火山岩区填图的调查内容及工作方法

火山岩填图的野外 调查内容与要求
• 岩浆岩据其形成的环境，可分为侵 入岩和火山岩，不同岩类具有不同 的填图方法体系 侵入岩与火山岩相互关系 岩浆岩——火成岩地质学
火山作用与侵入作用相比较，有其特殊 性，具体表现为：
(1). 形成的环境不同，这决定了它们具有 不同的结构、构造及矿物组成； (2). 火山作用的方式复杂，岩浆的成分和 气体过饱和程度，决定了喷发形式的 多样性； (3). 火山物质的喷出、堆积和破坏的速度 快，几万年内可形成高大的层火山， 几年内可形成复杂的岩穹，几个小时 或几天内可堆积相当厚的火山灰层；
(4). 火山物质搬运条件具有特殊性和复杂性 受到火山喷发方式、喷发能量、喷发物性质、 大气和水的影响； (5). 有外来物质的加入，包括陆源物质和深源 物质、化学物质、有机物质； (6). 冷却和固结的速度快，而且水热蚀变 广泛，例如在喷气活动区的岩钟附近，凝 灰岩可全部形成膨润土。 这些差异决定了火山岩填图的特殊性 • 火山岩填图的野外调查内容与要求
Effusive:熔岩 lava (aa 、pahoehoe、blocklava 、pillow basalt、pumice) 火山碎屑物 pyroclastic material,rocks 火山弹 volcanic bomb；火山岩块 blocks ； 岩浆碎屑magma 火山渣 scoria (scoriae), cinder 火山砾 lapilli (2-64mm) 火山角砾volcanic breccia, debris, conglomerate 火山玻璃 volcanic glass（ lava and Pyroclastic） 火山灰 volcanic ash, dust, tephra 火山泥流 lahar 火山云 volcanic clound 火山气体 volcanic gases Rock Types andesite basalt dacite rhyolite
• 特征岩石：高钾火山岩（H-CA到 SHOSHONITE 系列）；大面积浮岩流堆积 （熔结凝灰岩）；碰撞后（滞后型）弧 火山岩等。 • 同位素、微量元素地球化学显示出陆壳 组分对岩浆的明显贡献。 • 区域地质的综合分析表明为碰撞后陆内 环境(构造变形的磨拉石建造)。
大陆裂谷岩浆岩组合
大陆裂谷岩浆岩组合的主要特征
• 火山机构多维框架及高分辨率时 间记录 • 火山岩浆的物质组成和形成演化 的深部过程研究（反演源区组成、 部分熔融、混合作用、高位岩浆 房的滞留和分异）
2、火山资源、环境与灾害研究
• 近年来资源、环境、灾害与可持续发展问题 引起了社会的广泛重视，火山作用与资源、 环境及灾害的关系是其中的重要方面，是火 山地质学研究的一个热点，许多学者从宏观 上研究了火山、岩浆作用与资源环境的关系， 火山活动与天文周期的关系。注意到了火山 活动的短期降温效应，同时也探讨了长周期 火山活动与温暖期相对应的情况。这不仅是 因为温暖期的诸多因素是火山活动增强的原 因，而且火山活动本身对全球增温也有重大 贡献。
俯冲带岩浆岩组合 岛弧岩浆岩组合
大陆边缘岩浆弧
俯冲带岩浆岩组合的主要特征
