10第十四章火山碎屑岩

1、1 第十章第十章 火山碎屑岩火山碎屑岩 第十四章第十四章 火山碎屑岩火山碎屑岩2冰岛火山喷烟冰岛火山喷烟夏威夷火山熔岩流夏威夷火山熔岩流欧洲大欧洲大陆上唯陆上唯一的活一的活火山火山维苏维苏威火山威火山345 火山碎屑岩的概念火山碎屑岩的概念 v火山碎屑岩火山碎屑岩主要由火山碎屑物质主要由火山碎屑物质(50%)(50%)组成的岩石。因其组成的岩石。因其结构成分主要是结构成分主要是矿物与岩石的碎屑矿物与岩石的碎屑，所以将其划入，所以将其划入碎屑岩的范畴。碎屑岩的范畴。v火山碎屑岩是介于火山碎屑岩是介于火山岩火山岩与与正常沉积岩正常沉积岩之间的之间的岩石类型，兼有二者的特点，与二者相互过渡，又岩石类

2、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。与火山熔岩、次火山岩及正常沉积岩相伴产出。67 第一节第一节 火山碎屑岩的一般特征火山碎屑岩的一般特征8 火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑岩屑（岩石碎屑）、（岩石碎屑）、晶屑晶屑（晶体碎屑（晶体碎屑) )和和玻屑玻屑（玻璃碎屑）三种。此外还有一些其他（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。的物质成分，如正常沉积物、熔岩物质等。一、岩屑（岩石碎屑）一、岩屑（岩石碎屑）岩屑形状多样，大小不一。依其物态可分为刚性岩屑形状多样，大小不一。依其物态可分为

3、刚性和塑性两类：和塑性两类：1、刚性岩屑刚性岩屑是已凝固的熔岩或火山基底或管道是已凝固的熔岩或火山基底或管道的先期固结的围岩的碎块的先期固结的围岩的碎块，系火山爆发时冲击力破碎，系火山爆发时冲击力破碎而成的。而成的。与陆源碎屑岩的岩屑类似，难区别，有时可根据与陆源碎屑岩的岩屑类似，难区别，有时可根据毫无磨蚀、毫无分选、熔岩及围岩加以区分。毫无磨蚀、毫无分选、熔岩及围岩加以区分。火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分92、塑性岩屑塑性岩屑，又称为塑性玻璃岩屑、浆屑等，是，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

4、的岩石碎块，常具有玻璃质结构，基质为玻璃的而形成的岩石碎块，常具有玻璃质结构，基质为玻璃的斑状结构，气孔构造。一般为数毫米至数厘米。斑状结构，气孔构造。一般为数毫米至数厘米。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变形形态者称火焰石火焰石, ,火焰石是典型的塑性岩屑；若成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，火山弹是典型的半塑性岩屑。火山弹一般数厘米，大者火

5、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。可达数米。 火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分10火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分一、岩屑（岩石碎屑）一、岩屑（岩石碎屑）11火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分一、岩屑（岩石碎屑）一、岩屑（岩石碎屑）12 二、晶屑（矿物晶体碎屑）二、晶屑（矿物晶体碎屑） 1 1、晶屑是早期析出的斑晶随熔浆炸碎而形成的矿物的、晶屑是早期析出的斑晶随熔浆炸碎而形成的矿物的碎屑。碎屑。 2 2、矿物成分：、矿物成分：多为石英、长石、黑云母、角闪石、辉多为石英、长石、黑云母、角闪石、辉石等。石等。 3 3、特征：、特征：一般毫米级大小，最大不超过一般毫米级大小，最大

6、不超过23mm23mm; ;多呈多呈棱角状，有时也保存原来的部分晶形；常具不规则裂纹棱角状，有时也保存原来的部分晶形；常具不规则裂纹及港湾状熔蚀边缘。及港湾状熔蚀边缘。 4 4、区别：、区别：与陆源碎屑岩的矿物碎屑类似，其区别是晶与陆源碎屑岩的矿物碎屑类似，其区别是晶屑常具屑常具；。；。火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分13火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分二、晶屑二、晶屑14火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分二、晶屑二、晶屑15 三玻屑三玻屑 1 1、玻屑玻屑是由熔浆冷凝而形成的玻璃质的细小的碎屑。是由熔浆冷凝而形成的玻璃质的细小的碎屑。通常大小在通常大小在0l0.01mm之间，很少超过之间，很少

7、超过2mm;按其形按其形态可分为刚性玻屑和塑性玻屑。态可分为刚性玻屑和塑性玻屑。 2、刚性玻屑刚性玻屑以具有弧面棱角状和浮石状两种形态，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、弧形、镰前者出现普遍，形状多样，镜下常呈弓形、弧形、镰刀形、月牙形、鸡骨状、管状、骨针状、不规则尖角刀形、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缘为没有彻底炸碎

