1、第十章第十章 火山碎屑岩火山碎屑岩 第一节第一节 火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分 第二节第二节 火山碎屑岩的结构、构造特征火山碎屑岩的结构、构造特征 及颜色及颜色 第三节第三节 火山碎屑岩的分类及命名火山碎屑岩的分类及命名 第四节第四节 主要岩类及其特征主要岩类及其特征 第五节第五节 火山碎屑岩的成因类型及其标志火山碎屑岩的成因类型及其标志 第六节第六节 火山岩系与油气火山岩系与油气火山的喷出物：火山的喷出物：气态：气态：主要为水蒸气，还有主要为水蒸气，还有H2SH2S、SO2SO2、CO2CO2等等液态：液态：熔岩熔岩固态：固态：火山碎屑火山碎屑 火山碎屑岩：火山碎屑岩：火山碎屑物质组成的
2、岩石（火山碎火山碎屑物质组成的岩石（火山碎屑含量屑含量50%50%）。火山岩与沉积岩之间的过渡岩石类型。火山岩与沉积岩之间的过渡岩石类型。与熔岩、次火山岩与熔岩、次火山岩(或超浅层侵人岩或超浅层侵人岩)和正常沉积和正常沉积岩类相伴生。岩类相伴生。火山碎屑岩分布广泛火山碎屑岩分布广泛 前寒武纪至第四纪均有分布，尤其前寒武纪至第四纪均有分布，尤其在我国东部中、新生代沉积中。在我国东部中、新生代沉积中。火山碎屑岩可作为油气储集层火山碎屑岩可作为油气储集层 火山岩和火山碎屑岩可做为油气储火山岩和火山碎屑岩可做为油气储集层。集层。第一节第一节 火山碎屑岩的成分火山碎屑岩的成分物质物质成分：成分：火山碎屑
3、物质：火山碎屑物质：岩屑（岩石碎屑）岩屑（岩石碎屑）晶屑（晶体碎屑）晶屑（晶体碎屑）玻屑（玻璃碎屑）玻屑（玻璃碎屑）正常沉积物正常沉积物熔岩物质熔岩物质一、岩屑（岩石碎屑）一、岩屑（岩石碎屑）刚性岩屑、塑性岩屑刚性岩屑、塑性岩屑1.1.刚性岩屑刚性岩屑已凝固的熔岩或火山基底、管道的围岩破碎形成。2.2.塑性岩屑塑性岩屑(浆屑、火焰石）浆屑、火焰石）由塑性、半塑性熔浆在喷出时塑变而成，具有玻璃质结构，断面呈火焰状、撕裂状、树枝状、纺锤状、条带状等。火山弹火山弹：是由塑性熔浆团在空中旋转而成，形如纺锤、椭球、麻花、陀螺、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。火山弹（山西，大同
4、）火山弹（山西，大同）大庆，升深大庆，升深201井井：球粒流纹岩岩屑，球粒结构球粒流纹岩岩屑，球粒结构二、晶屑二、晶屑（晶体碎屑）（晶体碎屑）早期析出的斑晶随熔浆炸碎而成。大小一般不超过早期析出的斑晶随熔浆炸碎而成。大小一般不超过2 23mm3mm，常呈棱角状，部分保持原来晶形，其成分，常呈棱角状，部分保持原来晶形，其成分多为石英、长石、黑云母、角闪石、辉石等。多为石英、长石、黑云母、角闪石、辉石等。石英晶屑石英晶屑：表面极为光洁，具不规则裂纹及港湾状熔蚀外形。石英晶屑石英晶屑（取自张家口（取自张家口-宣化一带宣化一带中生代凝灰岩）中生代凝灰岩）长石晶屑长石晶屑：主要为透长石、酸性至基性斜长石
5、，有较高自形程度。可见沿解理破裂及明显的裂纹。长石晶屑长石晶屑（取自张家口（取自张家口-宣化一带中生宣化一带中生代凝灰岩）代凝灰岩）黑云母和角闪石晶屑黑云母和角闪石晶屑：常具弯曲、断裂及暗化现象。辉石辉石：主要出现在偏基性的火山碎屑岩中。黑云母晶屑的弯曲及暗化现象黑云母晶屑的弯曲及暗化现象（河北，下花园，白垩系凝灰岩）（河北，下花园，白垩系凝灰岩）三、玻屑（玻璃碎屑）三、玻屑（玻璃碎屑）玻屑的形成类似水流喷雾玻屑的形成类似水流喷雾玻屑玻屑通常通常0.1-0.01mm0.1-0.01mm，很少超过，很少超过2mm2mm0.01-2mm0.01-2mm的叫的叫火山灰火山灰，0.010.01的叫的叫
