火山岩相构造学

火山岩相构造学

一、定义与分类

火山岩相是在一定的环境下火山活动产物特征的总称。“环境”一词在火山学中包含的内容更为广泛，复杂，它既有火山喷发环境，也有火山产物堆积的环境。首先是陆上与水下环境。其次是地表、近地表到地下一定深度的环境，再次是在火山或火山机构的特定位置，如近源的火口，火山颈和远源的环境。各种环境直接决定火山活动产物特征的差异。而火山岩相构造学总任务之一，就是从火山产物特征入手恢复它的喷发或堆积的环境。

通过岩相或相模式的研究可以正确判别火山喷发类型、火山构造、划分火山旋回和再造古火山活动史；在研究火山成因矿床时岩相的研究是必不可少的。

据中国东部中生代陆相火山岩地区工作的实践，提出以下相分类的基本方案。

(1)喷溢相effusion facies(EFF) 1

(2)降落(空落)相fall out (air fall)facies (FOF)

(3)火山碎屑流相Pyrodastic flow facies(PLF)

(4)溢流相Surge facies{地面涌流（干涌流）ground surges(GSF),基底涌流（湿涌流）base surges(BSF)}

(5)火山泥流相lahar facies (LHF)

(6)火山爆发崩塌相V olcanic explosion-collapse facies(VECF)

(7)侵出相extrusion facies(ETF)

(8)火口。火山颈相volcanic neck facies(VNF)

(9)次火山岩相subvolcanic rock(intrusion)facies(SIF)

(10)隐爆发角砾岩相subexplosive breccia facies (SBF)

(11)火山喷发沉积相eruption—sedimentary facies (ESF)

(一)、喷溢相

1、底面、分界面

在火山岩区野外地质调查中，为了建立地层层序，划分岩流单元、测

定厚度，确定产状，就必须鉴别熔岩层的界面及顶底面。

(1)熔岩层界面

下列一些标志可参考使用：

①熔岩表面浮岩壳首先冷却形成裂缝。熔融的岩浆自下而上涌出充填这种浮岩壳的裂缝。这时，第二次的熔岩盖于早期熔岩流凸凹不平的浮岩壳之上。

②熔岩表面的楔形裂隙为第二次熔岩所充填。

③第二次熔岩溢盖于第一次枕状构造熔岩的顶部，两者之间为枕状体所隔。

④第二次岩流底部有第一次岩流的角砾。

⑤第二次熔岩叠盖在第一次熔岩发育有裂隙的顶部带之上。

⑥第一次熔岩经过风化剥蚀，沟谷内有充填物，往往为碎屑物，呈倒贯沉积脉，第二次熔岩溢盖其上。

⑦第二次熔岩对第一次熔岩顶部的烘烤，使第一次熔岩出现退色带。

⑧两种熔岩层界面其上、下气孔带的差异，第二次熔岩底面具扁平气孔带，与第一次熔岩顶部的多气化带相邻接。

⑨两期熔岩之间断续出现凝灰岩夹层。

⑩两期熔岩的间隙时间较长者，也可以有土壤层相隔。

如熔岩成分或结构有明显不同时，这种直接的界面易于鉴别，它们可以呈现整合或喷发不整合关系。

(2)熔岩层顶面

下列一些现象指示熔岩顶面：玻璃质渣壳、集块岩壳；含同成分胶结的角砾熔岩；绳状，波状、旋涡状结构往往发育于顶部；多孔状、气孔小而密，充填物多；碎屑岩倒贯脉；红色氧化顶(对陆相而言)；楔型裂隙，凹坑；枕状体发育，面包形、饼形、球形的、枕状体的凸面指示岩层顶面。

(3)熔岩层的底面

下列一些特征可作为判别标志：含有下伏地层岩石的角砾；底面

往往受到下伏岩层原始地形的影响而起伏不平；管状、串珠状、扁平状气孔或气孔带发育；下部捕虏深成包体较多；底部流纹比较发育；枕状体的平面或凹面指示岩层底面；底部暗色矿物相对上部更富集；柱状节理比较规则。

