《沉積巖石學(xué)》第十章-火山碎屑巖課件

1、第十章 火山碎屑巖 第一節(jié) 火山碎屑巖的成分 第二節(jié) 火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征 及顏色 第三節(jié) 火山碎屑巖的分類及命名 第四節(jié) 主要巖類及其特征 第五節(jié) 火山碎屑巖的成因類型及其標(biāo)志 第六節(jié) 火山巖系與油氣火山的噴出物：氣態(tài)：主要為水蒸氣，還有H2S、SO2、CO2等液態(tài)：熔巖固態(tài)：火山碎屑 火山碎屑巖：火山碎屑物質(zhì)組成的巖石（火山碎屑含量50%） 。火山巖與沉積巖之間的過渡巖石類型。與熔巖、次火山巖(或超淺層侵人巖)和正常沉積巖類相伴生。火山碎屑巖分布廣泛 前寒武紀(jì)至第四紀(jì)均有分布，尤其在我國東部中、新生代沉積中。火山碎屑巖可作為油氣儲(chǔ)集層 火山巖和火山碎屑巖可做為油氣儲(chǔ)集層。第一節(jié) 火山

2、碎屑巖的成分物質(zhì)成分：火山碎屑物質(zhì)：巖屑（巖石碎屑） 晶屑（晶體碎屑） 玻屑（玻璃碎屑） 正常沉積物熔巖物質(zhì)一、巖屑（巖石碎屑）剛性巖屑、塑性巖屑1.剛性巖屑已凝固的熔巖或火山基底、管道的圍巖破碎形成。 2.塑性巖屑(漿屑、火焰石）由塑性、半塑性熔漿在噴出時(shí)塑變而成，具有玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，斷面呈火焰狀、撕裂狀、樹枝狀、紡錘狀、條帶狀等。 火山彈：是由塑性熔漿團(tuán)在空中旋轉(zhuǎn)而成，形如紡錘、橢球、麻花、陀螺、梨狀等，表面具旋扭紋理和裂隙，并具一層淬火邊，大者可達(dá)數(shù)米。 火山彈（山西，大同）大慶，升深201井： 球粒流紋巖巖屑，球粒結(jié)構(gòu)二、晶屑（晶體碎屑）早期析出的斑晶隨熔漿炸碎而成。大小一般不超過23mm

3、，常呈棱角狀，部分保持原來晶形，其成分多為石英、長石、黑云母、角閃石、輝石等。石英晶屑：表面極為光潔，具不規(guī)則裂紋及港灣狀熔蝕外形。 石英晶屑（取自張家口-宣化一帶中生代凝灰?guī)r）長石晶屑：主要為透長石、酸性至基性斜長石，有較高自形程度?？梢娧亟饫砥屏鸭懊黠@的裂紋。 長石晶屑（取自張家口-宣化一帶中生代凝灰?guī)r）黑云母和角閃石晶屑：常具彎曲、斷裂及暗化現(xiàn)象。輝石：主要出現(xiàn)在偏基性的火山碎屑巖中。 黑云母晶屑的彎曲及暗化現(xiàn)象（河北，下花園，白堊系凝灰?guī)r）三、玻屑（玻璃碎屑）玻屑的形成類似水流噴霧玻屑通常0.1-0.01mm，很少超過2mm0.01-2mm的叫火山灰，0.01的叫火山塵浮石狀：內(nèi)部保留

4、較多氣孔，狀如浮石鏡下呈月牙形、雞骨形等弧面棱角狀（常見）：剛性玻屑顯流紋狀，即假流紋構(gòu)造塑性玻屑：定向排列， 塑性玻屑 尚未固結(jié)的熾熱玻屑在上覆火山碎屑物的重壓下，彼此壓扁拉長疊置而定向排列，相互粘連熔結(jié)在一起而成假流紋構(gòu)造。剛性玻屑 弧面棱角狀：弓形、弧形、鐮刀形、月牙形、雞骨形、管狀，不規(guī)則尖角狀，中酸性火山碎屑巖中常見。 浮石狀：沒有徹底炸碎的玻屑，內(nèi)部保留較多氣孔。中基性火山碎屑巖中常見。塑性玻屑（假流紋構(gòu)造）福建，永泰，下白堊統(tǒng)，石帽山組剛性玻屑，弧面棱角狀玻屑具有暗影者表示輕微磨蝕現(xiàn)象（取自張家口-宣化一帶中生代凝灰?guī)r）剛性玻屑，浮石狀玻屑（取自張家口-宣化一帶中生代凝灰?guī)r）第二

5、節(jié) 火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及顏色一、結(jié)構(gòu) 火山碎屑 專屬性火山碎屑巖結(jié)構(gòu) mmmmmmmm01.001.022100100火山塵：火山灰：火山角礫：集塊：凝灰結(jié)構(gòu)（火山灰）火山角礫結(jié)構(gòu)（火山角礫）集塊結(jié)構(gòu)（火山集塊）二、構(gòu)造 1、層理構(gòu)造 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)層理以及平行層理。 2、遞變層理 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、反遞變以及疊覆遞變層理。反映是重力流水道微環(huán)境。 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。 4、平行構(gòu)造：泛指由伸長形的火山碎屑物