6、火山尘火山尘浮石状：内部保留较多气孔，状如浮石镜下呈月牙形、鸡骨形等弧面棱角状（常见）：刚性玻屑显流纹状，即假流纹构造塑性玻屑：定向排列，塑性玻屑 尚未固结的炽热玻屑在上覆火山碎屑物的重压下，尚未固结的炽热玻屑在上覆火山碎屑物的重压下，彼此压扁拉长叠置而定向排列，相互粘连熔结在一彼此压扁拉长叠置而定向排列，相互粘连熔结在一起而成起而成假流纹构造。假流纹构造。刚性玻屑 弧面棱角状：弧面棱角状：弓形、弧形、镰刀形、月牙形、鸡骨弓形、弧形、镰刀形、月牙形、鸡骨形、管状，不规则尖角状，中酸性火山碎屑岩中常形、管状，不规则尖角状，中酸性火山碎屑岩中常见。见。浮石状：浮石状：没有彻底炸碎的玻屑，内部保留较
7、多气孔。没有彻底炸碎的玻屑，内部保留较多气孔。中基性火山碎屑岩中常见。中基性火山碎屑岩中常见。塑性玻屑（假流纹构造）福建，永泰，下白垩统，石帽山组刚性玻屑，弧面棱角状玻屑刚性玻屑，弧面棱角状玻屑具有暗影者表示轻微磨蚀现象具有暗影者表示轻微磨蚀现象（取自张家口（取自张家口-宣化一带中生代凝灰岩）宣化一带中生代凝灰岩）刚性玻屑，浮石状玻屑（取自张家口-宣化一带中生代凝灰岩）第二节第二节 火山碎屑岩的结构、构造及颜色火山碎屑岩的结构、构造及颜色 一、结构 火山碎屑 专属性火山碎屑岩结构 mmmmmmmm01.001.022100100火山尘：火山灰：火山角砾：集块：凝灰结构（火山灰）火山角砾结构（火
8、山角砾）集块结构（火山集块）二、构造二、构造 1、层理构造 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。2、递变层理 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。如有正递变、反递变以及叠覆递变层理。反映是重力流水道微环境。3、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。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
9、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，有时还见火山泥球及豆石构造等。三、颜色三、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 颜色也取决于次生变化。如绿泥石化则显绿色，蒙脱石化则显灰白或浅红色。色浅，粉红、浅黄等中酸性色深，暗紫红、墨绿中基性 第三节第三节 分类及命名分类及命名1、根据物质来源：火山碎屑岩类型、向熔岩过渡类型、向沉积岩过渡类型2、根据碎屑物质的相对含量和固结成岩方式：火山碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩、火山碎屑岩、沉火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩
10、3、根据火山碎屑粒度：集块岩、火山角砾岩、凝灰岩 类型向熔岩过渡类型火山碎屑岩类型*向沉积岩过渡类型岩类火山碎屑熔岩类熔结火山碎屑岩类火山碎屑岩类沉火山碎屑岩类火山碎屑沉积岩类碎屑相对含量熔岩基质中分布熔岩基质中分布有有101090%90%的火山的火山碎屑物质碎屑物质火山碎屑物质火山碎屑物质90%90%，其中以，其中以塑变碎屑为主塑变碎屑为主火山碎屑物质火山碎屑物质90%90%，无或很少，无或很少塑变碎屑塑变碎屑火山碎屑物质占火山碎屑物质占909050%50%，其它为，其它为正常沉积物质正常沉积物质火山碎屑物质占火山碎屑物质占505010%10%，其它为正常沉积，其它为正常沉积物质物质熔浆粘结
