沉积相-火山碎屑岩
《沉积岩与沉积相》第十章 火山碎屑岩
很差：近距离搬运或无搬运
集块结构
FN4,4577m,P1f1
火山角砾结构
中国石油大学(北凝京灰)结构
第十章 火山碎屑岩
问题一、火山碎屑岩有何特征？
1.成分
岩
石
学
2.结构
特
征
3.构造
4.颜色
中国石油大学(北京)
问题一、火山碎屑岩有何特征？
3. 构造
(第二节 火山碎屑岩的结构、构造特征及颜色)
一般 构造
3）玻屑（玻璃碎屑） Glass Shards
塑性玻屑（假流纹构造） 福建，永泰，下白垩统，石帽山组
半塑性玻屑（假流纹构造）
新疆油田，风南1，流纹质熔结火山角砾岩
中国石油大学(北京)
第十章 火山碎屑岩
问题一、火山碎屑岩有何特征？
1.成分
岩
石
学
2.结构
特
征
3.构造
4.颜色
中国石油大学(北京)
问题一、火山碎屑岩有何特征？
《沉积岩与沉积相》
第十章 火山碎屑岩
中国石油大学(北京)
沉积岩的分类
冯增昭，1982，1992
主要由母岩风化物质组成 的沉积岩
沉
积
岩
主要由火山碎屑物
质组成的沉积岩
碎屑岩 化学岩
砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩 碳酸盐岩 硫酸盐岩 卤化物岩 硅岩 其它化学岩
火山碎屑岩
主要由生物遗体 组成的沉积岩
中国石油大学(北京)
沙特阿拉伯，卡伊巴尔，大片的火山岩——壮观地貌
国际太空站宇航员摄于2008年3月31日
中国石油大学(北京)
火山活动有两种主要的方式
火山爆发：火山碎屑岩
熔浆溢流：熔岩
沉积岩的结构和构造
沉积岩的结构和构造碎屑岩是沉积岩中的一个重要类型，砾岩、砂岩、黏土岩都属于碎屑岩。
碎屑岩的结构与岩浆岩和变质岩有很大的不同，后者的矿物颗粒之间是连续接触的；而在碎屑岩中，颗粒之间以点接触，颗粒之间有孔隙，这些孔隙被胶结物或者细粒填隙物质充填。
因此，具有孔隙是碎屑岩重要的结构特征。
层积岩的不同结构碎屑岩的结构包括碎屑颗粒的结构、杂基或胶结物的结构以及碎屑和填隙物之间的关系等诸多特征。
碎屑颗粒的结构特征是指粒度、球度、形状、圆度和颗粒的表面特征。
粒度是指颗粒的大小，1-1000mm为砾级，0.1-1mm为砂级，0.01-0.1为粉砂级，< 0.01为黏土级；球度用于衡量一个颗粒近乎于球体的程度，等轴状矿物球度高，片状、柱状矿物球度低；形状用大家熟悉的圆球体、椭球体、扁球体和长扁球体来表示；圆度是指原始的碎屑棱角被磨圆的程度，用比较形象的棱角状、次棱角状、次圆状和圆状划分出四个级别；颗粒表面特征是看碎屑颗粒的表面的磨光程度如何以及是否有刻蚀的痕迹。
填隙物结构包括杂基和胶结物。
杂基是和粗大碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，属于机械沉积，杂基粒度一般< 0.03mm；而胶结物是化学成因的物质，一般含量小于50％，填隙在孔隙之间。
胶结物有非晶质和显晶质等结构类型。
碎屑和填隙物之间的关系，也称胶结类型。
主要有以下四种情况：基底胶结的填隙物为杂基且含量多，碎屑颗粒呈星点状分布；孔隙胶结则不然，胶结物含量少，只充填在碎屑之间的孔隙中；接触胶结和孔隙胶结类似，但胶结物含量更少，只分布在颗粒之间接触的地方；镶嵌结构的特点是颗粒之间呈凹凸线状接触，似乎没有胶结物。
层积岩的层理沉积岩最典型的构造特征是具有层理。
沿垂直方向观察这种层状构造可以发现，由于矿物成分、结构或颜色的不同而表现出成层性。
根据纹层排列的特点，层理可以继续细分。
比如纹层呈直线状相互平行，并且平行于层面，称为水平层理和平行层理；纹层呈对称或不对称的波状，总方向平行于层面，称为波状层理；纹层斜交层面，斜层系呈彼此重叠、交错、切割的组合方式，称为交错层理或斜层理等等。
沉积相的分类及详解
沉积相的分类及详解沉积相是地球表面上由沉积物形成的地质单位，在地质学中具有重要的研究价值。
根据沉积物的特征和形成环境的不同，沉积相可以分为多种类型。
本文将对沉积相的分类及其详解进行阐述。
