火山碎屑巖PPT課件

1、冰島火山噴煙夏威夷火山熔巖流歐洲大陸上唯一的活火山維蘇威火山（意大利）第1頁(yè)/共48頁(yè) 第一節(jié) 火山碎屑巖的成分火山碎屑物質(zhì)按其組成及結(jié)晶狀況分為巖屑（巖石碎屑）、晶屑（晶體碎屑和玻屑（玻璃碎屑）三種。此外還有一些其他的物質(zhì)成分，如正常沉積物、熔巖物質(zhì)等。 一、巖屑巖屑形狀多樣，大小不一。依其物態(tài)可分為剛性和塑性兩類：1、剛性巖屑是已凝固的熔巖或火山基底或管道的先期固結(jié)的圍巖的碎塊，系火山爆發(fā)時(shí)沖擊力破碎而成的。與陸源碎屑巖的巖屑類似，難區(qū)別，有時(shí)可據(jù)毫無磨蝕毫無分選、熔巖及圍巖加以區(qū)分。第2頁(yè)/共48頁(yè)2、塑性巖屑，又稱為塑性玻璃巖屑、漿屑等，是由塑性、半塑性熔漿在噴出及飛行墜落過程中后經(jīng)塑

2、變而形成的玻璃質(zhì)巖石的碎塊。常具有玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)、基質(zhì)為玻璃的斑狀結(jié)構(gòu)，氣孔構(gòu)造。一般大數(shù)毫米至數(shù)厘米。如斷面呈火焰狀、撕裂狀、樹枝狀、條帶狀及塑性變形形態(tài)者稱火焰石,火焰石是典型的塑性巖屑；若成旋轉(zhuǎn)狀，如紡錘、橢球、麻花、陀螺、梨形等形態(tài)，表面具有旋扭紋理和裂隙，并有一層淬火邊者稱火山彈，火山彈是典型的半塑性巖屑?；鹕綇椧话銛?shù)厘米，大者可達(dá)數(shù)米。 第3頁(yè)/共48頁(yè)第4頁(yè)/共48頁(yè)第5頁(yè)/共48頁(yè)二、晶屑 1、晶屑是早期析出的斑晶隨熔漿炸碎而形成的礦物的碎屑。 2、特征：一般毫米級(jí)大小，最大不超過23mm;多呈棱角狀，有時(shí)也保存原來的部分晶形；常具不規(guī)則裂紋及港灣狀熔邊緣；其成分多為石英、長(zhǎng)石、黑

3、云母、角閃石、輝石等，角閃石和黑云母多具暗化邊或完全暗化，其中常有高溫變種透長(zhǎng)石、石英。 與陸源碎屑巖的礦物碎屑類似，其區(qū)別是晶屑常具不規(guī)則裂紋及港灣狀熔邊緣；常有透長(zhǎng)石、石英等高溫礦物的晶體；角閃石和黑云母多具相當(dāng)完好的暗化邊。第6頁(yè)/共48頁(yè)第7頁(yè)/共48頁(yè)第8頁(yè)/共48頁(yè) 三玻屑 1、玻屑是由熔漿冷凝而形成的玻璃質(zhì)的細(xì)小的碎屑。通常大小在0l0.01mm之間，很少超過2mm;按其形態(tài)可分為(剛性)玻屑和塑性玻屑。 2、剛性玻屑以具有弧面棱角狀和浮石狀兩種形態(tài)，前者出現(xiàn)普遍，形狀多樣，鏡下常呈弓形、弧形、鐮刀形、月牙形、雞骨狀、管狀、骨針狀、不規(guī)則尖角狀等碎裂形態(tài)，以邊為弧形、角頂尖銳為特

