火山碎屑巖(名牌石油院校講義)

第十章火山碎屑巖第一節(jié)火山碎屑巖的成分一、巖屑二、晶屑三、玻屑第二節(jié)火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征及顏色一、結(jié)構(gòu)二、構(gòu)造三、顏色第三節(jié)火山碎屑巖的分類及命名第四節(jié)主要巖類及其特征一、火山碎屑熔巖類二、熔結(jié)火山碎屑巖類三、火山碎屑巖類四、沉火山碎屑巖類五、火山碎屑沉積巖類第五節(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)別二、不同方式形成的火山碎屑巖系及其特點第六節(jié)火山巖系與油氣

火山碎屑巖:是主要由火山碎屑物質(zhì)（火山碎屑含量>50%）組成的巖石。是介于火山巖與沉積巖之間的巖石類型，兼有二者的特點，又與二者相互過渡。與熔巖、次火山巖(或超淺層侵人巖)和正常沉積巖類相伴生?；鹕剿樾紟r分布廣泛火山碎屑巖在自然界分布十分廣泛，從前寒武紀(jì)至第四紀(jì)均有分布。我國東部地處環(huán)太平洋火山活動地帶，中、新生代沉積中有著發(fā)育的火山巖系?；鹕剿樾紟r是重要油氣儲集層火山巖和火山碎屑巖可做為油氣儲集層，目前這類巖石已是我國中、新生代陸相含油氣盆地重要的油氣儲集層類型之一。第一節(jié)火山碎屑巖的成分一、物質(zhì)成分火山碎屑巖主要由火山碎屑物質(zhì)組成，此外還可有正常沉積物、熔巖物質(zhì)等。其中火山碎屑物包括：巖屑、晶屑和玻屑三種類型?；鹕剿樾嘉镔|(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：已凝固的熔巖或火山基底、管道的圍巖。塑性巖屑（塑性玻璃巖屑、漿屑、火焰石）：是由塑性、半塑性熔漿在噴出時塑變而成，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、鏡狀、條帶狀等?；鹕綇棧菏怯伤苄匀蹪{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)米第一節(jié)火山碎屑巖的成分。塑性漿屑，具流紋構(gòu)造，去玻化后顯雛晶和球粒結(jié)構(gòu)（河北下花園，白堊系）火山彈（山西，大同）大慶，升深201井：球粒流紋巖，球粒結(jié)構(gòu)二、晶屑晶屑（晶體碎屑）：多為早期析出的斑晶隨熔漿炸碎而成。大小一般不超過2～3mm，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（圖）：表面極為光潔，具不規(guī)則裂紋及港灣狀熔蝕外形。長石晶屑（圖）：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，掃描電鏡下更為清晰。黑云母和角閃石晶屑（圖）：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。石英晶屑（取自張家口-宣化一帶中生代凝灰?guī)r）長石晶屑（取自張家口-宣化一帶中生代凝灰?guī)r）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）（圖）玻屑（玻璃碎屑）類型

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：中基性火山碎屑巖中常見。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塑性玻屑（假流紋構(gòu)造）

福建，永泰，下白堊統(tǒng)，石帽山組

第二節(jié)火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征及顏色一、結(jié)構(gòu)

按粒級劃分

專屬性火山碎屑巖結(jié)構(gòu)

其他二、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)小型和大型交錯層理以及平行層理。

2、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，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，有時還見氣孔、杏仁構(gòu)造、火山泥球及豆石構(gòu)造等，甚至在某些火山細(xì)屑巖中還見有生物攪動構(gòu)造及實體化石。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。

第三節(jié)火山碎屑巖的分類及命名1、根據(jù)物質(zhì)來源分：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)成巖方式分：火山碎屑溶巖、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)碎屑粒度及相應(yīng)含量分：集塊巖、火山角礫巖、火山凝灰?guī)r。4、最后以碎屑形態(tài)、成分、構(gòu)造等依次作為形容詞，對巖石進(jìn)行命名。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10～90%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90～50%，其它為正常沉積物質(zhì)火山碎屑物質(zhì)占50～10%，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>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100～2mm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<2mm凝灰熔巖熔結(jié)凝灰?guī)r凝灰?guī)r沉凝灰?guī)r2～0.1mm凝灰質(zhì)砂巖0.1～0.01mm凝灰質(zhì)粉砂巖<0.001mm凝灰質(zhì)泥巖成巖方式巖石名稱碎屑粒度表10-1火山碎屑巖的分類表（據(jù)浙江省地質(zhì)局，1976，略有修改）*即狹義的火山碎屑巖類第四節(jié)主要巖類及其特征一、火山碎屑熔巖類是火山碎屑巖向熔巖過渡的一個類型，呈熔融狀態(tài)的巖漿中，落入了90～10％的火山碎屑物質(zhì)。晶屑、巖屑為主，玻屑少見，基質(zhì)（成分）主要是火山玻璃或火山巖具碎屑熔巖結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。按碎屑粒級分為二、熔結(jié)火山碎屑巖類是以熔結(jié)（焊接）方式而形成的一類火山碎屑巖，火山碎屑物質(zhì)達(dá)90%以上，其中以塑變碎屑為主。

