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第八章火山碎屑岩第八章火山碎屑岩引言第一节一般特征及分类第二节主要类型及其特征第三节火山碎屑岩的成因类型及其标志第四节火山碎屑岩的研究方法第五节火山岩系与油气引言1、什么是火山碎屑岩主要由火山碎屑物质（50%）组成的岩石。火山喷发产生的同期火山碎屑物质，经搬运、堆积、固结而成的岩石2、特殊性——介于火山岩与沉积岩之间的过渡岩石类型成因特殊：物质主要来自地下熔岩，但搬运及沉积机理与正常沉积的陆源碎屑岩类似。3、狭义火山碎屑岩及广义火山碎屑岩狭义：火山碎屑物质要大于90％。广义：火山碎屑物质大于10％。第一节一般特征及分类（一）火山碎屑物质1.岩屑成岩岩屑及熔浆冷凝岩屑。大小不一。(1)刚性岩屑成岩岩屑在火山爆发时破碎而成的岩石碎屑（已固结熔岩、火山通道围岩及火山基底岩石等）外形——不规则多角形大小——1mm～1m第一节一般特征及分类（2）塑性岩屑/塑性玻璃岩屑/浆屑/火焰石——熔浆冷凝岩屑塑性/半塑性熔浆在喷出后经塑性形变而成玻璃质结构形状特殊火焰状、撕裂状、树枝状、纺锤状、条带状等火山弹塑性熔浆团在空中旋转而成，形如纺锤、椭球、麻花、陀螺、梨状等，表面具旋钮纹理和裂隙，具有淬火边，大者可达数米。塑性岩屑/塑性玻璃岩屑/浆屑/火焰石第一节一般特征及分类2.晶屑早期岩浆析出的晶体随熔浆炸碎而成。大小≤2～3mm，常呈棱角状常见晶屑石英★★★长石（钾长石、斜长石）★★★黑云母和角闪石★长石（钾长石、斜长石）★★★可见沿解理破裂及明显的裂纹石英★★★表面光洁，具不规则裂缝及港湾状熔蚀外形黑云母和角闪石★常具弯曲、断裂、暗化现象长石晶屑第一节一般特征及分类3.玻屑火山玻璃的碎屑通常大小0.1～0.01mm之间很少2mm（大于者可称为岩屑）2～0.01mm——火山灰0.01mm——火山尘类型刚性玻屑塑性玻屑第一节一般特征及分类（1）刚性玻屑弧面棱角状★★★弓形、弧形、镰刀形、月牙形、鸡骨形、管状，不规则尖角状中酸性火山碎屑岩中常见熔浆中挥发份（酸性、中酸性熔浆）含量高时，因气体剧烈膨胀，将熔浆团炸裂成玻屑。每一碎片的每一个弧面都是原来的气泡壁，弧面的曲率半径决定于气泡直径的大小浮石状★中基性火山碎屑岩中常见当熔浆爆炸不强烈，挥发分逸散留下大量气体时，玻屑则具浮石状（内部保留有较多的气孔，状如浮石）结构，在弧面棱角状玻屑弧面棱角状玻屑浮石状玻屑第一节一般特征及分类（2）塑性玻屑尚未固结的炽热玻屑在上覆火山碎屑物的重压下，彼此压扁拉长叠置而定向排列，相互粘连熔结在一起而成。流纹状——假流纹构造（二）正常沉积物和熔岩物质等一般以填隙物形式出现向熔岩过渡——多为熔岩物质向沉积岩过渡——正常化学沉积物质填隙物（主要是胶结物）反映不同的成岩方式和形成条件塑性玻屑（假流纹构造）各类火山碎屑石英晶屑刚性玻屑塑性浆屑长石晶屑去玻化玻屑塑性岩屑第一节一般特征及分类二、结构：粒度是主要的结构参数火山碎屑物的分选和圆度都很差火山集块：100mm火山角砾：100～2mm火山灰：2～0.01mm火山尘：0.01mm火山碎屑岩的最基本、最重要的粒级分类！象碎屑岩的粒度分类一样重要！要永远记住火山碎屑岩的基本分类！！！第一节一般特征及分类二、结构专属火山碎屑岩的结构集块结构（火山集块50%）火山角砾结构（火山角砾75%）凝灰结构（火山灰＋火山尘75%）按粒度划分集块岩：火山集块50％火山角砾岩:火山角砾75％凝灰岩：火山灰＋火山尘75％第一节一般特征及分类三、构造岩浆岩构造假流纹构造——主要出现在流纹质熔结凝灰岩中塑性玻屑见燕尾分叉，刚性碎屑边部见塑变程度不强弧面棱角状外形，“假流纹”延伸不远，一般无气孔及杏仁体，而有别于流纹构造沉积岩构造层理构造——通常不显，交错层理或水平层理递变层理主要出现在沉积物重力流火山碎屑岩类中。