1、第十二章第十二章 火山碎屑岩类火山碎屑岩类 第一节第一节 概述概述 火山碎屑岩：火山碎屑岩：指由火山爆发作用形成指由火山爆发作用形成的各种火山碎屑物质堆积后经多种成岩方式的各种火山碎屑物质堆积后经多种成岩方式固结而形成的岩石。固结而形成的岩石。是一种介于熔岩和正常沉积岩之间的过是一种介于熔岩和正常沉积岩之间的过渡岩石类型。渡岩石类型。第二节第二节 火山碎屑物特征火山碎屑物特征 火山碎屑物指的是由火山爆发所产生的各种碎屑物质，火山碎屑物指的是由火山爆发所产生的各种碎屑物质，按内部组分物态特征可分为按内部组分物态特征可分为岩屑、晶屑与玻屑岩屑、晶屑与玻屑三种类型。三种类型。一、岩屑一、岩屑 由熔岩
2、碎屑或围岩碎屑组成，常具棱角状外形，成分多由熔岩碎屑或围岩碎屑组成，常具棱角状外形，成分多种多样，为带棱角的岩石碎块。种多样，为带棱角的岩石碎块。据物性，可进一步分为据物性，可进一步分为刚性、半塑性和塑性刚性、半塑性和塑性岩屑三种。岩屑三种。刚性岩屑，简称岩屑：刚性岩屑，简称岩屑：火山基底的岩石和火山通道火山基底的岩石和火山通道周围的岩石以及先凝结成的熔岩和火山碎屑岩在火山喷发周围的岩石以及先凝结成的熔岩和火山碎屑岩在火山喷发爆炸时崩碎形成的各种岩石碎块。这些岩屑大小不一，有爆炸时崩碎形成的各种岩石碎块。这些岩屑大小不一，有明显的棱角，外形多不规则。明显的棱角，外形多不规则。半塑性岩屑（岩浆喷
3、发物）：半塑性岩屑（岩浆喷发物）：是一种尚未完全凝是一种尚未完全凝固的基性中性熔浆团快，喷出至空中时经旋转冷凝而形固的基性中性熔浆团快，喷出至空中时经旋转冷凝而形成的，其形状有纺锤形、梨形、麻花形，常见的有火山弹、成的，其形状有纺锤形、梨形、麻花形，常见的有火山弹、火山砾。火山砾。二、晶屑二、晶屑 是火山爆发时崩碎的矿物晶体碎片，晶屑外形不规则，是火山爆发时崩碎的矿物晶体碎片，晶屑外形不规则，裂纹发育，多棱角状，部分有熔蚀和淬火裂纹。晶屑大多裂纹发育，多棱角状，部分有熔蚀和淬火裂纹。晶屑大多来源于岩桨中较早结晶出的斑晶，部分来源于周围的岩石。来源于岩桨中较早结晶出的斑晶，部分来源于周围的岩石。
4、塑性岩屑（塑变岩屑）：塑性岩屑（塑变岩屑）：特殊成因的岩屑，粘度较特殊成因的岩屑，粘度较大的熔浆，在气体作用下喷出，喷发高度不大，有的可在近大的熔浆，在气体作用下喷出，喷发高度不大，有的可在近地表条件下形成。这种经撕裂、溅落呈炽热的塑性熔浆团块地表条件下形成。这种经撕裂、溅落呈炽热的塑性熔浆团块经压扁、拉长呈各种形态，有透镜状、焰舌状、枝叉状，常经压扁、拉长呈各种形态，有透镜状、焰舌状、枝叉状，常见为火焰石，又称浆屑。见为火焰石，又称浆屑。常见的晶屑有石英、钾长石、斜长石，其次有黑云母、常见的晶屑有石英、钾长石、斜长石，其次有黑云母、角闪石、辉石等。石英具有不规则裂开。长石沿解理常具阶角闪石、
5、辉石等。石英具有不规则裂开。长石沿解理常具阶梯状裂开，有的受熔浆熔蚀而出现港湾状，角闪石和黑云母梯状裂开，有的受熔浆熔蚀而出现港湾状，角闪石和黑云母晶屑常有暗化边，黑云母柔性大，常发生扭折、弯曲现象。晶屑常有暗化边，黑云母柔性大，常发生扭折、弯曲现象。晶屑成分与相当熔岩的斑晶相同。晶屑成分与相当熔岩的斑晶相同。三、玻屑三、玻屑 据其变形状态，可分为半塑性和塑性两种，前者称为据其变形状态，可分为半塑性和塑性两种，前者称为玻屑，后者称为塑变玻屑。玻屑，后者称为塑变玻屑。玻屑：玻屑：多形成于中酸性岩浆喷发作用。是火山爆发时形多形成于中酸性岩浆喷发作用。是火山爆发时形成的玻璃质碎片，其形态多样，断面多