形成方式

主要是火山碎屑的自熔結(jié)（焊接）作用，或加上少量熔漿，起熔結(jié)作用

成分

火山碎屑物質(zhì)可達(dá)90％以上，主要是塑性玻屑和巖屑，少量晶屑

成因

爆發(fā)相火山碎屑大量就近或一定距離搬運(yùn)后沉積（落積）下來分布火山頸、破火山口、火山構(gòu)造洼地和巨大的火山碎屑流與侵人狀的熔結(jié)凝灰?guī)r體中。熔結(jié)集塊巖、熔結(jié)角礫巖分布不廣；熔結(jié)凝灰?guī)r分布廣。晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r三、火山碎屑巖類狹義的火山碎屑巖火山碎屑物大于90%，經(jīng)壓積或壓實作用成巖。如不特加說明，一般指的就是這類火山碎屑巖。

1、集塊巖顏色：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：不太明顯?？砂l(fā)育大型層理。其它：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——較常見形成方式

熔巖角礫（被火山灰充填）經(jīng)壓實、膠結(jié)而成。結(jié)構(gòu)——火山角礫結(jié)構(gòu)，分選差構(gòu)造——層理不明顯分布

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.凝灰?guī)r--粒徑<2mm的火山碎屑物含量超過75%的火山碎屑巖顏色：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?？砂l(fā)育假流紋構(gòu)造。根據(jù)碎屑種類：玻屑、晶屑、巖屑及其相對含量：單、雙、多種可更具體命名凝灰?guī)r3.凝灰?guī)r按碎屑粒級按物態(tài)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)，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,火山炭和玻屑結(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)90～50%，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50～l0%，巖性特征基本同于正常沉積巖。當(dāng)主要是陸源的砂時，稱凝灰質(zhì)砂巖；主耍為泥時稱凝灰質(zhì)泥巖；主要為碳酸鹽時稱凝灰質(zhì)石灰?guī)r或凝灰質(zhì)白云巖等一系列過渡類型巖石。一、陸相與海相火山碎屑巖系的區(qū)別標(biāo)志⒈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、放射蟲和硅藻等海相動植物化石。⒉陸相火山碎屑巖系、由于熔漿流出地表時易于氧化，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)有時有陸相砂礫巖和頁巖夾層，并常見植物化石和淡水動物化石(多為湖相)。二、不同方式形成的火山碎屑巖系及其特點⒈重力流型火山碎屑沉積1）陸上的火山碎屑流沉積，或火山灰流、砂流沉積，是熔結(jié)火山碎屑巖類的主要形成方式。其搬運(yùn)和沉積方法類似深海中的濁流沉積。特點2）水下火山碎屑流沉積即重力型火山碎屑沉積。指的是主要由火山噴發(fā)碎屑物組成的高密度底流，當(dāng)在水下流動時，由于流速降低后而形成沉積。特點2.降落型火山碎屑沉積通常又稱降落灰沉積，主要指的是火山噴發(fā)物在大氣中，經(jīng)風(fēng)力分異而形成的產(chǎn)物。其形成機(jī)理是∶當(dāng)火山物質(zhì)順風(fēng)搬運(yùn)時，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。特點3.水?dāng)y型火山碎屑沉積此類沉積具明顯的水?dāng)y沉積特點?；鹕絿姲l(fā)形成物經(jīng)過流水搬運(yùn)可沉積在海岸平原、海灘或淺海陸棚上，甚至被重力帶到深水盆地中去，分布也相當(dāng)廣泛。特征：1）具水?dāng)y沉積特點及正常沉積巖的各種構(gòu)造。2）貌似巖屑砂巖、長石砂巖。3）成熟度低，分選差，磨圓差。火山陸源巖：其成分主要來自早期形成的火山巖系，是經(jīng)過剝蝕、搬運(yùn)、再沉積的產(chǎn)物，具一切正常碎屑巖的特點。第六節(jié)火山巖系與油氣基本特征：1、

時代分布廣。2、

沉積類型多樣。3、

儲集層類型多樣。4、

儲集層物性變化的不均一性受巖性、巖相和成巖作用控制。5、中-基性火山巖及與其相應(yīng)的火山碎屑巖是主要儲集巖，其在中、新生代陸相斷陷盆地中最發(fā)育。

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×10-3μm2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9-251-150