是陆上或水下火山碎屑岩重力流以悬浮或递变悬浮搬运和沉积作用所致，即经过重力分异而成层理构造。生物遗迹第一节一般特征及分类特殊构造斑杂构造火山碎屑物质在颜色、粒度、成分等方面分布不均，且无规则排列性平行构造气孔、杏仁构造等第一节一般特征及分类四、颜色多种多样特殊的鲜艳颜色——野外鉴别火山碎屑岩的重要标志首先取决于物质成分中基性——颜色深：暗紫红、墨绿色等中酸性——色较浅：粉红色、浅黄等色另外取决于次生变化绿泥石化——绿色蒙脱石化——灰白或浅红色分类及命名书中表(P228，表10-1)狭义火山碎屑岩先结构分类，再成分分类五、分类与命名原则——广义火山碎屑岩1.物质来源和生成方式——三种成因类型火山碎屑岩类向熔岩过渡类向沉积岩过渡类2.碎屑物质相对含量和固结成岩方式——五种岩类火山碎屑熔岩熔结火山碎屑岩火山碎屑岩沉火山碎屑岩火山碎屑沉积岩五、分类与命名原则——广义火山碎屑岩3.碎屑粒度和各粒级组分的相对含量——三个基本种属集块岩火山角砾岩火山凝灰岩过渡类型为凝灰角砾岩、角砾凝灰岩等。4.以碎屑物理状态、成分、构造等依次作为形容词命名如流纹质玻屑凝灰岩次生变化也常作为命名的形容词如变质流纹质晶屑凝灰岩第二节主要类型及其特征一、火山碎屑熔岩类主要是在刚喷达地表的、炽热的、还呈熔融状态的岩浆中，又落入了90～10％的火山碎屑物质。熔浆在先，火山碎屑落入在后，即火山碎屑又落入了岩浆中而成的一类火山岩（熔岩）。碎屑成分晶屑、岩屑为主，玻屑少见（或无法识别）基质（成分）主要是火山玻璃或火山岩碎屑熔岩结构块状构造晶屑凝灰熔岩一、火山碎屑熔岩类按主要粒级的碎屑,可分成集块熔岩角砾熔岩凝灰熔岩实际上火山碎屑熔岩就是火山岩二、熔结火山碎屑岩类以熔结（焊接）方式而形成的一类火山碎屑岩形成方式主要是火山碎屑的自熔结（焊接）作用，或后来又有少量熔浆灌入其中，起熔结（焊接）作用成分火山碎屑物质可达90％以上，且主要是塑性玻屑和岩屑，少量晶屑成因多是爆发相火山碎屑大量近地或一定距离搬运后沉积（落积）下来主要产于火山颈、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二、熔结火山碎屑岩类三种主要岩石类型熔结集块岩熔结角砾岩熔结凝灰岩（分布最广）/火山灰流/火山碎屑流/热云岩/阿苏熔岩/砂流流纹质熔结凝灰岩三、火山碎屑岩类狭义的火山碎屑岩火山碎屑物大于90%，经压积或压实作用成岩。——如不特加说明，一般指的就是这类火山碎屑岩。粒度分类集块岩火山角砾岩凝灰岩进一步成分分类——加修饰词玄武质、安山质、流纹质、碱质（粗面质）XX岩等三、火山碎屑岩类1、集块岩颜色：多样。成分：火山弹（塑性熔岩旋转、凝结）、熔岩碎块、围岩岩屑。因而成分与岩浆及围岩的成分有关。结构：集块结构。碎屑物棱角状，火山弹、熔岩碎块、围岩岩屑等（被压实或）被细角砾、岩屑、晶屑及火山灰充填（再压实）。构造：不太明显。可发育大型层理。其它：主要分布于火山口附近构成火山锥，或充填火山通道中三、火山碎屑岩类2.火山角砾岩——较常见形成方式熔岩角砾刚性岩屑为主（被火山灰充填）经压实、胶结而成结构——火山角砾结构，分选差构造——层理不明显分布多分布在火山口附近集块岩外侧、外围，可与凝灰岩过渡。河北宣化白垩系火山口的中心，即有流纹质火山角砾岩充填。英安质火山角砾岩三、火山碎屑岩类3.凝灰岩--粒径2mm的火山碎屑物含量超过75%的火山碎屑岩颜色：多鲜艳成分：火山灰结构：凝灰结构按粒级还可细分为4类：粗（2～1mm）、细（1～0.1mm）、粉（0.1～0.01mm）、微（0.01mm）凝灰结构根据碎屑种类：玻屑、晶屑、岩屑及其相对含量：单、双、多种可更具体命名凝灰岩凝灰岩晶屑—岩屑凝灰岩多屑凝灰岩三、火山碎屑岩类3.凝灰岩构造：可发育层理。可发育假流纹构造。其它：凝灰岩分布最广。可作为重要的储集岩。