6、成弧面棱角状，如鸡骨成的玻璃质碎片，其形态多样，断面多成弧面棱角状，如鸡骨状、状、Y字形、镰刀形、撕裂状，粒度较小，多数小于字形、镰刀形、撕裂状，粒度较小，多数小于2毫米。毫米。流纹质玻屑和橙玄玻屑的形态流纹质玻屑和橙玄玻屑的形态 塑变玻屑：塑变玻屑：见于火山爆发形成炽热的火山灰流中，见于火山爆发形成炽热的火山灰流中，这种玻屑在过热状态下，堆积时仍可塑性变形，棱角常熔蚀这种玻屑在过热状态下，堆积时仍可塑性变形，棱角常熔蚀变圆，压扁拉长变形，常具平行排列，绕过刚性晶屑和岩屑变圆，压扁拉长变形，常具平行排列，绕过刚性晶屑和岩屑呈假流纹构造。呈假流纹构造。塑变玻屑塑变玻屑第三节第三节 火山碎屑岩的结
7、构构造火山碎屑岩的结构构造 一、结构一、结构 根据火山碎屑物质的粒度及其含量的多少，可划分为：根据火山碎屑物质的粒度及其含量的多少，可划分为：集块结构集块结构火山角砾结构火山角砾结构凝灰结构凝灰结构熔结凝灰结构熔结凝灰结构由含量大于由含量大于5050的粒径大于的粒径大于64mm64mm的火山碎屑物所组成。的火山碎屑物所组成。由含量大于由含量大于5050的粒径的粒径2-64mm2-64mm的火山碎屑物所组成。的火山碎屑物所组成。由含量大于由含量大于5050的粒径小于的粒径小于2mm2mm的火山碎屑物所组成。的火山碎屑物所组成。是凝灰结构的一种特殊形式，其特点是含有较多是凝灰结构的一种特殊形式，其
8、特点是含有较多的塑性、半塑性的岩屑、玻屑。它们在岩石中呈的塑性、半塑性的岩屑、玻屑。它们在岩石中呈定向排列，并被压扁拉长呈似流动构造，有时有定向排列，并被压扁拉长呈似流动构造，有时有绕过某些刚性碎屑流动的现象。它是由含大量气绕过某些刚性碎屑流动的现象。它是由含大量气体的炽热的火山灰熔结而成。体的炽热的火山灰熔结而成。二、构造二、构造 火山碎屑岩的构造，一般为块状构造，也见假流纹火山碎屑岩的构造，一般为块状构造，也见假流纹构造、层理构造。构造、层理构造。假流纹构造：假流纹构造：由压扁拉长的塑变玻屑和塑变岩屑由压扁拉长的塑变玻屑和塑变岩屑呈定向排列所形成的一种构造。呈定向排列所形成的一种构造。层理
9、构造：层理构造：是由粗细不等或成分不同的火山碎屑是由粗细不等或成分不同的火山碎屑物质形成韵律性的层状规律地交替出现的现象。物质形成韵律性的层状规律地交替出现的现象。第四节第四节 分类和种属描述分类和种属描述一、分类命名一、分类命名 按照火山碎屑岩的形成条件、碎屑物质成分的含量、按照火山碎屑岩的形成条件、碎屑物质成分的含量、成岩方式及主要碎屑物质的粒级可将其分为三大类五个亚类，成岩方式及主要碎屑物质的粒级可将其分为三大类五个亚类，再包括若干岩石类型。再包括若干岩石类型。火山碎屑岩火山碎屑岩向熔岩过渡的火山碎屑熔岩类向熔岩过渡的火山碎屑熔岩类向沉积岩过渡的火山碎屑岩向沉积岩过渡的火山碎屑岩正常火山
10、碎屑岩正常火山碎屑岩熔结火山碎屑岩熔结火山碎屑岩沉积火山碎屑岩沉积火山碎屑岩火山碎屑沉积岩火山碎屑沉积岩二、主要的岩石类型及其特征二、主要的岩石类型及其特征1、集块岩、集块岩 由含量大于由含量大于5050的粒径大于的粒径大于64mm64mm的在火山爆发时被崩的在火山爆发时被崩碎的碎屑物经压紧胶结而形成的岩石。这些岩块大小不一，碎的碎屑物经压紧胶结而形成的岩石。这些岩块大小不一，分选很差，棱角明显。杂乱地堆积在火山口附近被压紧胶分选很差，棱角明显。杂乱地堆积在火山口附近被压紧胶结成岩。颜色多样，成分较复杂，不具层理，常构成火山结成岩。颜色多样，成分较复杂，不具层理，常构成火山锥的一部分。集块岩可