一、根据沉积物的颗粒大小和颗粒组成，可以将沉积相分为以下几类：1.碎屑岩相：碎屑岩相主要由岩屑颗粒组成，岩屑颗粒的大小和组成决定了岩性。
碎屑岩相可以进一步分为砂岩相、砾岩相和泥岩相。
砂岩相主要由砾石、砂粒和粉砂粒组成，颗粒较粗，常见于河流、河口和河口三角洲等环境。
砾岩相主要由砾石和卵石组成，颗粒更大，常见于冲积扇和冲积台地等环境。
泥岩相主要由粉砂粒和粘土颗粒组成，颗粒较细，常见于湖泊和海洋等环境。
2.碳酸盐岩相：碳酸盐岩相主要由碳酸盐矿物组成，如石灰石、白云石等。
碳酸盐岩相常见于海洋和湖泊等浅水环境，是海洋生物的主要构造物。
碳酸盐岩相又可以分为浅海碳酸盐岩相和深海碳酸盐岩相。
浅海碳酸盐岩相主要由珊瑚、藻类和浅海生物的骨骼等构成，常见于热带和亚热带地区。
深海碳酸盐岩相主要由微生物的残骸和颗粒物质组成，常见于深海盆地和大陆边缘沉积区。
3.有机质岩相：有机质岩相主要由有机质组成，如煤和页岩等。
有机质岩相常见于湖泊和海洋等富含有机质的环境，是石油和天然气的主要来源。
有机质岩相可以进一步分为煤相和页岩相。
煤相主要由植物残体和腐殖质组成，常见于湖泊和沼泽等湿地环境。
页岩相主要由有机质和粉砂粒组成，颗粒较细，常见于海洋和湖泊等深水环境。
二、根据沉积物的形成环境和沉积过程的特点，可以将沉积相分为以下几类：1.河道相：河道相主要由河流运输的颗粒物质沉积形成，常见于河流底部和河口沉积区。
河道相的沉积物主要由砾石、砂粒和粉砂粒组成，颗粒较粗，呈现层理结构和交错纹理。
2.冲积扇相：冲积扇相是由冲积扇形成的沉积相，常见于山区和山前平原。
冲积扇相的沉积物主要由砾石和卵石组成，颗粒更大，呈现扇形堆积的特点。
3.三角洲相：三角洲相是由三角洲形成的沉积相，常见于河口沉积区。
《沉积岩石学》第十章 火山碎屑岩
• 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。
第十章 火山碎屑岩
第一节 第二节
第三节 第四节 第五节 第六节
火山碎屑岩的成分 火山碎屑岩的结构、构造特征 及颜色 火山碎屑岩的分类及命名 主要岩类及其特征 火山碎屑岩的成因类型及其标志 火山岩系与油气
火山的喷出物： 气态：主要为水蒸气，还有H2S、SO2、CO2等 液态：熔岩 固态：火山碎屑
• 火山碎屑岩：火山碎屑物质组成的岩石（火山碎 屑含量>5它为正常沉积 物质
岩石名称 成岩方式 碎屑粒度
熔浆粘结
主要粒级>100mm
集块熔岩
主要粒级100～2mm 角砾熔岩
主要粒级<2mm
凝灰熔岩
熔结和压结
压积
熔结集块岩 熔结角砾岩
集块岩 火山角砾岩
熔结凝灰岩
凝灰岩
压积和水化学物胶结
沉集块岩 沉火山角砾岩
沉凝灰岩
凝灰质砾岩
凝灰质砾岩
• ⒈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(也有的认为应是下细上粗，反序 的)；
《沉积岩石学》第五章 火山碎屑岩
长江大学地球科学学院
School of Geoscience, Yangtze University
1. 沉积火山碎屑岩亚类
结构：火山碎屑体积分数为50～90％，常 见磨圆的砾、砂、粘土等，可见生物化石 和生物碎屑。
命名：复合命名
分布：熔结集块岩和熔结角砾岩主要分布于火山 口附近，而熔结凝灰岩则广泛分布。
3. 层状火山碎屑岩亚类
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定义：具明显韵律层理和成层构造的火山碎屑 岩，层状凝灰岩较常见。 成因：层状凝灰岩一般是火山灰在水盆中堆积形 成的。 结构：正常沉积物体积分数<10％，火山碎屑主 要为玻屑、刚性—半塑性岩屑和火山尘。
长江大学地球科学学院
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1. 结构
目前通用的粒级划分为：集块（＞ 100mm）、火山角砾（100～2mm）、火山灰 （2～0.01mm）、火山尘（＜0.01mm）。
问题：碎屑岩粒度是怎样分类的？ 与火山碎屑岩粒度的对比