4、征，表明多系氣泡炸裂而成；浮石狀玻屑以內(nèi)部多小氣孔，邊緣為沒有徹底炸碎的弧面，在中基性火山碎屑巖中出現(xiàn)較多。第9頁(yè)/共48頁(yè)第10頁(yè)/共48頁(yè)3、塑性玻屑是熾熱的玻屑在上覆火山碎屑物的重壓下、彼此壓扁拉長(zhǎng)疊置并定向排列、相互粘連熔結(jié)在一起的玻屑。強(qiáng)烈塑變玻屑顯“流紋狀”，通稱為“假流紋構(gòu)造”。v與流紋構(gòu)造的區(qū)別在于：塑性玻屑多呈分叉狀、拉長(zhǎng)的透鏡狀、揉皺狀；缺泛拉長(zhǎng)的氣孔、針柱狀及板條礦物定向排列等流動(dòng)標(biāo)志。v玻屑與火焰石的區(qū)別主要在于大小尺寸，玻屑 一般小于2mm,火焰石常大于2mm。第11頁(yè)/共48頁(yè)第12頁(yè)/共48頁(yè) 四、正常沉積物質(zhì)和熔巖物質(zhì) 一般多以膠結(jié)物形式出現(xiàn)，向熔巖過渡的火山碎

5、屑巖類的膠結(jié)物多為熔巖物質(zhì)，向沉積巖過渡者膠結(jié)物多為正常化學(xué)沉積物質(zhì)。反映了不同的成巖方式和形成條件。第13頁(yè)/共48頁(yè) 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征及顏色 一、結(jié)構(gòu) 1、按火山碎屑的粒級(jí)劃分 一般按火山碎屑粒級(jí)劃分為火山集塊、火山角礫、火山灰和火山塵四級(jí)，但劃分標(biāo)準(zhǔn)常各不相同。 教材分為： 集塊(100mm）、 火山角礫(1002mm)、 火山灰(20.01mm)、 火山塵(0.0l mm)。SY/T5368.4-89規(guī)范劃分為: 集塊（50mm）、 火山角礫（502mm）、 火山灰（20.01mm）、 火山塵（0.0l mm）。第14頁(yè)/共48頁(yè)（劉寶君等，1980）第15頁(yè)/共48頁(yè)2、依火山碎

6、屑的相對(duì)數(shù)量劃分：集塊結(jié)構(gòu)（火山集塊大于50）；火山角礫結(jié)構(gòu)（火山角礫大于75）；凝灰結(jié)構(gòu)（火山灰大于75）。3、按火山碎屑形態(tài)特點(diǎn)劃分：塑變碎屑結(jié)構(gòu)(主要由塑變碎屑組成，又稱熔結(jié)結(jié)構(gòu))；碎屑熔巖結(jié)構(gòu)（基質(zhì)為熔巖結(jié)構(gòu)）；沉凝灰結(jié)構(gòu)（指混入正常沉積物而言）；凝灰砂狀；凝灰粉砂狀；凝灰泥狀等。 第16頁(yè)/共48頁(yè)二、構(gòu)造 在火山碎屑巖中，常見的構(gòu)造如下所述。v1）層理構(gòu)造：火山碎屑巖通常不顯層理，但在水?dāng)y或風(fēng)攜的火山碎屑沉積中，也可出現(xiàn)小型和大型交錯(cuò)層理及平行層理。 v2）遞變層理：主要出現(xiàn)在沉積物重力流火山碎屑巖類中，系陸上或水下火山碎屑重力流以懸浮和遞變懸浮搬運(yùn)和沉積作用所致，如有正遞變、反遞

7、變以及疊覆遞變層理，是反映重力流水道微環(huán)境。 v 3）斑雜構(gòu)造：是火山碎屑物在顏色、粒度、成分上分布不均，且無排列性，而表現(xiàn)出來的一種雜亂構(gòu)造。 第17頁(yè)/共48頁(yè)v4）平行構(gòu)造：泛指由伸長(zhǎng)形的火山碎屑物，如透鏡體、餅狀體、熔巖團(tuán)塊和條帶等定向排列所組成的構(gòu)造，它的連續(xù)性與平行性不及假流紋構(gòu)造。 v 5）假流紋構(gòu)造：主要出現(xiàn)在流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r中，是塑性玻屑為拉長(zhǎng)狀、透鏡狀、揉皺狀呈定向排列所顯現(xiàn)的構(gòu)造。根據(jù)塑性玻屑可見燕尾狀分叉，在剛性碎屑邊部可見塑變不強(qiáng)的弧面棱角狀外形，“假流紋”延伸不遠(yuǎn)，一般無氣孔及杏仁體等而有別于流紋構(gòu)造。 v6)其它構(gòu)造：除上述構(gòu)造外，有時(shí)還見氣孔、杏仁構(gòu)造、火山泥球