11、根据岩块成分进一步划分为不同的锥的一部分。集块岩可根据岩块成分进一步划分为不同的集块岩：如玄武质集块岩、安山质集块岩、流纹质集块岩集块岩：如玄武质集块岩、安山质集块岩、流纹质集块岩等。等。2、火山角砾岩、火山角砾岩 由火山作用形成的较细被压紧胶结而形成的一种岩石。由火山作用形成的较细被压紧胶结而形成的一种岩石。角砾粒径为角砾粒径为264mm，含量大于，含量大于50，其成分也较复杂，其成分也较复杂，分选也差，棱角明显，与集块岩类似，不同之处是其碎屑分选也差，棱角明显，与集块岩类似，不同之处是其碎屑粒径较小，成分中除了岩块外，可混入一部分晶屑和玻屑。粒径较小，成分中除了岩块外，可混入一部分晶屑和玻
12、屑。没有层理或具不明显的层理，往往和集块岩共生，也分布没有层理或具不明显的层理，往往和集块岩共生，也分布在火山口附近。火山角砾岩同样可根据角砾的成分，进一在火山口附近。火山角砾岩同样可根据角砾的成分，进一步划分为不同的类型，如玄武质火山角砾岩、安山质火山步划分为不同的类型，如玄武质火山角砾岩、安山质火山角砾岩、流纹质火山角砾岩等，如果角砾成分不止一种，角砾岩、流纹质火山角砾岩等，如果角砾成分不止一种，这时可命名为复成分火山角砾岩。这时可命名为复成分火山角砾岩。3、凝灰岩、凝灰岩 火山碎屑岩中分布最广的一种岩石，具有典型的凝灰火山碎屑岩中分布最广的一种岩石，具有典型的凝灰结构，火山物质占结构，火
13、山物质占9090以上，碎屑粒径小于以上，碎屑粒径小于2mm2mm。火山碎屑。火山碎屑物包括岩屑、晶屑，玻屑，一般晶屑含量较少，玻屑较多，物包括岩屑、晶屑，玻屑，一般晶屑含量较少，玻屑较多，它们可单独存在，也可混合出现。岩石颜色多样，常有黄它们可单独存在，也可混合出现。岩石颜色多样，常有黄白、灰白、紫红、灰紫、灰绿、灰黑等色，凝灰岩可具不白、灰白、紫红、灰紫、灰绿、灰黑等色，凝灰岩可具不清楚或清楚的层理，堆积在离火山口较远的地方，有些细清楚或清楚的层理，堆积在离火山口较远的地方，有些细小的火山灰，可以随风漂浮到几百公里以至上千公里以外。小的火山灰，可以随风漂浮到几百公里以至上千公里以外。凝灰岩根
14、据碎屑物质成分，可进一步分为以下几种类型：凝灰岩根据碎屑物质成分，可进一步分为以下几种类型：岩屑疑灰岩岩屑疑灰岩晶屑凝灰岩晶屑凝灰岩玻屑凝灰岩玻屑凝灰岩复成分凝灰岩复成分凝灰岩熔结凝灰岩熔结凝灰岩凝灰岩中火山碎屑物主要由岩屑组成，凝灰岩中火山碎屑物主要由岩屑组成，岩屑含量大于岩屑含量大于50%50%。凝灰岩中含有较多的晶屑，晶屑含量凝灰岩中含有较多的晶屑，晶屑含量多多30%30%左右。左右。以玻屑为主组成的一种凝灰岩。以玻屑为主组成的一种凝灰岩。所含岩屑、晶屑、玻屑的量大致相等所含岩屑、晶屑、玻屑的量大致相等的一种凝灰岩的一种凝灰岩是由一种炽热的火山灰流和浆屑经熔是由一种炽热的火山灰流和浆屑经
15、熔结作用而成的岩石。其特点为火山碎结作用而成的岩石。其特点为火山碎屑物具有塑变和半塑变的形态，呈定屑物具有塑变和半塑变的形态，呈定向排列，形成假流纹构造及熔结结构向排列，形成假流纹构造及熔结结构特征。特征。晶晶 屑屑 凝凝 灰灰 岩岩安徽当涂大山安徽当涂大山 单偏光单偏光 d=0.6mm由大小不等的碱性长石和斜长石碱性组成（以前者为主），镶嵌其间由大小不等的碱性长石和斜长石碱性组成（以前者为主），镶嵌其间的是更细小的同成分的长石碎屑及其粉末和一些火山尘的是更细小的同成分的长石碎屑及其粉末和一些火山尘 流纹质玻屑凝灰岩流纹质玻屑凝灰岩河北宣化河北宣化 单偏光单偏光 d=2.2mm白色鸡骨状、浮岩
