弯弯曲曲、断断裂裂及及暗暗化化现现象象。辉辉石石主主要要出出现现在在偏偏基性的火山碎屑岩中。基性的火山碎屑岩中。2 2、晶屑、晶屑 玻玻 屑屑 通通 常常 大大 小小 在在 0.10.10.01mm0.01mm之之间间，很很少少超超过过2mm2mm；2 20.01

7、mm0.01mm者者称称火火山山灰灰，小小于于0.01mm0.01mm者称火山尘。者称火山尘。刚刚性性玻玻屑屑有有弧弧面面棱棱角角状状和和浮石状两种。浮石状两种。塑塑性性玻玻屑屑是是炽炽热热的的玻玻屑屑在在上上覆覆火火山山碎碎屑屑物物的的重重压压下下，彼彼此此压压扁扁拉拉长长叠叠置置定定向向排排列列，且且相相互互粘粘连连熔熔结结在在一一起起而而成成。强强烈烈塑塑变变玻玻屑屑显显流流纹纹状状，通通称称假假流纹构造。流纹构造。3、玻屑、玻屑3-63-7 目前通用的粒级划分为：目前通用的粒级划分为：集块集块(64mm)64mm)火山角砾火山角砾(64(642mm)2mm)火山灰火山灰(2(20.01

8、mm)0.01mm)火山火山尘尘(0.01mm)0.01mm)专属性的火山碎屑岩结构有：专属性的火山碎屑岩结构有：u 集块结构集块结构(火山集块火山集块50%)50%)u 火山角砾结构火山角砾结构(火山角砾火山角砾75%)75%)u 凝灰结构凝灰结构(火山灰火山灰75%)75%)二、结构构造特征及颜色二、结构构造特征及颜色 1.1.结构结构(1)(1)层理构造层理构造:火山碎屑岩通常不显层理，但在水携或风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，也可出现携的火山碎屑沉积中，也可出现小型和大型交错层小型和大型交错层理以及平行层理。理以及平行层理。(2)递递变变层层理理：主主要要出出

9、现现在在沉沉积积物物重重力力流流火火山山碎碎屑屑岩岩类类中中。系系陆陆上上或或水水下下火火山山碎碎屑屑重重力力流流以以悬悬浮浮和和递递变变悬悬浮浮搬搬运运和和沉沉积积作作用用所所致致。如如果果有有正正递递变变、反反递递变变以以及叠覆递变层理，反映是重力流水道微环境。及叠覆递变层理，反映是重力流水道微环境。(3)斑杂构造：是火山碎屑物在颜色、粒度、成分上分斑杂构造：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。布不均，且无排列性，而表现出来的一种杂乱构造。2.2.构造构造二、结构构造特征及颜色二、结构构造特征及颜色(4)平行构造：泛指由伸长形的火山碎屑物，如透镜

10、体、平行构造：泛指由伸长形的火山碎屑物，如透镜体、饼状体、熔岩团块和条带等定向排列所组成的构造。饼状体、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。它的连续性与平行性不及假流纹构造。(5)假流纹构造：主要出现在流纹质熔结凝灰岩中。根据假流纹构造：主要出现在流纹质熔结凝灰岩中。根据塑性玻屑可见燕尾状分叉，在刚性碎屑边部可见塑变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，不强的弧面棱角状外形，“假流纹假流纹”延伸不远，一般无延伸不远，一般无气孔及杏仁体等，而有别于流纹构造。气孔及杏仁体等，而有别于流纹构造。除上述构造除上述构造外，有时还见气孔、杏

11、仁构造、火山泥球及豆石构造外，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。实体化石。除除上上述述构构造造外外，有有时时2.2.构造构造3.3.颜色颜色 火火山山碎碎屑屑岩岩常常具具有有特特殊殊鲜鲜艳艳的的颜颜色色，如如浅浅红红、紫紫红红、嫩嫩绿绿、浅浅黄黄、灰灰绿绿等等，它它是是野野外外鉴鉴别别火火山山碎屑岩的重要标志之一。碎屑岩的重要标志之一。颜色主要取决于物质成分：颜色主要取决于物质成分：中基性火山碎屑岩色深，为暗紫红、墨绿等色；中基性火山碎屑岩色深，为暗紫红、墨绿等色；中酸性者色则浅，常为

