火山巖相構(gòu)造學(xué)

1、火山巖相構(gòu)造學(xué)一、定義與分類火山巖相是在一定的環(huán)境下火山活動產(chǎn)物特征的總稱?！碍h(huán)境 一詞在火山學(xué)中包含的內(nèi)容更為廣泛，復(fù)雜，它既有火山噴發(fā)環(huán)境， 也有火山產(chǎn)物堆積的環(huán)境。首先是陸上與水下環(huán)境。其次是地表、近 地表到地下一定深度的環(huán)境，再次是在火山或火山機構(gòu)的特定位置， 如近源的火口，火山頸和遠源的環(huán)境。各種環(huán)境直接決定火山活動產(chǎn) 物特征的差異。而火山巖相構(gòu)造學(xué)總?cè)蝿?wù)之一，就是從火山產(chǎn)物特征 入手恢復(fù)它的噴發(fā)或堆積的環(huán)境。通過巖相或相模式的研究可以正確判別火山噴發(fā)類型、火山構(gòu)造、 劃分火山旋回和再造古火山活動史；在研究火山成因礦床時巖相的研 究是必不可少的。據(jù)中國東部中生代陸相火山巖地區(qū)工作的實

2、踐，提出以下相分類 的基本方案。噴溢相 effusion facies(EFF)降落(空落)相 fall out (air fall)facies (FOF)火山碎屑流相 Pyrodastic flow facies(PLF)溢流相Surge facies(地面涌流(干涌流)ground surges(GSF),基 底涌流(濕涌流)base surges(BSF)火山泥流相 lahar facies (LHF)火山爆發(fā)崩塌相 Volcanic explosion-collapse facies(VECF)侵出相 extrusion facies(ETF)火口?；鹕筋i相 volcanic nec

3、k facies(VNF)次火山巖相 subvolcanic rock(intrusion)facies(SIF)隱爆發(fā)角礫巖相 subexplosive breccia facies (SBF)火山噴發(fā)沉積相 eruptionsedimentary facies (ESF)、噴溢相1、底面、分界面在火山巖區(qū)野外地質(zhì)調(diào)查中，為了建立地層層序，劃分巖流單元、測 定厚度，確定產(chǎn)狀，就必須鑒別熔巖層的界面及頂?shù)酌妗?1)熔巖層界面下列一些標(biāo)志可參考使用：熔巖表面浮巖殼首先冷卻形成裂縫。熔融的巖漿自下而上涌出 充填這種浮巖殼的裂縫。這時，第二次的熔巖蓋于早期熔巖流凸凹不 平的浮巖殼之上。熔巖表面的楔形

4、裂隙為第二次熔巖所充填。第二次熔巖溢蓋于第一次枕狀構(gòu)造熔巖的頂部，兩者之間為枕 狀體所隔。第二次巖流底部有第一次巖流的角礫。第二次熔巖疊蓋在第一次熔巖發(fā)育有裂隙的頂部帶之上。第一次熔巖經(jīng)過風(fēng)化剝蝕，溝谷內(nèi)有充填物，往往為碎屑物， 呈倒貫沉積脈，第二次熔巖溢蓋其上。第二次熔巖對第一次熔巖頂部的烘烤，使第一次熔巖出現(xiàn)退色 帶。兩種熔巖層界面其上、下氣孔帶的差異，第二次熔巖底面具扁 平氣孔帶，與第一次熔巖頂部的多氣化帶相鄰接。兩期熔巖之間斷續(xù)出現(xiàn)凝灰?guī)r夾層。兩期熔巖的間隙時間較長者，也可以有土壤層相隔。如熔巖成分或結(jié)構(gòu)有明顯不同時，這種直接的界面易于鑒別，它 們可以呈現(xiàn)整合或噴發(fā)不整合關(guān)系。（2）熔

5、巖層頂面下列一些現(xiàn)象指示熔巖頂面：玻璃質(zhì)渣殼、集塊巖殼；含同成分 膠結(jié)的角礫熔巖；繩狀，波狀、旋渦狀結(jié)構(gòu)往往發(fā)育于頂部；多孔狀、 氣孔小而密，充填物多；碎屑巖倒貫脈；紅色氧化頂:對陸相而言）；楔 型裂隙，凹坑；枕狀體發(fā)育，面包形、餅形、球形的、枕狀體的凸面 指示巖層頂面。（3）熔巖層的底面下列一些特征可作為判別標(biāo)志：含有下伏地層巖石的角礫；底面 往往受到下伏巖層原始地形的影響而起伏不平；管狀、串珠狀、扁平 狀氣孔或氣孔帶發(fā)育；下部捕虜深成包體較多；底部流紋比較發(fā)育； 枕狀體的平面或凹面指示巖層底面；底部暗色礦物相對上部更富集； 柱狀節(jié)理比較規(guī)則。2、噴溢相模式熔巖流的內(nèi)部，由于結(jié)品冷卻條件的差

6、異，往往形成分帶性，可 區(qū)分為頂部（或上部帶）、中間帶和底部（或下部帶）。（1）酸性熔巖的內(nèi)部分帶酸性熔巖從底部到上部一個完整的分帶可包括：珍珠巖質(zhì)碎屑熔 巖帶，即珍珠巖的碎屑被次生玻璃質(zhì)熔巖膠結(jié)；珍珠巖帶；珍珠巖（或 黑曜巖）與霏細流紋巖組成條帶，每個條帶厚數(shù)毫米到數(shù)米；流紋巖帶， 往往為斑狀流紋巖；珍珠巖與霏細巖組成的條帶、珍珠巖帶、頂部帶 為多孔玻璃質(zhì)熔巖，甚至出現(xiàn)浮巖。酸性巖流內(nèi)部分帶。各地區(qū)都有差異，但存在一般的規(guī)律（表11）。在觀察酸性熔巖層時，除注意表11所列六個方面之外，巖石顏色也應(yīng)注意，酸性熔巖內(nèi)部分帶性與各種非金屬礦產(chǎn)的分布、產(chǎn)出部位 密切有關(guān)。酸性巖流內(nèi)部分帶性是多樣的，

7、這主要取決于各種因素，諸如揮發(fā)分 的飽和程度，熔巖冷凝和運移速度，淺巖漿房中液態(tài)不混熔，以及熔 巖流的厚度。最明顯的分帶性出現(xiàn)在厚的熔巖流中。冷凝過程中揮發(fā) 分聚集在巖流的頂部，易形成泡沫浮石狀熔巖。當(dāng)熔巖沿地表流動易 成皺紋狀流狀體，而中部則有利于形成原生球粒的過渡現(xiàn)象。相反， 在厚度不大的巖流中，流狀體常發(fā)育于上部，而塊狀的玻璃變種(黑曜 巖帶)則常常發(fā)育在熔巖流的下部；中部發(fā)育結(jié)品的球粒和微嵌品生成 物。由于熔巖與地表接觸使之速冷，底部發(fā)育有玻璃質(zhì)巖，而表層中， 熔巖物質(zhì)破裂和皺紋現(xiàn)象疊置共存。古老的酸性熔巖流內(nèi)部的分帶性由于侵蝕及重結(jié)品作用，而不易 保存完整或顯示不明顯。因此，在研究酸

8、性熔巖的內(nèi)部分帶性時，應(yīng) 注意脫玻與重結(jié)品作用。(2)基性、中性熔巖的分帶性基性熔巖的分帶性，一般比較明顯，其分帶性具表12所列的特征?；鹕剿樾剂飨嗷鹕剿樾剂魇腔鹕奖l(fā)產(chǎn)生的熱、氣體和碎屑組成的密度流(density current)。其堆積物為極其重要的一種爆發(fā)相，一直受到人們的重視?！癷gnimbrite”的由來上面已講述，是馬歇爾(1935)提出的，國內(nèi)文 獻譯為“熔結(jié)凝巖”，將火山碎屑流與熔結(jié)凝灰?guī)r視為同義詞。這種譯 法與近代國外文獻中所述的含義不相符合。如史帕克斯(1997)將ignimbrite定義為富含浮石的火山碎屑流堆積。包括了熔結(jié)的和未熔結(jié) 的，費希爾認為這類巖石有許多類型的