16、状和撕裂状玻屑，细点为火山尘。白色鸡骨状、浮岩状和撕裂状玻屑，细点为火山尘。（据孙善平，王小明，（据孙善平，王小明，1964）英安质玻屑凝灰岩英安质玻屑凝灰岩河北滦平河北滦平 单偏光单偏光 d=2.2mm具白色斜长石斑晶为安山岩屑，此外还有白色斜长石的具白色斜长石斑晶为安山岩屑，此外还有白色斜长石的晶屑，白色鸡骨状玻屑，细点为火山尘。晶屑，白色鸡骨状玻屑，细点为火山尘。（据孙善平，王小明，（据孙善平，王小明，1964）层状玻屑凝灰岩层状玻屑凝灰岩河北滦平岔道口河北滦平岔道口 单偏光单偏光 d=2.2mm白色玻屑，呈明显定向排列，平行纤维状的为绿泥石白色玻屑，呈明显定向排列，平行纤维状的为绿泥石
17、（据孙善平，王小明，（据孙善平，王小明，1964）流纹质熔结凝灰岩流纹质熔结凝灰岩（A）流纹质熔结凝灰岩）流纹质熔结凝灰岩 浙江杭州浙江杭州 d=2mm 单偏光单偏光 熔结强。玻屑强烈偏平熔结强。玻屑强烈偏平化，其中许多呈细脉状，表现出良好的假流纹构造。但在似流动方向的晶屑的化，其中许多呈细脉状，表现出良好的假流纹构造。但在似流动方向的晶屑的两侧，因所受挤压力小，保存了少数弧面多角形的玻屑。两侧，因所受挤压力小，保存了少数弧面多角形的玻屑。（B）流纹质熔结凝灰岩）流纹质熔结凝灰岩 江西抚州猪母山江西抚州猪母山 d=2mm 单偏光单偏光 熔结弱，多数玻屑熔结弱，多数玻屑保持或基本保持弧面多角形，
18、但在石英、碱性长石和黑云母晶屑之间，特别在保持或基本保持弧面多角形，但在石英、碱性长石和黑云母晶屑之间，特别在其堆积压紧方向（从图面看近于左右挤压），玻屑受压扁和变形，使弧面变平，其堆积压紧方向（从图面看近于左右挤压），玻屑受压扁和变形，使弧面变平，棱角变圆。棱角变圆。流纹质凝灰熔岩和流纹质碎斑熔岩流纹质凝灰熔岩和流纹质碎斑熔岩（A）流纹质凝灰熔岩）流纹质凝灰熔岩 福建闽清福建闽清 d=2.2mm 单偏光单偏光 显微斑状结构。斑晶成分主要显微斑状结构。斑晶成分主要是石英和斜长石，其中有些已破碎成为晶屑。但因成分与斑晶相同，故是斑晶的碎是石英和斜长石，其中有些已破碎成为晶屑。但因成分与斑晶相同，
19、故是斑晶的碎裂物，而非外原碎屑。基质呈霏细结构，由细粒石英和碱性长石镶嵌而成。裂物，而非外原碎屑。基质呈霏细结构，由细粒石英和碱性长石镶嵌而成。（B）流纹质碎斑熔岩）流纹质碎斑熔岩 福建南平福建南平 d=2.1mm 单偏光单偏光 石英斑晶已显著破裂，碱性长石英斑晶已显著破裂，碱性长石次之，斜长石斑晶未破碎。斑晶裂缝中贯入基质的长英物质，它们与基质中的长石次之，斜长石斑晶未破碎。斑晶裂缝中贯入基质的长英物质，它们与基质中的长英物质一样，呈现霏细结构。英物质一样，呈现霏细结构。（A）（B）沉凝灰岩沉凝灰岩浙江杭州浙江杭州 d=2mm 单偏光单偏光 由火山碎屑、沉积碎屑和硅铁胶结物三部分组成。火山碎屑主要是玻由火山碎屑、沉积碎屑和硅铁胶结物三部分组成。火山碎屑主要是玻屑，尚有少量黑云母、长石碎屑。其中玻屑呈圆滑的弧面多角形和碎片状。屑，尚有少量黑云母、长石碎屑。其中玻屑呈圆滑的弧面多角形和碎片状。沉积碎屑主要是石英，其中有的具次生加大边。胶结物数量较多，为火山沉积碎屑主要是石英，其中有的具次生加大边。胶结物数量较多，为火山尘和化学沉积的氧化铁混合形式的硅铁物质。尘和化学沉积的氧化铁混合形式的硅铁物质。