火山碎屑岩的结构类型
构造：层理、韵律
分类：沉集块岩、沉角砾岩和沉凝灰岩
2. 火山碎屑沉积岩亚类
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结构：火山碎屑体积分数为10～50％，砾、 砂、粘土等正常沉积物更多，更接近正常沉 积岩。
沉积岩石学——火山碎屑岩
第五章火山碎屑岩学时：2学时（其中理论教学1学时、实验1学时）基本内容：①火山碎屑岩的概念：岩屑、晶屑、玻屑、集块结构、火山角砾结构、凝灰结构、假流纹构造、集块岩、火山角砾岩、凝灰岩②火山碎屑岩的一般特征，火山碎屑岩的分类及各主要岩石类型的特征，火山碎屑岩的成因类型及其识别标志，火山岩系与油气。
重点：火山碎屑岩的概念、成分、结构、构造及分类。
难点：火山碎屑岩的分类。
教学思路：首先简要复习一下地球科学概论中学过的火山地质作用，然后介绍火山碎屑岩的概念及其基本特征，重点讲解其分类及一些主要类型的特征，较详细地介绍火山碎屑岩的成因类型及其识别标志，最后介绍火岩碎屑岩的研究方法、火山岩系与油气。
主要参考书:①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第十章，石油工业出版社，1993.②曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第八章，地质出版社，1986.③Lajoie j, 1980，沉积相模式（十三），火山碎屑岩，国外地质科技，第五期。
原载Geosciences Canada, 1979, 6（3）.复习思考题：①论述火山碎屑岩的定义及其研究范围。
②列表说明火山碎屑岩的分类和命名原则。
③试述陆相和海相火山碎屑岩系的区分标志。
④试述火山碎屑岩的地质意义及其与油气的关系。
教学内容提要：第一节一般特征及分类一、火山碎屑岩的概念（重点）火山碎屑岩是主要由火山碎屑物质组成的岩石。
二、物质成分（重点）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。
2. 晶屑晶屑多为早期析出的斑晶熔浆炸碎而成，大小一般不超过2~3mm，常呈棱角状，有时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。
3. 玻屑玻屑通常大小在0.1~0.01mm之间，很少超过2mm，2~0.01mm者称火山灰，小于0.01mm称火山尘。
沉积岩石学@9火山碎屑岩
它不是流纹构造，它不是熔浆流动而形成的 层理，而是塑性火山碎屑平行排列的一种定 向构造。
成分: 多为石英、透长石和酸性斜长石，其次 为黑云母、角闪石，辉石和橄榄石极少见。
暗化边
晶屑多为早期析出的斑晶随熔浆炸碎而成。大小一般不超 过2~3mm，常呈棱角状，有时也保持原来的部分晶形。
石英晶屑：石英晶形、裂纹、虫蚀孔状、港湾状
透长石晶屑：卡斯巴双晶、 解理（放大）、 板状晶形
岩屑(detritus)
按大小分为: 火山灰、火山砾、火山弹(表 8-1) 按物态分为: 刚性、半塑性和塑性(表8-2)
火山碎屑岩的结构与构造
结构与构造要为命名分类提供依据，还要反 映火山碎屑岩堆积的环境(陆上或水下)及其 固结方式。
火山碎屑物含量大于90%的正常火山碎屑岩 按堆积环境和固结方式划分其结构与构造。 如下表8-3
火山碎屑岩与油气(p. 143)
作业
1. 何谓火山碎屑岩？其形成机理为何具有双 重性？
2. 名词解释: 火山泥球构造、假流纹构造、 松散层构造、凝灰岩、凝灰结构。
3. 名词解释: 火山碎屑熔岩、熔结火山碎屑 岩、沉火山碎屑岩。
4. 火山碎屑岩按降落方式及搬运介质性质可 分为哪四种成因类型(解释每种定义即可)？
1. 熔结火山碎屑岩亚类
成因：火山碎屑物堆积后，温度高，塑性，在 上覆物质的负荷压力下变形熔结。
结构：熔结结构 构造：塑变碎屑因拉长定向而具有假流纹构造。 组成：火山碎屑含量达90%以上，以塑变岩屑
沉积岩-火山碎屑岩
第十章 火山碎屑岩