8、及豆石構(gòu)造等，甚至在某些火山細(xì)屑巖中還見有生物攪動(dòng)構(gòu)造及實(shí)體化石。 第18頁(yè)/共48頁(yè)第19頁(yè)/共48頁(yè) 三、顏色v火山碎屑巖常具有特殊鮮艷的顏色，如淺紅、紫紅、嫩綠、淺黃、灰綠等，它是野外鑒別火山碎屑巖的重要標(biāo)志之一。v顏色主要取決于原始物質(zhì)成分，中基性火山碎屑巖色深，為暗紫紅、墨綠等色；中酸性者色則淺，常為粉紅、淺黃等色。v其次取決于次生變化，如綠泥石化則顯綠色，蒙脫石化則顯灰白或淺紅色。 第20頁(yè)/共48頁(yè)第三節(jié) 火山碎屑巖的分類及命名 廣義的火山碎屑巖類的分類和命名原則如下所述： v1）首先根據(jù)物質(zhì)來源和生成方式，劃分為火山碎屑巖類型、向熔巖過渡類型和向沉積巖過渡類型三種成因類型。v2

9、）再根據(jù)碎屑物質(zhì)相對(duì)含量和固結(jié)成巖方式，劃分為火山碎屑熔巖、熔結(jié)火山碎屑巖、火山碎屑巖、沉火山碎屑巖和火山碎屑沉積巖等五種巖類。 v3）再根據(jù)碎屑粒度和各粒級(jí)組分的相對(duì)含量，劃分為三個(gè)基本種屬，即集塊巖、火山角礫巖和凝灰?guī)r，之間的過渡型為凝發(fā)角礫巖、角礫凝灰?guī)r等。 第21頁(yè)/共48頁(yè)v4）最后再以碎屑物態(tài)、成分、構(gòu)造等依次作為形容詞，對(duì)巖石進(jìn)行命名，如晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、含火山球流紋質(zhì)玻屑凝灰?guī)r等。次生變化也常作為命名的形容詞，如硅化凝灰?guī)r、蒙脫石化凝灰?guī)r、沸石化凝灰?guī)r和變質(zhì)流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r等。 第22頁(yè)/共48頁(yè)第23頁(yè)/共48頁(yè)第24頁(yè)/共48頁(yè) 第四節(jié) 主要類型及其特征 一、火

10、山碎屑熔巖類 火山碎屑熔巖類是火山碎屑巖向熔巖過渡的一個(gè)類型，熔巖基質(zhì)中可含9010的火山碎屑物質(zhì)，具有碎屑熔巖結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。熔巖基質(zhì)中可含數(shù)量不定的斑晶，呈斑狀結(jié)構(gòu)，或氣孔杏仁構(gòu)造?；鹕剿樾贾饕蔷技耙徊糠謳r屑，玻屑少見。當(dāng)成分相近時(shí)，往往不易區(qū)分巖屑與熔巖基質(zhì)，而誤認(rèn)為熔巖。按主要粒級(jí)碎屑劃分為集塊熔巖、角礫熔巖和凝灰熔巖。 第25頁(yè)/共48頁(yè)二、熔結(jié)火山碎屑巖類 u熔結(jié)火山碎屑巖類是以熔結(jié)（焊結(jié)）方式而形成的一大類火山碎屑巖?；鹕剿樾嘉镔|(zhì)達(dá)90以上，其中以塑變碎屑為主，主要產(chǎn)于火山頸、破火山口、火山構(gòu)造洼地和巨大的火山碎屑流與侵入狀的熔結(jié)凝灰?guī)r體中。u其中較粗粒的熔結(jié)集塊巖和熔結(jié)角礫