12、粉红、浅黄等色。中酸性者色则浅，常为粉红、浅黄等色。其其次次也也取取决决于于次次生生变变化化，如如二、结构构造特征及颜色二、结构构造特征及颜色 广义的火山碎屑岩类的分类和命名原则是：广义的火山碎屑岩类的分类和命名原则是：(1)(1)首先根据物质来源和生成方式首先根据物质来源和生成方式 (2)(2)再根据火山碎屑物质相对含量和固结成岩方式再根据火山碎屑物质相对含量和固结成岩方式 (3)(3)再根据碎屑粒度和各粒级组分的相对含量再根据碎屑粒度和各粒级组分的相对含量 (4)(4)最后再以碎屑物态、成分、构造等。最后再以碎屑物态、成分、构造等。三、分类与命名三、分类与命名 第八章第八章 火山碎屑岩火山

13、碎屑岩 第一节第一节 一般特征及分类一般特征及分类 第二节第二节 主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征 第三节第三节 火山碎屑岩的成因类型及其标志火山碎屑岩的成因类型及其标志 第第二二节节 主主要要岩岩石石类类型型及及其其特特征征一、火山碎屑熔岩类一、火山碎屑熔岩类 是是火火山山碎碎屑屑岩岩向向熔熔岩岩过过渡渡的的一一个个类类型型，熔熔岩岩基基质质中中可可含含909010%10%的的火火山山碎碎屑屑物物质质。具具碎碎屑屑熔岩结构。块状构造。熔岩结构。块状构造。按按主主要要粒粒级级碎碎屑屑划划分分为为集集块块熔熔岩岩、角角砾砾熔熔岩岩和和凝灰熔岩凝灰熔岩。二、熔结火山碎屑岩类二、熔结火山碎屑

14、岩类 它是以熔结它是以熔结(焊结焊结)方式而形成的一类火山方式而形成的一类火山碎屑岩。火山碎屑物质达碎屑岩。火山碎屑物质达90%以上，其中以塑以上，其中以塑变碎屑为主。变碎屑为主。细细粒粒的的熔熔结结凝凝灰灰岩岩分分布布很很广广，可可组组成成厚厚大大的火山碎屑岩层。的火山碎屑岩层。三、火山碎屑岩类三、火山碎屑岩类 即即狭狭义义的的火火山山碎碎屑屑岩岩类类，火火山山碎碎屑屑占占90%90%以以上上，经经压压积积或或压压实实作作用用成成岩岩。按按粒粒度度大大小小分分为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。1.1.集块岩集块岩 集集块块岩岩是是由由火火山山弹弹及及熔熔岩岩碎碎块块

15、堆堆积积而而成成，多多分分布布于于火火山山通通道道附附近近构构成成火火山山锥锥，或或充充填填于于火山通道之中。火山通道之中。2.2.火山角砾岩火山角砾岩 主主要要由由大大小小不不等等的的熔熔岩岩角角砾砾组组成成，分分选选差差，不不具具层层理理，通通常常为为火火山山灰灰充充填填，并并经经压压实实胶胶结结成成岩岩。多多分分布在火山口附近。布在火山口附近。3.3.凝灰岩凝灰岩 “凝凝灰灰”系系指指主主要要由由小小于于2mm2mm的的火火山山碎碎屑屑组组成成的的结结构构而而言言。按按碎碎屑屑粒粒级级，进进一一步步分分为为粗粗(2(21mm)1mm)、细细(1(10.1mm)0.1mm)、粉粉(0.1(

16、0.10.01mm)0.01mm)和和微微(0.01mm)0.01mm)四四种种凝凝灰灰岩岩。碎碎屑屑成成分分主主要要是是火火山山灰灰，按按其其物物态态及及相相对对含含量量，分分单单屑屑凝凝灰灰岩岩(玻玻屑屑凝凝灰灰岩岩、晶晶屑屑凝凝灰灰岩岩或或岩岩屑屑凝凝灰灰岩岩)。双双屑屑凝凝灰灰岩岩(两两种种物物态态碎碎屑屑均均在在25%25%以以上上)和和多屑凝灰岩多屑凝灰岩(三种物态碎屑均在三种物态碎屑均在20%20%以上以上)。3-11四、沉火山碎屑岩类四、沉火山碎屑岩类 它它是是火火山山碎碎屑屑岩岩和和正正常常沉沉积积岩岩间间的的过过渡渡类类型型，火火山山碎碎屑屑物物质质909050%50%，其