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 火山碎屑岩的成分 火山碎屑岩的结构、构造特征及颜色 火山碎屑岩的结构、 火山碎屑岩的分类及命名 主要岩类及其特征 火山碎屑岩的成因类型及其标志 火山岩系与油气
第一节 火山碎屑岩的成分
火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑（ 火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑 （ 岩石碎 晶屑（晶体碎屑）和玻屑（玻璃碎屑）三种。 屑）、晶屑（晶体碎屑）和玻屑（玻璃碎屑）三种。此外还 有一些其他的物质成分，如正常沉积物、熔岩物质等。 有一些其他的物质成分，如正常沉积物、熔岩物质等。
二、构造
在火山碎屑岩中，常见的构造如下所述。 在火山碎屑岩中，常见的构造如下所述。 1）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 ） 层理构造：火山碎屑岩通常不显层理， 积中，也可出现小型和大型交错层理及平行层理。 积中，也可出现小型和大型交错层理及平行层理。 2）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 ） 递变层理：主要出现在沉积物重力流火山碎屑岩类中， 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、 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，是反映重力流水道微环境。 以及叠覆递变层理，是反映重力流水道微环境。 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 ） 斑杂构造：是火山碎屑物在颜色、粒度、成分上分布不均， 而表现出来的一种杂乱构造。 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 ） 平行构造：泛指由伸长形的火山碎屑物，如透镜体、饼状体、 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。 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 ， 塑性玻屑可见燕尾状 ） 假流纹构造：主要出现在流纹质熔结凝灰岩中， 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， 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。 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， 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。 在某些火山细屑岩中还见有生物搅动构造及实体化石。
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专属火山碎屑岩的结构：
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＋火山尘 >75%）
按粒度划分： 集块岩：火山集块>50％ 火山角砾岩: 火山角砾>75％ 凝灰岩：火山灰＋火山尘 >75％
三、构造
与岩浆作用有关： 假流纹构造——熔结凝灰岩中 与沉积作用有关： 层理构造——通常不显，水、风携沉积可有层理。 递变层理——火山碎屑重力流。
（2）塑性岩屑
熔浆在喷出后经塑变、冷凝 而成。 玻璃质结构 火焰状、撕裂状、纺锤状等。
塑性岩屑 / 塑性玻璃岩屑 / 浆屑 / 火焰石
2.晶屑
早期析出的晶体随熔浆炸碎而成。 大小≤2～3mm，常呈棱角状 常见晶屑: 石英 长石（钾长石、斜长石） 黑云母和角闪石
长石（钾长石、斜长石）： 沿解理破裂及裂纹