11、熔结和压结压积压积和水化学物胶结主要粒级100mm集块熔岩熔结集块岩集块岩沉集块岩凝灰质砾岩主要粒级1002mm角砾熔岩 熔结角砾岩火山角砾岩沉火山角砾岩凝灰质砾岩主要粒级2mm凝灰熔岩熔结凝灰岩凝灰岩沉凝灰岩20.1mm凝灰质砂岩0.10.01mm凝灰质粉砂岩10cm)10cm)颜色：多样 成分：火山弹 、熔岩碎块、围岩岩屑 结构：集块结构 构造：块状分布：主要分布于火山口附近构成火山锥，或充填火山通道中 2.2.火山角砾岩火山角砾岩（粒径（粒径10100.2cm)0.2cm)颜色：颜色：多样多样成分：成分：火山角砾为主火山角砾为主结构：结构：火山角砾结构，分选差火山角砾结构，分选差构造：构
12、造：块状块状分布：分布：多分布在火山口附近集块岩外侧、外多分布在火山口附近集块岩外侧、外 围，可与凝灰岩过渡。围，可与凝灰岩过渡。火山角砾岩火山角砾岩渤海油田渤海油田火山角砾岩火山角砾岩 辽东湾辽东湾 第三系第三系火山角砾岩？火山角砾岩？北京昌平北京昌平 侏罗系侏罗系 3.3.凝灰岩（粒径凝灰岩（粒径0.2mm)0.2mm)颜色：多鲜艳 成分：火山灰结构：凝灰结构构造：可发育层理、假流纹构造 分布：分布面积广阔 按碎屑粒级按碎屑类型及相对含量 以玻屑凝灰岩、晶屑以玻屑凝灰岩、晶屑-玻屑凝灰岩最常见，具典型凝灰结构玻屑凝灰岩最常见，具典型凝灰结构 微（.-.mm）粉（.-.mm）细（-.mm）粗
13、（-mm）.以上）碎屑均在多屑凝灰岩（三种物态以上）碎屑均在双屑凝灰岩（两种物态凝灰岩）岩、晶屑凝灰岩或岩屑单屑凝灰岩（玻屑凝灰%20%25 流纹质玻屑凝灰岩流纹质玻屑凝灰岩主要由弧面棱角状玻屑组成主要由弧面棱角状玻屑组成 河北，宣化，白垩系河北，宣化，白垩系 流纹质晶屑流纹质晶屑-玻屑凝灰岩玻屑凝灰岩晶屑为石英、长石及黑云母，见熔蚀现象晶屑为石英、长石及黑云母，见熔蚀现象 河北，张家口，白垩系河北，张家口，白垩系 多屑凝灰岩多屑凝灰岩由岩屑、晶屑、玻屑三种物态组成的流纹质熔岩由岩屑、晶屑、玻屑三种物态组成的流纹质熔岩 河北、下花园，白垩系河北、下花园，白垩系晶屑晶屑-玻屑凝灰岩玻屑凝灰岩,山
14、东蒙阴山东蒙阴,白垩系白垩系玻屑凝灰岩玻屑凝灰岩,玻屑结构玻屑结构,山东蒙阴山东蒙阴,白垩系白垩系岩屑岩屑-晶屑晶屑-玻屑凝灰岩玻屑凝灰岩,河北宣化河北宣化,白垩系白垩系岩屑岩屑-玻屑凝灰岩玻屑凝灰岩,河北张家口河北张家口晶屑凝灰岩晶屑凝灰岩,河北宣化河北宣化,火山尘及火山灰结构火山尘及火山灰结构四、沉火山碎屑岩类四、沉火山碎屑岩类 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。沸石化沉凝灰岩沸石化沉凝灰岩 五、火山碎屑沉积岩类五、火山碎屑沉积岩类 以正常沉积物为主，火山碎屑物质占50l0%，岩性
15、特征基本同于正常沉积岩。当主要是陆源的砂时，称凝灰质砂岩；主耍为泥时称凝灰质泥岩；主要为碳酸盐时称凝灰质石灰岩或凝灰质白云岩等一系列过渡类型岩石。第五节第五节 火山碎屑岩的成因类型及标志火山碎屑岩的成因类型及标志 一、陆相与海相火山碎屑岩系的区别标志一、陆相与海相火山碎屑岩系的区别标志 海相火山碎屑岩系海相火山碎屑岩系 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。出于海水中喷发海水中喷发一沉积的特殊环境，常具(l)韵律性层理，即不同粒级的火山碎屑物互层产出，主要为下粗上细的正韵律(也有的