6、，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。 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。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。除上述構(gòu)造外，有時(shí)還見火山泥球及豆石構(gòu)造等。三、顏色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。顏色主要取決于物質(zhì)成分顏色也取決于次生變化。如綠泥石化則顯綠色，蒙脫石化則顯灰白或淺紅色。 色淺，粉紅、淺黃等中酸性色深，暗紫紅、墨綠中基性 第三節(jié) 分類及命名1、根據(jù)物質(zhì)來源

7、：火山碎屑巖類型、向熔巖過渡類型、向沉積巖過渡類型2、根據(jù)碎屑物質(zhì)的相對含量和固結(jié)成巖方式：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、火山碎屑沉積巖3、根據(jù)火山碎屑粒度：集塊巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r 類型向熔巖過渡類型火山碎屑巖類型*向沉積巖過渡類型巖類火山碎屑熔巖類熔結(jié)火山碎屑巖類火山碎屑巖類沉火山碎屑巖類火山碎屑沉積巖類碎屑相對含量熔巖基質(zhì)中分布有1090%的火山碎屑物質(zhì)火山碎屑物質(zhì)90%，其中以塑變碎屑為主火山碎屑物質(zhì)90%，無或很少塑變碎屑火山碎屑物質(zhì)占9050%，其它為正常沉積物質(zhì)火山碎屑物質(zhì)占5010%，其它為正常沉積物質(zhì)熔漿粘結(jié)熔結(jié)和壓結(jié)壓積壓積和水化學(xué)物膠結(jié)主要粒級(jí)

8、100mm集塊熔巖熔結(jié)集塊巖集塊巖沉集塊巖凝灰質(zhì)礫巖主要粒級(jí)1002mm角礫熔巖 熔結(jié)角礫巖火山角礫巖沉火山角礫巖凝灰質(zhì)礫巖主要粒級(jí)2mm凝灰熔巖熔結(jié)凝灰?guī)r凝灰?guī)r沉凝灰?guī)r20.1mm凝灰質(zhì)砂巖0.10.01mm凝灰質(zhì)粉砂巖10cm)顏色：多樣 成分：火山彈 、熔巖碎塊、圍巖巖屑 結(jié)構(gòu)：集塊結(jié)構(gòu) 構(gòu)造：塊狀分布：主要分布于火山口附近構(gòu)成火山錐，或充填火山通道中 2.火山角礫巖（粒徑100.2cm)顏色：多樣成分：火山角礫為主結(jié)構(gòu)：火山角礫結(jié)構(gòu)，分選差構(gòu)造：塊狀分布：多分布在火山口附近集塊巖外側(cè)、外 圍，可與凝灰?guī)r過渡。 火山角礫巖渤海油田火山角礫巖 遼東灣 第三系火山角礫巖？北京昌平 侏羅系 3

9、.凝灰?guī)r（粒徑0.2mm)顏色：多鮮艷 成分：火山灰結(jié)構(gòu)：凝灰結(jié)構(gòu)構(gòu)造：可發(fā)育層理、假流紋構(gòu)造 分布：分布面積廣闊 按碎屑粒級(jí)按碎屑類型及相對含量以玻屑凝灰?guī)r、晶屑-玻屑凝灰?guī)r最常見，具典型凝灰結(jié)構(gòu) 微（.-. mm）粉（ .-. mm）細(xì)（-. mm）粗（- mm）.以上）碎屑均在多屑凝灰?guī)r（三種物態(tài)以上）碎屑均在雙屑凝灰?guī)r（兩種物態(tài)凝灰?guī)r）巖、晶屑凝灰?guī)r或巖屑單屑凝灰?guī)r（玻屑凝灰%20%25 流紋質(zhì)玻屑凝灰?guī)r主要由弧面棱角狀玻屑組成 河北，宣化，白堊系 流紋質(zhì)晶屑-玻屑凝灰?guī)r晶屑為石英、長石及黑云母，見熔蝕現(xiàn)象 河北，張家口，白堊系 多屑凝灰?guī)r由巖屑、晶屑、玻屑三種物態(tài)組成的流紋質(zhì)熔巖 河