9、過渡，建議將ignimbrite 一詞用 于由火山碎屑流侵位而成的堆積物。1985年贊希爾在南京講學(xué)中提出。 許多地質(zhì)學(xué)家認為ignimbrite包括了熔結(jié)的與未熔結(jié)的，而且還不受 “凝灰”這一粒度的限制。熔結(jié)凝灰?guī)r(welded tuff)應(yīng)該是指ignimbrite的熔結(jié)部分?；鹕交伊?ash flow)或火山灰流凝灰?guī)r(ash flow tuff )指粒度一 般在“凝灰級”范圍的火山碎屑流?；鹕剿樾剂餍纬捎诓煌臉?gòu)造和火山部位，體積差別很大?；鹕?碎屑流堆積物體積在0.0011.0km3范圍內(nèi)，往往是典型的中心式火山 噴發(fā)。較大規(guī)模的火山碎屑流體積為1l00km3，形成較大型的層火山，

10、象1883年爪哇島克拉克托火山體積為1001000km3的火山碎屑流是 與大型的破火山口相伴生，像加利福尼亞縱谷、黃石(懷俄明州)破火山 口，它們是由連續(xù)的巨大體積的噴發(fā)而成。有一種情況(科羅拉多州圣 胡安山脈La Garita破火山口 )，單一的火山碎屑流巖席超過3000km3。 一般講小到中等體積的火山碎屑流，其成分變化范圍由流紋質(zhì)到玄武 質(zhì)；而大體積的火山碎屑流通常為流紋質(zhì)到英安質(zhì)成分。在對的地形關(guān)系方面，火山斜坡的上部，由于火山碎屑流遷移而 僅僅保留于山谷的較低部位；在不平坦地區(qū)，小體積的火山碎屑流被 限制在山溝內(nèi)；火山碎屑流向外延展時，在火山斜坡之外，呈現(xiàn)如舌 狀的扇形。在組分方面，

11、火山碎屑流和相關(guān)的涌流堆積物均由品屑、玻屑、 浮巖和巖石碎屑組成，但其含量變化很大。這主要取決于巖漿的組分 和碎屑流的成因。在某些堆積物中，有一定數(shù)量的品屑和巖屑還可能 有捕虜體，起源于熔巖穹爆發(fā)瓦解或崩落而成的碎屑流堆積物，則混 合有無氣泡、部分氣泡和全部氣泡的原生巖漿物質(zhì)碎屑。從定義上說，火山灰流凝灰?guī)r是由 50 %以上屬于火山灰粒級 (2mm)的碎屑物組成。這些碎屑物中有不同數(shù)量的浮巖礫和巖石礫而 構(gòu)成混合物。最普通火山灰粒緞的碎屑是玻璃，且往往伴有少量的浮 巖粒?；鹕交液突鹕降[級的浮巖碎屑都含有直徑幾毫米或幾微米的橢 圓形或長管狀氣孔。管狀氣孔的浮巖被認為是多泡沫的巖漿迅速地從 火山管

12、道上升過程中形成的，因此其氣泡延伸方向與它們的形態(tài)相一 致。品屑為其次普通的火山灰粒級的組分，產(chǎn)于伴生的同源巖漿浮巖礫或 巖塊中的斑品，大多數(shù)并不破碎，因此說明斑品的破碎作用可能發(fā)生 在噴發(fā)或搬運的過程中，甚至可以延續(xù)到壓結(jié)過程中。正象晶體稍為 張裂而充填玻璃質(zhì)碎屑，香腸狀巖石板條和彎曲的黑云母等所表現(xiàn)的 現(xiàn)象。在火山碎屑流堆積物中晶體豐度約為050%，明顯高于伴生的 同成分溶巖中的斑品含量。一般情況卜，品屑含量高于浮巖火山礫和 火山彈，這是在搬運過程中，品體相對于玻屑優(yōu)先富集在膠結(jié)物中的 有力證據(jù)。因為多數(shù)大體積的火山碎屑流堆積是鈣堿性英安巖和流紋巖，所 以品屑礦物大多數(shù)是石英、透長石，斜長

13、石，其次為角閃石、輝石、 黑云母、鈦鐵氧化物，副礦物為錯石，榍石。在粗面質(zhì)、響巖質(zhì)和超 堿性流紋質(zhì)的巖石中，堿性長石取代了兩種長石。在一個冷卻單元內(nèi)， 晶體豐度朝上部可能增加而且變成更為基性的成分。巖屑在中等到大體積的火山碎屑流或在某些小體積浮巖碎屑流中 是稀少的，一般含量小于5%(體積)巖屑的：主要來源有三種：來自巖 漿房邊緣緩慢冷卻、結(jié)品的巖漿“外殼”來自火山管道壁及火山碎屑 流沿途捕獲。如果對區(qū)域地層是了解的，那么前兩種來源的碎屑可以 提供巖漿房深度的信息。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面，大多數(shù)未熔結(jié)的火山碎屑流堆積物缺乏分選而 呈塊狀，但在許多情況下，也顯示微小的粒序、線狀層理或朝一定方 向碎屑的疊瓦

14、狀構(gòu)造。多數(shù)的火山碎屑涌流堆積比火山碎屑流堆積的 厚度薄、粒度更細和具較好的分選性，而波狀或交錯層理可能是常見 的構(gòu)造?；鹕剿樾剂鞫逊e內(nèi)部分層是通過遞變的基底帶、大型的碎屑排列 鏈、交替的粗細粒序?qū)印⑽唇?jīng)變動的伸長或板狀碎屑的方向以及通過 顏色和成分變化來劃分：包括遞變層理在內(nèi)的許多特征提供了火山碎 屑流是高密度層流狀態(tài)侵位的證據(jù)。在一個單一的火山碎屑流之內(nèi)，粒度遞變可能是正向的、反向的、 對稱的或復(fù)合的。浮巖碎塊、漿屑的粒序可能是反向的，而巖石碎塊 的粒序則可能是正向的，這是由于兩者密度有很大的差別。由于在流 動過程中的分選作用，品屑與巖屑相對地集中在火山碎屑流的底層。絕大多數(shù)火山碎屑流堆積

15、的分選系數(shù)大于2,隨著搬運距離的增大 分選系數(shù)趨于減小?；鹕剿樾剂骱陀苛鞫逊e物比空落堆積更缺乏分選 性，當(dāng)然它們之間也有明顯的重疊區(qū)。在火山碎屑巖流堆積的結(jié)構(gòu)分析中，了解漿屑、浮巖、巖屑和品 屑的相對比例是極為重要的。因為它們的粒度分布、分選和其他參數(shù) 在噴發(fā)柱和在流體中可以作為不同于分選的其它含義，例如巖屑可有 巖漿侵入引起的巖漿房，火山口壁的碎裂，或者火山口內(nèi)巖塞、巖穹 的破碎而成，也可以是在其流動過程中攝取而來的基底。品屑的粒度 分布是巖漿中斑品的粒度和爆發(fā)過程中的破碎的效應(yīng)，但是不同的礦 物具有不同的粒度范圍(如長石對比磁鐵礦)。浮巖具低強度的性質(zhì)，因 此在噴發(fā)和流動過程中，其粒度可重

16、新變化，造成在細粒堆積物中以 浮巖屑占優(yōu)勢。一些在高溫下形成的熔結(jié)凝灰?guī)r的最顯著的特征是玻屑受熔結(jié)和 壓實作用造成的塑性變形和相互熔結(jié)，在詳細分析熾熱的火山碎屑流 堆積物的壓實作用時， 謝里登和拉根(Ragan)提出了兩種類型：機械 壓實作用和熔結(jié)致密化作用。機械壓實作用是在顆粒形狀沒有顯著變化的條件下僅僅負荷而引 起的，靜止后，微粒除具有延長的顆粒傾向于水平方向轉(zhuǎn)動外，一般 保持其相對位置不變。機械壓實作用對于堆積物結(jié)構(gòu)的影響相對來說 較小，但它對于降低其孔隙度，從而形成致密的巖石方山是有意義的。 浮巖碎屑一般保留其不規(guī)則的定位。熔結(jié)致密化作用(welding compaction)是由富玻