16、认为应是下细上粗，反序的)；(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，其中常含有孔虫、放射虫和硅藻等海相动植物化石。陆相火山碎屑岩系 由于熔浆流出地表时易于氧化，因而常呈现红褐色黑色，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(l)岩相及厚度变化大；(2)含梨形、椭圆形、纺缠形、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
17、和页岩夹层，并常见植物化石和淡水动物化石(多为湖相)。二、火山碎屑岩的沉积方式二、火山碎屑岩的沉积方式降落型火山碎屑沉积水携型火山碎屑沉积重力流型火山碎屑沉积1.1.降落型火山碎屑沉积降落型火山碎屑沉积火山喷发物在大气中，经风力搬运沉积而形成。火山喷发物在大气中，经风力搬运沉积而形成。特点：特点：沿风向，粗沿风向，粗 细，分选好，水平层理细，分选好，水平层理风向、风速、喷射高风向、风速、喷射高度是控制散落形态的度是控制散落形态的重要因素。重要因素。2.2.水携型火山碎屑沉积水携型火山碎屑沉积 火山喷发形成物经过火山喷发形成物经过流水搬运流水搬运可沉积在海可沉积在海滩、浅海陆棚、深水盆地中，分布
18、也相当滩、浅海陆棚、深水盆地中，分布也相当广泛。广泛。特征：特征：具水流搬运沉积的特点，发育交错具水流搬运沉积的特点，发育交错层理等构造。层理等构造。3.重力流型火山碎屑沉积重力流型火山碎屑沉积 1 1）陆上火山碎屑流沉积（或称火山灰流）陆上火山碎屑流沉积（或称火山灰流）火山碎屑火山碎屑-气体混合物形成的高密度流在重力作用气体混合物形成的高密度流在重力作用下沿火山向下流动而形成。其搬运常为递变悬浮下沿火山向下流动而形成。其搬运常为递变悬浮搬运，是熔结火山碎屑岩类的主要形成方式。搬运，是熔结火山碎屑岩类的主要形成方式。特点：特点：熔结成岩熔结成岩柱状节理、火焰石柱状节理、火焰石粒序层理有，但不明
19、显粒序层理有，但不明显 2 2）水下火山碎屑流沉积）水下火山碎屑流沉积 火山碎屑物与水混合组成的高密度底流，火山碎屑物与水混合组成的高密度底流，沿火山向下流动形成。沿火山向下流动形成。特点排列叠瓦构造、及颗粒定向可见交错层理、波痕、浮石和火山渣气孔少具明显“杂基支撑”结构熔结性差分选性好志）重力分异作用形成粒序构造明显（主要标成层性较好第六节第六节 火山碎屑岩与油气火山碎屑岩与油气 世界部分国家火山岩油气藏特征简表国家层位油田数岩性孔隙度（%）渗透率10-3m2油藏面积Km2日本N5英安熔岩、流纹角砾岩、安山集块岩、流纹熔岩9-251-1502-28印尼E1安山岩、凝灰角砾岩6-10裂缝控制3
20、0古巴K3凝灰岩、火山角砾岩 0.25-0.4阿根廷T、K、E3安山岩、流纹岩、凝灰岩20 美国K、E5橄榄玄武岩、粗面岩、凝灰岩5-170.01-250.35-8前苏联K、E3流纹英安凝灰岩、安山岩、0.1-200.01-3 加纳Q1集块岩15-21 15国内部分火山岩油气藏基本特征简表盆地、坳陷地区、油气藏层位岩性孔隙度（%）渗透率10-3m2范围平均范围平均冀中曹家务E辉绿岩2.9-10.560.1-1.30.52济阳东营凹陷等13个凹陷EJ玄武岩、安山岩、辉绿岩、凝灰岩、细碧岩、煌斑岩0.03-213-320.01-2160.05-10辽河欧利坨子、热河台、大洼EJ角砾熔岩、凝灰熔岩、粗面岩、杏仁玄武岩1.3-28.95-220.02-360.1-10准噶尔 玄武岩、火山角砾岩、凝灰岩1.1-26.35-120.01-7020.6-20.3黄骅风化店E次火山岩、次黑云母安山岩2.2-15.4 0.01-250 二连阿北K安山岩12-23.4 1.2-62.2 大庆徐家围子J玄武岩、流纹岩 江苏闵桥E玄武岩2-24.1 1-164