17、其它它为为正正常常沉沉积积物物质质，经经压压积积和和水水化化学学物物胶胶结结成成岩岩。常常显显层层理理，故故有有时时也也称称层火山碎屑岩类。层火山碎屑岩类。五、火山碎屑沉积岩类五、火山碎屑沉积岩类 以以正正常常沉沉积积物物为为主主，火火山山碎碎屑屑物物质质占占5010%，岩性特征基本同正常沉积岩。，岩性特征基本同正常沉积岩。第八章第八章 火山碎屑岩火山碎屑岩 第一节第一节 一般特征及分类一般特征及分类 第二节第二节 主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征 第三节第三节 火山碎屑岩的成因类型及其标志火山碎屑岩的成因类型及其标志 第三节第三节 火山碎屑岩的成因类型及其标志火山碎屑岩的成因类型及其

18、标志 火火山山可可以以是是大大陆陆喷喷发发，也也可可能能是是水水下下喷喷发发，其其搬搬运运和和沉沉积积方方式式也也不不尽尽相相同同，因因之之可可以以划划分分出出不不同同成成因因类类型型的的火火山碎屑岩。各种火山碎屑岩可能生成的方式，如下表所示。山碎屑岩。各种火山碎屑岩可能生成的方式，如下表所示。一、陆相与海相火山碎屑岩系的区别标志一、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 海海相相火火山山岩岩系系的的最最主主要要代代表表是是细细碧碧-角角斑斑岩岩系系。特特点点是是广广泛泛的的钠钠长长石石化化作作用用，火火山山玻玻璃璃分分解解为为含含水水的的硅硅酸酸盐盐。由由于

19、于绿绿帘帘石石化化和和绿绿泥泥石石化化，岩岩石石呈呈现现绿绿色色。枕枕状状构构造造十十分分发发育育。由由于于海海中中喷喷发发-沉沉积积的的特特殊殊环环境境，常常具具：(1)(1)韵韵律律性性层层理理，即即不不同同粒粒级级的的火火山山碎碎屑屑物物质质互互层层产产出出，主主要要为为下下粗粗上上细细的的正正韵韵律律(也也有有的的认认为为应应是是下下细细上上粗粗的的反反粒粒序序)；(2)(2)各各个个夹夹层层的的厚厚度度及及粒粒度度一一般般较较稳稳定定；(3)(3)往往往往可可见见到到凝凝灰灰岩岩向向沉沉凝凝灰灰岩岩和和凝凝灰灰质质砂砂岩岩(或或泥泥岩岩)过过渡渡的的现现象象。另另一一特特征征是是火火

20、山山岩岩系系和和下下伏伏海海相相沉沉积积岩岩层层多多呈呈整整合合接接触触，或或其其中中有有海海相相夹夹层层，如如海海相相石石灰灰岩岩、碧碧玉玉岩岩及及岩岩屑屑砂砂岩岩等等，并并常常含含有有孔孔虫虫、放放射射虫虫和和硅硅藻等海相动植物化石。藻等海相动植物化石。2.2.陆相火山碎屑岩系陆相火山碎屑岩系 由由于于熔熔浆浆流流出出地地表表时时易易于于氧氧化化，因因而而常常呈呈红红褐褐色色-黑黑色色，火火山山岩岩系系和和下下伏伏岩岩层层多多呈呈不不整整合合或或假假整整合合接接触触。分分布布于于其其中中的的火火山山碎碎屑屑岩岩系系的的特特点点是是：(1)(1)岩岩相相及及厚厚度度变变化化大大；(2)(2)

21、含含梨梨形形、椭椭圆圆形形、纺纺缍缍形形、球球形形等等特特征征的的火火山山弹弹；(3)(3)存存在在泥泥石石流流角角砾砾岩岩；(4)(4)熔熔结结火火山山碎碎屑屑岩岩类类比比较较发发育育；(5)(5)凝凝灰灰岩岩多多半半比比较较疏疏松松；(6)(6)有有时时有有陆陆相相砂砂砾砾岩岩和和页页岩岩夹夹层层，并常见植物化石和淡水动物化石并常见植物化石和淡水动物化石(多为湖相多为湖相)。二、不同方式形成的火山碎屑岩系及其特点二、不同方式形成的火山碎屑岩系及其特点 按照火山碎屑物的主要搬运和沉积方式，可划按照火山碎屑物的主要搬运和沉积方式，可划分为三种成因类型：分为三种成因类型：1.1.重力流型火山碎屑