11、巖分布不廣，主要組成近火山口相。細(xì)粒的熔結(jié)凝灰?guī)r分布很廣，可組成厚度大的火山碎屑巖層，此類巖石的中外文名稱較多，國(guó)內(nèi)較通用的譯名趨于使用熔結(jié)凝灰?guī)r（ignimbrite）。它主要由小于2mm的塑性玻屑和巖屑組成，也有一定數(shù)量晶屑，具有熔結(jié)凝灰結(jié)構(gòu)、假流紋構(gòu)造，碎屑以相互熔結(jié)壓緊成巖。還可根據(jù)熔結(jié)（焊接）強(qiáng)度劃分亞類。 第26頁(yè)/共48頁(yè)三、火山碎屑巖類 v火山碎屑巖類即狹義的火山陣屑巖類，火山碎屑占90以上，經(jīng)壓積或壓實(shí)作用成巖。v其按粒度大小分為集塊巖、火山角礫巖和凝灰?guī)r。 v1集塊巖 集塊結(jié)構(gòu)由火山彈及熔巖碎塊堆積而成，也?；烊胍恍┗鹕焦艿赖膰鷰r碎屑，一般未經(jīng)過搬運(yùn)而呈棱角狀，由細(xì)粒級(jí)角礫

12、、巖屑、晶屑及火山灰充填壓實(shí)膠結(jié)成巖，多分布于火山通道附近構(gòu)成火山錐，或充填于火山通道之中。 第27頁(yè)/共48頁(yè)v2火山角礫巖 v火山角礫巖主要由大小不等的熔巖角礫組成，分選差，不具有層理，通常為火山灰充填，并經(jīng)壓實(shí)膠結(jié)成巖，多分布在火山口附近。如河北宣化白堊紀(jì)火山口的中心，就被流紋質(zhì)火山角礫巖所充填。 v3凝灰?guī)r 1)“凝灰”系指主要由小于2mm的火山碎屑組成的結(jié)構(gòu)。2)按碎屑粒級(jí),進(jìn)一步分為粗(2l)、細(xì)(10.l)、粉(0.l0.0l)和微(0.0l)四種凝灰?guī)r。碎屑成分主要是火山灰，按其物態(tài)及相對(duì)含量，分為單屑凝灰?guī)r、雙屑凝灰?guī)r（兩種物態(tài)碎屑均在25以上）和多屑凝灰?guī)r（三種物態(tài)碎屑均在

13、20以上）。第28頁(yè)/共48頁(yè)3)其中以玻屑凝灰?guī)r、晶屑一玻屑凝灰?guī)r最常見，具有典型凝灰結(jié)構(gòu)，熔巖成分多為流紋質(zhì)，次為英安質(zhì)。第29頁(yè)/共48頁(yè)4)巖屑凝灰?guī)r主要由熔巖碎屑組成，較少見，有時(shí)易與巖屑砂巖相混，需視有無搬運(yùn)磨圓、有無玻屑存在加以區(qū)分。 第30頁(yè)/共48頁(yè)四、沉火山碎屑巖類 沉火山碎屑巖類是火山碎屑巖和正常沉積巖間的過渡類型，火山碎屑物質(zhì)占9050，其他為正常沉積物質(zhì)，經(jīng)壓積和水化學(xué)物膠結(jié)成巖，常顯層理，故有時(shí)也稱為層火山碎屑巖類。它與陸源火山碎屑沉積物的區(qū)別是新鮮、棱角明顯、無明顯磨蝕邊緣及風(fēng)化邊緣。正常沉積物除陸源砂泥外，還可有化學(xué)及生物化學(xué)組分，以及生物碎屑等。五、火山碎屑沉

14、積巖類火山碎屑沉積巖類以正常沉積物為主，火山碎屑物質(zhì)占5010，巖性特征基本與正常沉積巖相同。當(dāng)主要為陸源的砂時(shí)，稱為凝灰質(zhì)砂巖；主要為泥時(shí)，稱為凝灰質(zhì)泥巖；主要為碳酸鹽時(shí)，稱為凝灰質(zhì)石灰?guī)r或凝灰質(zhì)白云巖等一系列過渡類型巖石。 第31頁(yè)/共48頁(yè)第五節(jié) 火山碎屑巖的成因類型及其標(biāo)志 一、陸相與海相火山碎屑巖系的區(qū)別標(biāo)志 研究火山陣屑巖的成因時(shí)，首先應(yīng)注重的是區(qū)分海底噴發(fā)的海相和陸上噴發(fā)的陸相兩大成因類型，其特點(diǎn)如下所述。 第32頁(yè)/共48頁(yè)1海相火山碎屑巖系v海相火山巖系的最主要代表是細(xì)碧一角斑巖系。其特點(diǎn)是廣泛的鈉長(zhǎng)石化作用，火山玻璃分解為含水的硅酸鹽。由于綠簾石化和綠泥石化，巖石呈現(xiàn)綠色，