10、北、下花園，白堊系晶屑-玻屑凝灰?guī)r,山東蒙陰,白堊系玻屑凝灰?guī)r, 玻屑結(jié)構(gòu),山東蒙陰,白堊系巖屑-晶屑-玻屑凝灰?guī)r,河北宣化,白堊系巖屑-玻屑凝灰?guī)r,河北張家口晶屑凝灰?guī)r,河北宣化,火山塵及火山灰結(jié)構(gòu)四、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)9050%，其它為正常沉積物質(zhì)，經(jīng)壓積和水化學(xué)物膠結(jié)成巖。常顯層理，故有時(shí)也稱層火山碎屑巖類。沸石化沉凝灰?guī)r五、火山碎屑沉積巖類 以正常沉積物為主，火山碎屑物質(zhì)占50l0%，巖性特征基本同于正常沉積巖。當(dāng)主要是陸源的砂時(shí)，稱凝灰質(zhì)砂巖；主耍為泥時(shí)稱凝灰質(zhì)泥巖；主要為碳酸鹽時(shí)稱凝灰質(zhì)石灰?guī)r或凝灰質(zhì)白云巖等一系列過渡類型巖石。第五節(jié)

11、 火山碎屑巖的成因類型及標(biāo)志 一、陸相與海相火山碎屑巖系的區(qū)別標(biāo)志海相火山碎屑巖系海相火山巖系的最主要代表是細(xì)碧-角斑巖系。特點(diǎn)是廣泛的鈉長石化作用，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。枕狀構(gòu)造十分發(fā)育。出于海水中噴發(fā)一沉積的特殊環(huán)境，常具(l)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(也有的認(rèn)為應(yīng)是下細(xì)上粗，反序的)；(2)各個(gè)夾層的厚度及粒度一般較穩(wěn)定；(3)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、

12、放射蟲和硅藻等海相動(dòng)植物化石。陸相火山碎屑巖系由于熔漿流出地表時(shí)易于氧化，因而常呈現(xiàn)紅褐色黑色，火山巖系和下伏巖層多呈不整合或假整合接觸。分布于其中的火山碎屑巖系的特點(diǎn)是(l)巖相及厚度變化大；(2)含梨形、橢圓形、紡纏形、球形等特征的火山彈；(3)存在泥石流角礫巖；(4)熔結(jié)火山碎屑巖類比較發(fā)育；(5)凝灰?guī)r多半比較疏松；(6)有時(shí)有陸相砂礫巖和頁巖夾層，并常見植物化石和淡水動(dòng)物化石(多為湖相)。二、火山碎屑巖的沉積方式降落型火山碎屑沉積水?dāng)y型火山碎屑沉積重力流型火山碎屑沉積1.降落型火山碎屑沉積火山噴發(fā)物在大氣中，經(jīng)風(fēng)力搬運(yùn)沉積而形成。特點(diǎn)：沿風(fēng)向，粗 細(xì)，分選好，水平層理風(fēng)向、風(fēng)速、噴射

13、高度是控制散落形態(tài)的重要因素。 2.水?dāng)y型火山碎屑沉積 火山噴發(fā)形成物經(jīng)過流水搬運(yùn)可沉積在海灘、淺海陸棚、深水盆地中，分布也相當(dāng)廣泛。 特征：具水流搬運(yùn)沉積的特點(diǎn)，發(fā)育交錯(cuò)層理等構(gòu)造。3.重力流型火山碎屑沉積 1）陸上火山碎屑流沉積（或稱火山灰流） 火山碎屑-氣體混合物形成的高密度流在重力作用下沿火山向下流動(dòng)而形成。其搬運(yùn)常為遞變懸浮搬運(yùn)，是熔結(jié)火山碎屑巖類的主要形成方式。特點(diǎn)：熔結(jié)成巖柱狀節(jié)理、火焰石粒序?qū)永碛?，但不明顯 2）水下火山碎屑流沉積 火山碎屑物與水混合組成的高密度底流，沿火山向下流動(dòng)形成。 特點(diǎn)排列疊瓦構(gòu)造、及顆粒定向可見交錯(cuò)層理、波痕、浮石和火山渣氣孔少具明顯“雜基支撐”結(jié)構(gòu)熔

14、結(jié)性差分選性好志）重力分異作用形成粒序構(gòu)造明顯（主要標(biāo)成層性較好第六節(jié) 火山碎屑巖與油氣 世界部分國家火山巖油氣藏特征簡表國家層位油田數(shù)巖性孔隙度（%）滲透率10-3m2油藏面積Km2日本N5英安熔巖、流紋角礫巖、安山集塊巖、流紋熔巖9-251-1502-28印尼E1安山巖、凝灰角礫巖6-10裂縫控制30古巴K3凝灰?guī)r、火山角礫巖0.25-0.4阿根廷T、K、E3安山巖、流紋巖、凝灰?guī)r20美國K、E5橄欖玄武巖、粗面巖、凝灰?guī)r5-170.01-250.35-8前蘇聯(lián)K、E3流紋英安凝灰?guī)r、安山巖、0.1-200.01-3加納Q1集塊巖15-2115國內(nèi)部分火山巖油氣藏基本特征簡表盆地、坳陷地區(qū)、油氣藏層位巖性孔隙度（%）滲透率10-3m2范圍平均范圍平均冀中曹家務(wù)E輝綠巖2.9-10.560.1-1.30.52濟(jì)陽東營凹陷等13個(gè)凹陷EJ玄武巖、安山巖、輝綠巖、凝灰?guī)r、細(xì)