2、喷溢相模式

熔岩流的内部，由于结晶冷却条件的差异，往往形成分带性，可区分为顶部(或上部带)、中间带和底部(或下部带)。

(1)酸性熔岩的内部分带

酸性熔岩从底部到上部一个完整的分带可包括：珍珠岩质碎屑熔岩带，即珍珠岩的碎屑被次生玻璃质熔岩胶结；珍珠岩带；珍珠岩(或黑曜岩)与霏细流纹岩组成条带，每个条带厚数毫米到数米；流纹岩带，往往为斑状流纹岩；珍珠岩与霏细岩组成的条带、珍珠岩带、顶部带为多孔玻璃质熔岩，甚至出现浮岩。

酸性岩流内部分带。各地区都有差异，但存在一般的规律(表11)。

在观察酸性熔岩层时，除注意表11所列六个方面之外，岩石颜色也应注意，酸性熔岩内部分带性与各种非金属矿产的分布、产出部位密切有关。

酸性岩流内部分带性是多样的，这主要取决于各种因素，诸如挥发分的饱和程度，熔岩冷凝和运移速度，浅岩浆房中液态不混熔，以及熔岩流的厚度。最明显的分带性出现在厚的熔岩流中。冷凝过程中挥发分聚集在岩流的顶部，易形成泡沫浮石状熔岩。当熔岩沿地表流动易成皱纹状流状体，而中部则有利于形成原生球粒的过渡现象。相反，在厚度不大的岩流中，流状体常发育于上部，而块状的玻璃变种(黑曜岩带)则常常发育在熔岩流的下部；中部发育结晶的球粒和微嵌晶生成物。由于熔岩与地表接触使之速冷，底部发育有玻璃质岩，而表层中，熔岩物质破裂和皱纹现象叠置共存。

古老的酸性熔岩流内部的分带性由于侵蚀及重结晶作用，而不易保存完整或显示不明显。因此，在研究酸性熔岩的内部分带性时，应注意脱玻与重结晶作用。

(2)基性、中性熔岩的分带性

基性熔岩的分带性，一般比较明显，其分带性具表12所列的特征。（二）火山碎屑流相

火山碎屑流是火山爆发产生的热、气体和碎屑组成的密度流(density current)。其堆积物为极其重要的一种爆发相，一直受到人们的重视。

“ignimbrite”的由来上面已讲述，是马歇尔(1935)提出的，国内文献译为“熔结凝岩”，将火山碎屑流与熔结凝灰岩视为同义词。这种译法与近代国外文献中所述的含义不相符合。如史帕克斯(1997)将ignimbrite定义为富含浮石的火山碎屑流堆积。包括了熔结的和未熔结的，费希尔认为这类岩石有许多类型的过渡，建议将ignimbrite一词用于由火山碎屑流侵位而成的堆积物。1985年赞希尔在南京讲学中提出。许多地质学家认为ignimbrite包括了熔结的与未熔结的，而且还不受“凝灰”这一粒度的限制。

熔结凝灰岩(welded tuff)应该是指ignimbrite的熔结部分。

火山灰流(ash flow)或火山灰流凝灰岩(ash flow tuff )指粒度一般在“凝灰级”范围的火山碎屑流。

火山碎屑流形成于不同的构造和火山部位，体积差别很大。火山碎屑流堆积物体积在0.001～1.0km3范围内，往往是典型的中心式火山喷发。较大规模的火山碎屑流体积为1—l00km3，形成较大型的层火山，象1883年爪哇岛克拉克托火山体积为100～1000km3的火山碎屑流是与大型的破火山口相伴生，像加利福尼亚纵谷、黄石(怀俄明州)破火山口，它们是由连续的巨大体积的喷发而成。有一种情况(科罗拉多州圣胡安山脉La Garita破火山口)，单一的火山碎屑流岩席超过3000km3。一般讲小到中等体积的火山碎屑流，其成分变化范围由流纹质到玄武质；而大体积的火山碎屑流通常为流纹质到英安质成分。

在对的地形关系方面，火山斜坡的上部，由于火山碎屑流迁移而仅仅保留于山谷的较低部位；在不平坦地区，小体积的火山碎屑流被限制在山沟内；火山碎屑流向外延展时，在火山斜坡之外，呈现如舌状的扇形。