15、枕狀構(gòu)造十分發(fā)育。v由于海水中噴發(fā)一沉積的特殊環(huán)境，常具有：韻律性層理，即不同粒級(jí)的火山碎屑物互層產(chǎn)出，主要為下粗上細(xì)的正韻律（也有人認(rèn)為應(yīng)是下細(xì)上粗，反序的）；各個(gè)夾層的厚度及粒度一般較穩(wěn)定；往往可見到凝灰?guī)r向沉凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂巖（或泥巖）過渡的現(xiàn)象。另一特征是火山巖系和下伏海相沉積巖層多呈整合接觸，或其中有海相夾層，如海相石灰?guī)r、碧玉巖及巖屑砂巖等，其中常含有孔蟲、放射蟲和硅藻等海相動(dòng)植物化石。 第33頁(yè)/共48頁(yè) 2陸相火山碎屑巖系 v 由于熔漿流出地表時(shí)易于氧化，因而常呈現(xiàn)紅褐色一黑色，火山巖系和下伏巖層多呈現(xiàn)不整合或假整合接觸。v分布于其中的火山碎屑巖系的特點(diǎn)是：巖相及厚度變化大；含

16、梨形、橢圓形、紡錘形、球形等特征的火山彈；存在泥石流角礫巖；熔結(jié)火山碎屑巖類比較發(fā)育；凝灰?guī)r多半比較疏松；有時(shí)有陸相砂礫巖和頁(yè)巖夾層，并常見植物化石和淡水動(dòng)物化石（多為湖相）。 第34頁(yè)/共48頁(yè)二、不同方式形成的火山碎屑巖系及其特點(diǎn) 第35頁(yè)/共48頁(yè)1重力流型火山碎屑沉積 重力流型火山碎屑沉積按其沉積環(huán)境又可分為陸上和水下兩種沉積類型。 1)陸上的火山碎屑(重力)流沉積,或火山灰流、砂流沉積v成因：是熔結(jié)火山碎屑巖類的主要形成方式。高粘度、富含揮發(fā)組分的酸性、中酸性熔漿以強(qiáng)烈爆發(fā)形式噴出火山口并將熔巖柱炸碎呈火山灰等碎屑物質(zhì)，大部分呈白熱狀態(tài)的懸浮物混雜于火山氣體之中形成“高密度的流體”，

17、在重力作用下，沿地面坡度向四圍擴(kuò)散，構(gòu)成由熔巖碎屑和氣體所組成的特殊流體火山碎屑（重力）流。其搬運(yùn)和沉積方式類似深海中的濁流沉積。第36頁(yè)/共48頁(yè)v特征：火山碎屑成分復(fù)雜混雜(火山碎屑占絕對(duì)多數(shù)，火山灰最常見,粗 ?；鹕剿樾驾^多，可有熔巖混入) ；多塑性巖屑、玻屑(火山碎屑多有塑性變形、扁平化，氣孔大部分消失)；分選 性差，常具有熔結(jié)結(jié)構(gòu)(以熔結(jié)火山碎屑巖為主)；多定向排列的“火焰石”、假流紋構(gòu)造，多斑雜構(gòu)造、塊狀層理(粒序?qū)永砩僖?，多柱狀節(jié)理構(gòu)造。v分布：分布于火山口附近，范圍較大(形成的熔結(jié)凝灰?guī)r分布面積最大達(dá)數(shù)百平方公里),厚度大(達(dá)數(shù)百米)。v熔結(jié)火山碎屑巖不同于一般熔巖流冷凝后所

