火山碎屑岩的特点

火山碎屑岩的特征和主要类型~

（一）火山碎屑岩的结构和构造
1.结构
（1）粒度结构
◎集块结构：粒度＞64mm的火山碎屑物含量一般＞50％，不少于1/3。
◎火山角砾结构：粒度介于64～2mm之间的火山碎屑物含量一般＞50％，不少于1/3。
◎凝灰结构：粒度介于2～0.0625mm之间的火山碎屑物含量一般＞50％。
◎尘屑结构：粒度＜0.0625mm之间的火山碎屑物含量一般＞50％。
（2）成因结构
◎塑变（熔结）结构：主要由塑性玻屑和塑性岩屑彼此平行重叠熔结而成，其中可含少量的刚性碎屑物，据主要碎屑粒度的大小可进一步分为熔结集块结构、熔结角砾结构和熔结凝灰结构。
◎碎屑熔岩结构：是火山碎屑岩向熔岩过渡的一种结构，火山碎屑物被熔岩胶结。也可进一步根据主要碎屑的粒度大小划分为集块熔岩结构、角砾熔岩结构、凝灰熔岩结构等。
◎沉火山碎屑结构：是火山碎屑岩向正常沉积岩的过渡类型的结构，以火山碎屑为主，混入有少量的正常沉积物。
◎凝灰沉积结构：是以正常沉积物为主的过渡类型的结构。一般在正常沉积物中混有少量（50％～10％）的火山碎屑物质，如凝灰砾状结构、凝灰泥质结构等。
2.构造
火山碎屑岩常见的构造有以下几种：
◎流状构造：由压扁拉长的塑变玻屑和塑变岩屑定向排列形成，在野外有时不易与流纹构造区别。它们的不同之处在于流纹构造是熔浆流动形成的纹理，平行延伸，遇斑晶或刚性岩屑会自然绕过，无变薄、变窄、嵌入等现象，延伸较为稳定；而流状构造的塑性岩屑和塑性玻屑在空间上延伸短，在遇到刚性岩屑时，会受刚性碎屑的压缩在其周围变薄变窄，甚至出现折断、嵌入的现象。
◎火山泥球构造：火山灰级碎屑物质凝聚成球状、豆状，中心粒度较粗，向边缘变细，具同心层构造。一般认为是当雨滴通过喷发云时由湿润的火山灰凝聚而成的。
◎层理构造：多见于水携或风携降落堆积的火山碎屑沉积物中，陆上堆积的涌浪相堆积中也可出现水平层理和交错层理。
◎粒序构造：有正粒序（由上向下粒度变粗）和逆粒序构造（由上向下粒度变细）两种。其中逆粒序构造是由于在火山碎屑中存在一些体积大但密度小的浮岩岩屑（密度小于1g/cm3）而造成的。
（二）火山碎屑岩的分类
火山碎屑岩兼有火山岩和沉积岩的一些特性，因此在分类上需考虑的因素较多。本教材推荐使用孙善平（2001）的分类方案（表10－2）。该分类不仅考虑了正常火山碎屑岩类型，还考虑了火山碎屑岩分别向熔岩和沉积岩过渡的类型，即分为正常火山碎屑岩类、向熔岩过渡的火山碎屑岩类和向沉积岩过渡的火山碎屑岩类3个大类，再进一步据成岩方式、结构构造和火山碎屑的粒径来划分种属。
表10－2 火山碎屑岩分类表


（据孙善平，2001）
1.正常火山碎屑岩类
火山碎屑物体积分数大于90％，正常沉积物和熔岩物质极少。按成岩作用方式和结构构造特点，又可分为普通火山碎屑岩、熔结火山碎屑岩和层火山碎屑岩3个亚类。

图10－3 秦皇岛上庄沱安山质集块岩（a）和秦皇岛火山角砾岩（b）（文霞摄于2009年）

◎普通火山碎屑岩亚类：成岩方式以压实为主，常叠加有水化学胶结，胶结物往往为火山灰分解物，由蛋白石和粘土矿物（如蒙脱石）构成，重结晶后变成玉髓和水云母集合体，成层构造一般不明显。火山碎屑物质主要由火山集块、火山角砾、火山砾、晶屑和半塑性的玻屑组成，以刚性和半塑性碎屑为主，没有堆积后的压扁、拉长等塑性变形现象。按岩石中主要碎屑（一般大于50％，不少于1/3）的粒度可分为集块岩（agglomerate）（图10－3a）、火山角砾岩（volcanic breccia）（图10－3b）、火山砾角砾岩（lapilli stone）和凝灰岩（tuff）等类型。当不同粒级的火山碎屑含量混杂时，定名时可据各种碎屑的含量投点（图10－4），确定复合名称，如角砾凝灰岩、集块角砾岩等。进一步定名还应据晶屑组合或同源岩屑中斑晶成分特征等，确定火山碎屑对应的熔岩成分，并作为前缀参加到定名中，如安山质火山角砾岩、流纹质凝灰岩等。凝灰岩是火山碎屑岩中分布最广的一种，主要由粒度小于2mm的火山灰组成，晶屑、玻屑和岩屑均有，进一步可据“三屑” 的相对含量分为7种类型（图10－5）。