8、的弧面，在中基性火山碎屑岩中出现较多。现较多。火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分16火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分三玻屑三玻屑173、塑性玻屑塑性玻屑是炽热的玻屑在上覆火山碎屑物的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。强烈塑变玻屑显熔结在一起的玻屑。强烈塑变玻屑显“流纹状流纹状”，通称为通称为“”。v与流纹构造的区别在于：塑性玻屑多呈分叉状、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；缺乏拉长的气孔及杏仁体，拉长的透镜状、揉皱状；缺乏拉长的气孔及杏仁体，延伸不远。延伸不远。火山

9、碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分三玻屑三玻屑18火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分三玻屑三玻屑19火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分三玻屑三玻屑20 四、正常沉积物质和熔岩物质四、正常沉积物质和熔岩物质 一般多以胶结物形式出现，向熔岩过渡的火山一般多以胶结物形式出现，向熔岩过渡的火山碎屑岩类的胶结物多为熔岩物质，向沉积岩过渡者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。方式和形成条件。火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分21 一、结构一、结构 1 1、按火山碎屑的粒级划分、按火山碎屑的粒级划分 一般按火

10、山碎屑粒级划分为火山集块、火山角砾、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。火山灰和火山尘四级，但划分标准常各不相同。 结构构造特征及颜色结构构造特征及颜色教材分为：教材分为： 集块集块(100mm）、）、 火山角砾火山角砾(1002mm)、 火山灰火山灰(20.01mm)、 火山尘火山尘(0.0l mm)。sy/t5368.4-89规范划分为规范划分为: 集块（集块（50mm）、）、 火山角砾（火山角砾（502mm）、）、 火山灰（火山灰（20.01mm）、）、 火山尘（火山尘（0.0l mm）。）。222、按火山碎屑的相对数量划分（专属性结构）

11、：、按火山碎屑的相对数量划分（专属性结构）：集块结构（火山集块大于集块结构（火山集块大于50）；）；火山角砾结构（火山角砾大于火山角砾结构（火山角砾大于75）；）；凝灰结构（火山灰大于凝灰结构（火山灰大于75）。）。3、按火山碎屑形态特点划分：、按火山碎屑形态特点划分：塑变碎屑结构塑变碎屑结构(主要由塑变碎屑组成，又称熔结结构主要由塑变碎屑组成，又称熔结结构)；碎屑熔岩结构（基质为熔岩结构）；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）；沉凝灰结构（指混入正常沉积物而言）；凝灰砂状结构；凝灰砂状结构；凝灰粉砂状结构；凝灰粉砂状结构；凝灰泥状结构等。凝灰泥状结构等。 结构构

12、造特征及颜色结构构造特征及颜色一、结构一、结构23二、构造二、构造 v1）层理构造）层理构造 火山碎屑岩通常不显层理，但在水携或风携的火山碎屑沉积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。中，也可出现小型和大型交错层理及平行层理。 v2）递变层理）递变层理 主要出现在沉积物重力流火山碎屑岩类中，系陆上或水下火主要出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正递变、反递变以及叠覆递变层理

13、，是反映重力流水道微环境。境。 v 3）斑杂构造）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，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。而表现出来的一种杂乱构造。 结构构造特征及颜色结构构造特征及颜色24v4）平行构造）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，它的连续性与平行性不及假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。流纹构造。 v 5）假流纹构造）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

14、状、透镜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，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，“假流纹假流纹”延伸不远，一般无气孔及杏仁体等而有别于流纹延伸不远，一般无气孔及杏仁体等而有别于流纹构造。构造。 v6)其它构造：其它构造：除上述构造外，有时还见气孔、杏仁构造、火除上述构造外，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

15、动构造及实体化石。搅动构造及实体化石。 结构构造特征及颜色结构构造特征及颜色二、构造二、构造 25 三、颜色三、颜色v火山碎屑岩常具有特殊鲜艳的颜色，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。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，颜色主要取决于原始物质成分， 中基性火山碎屑岩中基性火山碎屑岩色深，为暗紫红、墨绿等色深，为暗紫红、墨绿等色；色；中酸性中酸性者色则浅，常为粉红、浅黄等色。者色则浅，常为粉红、浅黄等色。v颜色其次取决于次生变化，颜色其次取决于次生变化，如绿泥石

16、如绿泥石化则显绿色，蒙脱石化则显灰白或浅红色。化则显绿色，蒙脱石化则显灰白或浅红色。 结构构造特征及颜色结构构造特征及颜色26l广义的火山碎屑岩的分类和命名原则：广义的火山碎屑岩的分类和命名原则： v1）首先根据物质来源和生成方式，划分为）首先根据物质来源和生成方式，划分为火山碎屑火山碎屑岩类型岩类型、向熔岩过渡类型向熔岩过渡类型和和向沉积岩过渡类型向沉积岩过渡类型三种三种成因类型。成因类型。v2）再根据碎屑物质相对含量和固结成岩方式，划分）再根据碎屑物质相对含量和固结成岩方式，划分为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、沉积火山碎屑岩沉积火山碎屑岩和