17、璃質(zhì)碎屑的塑性 變形而發(fā)生的， 包含有在低溫下完全沒有發(fā)生變形的降落的火山灰 碎屑到均質(zhì)的固體玻璃黑曜巖的所有類型。在黑曜巖中，在連續(xù)的玻 璃基質(zhì)中僅有以前形成碎屑的模糊的輪廓(玻璃質(zhì)碎屑結(jié)構(gòu))。對于形成 玻璃質(zhì)碎屑結(jié)構(gòu)，其主要的控制因素是溫度保持在熔結(jié)臨界溫度以上 的時間；熔結(jié)程度也決于上負壓力的大小，但這可能沒有溫度、粘度、 揮發(fā)分的含量等因素重要。1。流動單元和冷卻單元與相模式（1）流動單元、冷卻單元對于中等的和巨大體積的火山碎屑流，其基本的地層學(xué)和野外調(diào) 查必須鑒別火山碎屑流的流動單元和冷卻單元。一個流動單位代表 在一個舌狀體內(nèi)一個單一的火山碎屑流堆積，單個的火山碎屑流動單 元的厚度變

18、化從幾厘米到幾十米，而舌狀體可由一個跟一個地在幾秒 或幾小時內(nèi)形成，流動單元之間邊界是以粒度、成分、組構(gòu)、浮巖礫、 巖塊富集帶或交錯層理等差異為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)幾個很熱的火山碎屑流流動單元迅速地由一個堆積在另一個的頂部，它們可以作一個單一整體 的冷卻單元。一個簡單的冷卻單元的形成是由一個單一的流動或由溫 度遞變沒有明顯間隔的連續(xù)幾次的流動單元。一個復(fù)雜的冷卻單元 （compound cooling unit）的形成是由一個溫度間隔攪亂了的連續(xù)幾 次熱流的連續(xù)冷卻單元帶。從侵位到冷卻至與周圍溫度相同大約需要 幾十年，這主要取決于堆積物的厚度與侵位溫度。所以，火山碎屑流 堆積雖然有幾個流動單元組成，但它們

19、仍可構(gòu)成一個冷卻單元，一個 冷卻單元往往因冷卻狀況不同，造成的熔結(jié)程度的差異及其有關(guān)的密 度變化而構(gòu)成對稱分帶型式。在未經(jīng)變質(zhì)作用的年輕的堆積物中，其 冷卻單元的頂部和底部通常由組構(gòu)上未經(jīng)熔結(jié)的火山碎屑物組成。底 部層未熔結(jié)是因為其直接與其底接觸而迅速冷卻，而其頂部的未熔結(jié) 是因為熱量能迅速地對流和輻射進入大氣中。致密熔結(jié)帶部位往往在 冷卻單元的下半部，在這個帶內(nèi)保持近源侵位溫度的時間最長。高的 侵位溫度、慢的冷卻速率、部分或全部熔結(jié)作用（初始的脫?；饔茫?和玻質(zhì)碎屑物的壓結(jié)作用均發(fā)生在較厚的冷卻單元內(nèi)部。這種致密熔 結(jié)帶逐漸過渡為弱熔結(jié)帶，它經(jīng)過高溫氣相晶體（典型礦物為SiO2 的變體和鉀

20、長石）的結(jié)品作用而成巖。因此，單一或復(fù)合冷卻單元是具有特征的冷卻帶。史密斯提出火山碎屑冷卻單元分帶模式，并分為四種情況：A.中溫侵位的冷卻單元的分帶模式。由于厚度大，是以形成致密 熔結(jié)帶，但冷卻物的保持其玻璃性質(zhì)不變。起源于熔巖流或巖穹爆發(fā) 瓦解、崩落而成的流動堆積物，混合有無氣泡、部分氣泡和全部氣泡 的原生巖漿物質(zhì)碎屑。8。高溫侵位、厚度不大的冷卻單元分帶模式。由于高溫，而巖石 靜壓力（厚度）在形成致熔結(jié)帶中成為次要因素，除中心形成狹窄的脫玻 帶外，其余部分保持玻璃性質(zhì)不變。高溫侵位、富含氣體、厚度很大的冷卻單元分帶模式。形成一 個很厚的致密熔結(jié)帶，冷卻時都結(jié)品。D。復(fù)合流動單元熔結(jié)分帶模式

21、。侵位條件和冷卻過程同。，原始 地形可影響到分帶模式。有些文獻中提到有時形成寬厚的致密熔結(jié)帶，其下部存在“底部角礫巖”。熔結(jié)分帶性及其模式受到各種因素的影響：侵位溫度；厚度，包 括單一流動單元厚度或復(fù)合流動單元作為整體冷卻的厚度；碎屑流中 氣體的含量；原始地形、山谷堆積物；侵位機理；主動高速侵位或被 動低速侵位；因涌流厚度小，氣體含量少而不顯強熔結(jié)性；熔結(jié)分帶 沿側(cè)向有變化，即近源處與遠源處的熔結(jié)程度有差別。在實際工作中，如何劃分流動的單元與冷卻單元的問題。應(yīng)從以 下三方面人手：粒度、組分、組構(gòu)等劃分流動單元，查明粒序分帶性; 以熔結(jié)程度的組構(gòu)劃分冷卻單元，查明熔結(jié)分帶性；查明脫玻與重結(jié) 品的

22、疊加分帶性。具體而言，應(yīng)從宏觀與微觀方面按以下內(nèi)容觀察其垂向與側(cè)向變 化：巖石顏色和鏡下顏色、玻屑顏色和漿屑的顏色；粒度與粒序，巖 屑的粒度，浮巖粒度以及粒序，注意雙粒序結(jié)構(gòu)；組分含量；特別是 浮巖含量以及巖屑或品屑的虧損或富集情況；劃分出可能的浮巖富集 帶，各種礦物品屑的含量變化；流動構(gòu)造發(fā)育情況(宏觀與鏡下)；層理： 塊狀、水平或交錯層理；注意增生火山礫出現(xiàn)的部位；玻屑的變形程 度，浮巖屑、漿屑的形態(tài)；逸氣構(gòu)造、柱狀構(gòu)造；巖石致密或松散程 度，比重；氣相結(jié)品礦物，蝕變褪色情況；脫玻與重結(jié)品的結(jié)構(gòu)；室 內(nèi)對長石結(jié)構(gòu)和光性作系統(tǒng)測定；具體剖面上弱熔結(jié)、未熔結(jié)或強熔 結(jié)地段微地形的差別。相模式從

23、火山地質(zhì)學(xué)角度，一個相被認為是一個噴發(fā)單元，在垂直地層層 序內(nèi)部，它具有特殊的巖性空間關(guān)系和特定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，一個 相模式是在一定時間空間內(nèi)的堆積物成因的概括總結(jié)。史帕克斯(1973)引入“標(biāo)準(zhǔn)火山碎屑流流動單元”(Standardignimbrite flow unit)的概念，從剖面上劃分為幾個層次(圖42)。層a為地面涌流層(ground surge deposits)，發(fā)生在火山碎屑流前 部， 由于空氣卷入的流體化作用，形成地面涌流。其特點是：薄層 狀，相對富含品屑和巖屑，低角度交錯層和逆行沙丘，分選中等，往 往伴生增生火山礫。層b為火山碎屑流主體，層b1為底部層，一般僅1到數(shù)米，