18、形成的熔巖，也不同于降落火山碎屑堆積而成的火山碎屑巖類。這種巖類在20世紀(jì)50年代以后才逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和描述。 第37頁(yè)/共48頁(yè)2)水下火山碎屑流沉積即重力型火山碎屑沉積v成因：由火山噴發(fā)碎屑物組成的高密度底流，當(dāng)在水下流動(dòng)時(shí)，由于流速降低后而形成沉積。v特征：成分復(fù)雜，常有正常沉積物混入；塑性巖屑玻屑較少；分選性較好，熔結(jié)性差，具有明顯“基質(zhì)”支撐結(jié)構(gòu)；浮石和火山渣氣孔少；成層性較好，粒序構(gòu)造明顯，在剖面上粒序?qū)又蠟榱鲃?dòng)層，可表現(xiàn)明顯的水?dāng)y搬運(yùn)沉積特點(diǎn)，如可見交錯(cuò)層理、波痕、疊瓦構(gòu)造及顆粒定向排列等。粒序構(gòu)造是水下火山碎屑沉積物重力流沉積的主要構(gòu)造標(biāo)志v分布：分布于火山口附近，范圍較大

19、，厚度較薄較穩(wěn)定； 第38頁(yè)/共48頁(yè) 2降落型火山碎屑沉積(又稱降落灰沉積)成因：是火山噴發(fā)物在大氣中經(jīng)風(fēng)力搬運(yùn)和分異而形成的產(chǎn)物。其形成機(jī)理是：當(dāng)火山物質(zhì)順風(fēng)搬運(yùn)時(shí)，顆粒依降落速度不同而分離；粒度和密度是控制降落速度的主要因素，而風(fēng)向、風(fēng)速、擾動(dòng)性以及碎屑物的噴射高度是控制散落形態(tài)的重要因素。特征：火山灰為，粗碎屑及塑性碎屑缺泛，常有正常沉積物混入；分選性好一極好，常為凝灰結(jié)構(gòu)和沉凝灰結(jié)構(gòu)；成層性也，常有發(fā)育的水平層理；分布：分布范圍很廣，主降落灰沉積物在平面上呈大致呈對(duì)稱的形態(tài)，其延長(zhǎng)形方向與風(fēng)向有關(guān)；降落灰厚度向下風(fēng)方向減薄，粒度相應(yīng)減??；在理想情況下，成分、粒度及厚度在順風(fēng)方向上均作

20、相互有關(guān)的系統(tǒng)變化；。 第39頁(yè)/共48頁(yè)大量火山灰可以在空中作長(zhǎng)距離搬運(yùn)，然后降落在陸上或水中?，F(xiàn)代沉積研究表明：火山玻璃碎屑是十分普遍的，而且集中在一定層位中?；鹕交掖蟛糠质潜伙L(fēng)帶到深海區(qū)中去的，距離噴發(fā)中心可達(dá)數(shù)百英里，降落在水中的火山灰物質(zhì)，還可被水流繼續(xù)搬運(yùn)很遠(yuǎn)距離，尤其是很細(xì)的火山塵，質(zhì)輕多孔，可像浮石般漂流很遠(yuǎn)距離。火山噴發(fā)也為海洋沉積物提供了重要物質(zhì)來源。西南三疊系的綠豆巖是典型陸噴水下沉積的例子。區(qū)別：火山灰流和降落灰沉積一般都是一個(gè)主要噴發(fā)時(shí)期的產(chǎn)物，但由于它們的搬運(yùn)和沉積條件木同，所以有顯著的區(qū)別特征：表現(xiàn)在碎屑成分、結(jié)構(gòu)特征(粒度、分選性、膠結(jié)成巖等)、構(gòu)造特征、分布范圍等方面。第40頁(yè)/共48頁(yè)第41頁(yè)/共48頁(yè) 3水?dāng)y型火山碎屑沉積 成因：陸及水下火山碎屑物質(zhì)進(jìn)入海洋即受海水的搬運(yùn)改造并沉積，即形成水?dāng)y型火山碎屑沉積。特征：火山碎屑及正常沉積物混雜；火山碎屑有有不同程度的磨蝕、圓化及分選性，常為沉凝灰、凝灰砂等結(jié)構(gòu)； 常具有正常碎屑沉積巖的各種構(gòu)造，如大型斜層理、波痕、礫石疊瓦構(gòu)造、間斷韻律等；分布相當(dāng)