沉积学多媒体教程(第三章)详解.ppt

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1、,(第三章）李文厚 编西北大学地质系2002年2月25日,沉 积 学 多 媒 体 教 程,第三章 火山碎屑岩,第一节 一般特征及分类 第二节 主要岩石类型及其特征 第三节 火山碎屑岩的成因类型及其标志,火山碎屑岩是主要由火山碎屑物质组成的岩石。火山碎屑岩是介于火山岩与沉积岩之间的岩石类型，兼有二者的特点，又与二者相互过渡。在沉积岩系中它属于碎屑沉积岩中的一种特殊类型。,第三章 火山碎屑岩,第一节 一般特征及分类一、物质成分 火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑(岩石碎屑)、晶屑(晶体碎屑)和玻屑(玻璃碎屑)三种。1.岩屑 岩屑形状多样，大小不一，可由微细粒至数米的巨块。依其物态可分为刚性及塑

2、性两种。,刚性岩屑是已凝固的熔岩，或火山基底和管道的围岩，当火山爆炸时冲碎而成。塑性岩屑又称塑性玻璃岩屑、浆屑或火焰石等，是由塑性、半塑性熔浆在喷出后经塑变而成，具玻璃质结构，断面呈火焰状、撕裂状、树枝状、纺缍状、透镜状、条带状等。火山弹是由于塑性熔浆团在空中旋转而成，形成纺缍状、椭球状、麻花状、陀螺状、梨状等，表面具旋扭纹理和裂隙，并具一层淬火边，大者可达数米。,2.晶屑 晶屑多为早期析出的斑晶随熔浆炸碎而成。大小一般23mm，常呈棱角状，有时也保持原来的部分晶形，其成分多为石英、长石、黑云母、角闪石、辉石等。石英晶屑表面极为光洁，具不规则裂纹及港湾状熔蚀外形。长石晶屑主要为透长石、酸性至基

3、性斜长石，有较高自形程度，可见沿解理破裂及明显的裂纹。黑云母和角闪石晶屑常具弯曲、断裂及暗化现象。辉石主要出现在偏基性的火山碎屑岩中。,3.玻屑 玻屑通常大小在0.10.01mm之间，很少超过2mm；20.01mm者称火山灰，小于0.01mm者称火山尘。酸性和中酸性熔浆生成的玻屑折光率在1.481.51之间。刚性玻屑有弧面棱角状和浮石状两种。塑性玻屑是炽热的玻屑在上覆火山碎屑物的重压下，彼此压扁拉长叠置定向排列，且相互粘连熔结在一起而成。强烈塑变玻屑显流纹状，通称假流纹构造。,3-6,3-7,二、结构构造特征及颜色1.结构 目前通用的粒级划分为：集块(100mm)、火山角砾(1002mm)、火

4、山灰(20.01mm)、火山尘(0.01mm)。专属性的火山碎屑岩结构有：集块结构(火山集块50%)、火山角砾结构(火山角砾75%)、凝灰结构(火山灰75%)。视碎屑形态特点，尚有塑变碎屑结构(主要由塑变碎屑组成)、碎屑熔岩结构(基质为熔岩结构)、沉凝灰结构(指混入正常沉积物而言)以及凝灰砂状、凝灰粉砂状、凝灰泥状等过渡类型结构等。,层理构造:火山碎屑岩通常不显层理，但在水携或风携的火山碎屑沉积中，也可出现小型和大型交错层理以及平行层理。递变层理：主要出现在沉积物重力流火山碎屑岩类中。系陆上或水下火山碎屑重力流以悬浮和递变悬浮搬运和沉积作用所致。如果有正递变、反递变以及叠覆递变层理，反映是重力

5、流水道微环境。斑杂构造：是火山碎屑物在颜色、粒度、成分上分布不均，且无排列性，而表现出来的一种杂乱构造。,2.构造,(4)平行构造：泛指由伸长形的火山碎屑物，如透镜体、饼状体、熔岩团块和条带等定向排列所组成的构造。它的连续性与平行性不及假流纹构造。(5)假流纹构造：主要出现在流纹质熔结凝灰岩中。根据塑性玻屑可见燕尾状分叉，在刚性碎屑边部可见塑变不强的弧面棱角状外形，“假流纹”延伸不远，一般无气孔及杏仁体等，而有别于流纹构造。除上述构造外，有时还见气孔、杏仁构造、火山泥球及豆石构造等，甚至在某些火山细屑岩中还见有生物搅动构造及实体化石。,除上述构造外，有时还见气孔、杏仁造、火山泥球及豆石构造等，