24、細粒級， 缺乏粗碎屑。層b2為土體層，往往出現(xiàn)雙粒序；巖屑相對地在下部， 為正粒序；浮巖屑相對地在上部，為反粒序；浮巖可以形成一個富集 帶，在靠上部可以見到逸氣孔。層C為在近源處，可能為熔巖流、侵出超覆巖穹或另一次普林尼 式空落堆積，在遠源處一般為空落堆積。所以，史帕克斯提出流動單元模式并不是固定不變的，當(dāng)然，由于各 地噴發(fā)特征的不同，其相模式也有差異。（三）空落堆積（降落堆積）相降落（fall out）又稱空落（air fall）,系指火山爆發(fā)形成不同高度的 噴發(fā)柱，最初受到爆發(fā)氣流，而后受到大氣氣流以及風(fēng)力支撐，在空 氣介質(zhì)中搬運火山碎屑，當(dāng)初始動能和風(fēng)速改變時，由于重力作用而 下落到地表

25、，稱為降落，為強調(diào)空氣作為搬運介質(zhì)又稱空落。這種方 式形成的堆積物稱降落堆積或空落堆積，是爆發(fā)相的一種常見類型， 組成巖石主要是凝灰?guī)r。串落堆積相主要特征為：碎屑物主要由玻屑、巖屑（包括浮巖屑）和品屑等組成。構(gòu)成各種凝 灰?guī)r或火山礫凝灰?guī)r。凝灰?guī)r中玻屑、巖屑的比例取決于多種因素： 巖漿成分的差別，如酸性比中基性的凝灰?guī)r中玻屑含量要大得多；不 同的噴發(fā)類型；在垂向和側(cè)向上的變化，由于密度分選。暗色礦物的 品屑在剖面下部或近源處相對含量較高，向上部或遠處一般玻屑含量 增高。堆積物在平面下往往以源地為基底呈圓形，橢圓形的展布，且以 扇形舌狀體最為常見。圓形堆積主要來源于低的噴發(fā)柱，風(fēng)力影響小 或在無

26、風(fēng)的情況下降落，這種爆發(fā)屬低度爆發(fā)類型，在玄武質(zhì)火山中 比較常見。近代或者有歷史匯載的空落堆積的體積是從等厚線圖上估算的。 這種體積常與巖漿房體積、噴發(fā)能量以及噴發(fā)規(guī)模有關(guān)。已知體積從1 150km3。厚度有明顯的側(cè)向變化，從近源處向四周變薄。最大厚度 出現(xiàn)在近源處，距源地1/3地段。碎屑物的粒徑，包括浮巖的最大粒徑和巖屑的最大粒徑均向遠源 處減小，一般最大粒徑是以其中五個最大碎屑粒徑的平均值計算。一 般情況下，在同一距離處浮巖屑比巖屑的最大值大1/2。粒徑的變化 一般與厚度的變化為同步變異，但在近源處可能并不完全協(xié)調(diào)。在中國東部的空落堆積，一般主要為凝灰?guī)r或火山礫凝灰?guī)r。巖 性單調(diào)；在平面上

27、一個噴發(fā)單元大體為橢圓形，分布特征為原地堆積， 缺少搬運痕跡；從火山口處向外厚度變薄，粒度變細。大浮巖屑一般 只出現(xiàn)近源處；多數(shù)有兩個以上單層組成，單層厚度不大，層理不明 顯，但可出現(xiàn)粒序?qū)印⑽永?，在一個單元內(nèi)往往呈正向粒序；表現(xiàn) 出一定的密度分選，暗色礦物或巖屑在下部或近源處相對富集，從而 引起巖石化學(xué)成分有一定分帶性；當(dāng)降落時有水蒸氣或下雨，可出增 生火山礫，且位于單元層上部；堆積物孔隙度較大，比較疏松；一般 不出現(xiàn)熔結(jié)作用，在近源處局部出現(xiàn)塑性變形的玻屑；易發(fā)生程度不 同的水化，脫?；臀g變，厚度較大的空落凝灰?guī)r有利于形成有關(guān)的 非金屆礦床；近源處偶見有火山彈，如德化永泰云山火口周圍見

28、有餅 狀、球狀、橢球狀火山彈。涌流相火山碎屑涌流是各種類型的涌流總稱，所謂涌流是由火山碎屑與 氣體混合組成的密度流。它與上述火山碎屑流(ignimbrite)有著一定差別 (表 15)。根據(jù)成因方式和產(chǎn)出位置主要分為兩種類型涌流：第一類為地面涌流(ground surge)。ground 一詞 系底部、地表之 意，是指這種涌流處在火山碎屑流堆積的底部，由垂直噴發(fā)柱邊緣或 初期塌落沿地面流動之含義。這種涌流具有較高溫度，不同于蒸氣爆 發(fā)的涌流，故又稱干流(dry surge)。地表涌流的特點是：經(jīng)常與火山碎屑流相伴出現(xiàn)，處于一個噴發(fā)單元的底部層位， 向上即為火山碎屑流動單元，或可作為火山碎屑流單

29、元的組成部分；層薄，一般顯示層理，可以出現(xiàn)微弱的交錯層；由于是熱的，所以干涌流出現(xiàn)塑性變形的浮巖(屑)，但含量不多， 熔結(jié)程度低或未熔結(jié)；運移速度快，搬運距離短，故分布范圍不如火山碎屑流廣，在 遠處可以缺失；(5 )可以出現(xiàn)增生火山礫。地面涌流的鑒別往往為劃分火山灰流單元提供重要的地層學(xué)依 據(jù)，這在中國東南沿海火山巖地區(qū)比較常見。第二類為基底涌流(base surge deposits)o “base是指在噴發(fā)柱 下部的含義，其搬運形式類似于床沙載荷形式。由于這類堆積是蒸氣 爆發(fā)或巖漿蒸氣爆發(fā)的產(chǎn)物，它由熱蒸氣攜帶碎屑物，所以又稱為濕 涌流。沃特和費希爾認為基底涌流的形成分為三個階段：開始上升

30、的含水 蒸氣的噴發(fā)柱的底部擴散出含少量碎屑的氣浪，上升噴發(fā)柱邊緣依彈 道軌跡拋出蒸氣爆發(fā)產(chǎn)生的碎屑物；最后，碎屑物、水蒸氣、空氣的 混合物呈湍流聚集在地面，主體部分沿地面形成“底涌”、 “底浪”。這種濕涌流往往單獨產(chǎn)出或者構(gòu)成火山活動某一旋回的主體，鑒別 這類堆積物的特點是：層理明顯，容易誤認為沉積巖或火山碎屑沉積巖，具低角度的交 錯層或逆行沙丘、長波狀層、流槽、凹坑。沙丘的背風(fēng)面較緩，而迎 風(fēng)面較陡，與流動機制或狀態(tài)有關(guān)，如碎屑物的直徑在0.20.7mm之 間，它們流速的增長往往依次出現(xiàn)平坦沙床、沙紋(ripple)、沙浪(sand wave)、沙丘(dunes)、上部平坦沙床、逆行沙丘(a

31、ntidunes)。由于涌流中含水蒸氣較多，流動過程中凝結(jié)的水蒸氣與顆粒充分 混合，由于水有表面張力而在顆粒周圍形成薄膜，使堆積物具有粘性 和一定的可塑性而形成類似于沉積巖中的柔性變曲，或者外來巖塊降落到具一定可塑性的涌流堆積時也會發(fā)生彎曲。（3）分選中等，在MW 一。甲圖解上，往往落在空落堆積區(qū)和火山碎 屑流堆積區(qū)之間的過渡位置，CM圖解上有自身的位置。（4）組分比較復(fù)雜，含有大量同期的火山碎屑以及陸源物質(zhì)。此外， 亦有增生火山礫。增生火山礫往往以火山為中心向外減小，在遠源處 一般不出現(xiàn)火山增生礫，這種增生火山礫不一定出現(xiàn)在層的頂部。（5）由蒸氣爆發(fā)作用的涌流形成的火山形態(tài)為凝灰?guī)r環(huán)或凝灰?guī)r