记住分类命名方法和主要特征四、沉火山碎屑岩：火山碎屑物质90～50%，其它为正常沉积物五、火山碎屑沉积岩：以正常的沉积物为主，火山碎屑物占10～50%，岩性特征基本与正常沉积岩相同。四、五是向沉积岩过渡的岩石类型已属两个体系了六、自碎火山碎屑岩（了解）火山碎屑沉积岩——凝灰质砂岩第三节火山碎屑岩的成因类型火山可以是大陆喷发，或是水下喷发，搬运方式也不相同→划分出不同成因类型的火山碎屑岩第三节火山碎屑岩的成因类型一、根据喷发环境→两种成因类型（一）海相火山碎屑岩系夹海相动植物化石夹层厚度及粒度较稳定与下伏海相沉积层整合接触（二）陆相火山碎屑岩系夹陆相动植物化石与下伏岩层呈不整合或假整合接触具氧化特征，红褐色～黑色岩相及厚度变化大第三节火山碎屑岩的成因类型二、根据主要搬运和沉积方式→三种成因类型（一）重力型火山碎屑沉积1.陆上的火山碎屑流沉积/火山灰流/砂流沉积熔结火山碎屑岩的主要形成方式高粘度、富含挥发分的酸性、中酸性熔浆上升到地表浅处，由于压力骤降，气体膨胀，产生泡沫，然后以强烈喷发形式喷出火山口并将熔岩柱炸碎。其中一部分粉碎的火山碎屑物呈火山灰、玻屑、晶屑等碎屑物，被抛入高空后，呈空降火山碎屑物而堆积。大部分或全部喷出火山口的熔岩碎屑物，没有被抛入高空，而呈白热状态的悬浮物混杂于火山气体之中，在一定坡度下，沿地面向四周扩散，构成由熔岩和气体所组成的特殊岩流——火山碎屑流。其搬运和沉积方式类似深海中的浊流沉积。火山碎屑物堆积后，由于上覆堆积物的静压力和由于保持其自身的高温，使玻屑变形、扁平化、气孔大部分消失，从而使碎屑之间压聚熔结成岩。以这种方式形成的熔结凝灰岩分布面积相当广大，可达数百平方公里，厚度也能达数百米。第三节火山碎屑岩的成因类型2.水下火山碎屑流沉积——重力型火山碎屑沉积指主要由火山喷发碎屑物质组成的高密度底流，在水下流动时，由于流速降低而形成的沉积。成层性较好，粒序构造明显分选性较好，“基质”支撑结构第三节火山碎屑岩的成因类型（二）降落型火山碎屑沉积/降落灰沉积主要指火山喷发物在大气中，经风力分异而形成的产物形成机理火山物质顺风搬运，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重要因素与火山灰流的区别成层性好横向粒度分异性明显分选良好第三节火山碎屑岩的成因类型（三）水携型火山碎屑沉积火山碎屑物质经流水搬运后发生沉积而形成。具有明显的水携特点，接近于正常沉积岩特点（与火山陆源岩的区别）碎屑成熟度很低，玻屑、暗化黑云母、角闪石，具环边新鲜长石分选、磨圆很差分布广泛海岸平原、海滩或浅海陆棚、深水盆地（被重力带去）在中新生代的环太平洋盆地中的分布相当普遍第四节火山碎屑岩的研究方法第五节火山岩与油气（自学为主）第四节火山碎屑岩的研究方法野外观察与描述除火山碎屑熔岩外，其他类型火山碎屑岩的野外观察和描述方法基本同正常沉积岩，即按颜色、成分、结构、构造、其它特征、次生变化、分布、定名等进行描述。室内研究方法主要是薄片鉴定第五节火山岩系与油气时代分布广以中新生代为主沉积类型多样海、陆、海陆交互环境；重力、水携、风携（降落灰）、自碎储集层类型多样岩石类型多，储集空间多储集层物性非均质性受岩性、岩相和成岩作用控制中基性火山岩和相应的火山碎屑岩主要储集层复习与预习复习火山碎屑岩的概念一般特征及分类物质成分、结构、构造、颜色分类及命名原则：先结构后成分主要类型及其特征火山碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩火山碎屑岩、沉火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩复习与预习复习火山碎屑岩的成因类型及其标志海相、陆相；重力型、降落灰型、水携型火山碎屑岩的研究方法火山岩系与油气的关系预习第九章碳酸盐岩概论