• 岩石类型为钙碱性系列及岛弧拉斑系列火山 岩组合（B-BA-A-D-R）及钙碱性系列花岗岩 类岩石组合。岩浆混合作用发育。 • 岩石中较高Al2O3, 低TiO2（在玄武岩中1%左 右），亏损高场强元素（Nb,Ta,Zr,Hf)。 • 横跨岩浆弧方向显示成分极性。 • 岩浆弧类型的多样性：岛弧-陆缘弧；大洋岛 弧-大陆岛弧；成熟岛弧-不成熟岛弧；压型 岛弧-张性岛弧；滞后弧岩浆岩。
•
（2）.岩浆岩研究与油、气资源的关系
• 岩浆岩的研究有助于阐明油气盆地的地 球动力学背景，估算盆地的拉张系数。 • 岩浆活动对油气田成熟度有重要影响。 • 岩浆岩、尤其火山岩，本身也是一种重 要的储层类型。 • 白垩纪发生的与超级地幔柱有关的全球 巨量火山喷发（“大火成省事件”）， 造成全球性黑色页岩缺氧事件，成为重 要的油气形成时期。 • 地球的放气作用与天然气的形成
• 火山资源包括矿产资源、火山地热 资源和火山景观-旅游资源等。 • 火山是地球上的一种自然景观，一 成 了巨大灾害，也极大地改变了周围 的环境，既重塑了自然景观，也给 环境带来了巨大的破坏
• 我国现状： 我国自二十世纪90年代以来对全新世火山 的研究取得了一系列成果，地震局系统做 出了极其重要的贡献。 吸取新理论、新技术成果和积累经验阶段 第四纪以前火山
火山岩组合的性质、特点与构造属性 中生代火山作用的深部过程 火山热液体系与成矿作用研究 火山成矿体系与成矿环境研究
3、火山活动方式
• 爆发（explosions）
• 岩浆型爆发；岩浆本身挥发份的持续出溶和膨胀 所躯动 • 岩浆—射汽爆发；足够的地下水或地表水的补给， 并与岩浆高度混合 • 射汽爆发；循环地下水在岩浆作用所产生的热的 作用下，水被加热气化，而产生的爆发
• 具体思路：
• 从调查火山岩岩性—岩相开始，分析 岩相空间配置关系—恢复火山机构— 建立火山喷发序列，恢复火山喷发过 程—分析火山成矿作用 • 即以火口为参照进行高分辨率火山制 图，开展岩性、岩相分析，建立火山 喷发序列；为其他火山学研究提供可 靠的基础
工作方法上，据我国地质实际，首先区分为前中生代和 中生代以来两个断代火山岩；野外与室内结合： 前中生代火山岩主要在槽区（造山带），主要调查火山 岩岩石类型、岩石组合及构造属性、空间分布及含矿 性等，火山机构的恢复十分困难 中生代以来火山岩：从研究岩性、岩相及相序入手，系 统研究火山产物成因类型，并充分应用物、化、遥等 综合手段（资料），恢复火山机构,建立火山机构堆积 序列;对不同成因类型堆积物平、剖面结构特征研究, 获取有关几何参数和形成过程中动力学参数变化范围， 反演火山喷发过程; 研究不同火山机构之间的相互关系及组合形式，对比同 期不同火山机构之间的喷发序列，进而建立火山盆地 （火山群）喷发过程，研究区域火山活动规律。
复杂的地质结构、构造 堆积物空间分布的局限性 物质成分复杂而多样 火山岩产状的局部性和不稳定性 喷发堆积物的间断面及产状不协调普 遍存在 层状与非层状岩石紧密共生
火山岩区基本地质规律
• 火山岩岩石，岩相， 火山矿产的空间分布 都受火山机构控制。 在机构内受火口控制
五、火山岩区填图思路 以现代火山学和火山地质学理论为指 导，从火山物理学角度（化学、遥 感）研究岩浆自形成、聚集后，在 上升途中的各种变化及喷出地表、 进入大气中的搬运、沉降和堆积作 用（以岩浆温度、压力、粘度、密 度、挥发份含量等物理参数及时间 为变量），阐述火山地质特征。
俯冲带中常见岩浆混合花岗岩
碰撞带岩浆岩组合
碰撞造山带及有关岩浆活动
陆壳