32、錐 （圖 43）。（6）一般在低處厚度較大而高處厚度更薄，在近源處厚度大而遠源處 薄。活爾茨和謝里登對11個蒸氣爆發(fā)凝灰?guī)r環(huán)與凝灰?guī)r錐作了研究。 巖漿外部水中有五個為地下水環(huán)境，兩個是海灘，其他有湖中島、淺 海、干鹽湖。火口邊緣寬度4602500m，火山凹進的深度0200m， 堆積物最大厚度18235m，堆積物傾角4度一30度。凝灰?guī)r環(huán)與凝灰 巖錐的堆積物特征有以下差別（表13）。這種與蒸氣爆發(fā)作用有關(guān)的濕涌流，在中國東南沿?；鹕綆r區(qū)，特別 要注意以往曾被定為“沉積巖”、“沉凝灰?guī)r”或“凝灰質(zhì)砂巖”的巖 石，如發(fā)現(xiàn)交錯層、沙丘等構(gòu)造或地層有柔性彎曲，應(yīng)作室內(nèi)鑒定， 注意判別這類巖相。從地質(zhì)背景

33、考察，在湖泊之下火山亦可發(fā)生蒸氣 爆發(fā)，已證實某些火山巖之下為湖泊相堆積。（五）侵出相如果巖漿的粘度較大，氣體過飽和程度差，這時火山噴發(fā)既不是 平靜的溢流，也不是猛烈的爆發(fā)，而是一些近似固態(tài)的粘性巖漿受到 內(nèi)力的擠壓，從相對狹小的管道或裂隙中擠出而成丘狀、錐狀、鐘狀 等較規(guī)則的侵出體，即可稱為侵出巖穹（extrusive dome）。侵出相主要 特征為：（1）侵出相的形態(tài)。巖穹（或巖丘）的形態(tài)一般為等軸狀的丘狀、鐘狀、 柱狀或碑狀。呈熔巖脊的巖穹是有一定延伸的侵出相。巖穹高度為數(shù) 十米到600m甚至更高。據(jù)R。萊登統(tǒng)計，1一50m（7個），50 一 l00m（20 個），200300m（25個

34、），400600m （8個）。巖穹高度與底徑之比大 多在1/31/2。巖穹大小不一，有的巖穹其底徑包括邊緣角礫巖在 內(nèi)可達12km或更大。巖穹的形態(tài)明顯地與巖漿粘度和侵出機制有關(guān)。如果巖漿粘度很 高，巖漿以半凝固狀態(tài)擠出，形成“柱”、“碑”等高聳陡直的形態(tài)； 而粘度較低的偏中、基性巖漿則形成相對平緩的鐘狀、丘狀形態(tài)。巖穹可以是對稱的，也可以是不對稱的。如果下伏地形傾斜或管 道傾斜，則形成不對稱的巖穹。巖穹頂部有時有不同程度的下凹，這 是由于巖漿停止侵出后的回縮，或是由于熔巖沿側(cè)裂隙流出引起頂部 下陷而形成的。當(dāng)然，也有可能是由于頂部出現(xiàn)了小型的爆發(fā)火口，-10或再次的爆發(fā)活動摧毀了巖穹原來的形

35、態(tài)。巖穹頂部可由于多次的侵出而形成“次級小巖穹，使巖穹外部 形態(tài)復(fù)雜化。中生代古火山巖區(qū)已經(jīng)過了剝蝕，其頂部形態(tài)保存不好， 但其總體形態(tài)仍可作為重要的鑒別標(biāo)志。巖穹的內(nèi)部構(gòu)造。巖穹內(nèi)部巖石構(gòu)造除塊狀構(gòu)造外，常見的還 有：流帶、流紋構(gòu)造，寬的流帶往往有致密的和多孔狀的霏細巖， 或者由珍珠巖、黑曜巖和流紋巖組成流帶構(gòu)造。同心狀、扇形裂隙， 巖穹邊緣部位的裂隙十分密集，成為板狀節(jié)理，并且由外向內(nèi)逐漸減 少。密集的裂隙帶往往剝離成片狀、板狀。裂隙和流帶的展布往往與 巖穹的形態(tài)相吻合，這些裂隙多數(shù)為巖穹冷縮而成的原生自治節(jié)理。 在巖穹外圍的圍巖中，則往往發(fā)育有環(huán)狀或放射狀小斷裂。巖穹的頂部或四周可見到角

36、礫巖。這種角礫是巖漿在擠出過程 中破裂自碎或剝離而成。角礫大小不一，大多被同成分巖石膠結(jié)，而 成為角礫熔巖。這種角礫巖常常分布在巖穹四周或成為熔巖穹的底座。 某些自碎角礫巖中的角礫還出現(xiàn)扭形紋。如果巖穹侵出于火山斜坡， 則往往會有火山基底巖石的碎塊，所捕虜?shù)膸r塊可高達40%。如果剝 蝕深度不大，則巖穹的頂部常夾持殘留巖塊，這種巖塊大體保留了原 始巖石面貌和排列方位，一般位移不大。在古火山巖區(qū)工作時，要特 別注意區(qū)別外貌上相似性(巖穹角礫巖和火山角礫巖)。前者密切地 與熔巖過渡，并向外很快變薄或消失。巖穹與周圍巖層的接觸關(guān)系，在上部往往呈超覆式覆蓋，而接 近下部則切割周圍地層，它和周圍周期熔巖可

37、以呈現(xiàn)過渡情況，即巖 穹向外延伸時與熔巖層為漸變的關(guān)系。巖穹內(nèi)部可以出現(xiàn)分帶性，這種分帶往往形成一定相帶的模式， 一般的情況由邊緣到內(nèi)部可以歸納為三個帶：I帶，邊緣自碎成因角礫 巖帶，其寬度大小不一，一般出現(xiàn)在巖穹四周和頂部或者構(gòu)成巖穹的 底座；11帶，裂隙密集帶，其特點是流帶發(fā)育，可能存在氣孔，巖石 主要為玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，外貌與熔巖相似；III帶，致密塊狀帶，其特點是 裂隙不發(fā)育，無氣孔，巖石主要為斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)一般為微品結(jié)構(gòu)。特別要注意的是，這里都是漸變過渡關(guān)系，不能將巖穹的內(nèi)部相 帶看成為熔巖的“層。巖穹與熔巖在巖石外貌上差別不大。其主要區(qū)別對比見表14。 因此，如果熔巖厚度超過幾百米，而其

38、間無任何夾層，就應(yīng)在巖穹的 產(chǎn)狀去研究。結(jié)合其他特點，有可能從“熔巖”中鑒別出巖穹。組成巖穹的巖石一般為流紋巖，粗面巖、安山巖，其結(jié)構(gòu)與熔巖相 同。但常在內(nèi)部出現(xiàn)巨斑、聚斑，有類似次火山巖的外貌。巖穹有分 帶性，其各部位的結(jié)構(gòu)也各不相同。巖穹在空間分布上，可以出現(xiàn)在火山機構(gòu)的主火山管道內(nèi)，也可以 出現(xiàn)在旁側(cè)的裂隙中。同一火山機構(gòu)內(nèi)的巖穹在地表可各有獨立的位 置，但深部可能相連。巖穹與巖穹之間的展布方式大體有三種：孤立 的巖穹；在環(huán)狀構(gòu)造內(nèi)巖穹呈似環(huán)狀分布；幾個巖穹以線狀排列成巖 穹鏈。后兩種情況構(gòu)成“巖穹群”。如果兩個或幾個巖穹相鄰，而且為同時形 成，那么較早溢出的熔巖或巖穹的邊緣相帶可能相連

39、成一體，構(gòu)成熔 巖脊。（9）以往文獻一般認為巖穹形成于火山演化的末期。當(dāng)巖漿中氣體大量 釋放。粘度增大而失去爆發(fā)能力。此時巖漿就只能從管道中擠出、成 為巖穹。但世界上有不少巖穹并不是形成于末期，這可能與巖穹形成 之后仍有火山爆發(fā)或熔巖流中斷有關(guān)。（10）伴隨著巖穹往往有蝕變，形成硫酸鹽系列或鹵化物系列的蝕變巖， 如明磯石化，高嶺石化以及黃鐵礦化，常常表現(xiàn)為淺色蝕變?nèi)А＃┗鹕筋i相火山巖漿向上運移到達地表火口的通道稱為火山管道，火山管道被 熔巖或火山碎屑巖充填者稱火山頸或巖頸?；鹕筋i的鑒別在火山巖地區(qū)巖相研究中占有重要的地位，是確定 古火山活動中心的直接證據(jù)。對于古火山地區(qū)，由于剝蝕作用火口