6、甚至在某些火山细屑岩中还见有生物搅动构造及实体化石。,2.构造,3.颜色 火山碎屑岩常具有特殊鲜艳的颜色，如浅红、紫红、嫩绿、浅黄、灰绿等，它是野外鉴别火山碎屑岩的重要标志之一。颜色主要取决于物质成分。中基性火山碎屑岩色深，为暗紫红、墨绿等色；中酸性者色则浅，常为粉红、浅黄等色。其次也取决于次生变化，如绿泥石化则显绿色，蒙脱石化则显灰白或浅红色。,三、分类与命名 广义的火山碎屑岩类的分类和命名原则是：(1)首先根据物质来源和生成方式，划分为火山碎屑岩类型、向熔岩过渡类型和向沉积岩过渡类型三种成因类型。(2)再根据碎屑物质相对含量和固结成岩方式，划分为火山碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩、火山碎屑岩、沉

7、火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩等五种岩类。(3)再根据碎屑粒度和各粒级组分的相对含量，划分为三个基本种属，即集块岩、火山角砾岩和凝灰岩，之间的过渡型为凝灰角砾岩、角砾凝灰岩等。(4)最后再以碎屑物态、成分、构造等依次作为形容词，对岩石进行命名，如晶屑凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩、含火山球流纹质玻屑凝灰岩等。,Biao3-1,第三章 火山碎屑岩,第一节 一般特征及分类 第二节 主要岩石类型及其特征 第三节 火山碎屑岩的成因类型及其标志,第二节 主要岩石类型及其特征一、火山碎屑熔岩类 是火山碎屑岩向熔岩过渡的一个类型，熔岩基质中可含9010%的火山碎屑物质。具碎屑熔岩结构。块状构造。按主要粒级碎屑划分为集

8、块熔岩、角砾熔岩和凝灰熔岩。,二、熔结火山碎屑岩类 它是以熔结(焊结)方式而形成的一类火山碎屑岩。火山碎屑物质达90%以上，其中以塑变碎屑为主。细粒的熔结凝灰岩分布很广，可组成厚大的火山碎屑岩层。这类岩石中外文名称较多，如火山灰流(ash flow)、火山碎屑流(pyroclastic flow)、热云(nuee ardente)、热云岩(ignimbrite)、阿苏熔岩(aso lava)、砂流(sand flow)等，国内较通用的译名为熔结凝灰岩或火山灰流凝灰岩，更多的趋于使用熔结凝灰岩(ignimbrite)。,三、火山碎屑岩类 即狭义的火山碎屑岩类，火山碎屑占90%以上，经压积或压实作

9、用成岩。按粒度大小分为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。1.集块岩 集块岩是由火山弹及熔岩碎块堆积而成，多分布于火山通道附近构成火山锥，或充填于火山通道之中。,2.火山角砾岩 主要由大小不等的熔岩角砾组成，分选差，不具层理，通常为火山灰充填，并经压实胶结成岩。多分布在火山口附近。3.凝灰岩“凝灰”系指主要由小于2mm的火山碎屑组成的结构而言。按碎屑粒级，进一步分为粗(21mm)、细(10.1mm)、粉(0.10.01mm)和微(0.01mm)四种凝灰岩。碎屑成分主要是火山灰，按其物态及相对含量，分单屑凝灰岩(玻屑凝灰岩、晶屑凝灰岩或岩屑凝灰岩)。双屑凝灰岩(两种物态碎屑均在25%以上)和多屑凝灰岩(

10、三种物态碎屑均在20%以上)。,3-11,四、沉火山碎屑岩类 它是火山碎屑岩和正常沉积岩间的过渡类型，火山碎屑物质9050%，其它为正常沉积物质，经压积和水化学物胶结成岩。常显层理，故有时也称层火山碎屑岩类。五、火山碎屑沉积岩类 以正常沉积物为主，火山碎屑物质占5010%，岩性特征基本同正常沉积岩。,第三章 火山碎屑岩,第一节 一般特征及分类 第二节 主要岩石类型及其特征 第三节 火山碎屑岩的成因类型及其标志,第三节 火山碎屑岩的成因类型及其标志 火山可以是大陆喷发，也可能是水下喷发，其搬运和沉积方式也不尽相同，因之可以划分出不同成因类型的火山碎屑岩。各种火山碎屑岩可能生成的方式，如下表所示。