17、和火山碎屑沉积岩火山碎屑沉积岩等五种岩类。等五种岩类。 火山碎屑岩的分类及命名火山碎屑岩的分类及命名27v3）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，划分为三个基本种属，即划分为三个基本种属，即集块岩集块岩、火山角砾岩火山角砾岩和和凝灰岩凝灰岩，之间的过渡型为凝灰角砾岩、角砾凝灰，之间的过渡型为凝灰角砾岩、角砾凝灰岩等。岩等。 v4）最后再以碎屑物形态、成分、构造等依次作）最后再以碎屑物形态、成分、构造等依次作为形容词，对岩石进行命名，如晶屑凝灰岩、流为形容词，对岩石进行命名，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。纹质晶屑凝灰岩、含火

18、山球流纹质玻屑凝灰岩等。 火山碎屑岩的分类及命名火山碎屑岩的分类及命名28火山碎屑岩的分类及命名火山碎屑岩的分类及命名29一、火山碎屑岩类一、火山碎屑岩类 v火山碎屑岩类即狭义的火山碎屑岩类，火山碎屑占火山碎屑岩类即狭义的火山碎屑岩类，火山碎屑占90以上，经压积或压实作用成岩。以上，经压积或压实作用成岩。v按粒度大小分为按粒度大小分为集块岩集块岩、火山角砾岩火山角砾岩和和凝灰岩凝灰岩。 v1集块岩集块岩 集块岩（粒度集块岩（粒度100mm）：由火山弹及熔岩碎块堆）：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

19、，由细粒级角砾、岩屑、晶屑及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。成火山锥，或充填于火山通道之中。 主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征30v2火山角砾岩火山角砾岩 火山角砾岩（粒度火山角砾岩（粒度1002mm）主要由大小不等的）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，并经压实胶结成岩，多分布在火山口附近。灰充填，并经压实胶结成岩，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

20、质火山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。角砾岩所充填。 主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征一、火山碎屑岩类一、火山碎屑岩类 31u3 3凝灰岩凝灰岩 u1)具有具有“凝灰结构凝灰结构”，系指主要由小于，系指主要由小于2mm的火山碎的火山碎屑组成的结构。屑组成的结构。u2)按碎屑粒级，进一步分为粗按碎屑粒级，进一步分为粗(2l)、细、细(10.l)、粉粉(0.l0.0l)和微和微(0.0l)四种凝灰岩。碎屑成分主四种凝灰岩。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、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（两种物态碎屑均在双屑凝灰岩

21、（两种物态碎屑均在25以上）和多屑凝以上）和多屑凝灰岩（三种物态碎屑均在灰岩（三种物态碎屑均在20以上）。以上）。主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征一、火山碎屑岩类一、火山碎屑岩类 323)其中以玻屑凝灰岩、晶屑一玻屑凝灰岩最常见，具有其中以玻屑凝灰岩、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。典型凝灰结构，熔岩成分多为流纹质，次为英安质。 主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征3 3凝灰岩凝灰岩33主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征3 3凝灰岩凝灰岩34 二、火山碎屑熔岩类二、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火山碎

22、屑熔岩类是火山碎屑岩向熔岩过渡的一个类型，熔岩基质中可含型，熔岩基质中可含9010的火山碎屑物质，的火山碎屑物质，具有碎屑熔岩结构、块状构造。具有碎屑熔岩结构、块状构造。l 按主要粒级碎屑划分为集块熔岩、角砾熔岩和凝灰按主要粒级碎屑划分为集块熔岩、角砾熔岩和凝灰熔岩。熔岩。 l 熔岩基质中可含数量不定的斑晶，呈斑状结构，或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。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，而误成分相近时，往往不易区分岩屑与熔岩基质，而误认为熔岩。认为熔岩。主要

23、岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征35三、熔结火山碎屑岩类三、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岩。火山碎屑物质达山碎屑岩。火山碎屑物质达90以上，其中以塑变碎屑为主，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。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。它主要由小于近火山口相。它

24、主要由小于2mm的塑性玻屑和岩屑组成，也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。相互熔结压紧成岩。主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征36四、沉积火山碎屑岩类四、沉积火山碎屑岩类 u 沉积火山碎屑岩类是火山碎屑岩和正常沉积岩间的沉积火山碎屑岩类是火山碎屑岩和正常沉积岩间的过渡类型，火山碎屑物质占过渡类型，火山碎屑物质占90905050，其他为正，其他为正常沉积物质。常沉积物质。u经压积和水化学物胶结成岩，常显层理，故有时也称经压积和水化学物胶结成岩，常显层理，故有时也称为为层火山碎屑岩

25、类层火山碎屑岩类。u它与陆源火山碎屑沉积物的区别是新鲜、棱角明显、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。无明显磨蚀边缘及风化边缘。主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征37五、火山碎屑沉积岩类五、火山碎屑沉积岩类u火山碎屑沉积岩类以正常沉积物为主，火山碎屑物质火山碎屑沉积岩类以正常沉积物为主，火山碎屑物质占占50501010，岩性特征基本与正常沉积岩相同。，岩性特征基本与正常沉积岩相同。u当主要为陆源的砂时，称为凝灰质砂岩；主要为泥时，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。岩或凝灰质白云岩等一系列过渡类型岩石。 主要岩石类型及其特征主要岩石类型及其特征38（五）（五） 火山岩系与油气火山岩系与油气 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