40、僅 保留部分殘余或全部被剝蝕，而火山頸則往往能出露地表。因此，火 山頸的確定，在本質(zhì)上也就是確定火口的位臀。1鑒別火山頸的地質(zhì)標(biāo)志火山頸在平回上呈圓形、橢圓形或其他形態(tài)，剖面上呈筒狀、漏斗狀。 某些復(fù)雜成因或經(jīng)后期構(gòu)造破壞的火山頸形態(tài)比較復(fù)雜，出現(xiàn)支叉筒 狀，至深部變化為脈狀。巖頸直徑幾十米至幾千米，延伸幾千米。火山管道的形態(tài)主要受控制火山構(gòu)造的基底斷裂所決定?，F(xiàn)將火山管 道作如下分類（圖44）：沒有破火山口的火山管道：管狀火山管道，多數(shù)為凝灰?guī)r允填，少 數(shù)為熔巖或熔巖角礫巖充填，百立或陡傾（圖44）。錐狀火山管道，多 數(shù)為熔巖充填、較少的熔巖和火山碎屑巖充填（圖44B）；線狀火山管道、 與線

41、性斷裂有關(guān)，常為熔巖，角礫巖或凝灰?guī)r充墳圖44C）；階梯狀火 山管道，邊界受多組斷裂所控制，主要為熔巖或熔巖角礫巖充填（圖 44D）；復(fù)合型火山管道，充填物為混合型（圖44E）。有破火山口的火山管道：不具放射性環(huán)狀斷裂的火山管道，具有放 射狀環(huán)狀斷裂的火山管道（圖44F）?；鹕筋i在地貌上可以呈正地形或負地形，這主要決定于組成巖頸相的 巖石之抗侵蝕能力。一些酸性熔巖組成的火山頸，往往形成正地形， 呈陡直的高峰。一些抗侵蝕能力低的基性熔巖則形成比較低凹的地形。 巖頸與周圍巖石地形上的總體特征呈現(xiàn)環(huán)狀、弧狀地形。如果巖頸接 觸帶經(jīng)燒結(jié)作用則其周圍出現(xiàn)環(huán)狀壁壘地形，工作中應(yīng)注意航空照片 的判別。查明巖

42、頸與周圍巖石的接觸關(guān)系是確定火山頸的重要工作，接觸關(guān)系 有四種不同情況：侵入、切割性質(zhì)的接觸關(guān)系，斷裂式接觸（環(huán)狀斷裂 為巖頸的邊界）；巖頸淺部呈噴發(fā)不整合關(guān)系（超覆于周圍巖石）；當(dāng) 剝蝕深度不大的情況下，火山頸與溢出火口的熔巖呈漸變關(guān)系，這是 區(qū)分巖頸相與次火山巖相的標(biāo)志之一。巖頸中流線、流帶、流面構(gòu)造具陡斜性，流線直立，流面平行其接觸 面，柱狀節(jié)理在近地表部位垂直接觸面呈輻射狀排列，在深部垂直于 火山管的壁，根據(jù)這些原生構(gòu)造易于分出火山頸，同時可以恢復(fù)或推 測火山頸深部的形態(tài)。圍繞巖頸具有火山口相或近火山口相巖石，它們呈弧狀或環(huán)狀分布， 有規(guī)律的內(nèi)傾或外傾。巖頸周圍發(fā)育環(huán)狀或放射狀斷裂，放

43、射狀斷裂 交匯中心、環(huán)狀斷裂的內(nèi)側(cè)往往為巖頸的位置所在。2.鑒別火山頸的巖石標(biāo)志火山頸按巖石類型劃分有三類：熔巖型、火山碎屑巖型以及混合型。 熔巖型火山頸的巖石特征與工作方法有以下三點：（1）查明巖頸內(nèi)部的分帶性，由熔巖或碎屑熔巖組成的火山頸往往具 有明顯的分帶性。如：以熔巖為內(nèi)帶，流狀熔巖為外帶；以塊狀熔巖 為內(nèi)帶，自巖漿角礫熔巖為外帶；以塊狀熔巖為內(nèi)帶，含有異源碎屑 的熔巖為外帶；以熔巖為內(nèi)帶，復(fù)成分火山角礫巖為外帶。巖頸的分帶性反映在巖石類型、結(jié)品程度、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等多方面。巖 頸中巖石的結(jié)品程度在不同部位有較明顯的變化，在近地表部位與熔 巖相近，中深部位與次火山巖相近，延至深部則具有侵入體

44、的結(jié)構(gòu)外 貌。因此，由于剝蝕深度的關(guān)系可出現(xiàn)不同外貌的巖石。剝蝕深度不 大的情況下，巖石直接過渡到溢出的熔巖，分帶性不明顯，大多具有 玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，杏仁構(gòu)造或流動構(gòu)造；在中等剝蝕深度條件下，以混合 型充填物為主，分帶性普遍而明顯；在強烈剝蝕的情況下，則為侵入 體特征巖石。所以，在強烈剝蝕區(qū)，對一些筒狀“侵入體”要注意其 與火山巖的關(guān)系，以鑒別火山頸或侵入體。對巖頸分帶性的研究，要系統(tǒng)觀察：巖石類型、結(jié)品程度（主要礦 物斑品大小、形態(tài)與數(shù)量，基質(zhì)的粒度與結(jié)構(gòu)）、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、主要礦物 光性、副礦物組合與含量等方面在水平或垂直方向上的變化。巖石命 名可依結(jié)品程度沿用熔巖或次火山巖命名法。總之，從巖石類型

45、與結(jié) 構(gòu)來研究巖頸分帶性，這既是鑒別巖頸的標(biāo)志之一，也是判斷巖頸的 剝蝕深度的標(biāo)志。（2）查明巖頸形成的階段性，火山頸既可以一個階段形成，也可以 多階段形成復(fù)雜的火山頸。查明巖頸形成的階段性，要注意巖頸的具 不同外貌的各種巖石是突變或漸變關(guān)系以及巖石中捕虜巖塊的來源問 題。查明火山頸形成階段性，不僅可說明巖頸形成史，而且還有助于驗 證火山活動旋回的可信度。如果火山頸巖石形成順序與周圍巖石形成 順序不同，則兩者可能不是同一火山機構(gòu)的產(chǎn)物。（3）查明火山頸相熔巖的礦物特征，火山頸相熔巖中往往出現(xiàn)高溫 礦物或有序化程度低的產(chǎn)物，如高溫石英、白榴石、透長石、火山巖 型斜長石。對鉀長石和斜長石要測定光學(xué)

46、結(jié)構(gòu)特點（2V、三斜度、有序 度）?；鹕筋i中巖漿冷卻經(jīng)歷了兩個不同環(huán)境，早期在溫度、壓力較高 的巖漿房中晶出斑品，當(dāng)運移到地表時，壓力明顯減低，又保持一定 溫度，于是易于形成一些反應(yīng)邊、再生邊結(jié)構(gòu)。如果巖漿性質(zhì)較粘稠，其運移時往往具爆發(fā)性質(zhì)，就可以使斑品自 碎，而成碎屑熔巖的特征。詳細鑒定巖頸內(nèi)礦物光性及結(jié)構(gòu)特點有助于了解巖頸結(jié)品作用的過 程及其物理化學(xué)條件的變化?；鹕剿樾紟r型火山頸，一般由爆發(fā)相巖石組成，可以出現(xiàn)各種火 山碎屑巖，其特點是：呈陡傾斜的嚴狀，與圍巖為切割性的，或噴發(fā) 不整合的關(guān)系；碎屑物的成分復(fù)雜，往往混有火山管臂的巖石或更深 部巖石；巖石中火山碎屑物無分選性，但在水平或垂直方