11、,B3-2,一、陆相与海相火山碎屑岩系的区别标志,1.海相火山碎屑岩系 海相火山岩系的最主要代表是细碧-角斑岩系。特点是广泛的钠长石化作用，火山玻璃分解为含水的硅酸盐。由于绿帘石化和绿泥石化，岩石呈现绿色。枕状构造十分发育。由于海中喷发-沉积的特殊环境，常具：(1)韵律性层理，即不同粒级的火山碎屑物质互层产出，主要为下粗上细的正韵律(也有的认为应是下细上粗的反粒序)；(2)各个夹层的厚度及粒度一般较稳定；(3)往往可见到凝灰岩向沉凝灰岩和凝灰质砂岩(或泥岩)过渡的现象。另一特征是火山岩系和下伏海相沉积岩层多呈整合接触，或其中有海相夹层，如海相石灰岩、碧玉岩及岩屑砂岩等，并常含有孔虫、放射虫和硅

12、藻等海相动植物化石。,2.陆相火山碎屑岩系 由于熔浆流出地表时易于氧化，因而常呈红褐色-黑色，火山岩系和下伏岩层多呈不整合或假整合接触。分布于其中的火山碎屑岩系的特点是：(1)岩相及厚度变化大；(2)含梨形、椭圆形、纺缍形、球形等特征的火山弹；(3)存在泥石流角砾岩；(4)熔结火山碎屑岩类比较发育；(5)凝灰岩多半比较疏松；(6)有时有陆相砂砾岩和页岩夹层，并常见植物化石和淡水动物化石(多为湖相)。,二、不同方式形成的火山碎屑岩系及其特点 按照火山碎屑物的主要搬运和沉积方式，可划分为三种成因类型：1.重力流型火山碎屑沉积 重力流型火山碎屑沉积按其沉积环境又可分陆上和水下两种沉积类型。陆上的火山

13、碎屑流沉积，或火山灰流、砂流沉积，是熔结火山碎屑岩类的主要形成方式。以这种方式形成的熔结凝灰岩分布面积相当广大，可达数百平方千米，厚度也能达数百米。可见柱状节理和大量定向排列的“火焰石”。,水下山碎屑流沉积即重力型火山碎屑沉积。这种沉积类型的特点为成层性较好，粒序构造明显；分选性较好，熔结性差，具明显基质支撑结构；浮石和火山渣气孔少；在剖面上粒序层之上为流动层，可表现明显的水携沉积物特点。粒序构造是水下火山碎屑沉积物重力流积的主要构造标志。,2.降落型火山碎屑沉积 通常又称降落灰沉积，主要指的是火山喷发物在大气中经风力分异而形成的产物。,3-12,典型的降落灰沉积以好至极好的分选性为标志(如图

14、)，并有发育的水平层理。,3.水携型火山碎屑沉积 此类沉积具明显的水携沉积特点。火山喷发形成物经过流水搬运可沉积在海岸平原、海滩或浅海陆棚上，甚至被重力流带到深水盆地中去，分布也相当广泛。火山碎屑一般是以床沙形式进行搬运的，随着搬运距离加大，远离火山口，正常沉积物质也随之增大。因此，其外貌似岩屑砂岩或长石砂岩，也常具正常碎屑沉积岩的各种构造，如大型交错层理、波痕、砾石叠瓦构造、间断韵律等。所以要把这类岩石同侵蚀成因的火山陆源岩区分开往往有一定的困难。,区分标志是：水携成因火山碎屑岩的成分是受同期火山作用控制的，碎屑的成熟度很低，可见到玻屑、暗化的黑云母和角闪石等；还可见到具环状构造新鲜的斜长石，以及熔岩碎屑中仍保存着玻基斑状结构、交织结构或玻璃质结构；分选、磨圆度都很差等。而火山陆源岩，其成分主要来自早期形成的火山岩系，是经过剥蚀、搬运、再沉积产物，具一切正常碎屑岩的特点，虽然火山碎屑物质含量也较高，但一般少见玻屑，熔岩碎屑的基质往往也有不同程度的重结晶现象。这类岩石在中生代或更年青的环太平洋盆地内，分布相当普遍。,第三章,OVER,OVER,