二、熔结火山碎屑岩（集块岩、角砾岩、凝灰岩）
火山碎屑物质可达 90％以上，主要是塑性玻屑和岩屑， 少量晶屑 成因： 火山碎屑就近堆积，自熔结，或加少量熔浆熔结。
流纹质熔结凝灰岩
三、火山碎屑岩（集块岩、角砾岩、凝灰岩）
火山碎屑物大于90%，经压积或压实作用成岩。 ——狭义的火山碎屑岩。
1、集块岩
弧面棱角状玻屑
浮石状玻屑
（2）塑性玻屑
尚未固结的炽热玻屑被压扁、拉长而定向，相互粘连熔结。
形成流纹状——假流纹构造
塑性玻屑（假流纹构造）
二、结构：
火山集块： > 100mm 火山角砾：100～2mm 火 山 灰：2～0.01mm 火 山 尘： < 0.01mm
火山碎屑物的分选和圆度都很差
石英：不规则裂纹、港湾状熔蚀
长石晶屑
黑云母和角闪石， 常弯曲、断裂、暗化
3.玻屑
火山玻璃的碎屑。 一般0.1～0.01mm之间（> 2mm者可称为岩屑） 2～0.01mm——火山灰（更多为粒级划分） <0.01mm——火山尘
（1）刚性玻屑
弧面棱角状、鸡骨形、弧形等—— 常见中酸性火山碎屑岩中 浮石状—— 常见中基性火山碎屑岩中
3.凝灰岩
颜色：多鲜艳
成分：火山灰 结构：凝灰结构 构造：可发育层理。 根据碎屑种类：玻屑、晶屑、岩屑 及其相对含量：单屑、双屑、多屑 可更具体命名凝灰岩
凝灰岩
多屑凝灰岩
四、沉火山碎屑岩：
火山碎屑物质90～50%，其它为正常沉积物。
五、火山碎屑沉积岩：
以正常的沉积物为主，火山碎屑物占10～50%，岩 性特征基本与正常沉积岩相同。
特殊构造：
斑杂构造—— 火山碎屑物质在颜色、粒度、成分等方面分布不均， 且无规则排列性
平行构造—— 长形颗粒定向，连续性、平行性不如假流纹构造。
气孔、杏仁构造等
四、颜色 多种多样 首先取决于物质成分 中基性——颜色深：暗紫红、墨绿色等 中酸性——颜色浅：粉红色、浅黄等色 另外取决于次生变化 绿泥石化——绿色 蒙脱石化——灰白或浅红色
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：不太明显。可发育大型层理。 其它：主要分布于火山口附近构成火山锥，或充填火山通道中
2.火山角砾岩——较常见
结构——火山角砾结构，分选差
构造——层理不明显 分布 多分布在火山口附近集块岩外侧、外围，可与凝灰岩过渡。
英安质火山角砾岩
（三）水携型火山碎屑沉积
火山碎屑物质经流水搬运后发生沉积而形成。
特点 具有水下沉积的特征 碎屑成熟度很低， 玻屑、暗化黑云母、角闪石，具环边新鲜长石 分选、磨圆很差
第四节 火山岩、火山碎屑岩岩相
一、爆发相 火山通道亚相、火山斜坡亚相、远火山口亚相、 火山沉积亚相
二、溢流相 熔岩为主
第八章 火山碎屑岩
1、什么是火山碎屑岩 主要由火山碎屑物质（>50%）组成
2、特殊性——火山岩与沉积岩之间的过渡类型
第一节
一、物质成分
1、火山碎屑：
一般特征及分类
岩屑（岩石碎屑） 晶屑（晶体碎屑） 玻屑（玻璃碎屑） 2、 正常沉积物 3、熔岩物质等
（一）火山碎屑物质 1.岩屑 (1)刚性岩屑
火山爆发时，已固结的熔岩或围岩被炸成的碎屑。
常见凝灰质……..
第三节 火山碎屑岩的成因类型
一、陆相与海相火山碎屑岩系的区别标志 略
二、不同成因的火山碎屑岩系及其特点 （一）重力型火山碎屑沉积 1.陆上的火山碎屑流沉积 厚度大，熔结性明显，粒序层理不明显，柱状节理 2.水下火山碎屑流沉积 成层性较好，粒序层理，分选性较好，“基质”支 撑
ห้องสมุดไป่ตู้
（二）降落型火山碎屑沉积 火山物质顺风搬运，颗粒依降落速度不同而分离。 可降落到陆上，或海中
3. 火山碎屑岩的分类
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
其中，狭义的火山碎屑岩按粒级可再分为： 集块岩、火山角砾岩、火山凝灰岩
两个主要界线：10% 、90%
第二节
一、火山碎屑熔岩类
主要类型及其特征
火山碎屑物质占90～10％,其余为岩浆 。 碎屑成分： 晶屑、岩屑为主，玻屑少见 基质——火山玻璃或火山岩 碎屑熔岩结构，块状构造