47、向上可能存 在結(jié)構(gòu)上的分帶性；無殘留頂蓋；如為熔結(jié)凝灰?guī)r，則熔結(jié)程度由外 向內(nèi)逐漸增加。（七）次火山巖相在火山巖地區(qū)工作的實踐中，人們逐步認識到的一個問題是，火 山巖不僅要研究層狀的火山巖系，而且還要注意研究侵入狀的地質(zhì)體， 尤其是最常見的一些外貌酷似熔巖的次火山巖體，次火山巖的鑒別與 研究之所以引起地質(zhì)工作者廣泛的重視，是由于這一問題在火山巖工 作中具有重要意義。首先，在火山巖區(qū)只有將次火山巖區(qū)別出來，了 解其分布與產(chǎn)狀，才能正確地解決火山層的層序、旋回和厚度。同時 也有助于反映火山巖區(qū)的區(qū)域構(gòu)造與火山構(gòu)造，如果把次火山巖誤認 為火山巖，那么就無法查明和解決這些基礎(chǔ)地質(zhì)問題。更重要的是， 不

48、少礦床與一定的次火山巖有關(guān)。從中國地質(zhì)文獻中有關(guān)次火山巖的含義來看，比較具有傾向性的或者比較統(tǒng)一的意見是，次火山巖一般應(yīng)具備有以下四個基本特征：與 火山巖為同源關(guān)系，屬地下火山作用的產(chǎn)物；與火山巖同期或稍晚； 與火山巖空間上有一定聯(lián)系；侵入產(chǎn)狀，深度為0.52km（也有認為 1.5km或3km）。根據(jù)這些基本特征，次火山巖系指與火山巖同源的， 時間與空間上有一定聯(lián)系的近地表到淺成的侵入巖。對次火山巖與對其他地質(zhì)體一樣，野外的鑒別是十分重要的基礎(chǔ)工 作，如果缺乏宏觀的地質(zhì)依據(jù)，在還沒查明區(qū)域內(nèi)次火山巖某些特有 的微觀標(biāo)志之前，僅僅從標(biāo)本上鑒別次火山巖是有困難的。對次火山 巖在野外工作中的基本任務(wù)

49、是查明它的產(chǎn)狀，因為侵入產(chǎn)狀是區(qū)別次 火山巖與火山巖的主要地質(zhì)標(biāo)志。觀察次火山巖體直接侵入關(guān)系的方 法是：巖體邊界與不同圍巖、不同巖層接觸關(guān)系的觀察：次火山巖體切割 圍巖的層理、流線、流面或呈現(xiàn)陡傾斜的接觸面，這些現(xiàn)象可以從巖 體的平面上、剖面上作整體的分析，也可以從具體露頭上直接觀察。次火山巖體冷凝邊的觀察：次火山巖體邊緣冷卻速度較快，往往 形成具有玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)或霏細結(jié)構(gòu)的冷凝邊，且寬度很小。在野外工作 中，時常會忽略這種寬度不大的冷凝邊，或者誤認為“細脈”甚至將 巖體內(nèi)部相帶與冷凝邊誤認為是兩種巖石的接觸面，因此，野外工作 時要連續(xù)性地敲打露頭并要仔細觀察具不同結(jié)構(gòu)巖石之間漸變或突變 關(guān)系是

50、非常重要的。在不易判別的情況下，應(yīng)采集連續(xù)性的薄片標(biāo)本 作室內(nèi)鑒定。次火山巖體流動構(gòu)造的觀察：巖體邊緣部位常出現(xiàn)流線、流面 或密集的節(jié)理，且與周圍巖石呈切割關(guān)系。次火山巖柱狀、板狀節(jié)理的觀察：次火山巖體常發(fā)育有自治的 節(jié)理。原生柱狀節(jié)理方向與接觸面垂直。從柱狀節(jié)理的排列方式，可 確定次火山巖的產(chǎn)狀與形態(tài)。如果兩次侵入的次火山巖相互接觸，可 以根據(jù)節(jié)理判別先后侵入的關(guān)系。板狀節(jié)理發(fā)育于巖體的邊部。捕虜體的觀察：次火山巖內(nèi)的捕虜體，一般保留原巖的形態(tài)、 成分與結(jié)構(gòu)； 由于次火山巖在急速條件下冷卻，因此無熔化或交代 圍巖的捕虜體。某些淺成的次火山巖內(nèi)的捕虜體，可以見到“壓實烘 烤邊”或弱接觸變質(zhì)現(xiàn)象

51、。如能查明捕虜體的來源，就可以確定次火 山巖與周圍巖石相對侵入關(guān)系。如果工作地區(qū)露頭不好，風(fēng)化蝕變強烈，那么上述這樣的直接標(biāo) 志就往往不易觀察。在此情況下，應(yīng)注意一些間接現(xiàn)象：地形、地 貌、露頭形態(tài)以及巖石節(jié)理系統(tǒng)與周圍火山巖有比較明顯的不同。 巖體厚度很大，巖石結(jié)構(gòu)有規(guī)律的變化，其中又缺少火山碎屑巖夾層， 也沒有反映熔巖界面的現(xiàn)象。流動構(gòu)造與周圍巖石明顯地不協(xié)調(diào)。 氣孔發(fā)育的基性火山巖地區(qū)突然不見氣孔，而且?guī)r石結(jié)構(gòu)又有顯著 的變化。巖石的顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、成分或礦化蝕變的與區(qū)域內(nèi)火山 巖有很大的差異。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象時，應(yīng)注意進一步的觀察，力求追索直接的標(biāo)志， 或者應(yīng)用已經(jīng)查明的某些微觀標(biāo)志來判

52、別其為次火山巖或熔巖。（八）隱爆角礫巖相關(guān)于“爆發(fā)角礫巖”或“隱爆角礫巖”的概念問題，盡管在提法 上有些差異，但基本趨向看來是相近的。A E 萊特和D R 鮑斯 認為，“爆發(fā)角礫巖”是由地下爆發(fā)作用形成的一種角礫巖（爆發(fā)時，巖 塊運移離開原來位置不遠）。爆發(fā)作用產(chǎn)生的巖塊，隨后由于氣體或流 體的作用，在地殼中搬運相當(dāng)遠，從而形成侵入角礫巖體。但是他們 又指出： 由“爆發(fā)角礫巖”到“侵入角礫巖”是一個完全漸變的連 續(xù)的成因序列，要在其間劃一條明顯的界線是不可能的，因此，A E 萊特建議將爆發(fā)角礫巖作為一般性術(shù)語使用。D G 布賴恩特 所謂的“侵入角礫巖”，是指一種非均一的混合物，沿早先存在的構(gòu)造

53、 發(fā)生活動，一直侵入到現(xiàn)在的位置上，并在其基質(zhì)碎屑物中分布有棱 角狀及圓形碎塊的一種角礫巖，包括R.法明描述的“卵石巖墻”。我 們同意D G布賴恩特所謂的“侵入角礫巖”可以包括在“爆發(fā)角礫 巖這一概念之內(nèi)的提法。其巖相特征歸納為以下幾方面。.地質(zhì)位置爆發(fā)角礫巖產(chǎn)出的地質(zhì)位置大體可分為兩類：（1）火山機構(gòu)及其鄰近地區(qū)，爆發(fā)角礫巖在火山機構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)的 具體部位是：火山管道與周圍巖石的接觸地帶，如福建省上杭紫金 山爆發(fā)角礫巖屬此類。破火山口內(nèi)某些構(gòu)造上脆弱的地帶，如放射 狀、環(huán)狀斷裂發(fā)育地區(qū)及其交接的地段。又如火山構(gòu)造與區(qū)域性斷裂 的復(fù)合地段（中亞、哈薩克斯坦破火山口內(nèi)的一些爆發(fā)角礫巖）。隱伏 火