碰撞带岩浆岩组合的主要特征
• 特征岩石：高Al2O3、 高SiO2、 高K2O酸 性火山岩。高铝花岗岩，尤其是含白云 母花岗岩；高87Sr/86Sr初始值，低 Nd值，表明陆壳组分的显著贡献。 • 常与磨拉石建造相伴。
碰撞后陆内岩浆岩组合的特征
• 早期岩浆岩富碱、富不相容元素，随着裂 谷的发展，碱度及富集程度逐渐降低，最 后可达MORB（洋脊）。 • 常出现双峰式岩浆岩组合。 • 岩石呈对称分布：两侧老、富碱；中央新、 贫碱。
4、岩浆岩与金属、非金属矿产的关系
• 许多金属与非金属矿产与岩浆岩的密切关系，有 些矿产直接赋存在特定岩浆岩中，如铬铁矿床、 铜-镍矿床、铂族元素矿床、金刚石等。绝大多 数热液矿床都直接或间接地与岩浆活动有关。 • 因为岩浆活动是壳-幔间物质和能量交换的重要 形式，岩浆活动参与成矿流体的形成，驱动流体 的循环，促进各圈层物质与能量的再分配，从而 有利于有用元素的活化、萃取、迁移与富集。一 个大的岩浆旋回的晚期，往往是极有利于成矿的 时期。
一、火山岩填图要了解岩浆的主要进展
1、岩浆岩的发展趋势 • 第一，“地球系统科学”的思想是现代地 球科学的核心。既把地球当作一个统一的 大系统，不仅要研究不同圈层各自的性质 与特征，更要研究各圈层之间的相互关系 和相互作用。岩浆岩石学的发展也离不开 这个总趋势。 • 岩浆作用在阐明地球内部性质及动力学过 程中具有极其重要的作用
岩浆岩-构造组合类型
•洋中脊岩浆岩组合（早期火山岩组合） •洋岛岩浆岩组合 •俯冲带岩浆岩组合 •碰撞带岩浆岩组合 •碰撞后陆内岩浆岩组合 •大陆裂谷岩浆岩组合 •克拉通岩浆岩组合
岩浆岩-构造组合与板块构造的时空关系
洋中脊岩浆岩组合的主要特征
• 主要岩石类型: N（亏或标准）-MORB(midocean ridge basalts), T-MORB • 很低K2O、TiO2 • 亏损特征明显: —很低87Sr/86Sr初始值(0.7035) —(La/Yb)Nb比低, REE为平坦型 —亏损不相容元素（Nb、Zr、Y） • 来源于亏损型地幔
2、岩浆岩的地球动力学意义
（1）、火山岩及其所携带的深源岩石包体被称作探 测地球深部的“探针”（lithoprobe）和“窗 口”(window)。 反演壳幔的物质组成与结构，建立区域壳幔岩石 学（柱状）剖面。 • 反演壳幔的热结构和热状态。 • 估算地壳厚度及岩石圈厚度，及其空间变化。 • 反演软流圈顶面埋深及起伏、软流圈的温度、压 力、熔浆含量、物质状态等。 • 反演壳幔的氧化-还原状态。 • 反演壳幔深部流体特征，研究地幔交代作用。 • 记录壳、幔成分及上述各种性质随时间的变化， 反演壳幔深部过程。
（1）岩浆作用与成矿关系
• 岩浆作用具备了成矿作用的基本要素：
－成矿金属物质来源 －成矿流体（热液）来源 －驱动成矿流体循环的热源（热机） －造成金属沉淀富集的物理化学条件 －控矿构造及容矿岩石
• 研究岩浆作用与成矿关系，就是要运用各 种方法，揭示与阐明岩浆作用在上述成矿 要素中的作用。
“三江”十几条主要岩 浆－构造带及其对铜金 多金属成矿的控制。 • 华北地台北缘多金属 • 长江中下游 • 秦祁昆等
（2）火成岩也是板块运动过程与大地构造 事件的记录。通过火成岩的研究，可以 恢复古板块构造格局，追溯大地构造演 化历史。 （3）确定传统大地构造环境同样离不开火 成岩的重要作用