图10－4 火山碎屑岩定量粒级分类（据刘宝珺等，1980）


图10－5 凝灰岩中 “三屑”命名图（据孙善平，1984，转引自邱家骧，1990）

◎熔结火山碎屑岩亚类：火山碎屑物在堆积后仍具较高的温度，处于可塑状态，在上覆物质的负荷压力下，经变形、熔结而成。岩石具熔结结构，碎屑主要由晶屑、塑变岩屑、塑变玻屑和火山尘组成，也可有少量的刚性岩屑，由于塑变碎屑拉长定向而具流状构造。据碎屑的粒度分为熔结集块岩（weldedagglomerate）、熔结角砾岩（welded breccia）图10－6）和熔结凝灰岩（welded tuff或ignimbrite），也可据图10－4、图10－5进一步定名，再加上相应熔岩名称作为前缀，如流纹质玻屑熔结凝灰岩等。熔结集块岩和熔结角砾岩在露头上经常共生，分布面积不大，主要见于火山喷出口附近，是近火山口相产物。熔结凝灰岩则分布较广，可分布在近火山口附近，也可以远离火山口分布。同一喷发单元的不同部位以及不同厚度的喷发单元之间，熔结凝灰岩的玻屑和塑变岩屑的变形程度也有所不同，即具有不同的熔结程度（图10－7）。根据塑性玻屑和塑性岩屑的变形特点，可分为弱熔结、熔结和强熔结3个等级：(1)弱熔结凝灰岩：即塑性玻屑微受变形，部分棱角开始圆化，部分仍保留弧面棱角状，略有压扁拉长现象，塑性岩屑少见，岩石流状构造不明显，常产于熔结凝灰岩的上、下部，与熔结凝灰岩显渐变过渡关系；(2)熔结凝灰岩：塑变玻屑仍可恢复弧面棱角状形态，塑变岩屑发育，塑变碎屑受刚性碎屑挤压，在其边缘，尤其是在受压的一侧，出现明显的变形和定向性，显示了特征的流状构造，常呈巨厚堆积，剖面上位于喷发单元的中上部；(3)强熔结凝灰岩：塑变玻屑含量极高，变形强烈而呈扁平状，仅在刚性碎屑（通常为晶屑）的撑开部位偶尔见变形弱的玻屑，塑变碎屑多直接接触，尘屑少见，流状构造十分明显，有时与流纹构造不易区别，一般位于喷发单元的中下部。一般说来，近火山口处和喷发单元层中下部的熔结程度要强于远火山口处和喷发单元层中上部。

图10－6 粗面质熔结角砾岩可见流状构造，产于河北省秦皇岛张家口组火山岩（王连训摄于2008年）


图10－7 流纹质熔结凝灰岩塑性玻屑的变形程度与熔结强度的关系（引自叶德隆等，1995）

在一些大的火山岩省内，如与岛弧、活动大陆边缘有关的火山岩省中，常有以中、酸性火山碎屑岩为主的大规模火山爆发，形成以熔结凝灰岩为主要成分、规模巨大的火山碎屑岩堆积，被称为熔结凝灰岩大爆发（ignimbrite flare－up）。这些凝灰岩的体积巨大，形成周期长，如北美洲在50～20Ma的时间内，火山爆发形成了超过5×105km3的熔结凝灰岩堆积，澳大利亚东部早白垩世的Whitsunday火山岩省、我国东部早白垩世的滨太平洋火山岩省中也有体积巨大的熔结凝灰岩堆积。这样巨量的熔结凝灰岩爆发的成因机制，引起了学者们的广为关注，但目前并未形成统一的认识。Farmer et al.（2008）认为美国西部的落基山脉南部的熔结凝灰岩大爆发与板块的俯冲作用有关，由于俯冲角度在深部的突然变陡（回转），导致软流圈地幔的对流上升，发生部分熔融的同时，还将热能传导给上部的岩石圈地幔。软流圈地幔、岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆与上覆地壳中形成的岩浆混合，就形成了巨量的中酸性岩浆，这些岩浆的爆发就产生了大量的熔结凝灰岩（图10－8）。Gerardo et al.（2008）认为墨西哥Sierra Madre Occidental的熔结凝灰岩大爆发与地堑式的张性断裂有关，并提出了地堑火山口的概念。