54、山構(gòu)造的淺部，如在一些大型的穹狀構(gòu)造中，火山活動表面微弱而 具有明顯環(huán)狀、放射狀裂隙的構(gòu)造洼地內(nèi)發(fā)育有爆發(fā)角礫巖。（2）與淺成侵入體或次火山巖體相伴生，其具體部位是：淺成侵 入體（或次火山巖體）頂部突出的部位或某些筒狀侵入體內(nèi)；巖墻與斷 裂地帶的交匯地帶；不同巖石的接觸帶；與淺成侵入體共生，處 于區(qū)域性斷裂帶內(nèi)；兩組斷裂的交匯地段或線形斷裂轉(zhuǎn)折處。由此 可見，不論在火山巖地區(qū)或無火山巖發(fā)育的侵入巖地區(qū)，爆發(fā)角礫巖 在空間上均與淺成斑巖體、次火山巖共生，并受區(qū)域性構(gòu)造和火山構(gòu) 造所制約，不同的構(gòu)造格局控制了爆發(fā)角礫巖體成群、成帶、成環(huán)分 布的特點。因此，查明某些爆發(fā)角礫巖的構(gòu)造條件與背景，是預(yù)測

55、區(qū) 域內(nèi)隱伏的爆發(fā)角礫巖筒的有效方法。.產(chǎn)狀、規(guī)模、形態(tài)爆發(fā)角礫巖體與周圍巖石常常呈“侵入體”接觸關(guān)系，巖體的邊界切 割圍巖的盡理、流紋、流面構(gòu)造。或是巖體接觸地帶的巖石出現(xiàn)裂隙 化，而后過渡為斑巖體。爆發(fā)角礫巖體或其分支呈貫入式產(chǎn)狀，這是 它與一般火山角礫巖的明顯不同之處。爆發(fā)角礫巖體形成的深度一般 為0.53km因而在剝蝕深度不大的情況下，巖體頂部常保留有圍巖的 殘留頂蓋。這是它與火山角礫巖在產(chǎn)狀方面的又一重要區(qū)別點。爆發(fā) 角礫巖體邊緣往往發(fā)育有環(huán)狀、弧狀、放射狀斷裂帶。爆發(fā)角礫巖體 的規(guī)模一般不大，從國內(nèi)外已知幾百個巖體的統(tǒng)計來看，大多在幾十 米至幾百米之間，延伸幾百米。爆發(fā)角礫巖體的形

56、態(tài)一般比較復(fù)雜， 其平面形態(tài)為：圓形、橢圓形、啞鈴狀、環(huán)狀、半環(huán)狀、脈狀、不規(guī) 則支叉狀；剖面形態(tài)“筒柱狀、漏斗狀、不規(guī)則狀、脈狀。多數(shù)爆發(fā) 角礫巖體呈陡傾的漏斗狀、筒狀、不規(guī)則脈狀產(chǎn)出。.巖相及其變化爆發(fā)角礫巖體由于結(jié)構(gòu)與組分上的變異，往往在水平或垂直方向上 出現(xiàn)分帶性。相帶的變化形式，歸納起來，有三種不同類型：內(nèi)外相帶的差異表現(xiàn)為碎屑物的形態(tài)、大小、成分或排列方向性 等方面。如安第斯的圣弗朗西斯科角礫巖筒，是一個橢圓狀的柱狀體。 該巖筒分為兩個相帶：邊緣帶厚度03m，東西兩端厚度較大，碎屑物 粒度變化較大，從幾厘米到1m略有定向排列，其走向平行接觸帶，向 內(nèi)陡傾。內(nèi)部帶碎屑粒度變化小， 由

57、50cm到幾毫米，絕大多數(shù)在 20cm左右，定向較好，除邊緣傾角達45度之外，其余傾角甚小。有 些爆發(fā)角礫巖體的相變表現(xiàn)為：內(nèi)帶為爆發(fā)“凝灰?guī)r”(碎屑粒度小于 2mm)，成分復(fù)雜，有一定磨圓度；外帶碎屑物粒度成分簡單。內(nèi)外相帶表現(xiàn)為斑巖與爆發(fā)角礫巖的過渡。與斑巖體相伴生的爆 發(fā)角礫巖，其相變往往呈以下過渡關(guān)系：斑巖一自碎裂化斑巖一爆裂 巖一爆發(fā)角礫巖一裂隙化圍巖(圖45)。盡管一些爆發(fā)角礫巖體在淺部 或地表的具體變化形式可能略有不同，但向深部都轉(zhuǎn)變?yōu)榘邘r體。(3 )內(nèi)外相帶表現(xiàn)在碎屑巖形成方式上有所差異。如有些爆發(fā)角礫巖 的外部，尤其是頂部，出現(xiàn)崩塌成因的角礫巖。查明爆發(fā)角礫巖體由 內(nèi)向外，由

58、頂部到深部的這種變化特征是很重要的。，這不僅能作為爆 發(fā)角礫巖的鑒別標(biāo)志，而且對于了解巖體形成具體條件，研究礦化在 不同相帶的富集特點均有重要意義。.巖石碎屑物與膠結(jié)物鑒別和研究爆發(fā)角礫巖，除了注意它們的地質(zhì)位置、產(chǎn)狀形態(tài)、 規(guī)模和相變之外.還應(yīng)從以下三個方面研究它們的巖性特征。(1)碎屑物的形態(tài)與大小：爆發(fā)角礫巖的碎屑物形態(tài)復(fù)雜，棱角、半 棱角、半滾圓形態(tài)均有出現(xiàn)。不同的形態(tài)主要取決于巖石類型與堅硬 程度、原生或次生構(gòu)造特性、爆發(fā)渦流與磨蝕以及位移和運移距離， 等等。一般來說，原巖比較堅硬，構(gòu)造比較均一，次生構(gòu)造不發(fā)育， 沒有經(jīng)長距離運移和磨蝕的碎屑物均呈棱角狀。反之則不然，原生或 次生構(gòu)造

59、發(fā)育的巖石所形成的角礫呈“方塊狀”、“板狀”。長距離運移 而經(jīng)磨蝕的角礫則呈滾圓狀的“卵石”。又如，在高溫、高壓條件下經(jīng) 渦流式運移而發(fā)生擠出、重熔時，可出現(xiàn)彎曲或局部變形的角礫。碎 屑物大小可從幾毫米到幾厘米。據(jù)報道，一些大的碎塊可達幾米，巨 大的巖塊往往是就近的圍巖碎塊，碎屑物大小除在巖體的水平或垂直 方向上可能有所變化之外，一般無分選性。(2)碎屑物的來源與成分：爆發(fā)角礫巖碎屑物的成分復(fù)雜、來源多 樣，總體來看來源有三種，角礫巖體的直接圍巖或巖體所切割的深 部圍巖；與角礫巖體相伴生的斑巖；淺部沒有出露的一些地殼深 部的巖石。通常情況下，由、兩類巖石為主，構(gòu)成復(fù)成分爆發(fā)角 礫巖，也有以類巖

60、石為主“就地取材”的爆發(fā)角礫巖；也有以類 巖石為主的同源“自巖漿角礫化”成因的爆發(fā)角礫巖。野外與室內(nèi)詳細鑒定各種角礫的礦物組成與結(jié)構(gòu)等，可以確定巖石 類型，并和區(qū)域巖石對比以查明角礫的來源。所有這些可為了解爆發(fā) 作用的深度、方式以及爆發(fā)作用史提供重要的線索。膠結(jié)物組分與膠結(jié)形式：爆發(fā)角礫巖的膠結(jié)物有以下不同情況， 膠結(jié)物是與角礫成分相似的巖石或礦物的碎屑，呈孔隙式膠結(jié)類型。 這些細小的碎屑物常發(fā)生泥化、綠泥石化等不同程度的蝕變。由與 角礫成分相似的巖漿物質(zhì)膠結(jié)，其結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與熔巖、次火山巖、斑 巖相近似，有時具有流紋構(gòu)造、渦流構(gòu)造，一般呈基底、孔隙式膠結(jié)。 某些“爆裂巖”中的角礫沒有位稱，僅是