22、沉积重力流型火山碎屑沉积 重重力力流流型型火火山山碎碎屑屑沉沉积积按按其其沉沉积积环环境境又又可可分分陆陆上上和和水水下下两两种种沉沉积积类类型型。陆陆上上的的火火山山碎碎屑屑流流沉沉积积，或或火火山山灰灰流流、砂砂流流沉沉积积，是是熔熔结结火火山山碎碎屑屑岩岩类类的的主主要形成方式。要形成方式。以以这这种种方方式式形形成成的的熔熔结结凝凝灰灰岩岩分分布布面面积积相相当当广广大大，可可达达数数百百平平方方千千米米，厚厚度度也也能能达达数数百百米米。可可见见柱状节理和大量定向排列的柱状节理和大量定向排列的“火焰石火焰石”。水水下下碎碎屑屑流流沉沉积积即即重重力力型型火火山山碎碎屑屑沉沉积积。这这

23、种种沉沉积积类类型型的的特特点点为为成成层层性性较较好好，粒粒序序构构造造明明显显；分分选选性性较较好好，熔熔结结性性差差，具具明明显显基基质质支支撑撑结结构构；浮浮石石和和火火山山渣渣气气孔孔少少；在在剖剖面面上上粒粒序序层层之之上上为为流流动层，可表现明显的水携沉积物特点。动层，可表现明显的水携沉积物特点。粒粒序序构构造造是是水水下下火火山山碎碎屑屑沉沉积积物物重重力力流流沉沉积积的主要构造标志。的主要构造标志。2.2.降落型火山碎屑沉积降落型火山碎屑沉积 通常又称降落灰沉积，主要指的是火山喷通常又称降落灰沉积，主要指的是火山喷发物在大气中经风力分异而形成的产物。发物在大气中经风力分异而形

24、成的产物。3-12 典型的降典型的降落灰沉积以好至极好的分选性为标落灰沉积以好至极好的分选性为标志志(如图如图)，并有发育的水平层理。，并有发育的水平层理。3.3.水携型火山碎屑沉积水携型火山碎屑沉积 此此类类沉沉积积具具明明显显的的水水携携沉沉积积特特点点。火火山山喷喷发发形形成成物物经经过过流流水水搬搬运运可可沉沉积积在在海海岸岸平平原原、海海滩滩或或浅浅海海陆陆棚棚上上，甚甚至至被被重重力力流流带带到到深深水水盆盆地地中中去去，分分布布也也相相当当广广泛泛。火火山山碎碎屑屑一一般般是是以以床床沙沙形形式式进进行行搬搬运运的的，随随着着搬搬运运距距离离加加大大，远远离离火火山山口口，正正常

25、常沉沉积积物物质质也也随随之之增增大大。因因此此，其其外外貌貌似似岩岩屑屑砂砂岩岩或或长长石石砂砂岩岩，也也常常具具正正常常碎碎屑屑沉沉积积岩岩的的各各种种构构造造，如如大大型型交交错错层层理理、波波痕痕、砾砾石石叠叠瓦瓦构构造造、间间断断韵韵律律等等。所所以以要要把把这这类类岩岩石石同同侵侵蚀蚀成成因因的的火火山山陆陆源源岩岩区分开往往有一定的困难。区分开往往有一定的困难。区区分分标标志志是是：水水携携成成因因火火山山碎碎屑屑岩岩的的成成分分是是受受同同期期火火山山作作用用控控制制的的，碎碎屑屑的的成成熟熟度度很很低低，可可见见到到玻玻屑屑、暗暗化化的的黑黑云云母母和和角角闪闪石石等等；还还

26、可可见见到到具具环环状状构构造造新新鲜鲜的的斜斜长长石石，以以及及熔熔岩岩碎碎屑屑中中仍仍保保存存着着玻玻基基斑斑状状结结构构、交交织织结结构构或或玻玻璃璃质质结结构构；分分选选、磨磨圆圆度度都都很很差差等等。而而火火山山陆陆源源岩岩，其其成成分分主主要要来来自自早早期期形形成成的的火火山山岩岩系系，是是经经过过剥剥蚀蚀、搬搬运运、再再沉沉积积产产物物，具具一一切切正正常常碎碎屑屑岩岩的的特特点点，虽虽然然火火山山碎碎屑屑物物质质含含量量也也较较高高，但但一一般般少少见见玻玻屑屑，熔熔岩岩碎碎屑屑的的基基质质往往往往也也有有不不同同程程度度的的重重结结晶晶现现象。象。这这类类岩岩石石在在中中生生代代或或更更年年青青的的环环太太平平洋洋盆盆地地内内，分布相当普遍。分布相当普遍。