图10－8 与俯冲有关的熔结凝灰岩爆发模式（据Farmer et al.，2008）

◎层火山碎屑岩亚类：指具明显的韵律层理和层理构造的火山碎屑岩，以层状凝灰岩较常见。层状凝灰岩一般是火山灰在水盆中堆积形成的，其中正常沉积物体积分数小于10％，火山碎屑主要为玻屑、刚性－半塑性岩屑和火山尘，由火山灰和火山尘分解的少量水化学沉积物胶结，部分为压实胶结。当正常沉积物体积分数大于10％时，就过渡为沉凝灰岩。
2.向熔岩过渡的火山碎屑岩类
火山碎屑体积分数占10％ ～90％，碎屑由熔浆胶结，可称为火山碎屑熔岩。碎屑熔岩类的成因多样：已固结的熔岩表壳在下部熔浆继续流动和逸出的气体产生爆炸的情况下，使表壳破碎再被熔岩胶结形成角砾熔岩（breccia lava）和集块熔岩（agglomeratic lava）；爆发能量不足时，往往在从火山口中抛出碎屑的同时，亦有熔岩溢出，降落于熔岩中的碎屑物质被熔岩胶结而形成各种碎屑熔岩；当熔岩以较大的冲力从火山口喷发时，可使熔岩中的斑晶大部分破碎，形成碎屑以晶屑为主的晶屑凝灰熔岩；岩浆在地下的隐爆作用常使内部的斑晶破碎亦可形成晶屑凝灰熔岩。凝灰熔岩中的碎屑以晶屑为主，也可有少量刚性岩屑，但一般不出现玻屑。
3.向沉积岩过渡的火山碎屑岩类
由落入水盆中的火山碎屑物与正常沉积物同时堆积而形成。根据火山碎屑物的含量可分为沉积火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩两亚类。
◎沉积火山碎屑岩亚类：火山碎屑体积分数占50％～90％，常与正常火山碎屑岩和正常沉积岩共生，并往往呈过渡关系，据火山碎屑的粒度可分为沉集块岩、沉火山角砾岩和沉凝灰岩等，以沉凝灰岩（tuffite）为常见。岩石具层理构造，韵律层较发育。在碎屑物中常见具磨圆的砾、砂、粘土等正常沉积物，有时还可出现生物化石和生物碎屑。
◎火山碎屑沉积岩亚类：火山碎屑体积分数较少，介于10％ ～50％之间，具更接近于沉积岩的特征，常与沉积火山碎屑岩呈渐变过渡关系，堆积位置一般离火山口较远，命名时以正常沉积岩的名称为基本名称，将火山碎屑作前缀，如凝灰质砂岩、凝灰质砾岩等。

火山碎屑岩（pyroclastic rock）是指由火山作用所形成的各种火山碎屑物质经堆积、胶结、压紧或熔结而形成的岩石。火山碎屑物，一般没有经过搬运，而是散落在火山口附近形成原地堆积。但细粒的部分如火山灰可经气流或水流搬运至离火山口以外较远的地方堆积成岩；有些火山灰被气流搬运到离火山口上千千米以外；有些火山碎屑物是在地表下不深的地方，由火山隐爆作用形成的。火山碎屑岩在各个地质时期，不论在陆上还是水盆地中，均有广泛分布。
典型的火山碎屑岩是指那些主要由火山碎屑物（一般占90%以上）形成的岩石。而广义的火山碎屑岩，是指包括向喷出岩或沉积岩过渡的火山碎屑岩。所以火山碎屑岩从成因和成分的角度看，它既有岩浆岩的特征，也有沉积岩的特征，是一种具有双重特征的岩石。
应当指出，由喷出岩经过物理风化破坏形成的各种碎屑物堆积形成的岩石，不属于火山碎屑岩类，而属于陆源碎屑沉积岩类。
火山碎屑岩常有各种鲜艳的颜色，新鲜的火山碎屑岩，可有浅红、浅绿、灰绿、黄绿、灰白、灰紫等色调。其颜色多取决于火山碎屑岩的成分，如中基性火山碎屑岩的颜色一般偏深色，而中酸性火山碎屑岩的颜色一般偏浅。其次是次生变化的影响，如绿泥石化会使岩石呈现绿色，而含铁较高经次生变化后往往形成褐红色，含铁较少的火山碎屑岩，次生变化后往往呈现灰白或黄白色。
火山碎屑岩的产状是随所堆积的地点不同而不同。在火山口附近，大大小小的火山碎屑物杂乱堆积成各种火山碎屑锥，成层性很差，分选性也不好。离火山口稍远的地方，分选稍好，粒度变小，成层性也较好，而离火山口很远或在水盆地中堆积的火山碎屑岩，其分选性和成层性更好。根据这些特点，我们可大致估计火山碎屑物堆积场所离火山口的距离。

火山碎屑岩引是介于岩浆熔岩和沉积岩之间的过渡类型的岩石，其中50%以上的成分是由火山碎屑流喷出的物质组成，这些火山碎屑主要是火山上早期凝固的熔岩、通道周围在火山喷发时被炸裂的岩石形成的。
概述：
火山碎屑包括岩屑、晶屑、玻璃质屑、浆屑、火山渣（粒径>1cm）、火山块（直径>100mm）、火山弹（粒径>50mm）、火山砾（直径2~50mm）和火山灰（直径<2mm）。这些碎屑降落到地面或海底，经过固结形成岩石，由于火山也可以在海底爆发，所以火山碎屑岩有陆相沉积的也有海相沉积的。
形成:
一般来说，如果火山喷出来的岩浆富含二氧化硅的酸性岩浆，其粘度大不易畅通无阻地流溢出来,因而就会有相当多的气态物质聚集在火山通道里。有的岩浆向上侵入时，遇到地下水也会产生大量气体。当气体压力大到足以顶开上面所覆盖物质的时候，就会发生极其猛烈的爆炸。含有大量气体的岩浆喷出地表，火山碎屑数量多，抛出高度大、散落区域广。粒度小的火山灰可以喷射到 20000米以上高空。这些火山碎屑落到地面以后，有的聚集在火山附近，有的随风飘流落在世界各地。这些火山碎屑经过地表的各种地质作用，最终形成火山碎屑岩。
火山活动:
火山活动既可发育在陆壳上，亦可形成于水下洋壳，因此火山碎屑岩有陆相沉积，也有海相沉积。许多有用矿产与火山碎屑岩有关，如铁、锰、钾、硼、硫、铀矿床以及铜、铅、锌等金属硫化物矿床。在非金属矿床方面，它和沸石矿、膨润土矿、高岭土矿、叶腊石矿等关系密切，富玻璃质的酸性凝灰岩还是很好的制造水泥的材料，并可作为人造膨胀珍珠岩的原料。火山碎屑岩由于多孔，亦是良好的油、气、水的储集层。
分类:
火山碎屑岩根据火山碎屑的含量分为以下几类：
1.火山熔岩类：火山碎屑含量10%~90%（10%~75%），成岩方式为熔浆胶结，火山碎屑一般不定向，基本岩石名称有集块熔岩，角砾熔岩，凝灰熔岩。
2.正常火山碎屑岩类：火山碎屑含量占绝对优势>90%（75%），又可分为熔结火山碎屑岩亚类和普通火山碎屑岩亚类。熔结火山碎屑岩亚类，成岩方式以熔结为主，具有明显的假流动构造，基本岩石名称有熔结集块岩，熔结角砾岩，熔结凝灰岩。普通火山碎屑岩亚类，成岩方式以压紧胶结为主，也有部分火山灰分解物，层状构造一般不明显，基本岩石名称有集块岩，火山角砾岩，凝灰岩。
3.火山-沉积碎屑岩类：分为沉积火山碎屑岩亚类和火山碎屑沉积岩亚类。沉积火山碎屑岩亚类，火山碎屑含量占多数50%~90%（50%~75%），成岩方式为化学沉积物及粘土物质胶结和压结，一般成层构造明显，基本岩石名称有沉集块岩，沉火山角砾岩，沉凝灰岩。火山碎屑沉积岩亚类，火山碎屑含量占少数10%~50%（25%~50%），成岩方式为化学沉积物及粘土物质胶结和压结，一般成层构造明显，基本岩石名称有凝灰质砾岩（角砾岩），凝灰质砂岩，凝灰质粉砂岩，凝灰质泥岩，凝灰质化学岩。
注：关于火山碎屑含量主要有两种分法，用得较多的为括号外的数据。

1、火山碎屑岩有岩屑、晶屑、玻璃质屑、浆屑、火山块（直径大于100毫米）、火山砾（直径大于2毫米）。

2、常见的是玄武岩，结晶不充分，多气孔。还有流纹岩，安山岩等！

质地相对疏松的一种岩石，介于岩浆熔岩和沉积岩二者中间。
主要是由火山喷发时炸裂的火山沉积岩和火山碎屑流喷出的物质经过凝固风化而成。

http://baike.baidu.com/view/387012.htm（一个网址，看对你有没有帮助）

1、火山碎屑岩有岩屑、晶屑、玻璃质屑、浆屑、火山块（直径大于100毫米）、火山砾（直径大于2毫米）。

2、常见的是玄武岩，结晶不充分，多气孔。还有流纹岩，安山岩等！

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