国内外火山碎屑岩的分类命名历史及现状

1981年国际地科联火成岩分类分会委托瑞士学者施米德提出的那个分类表比较简明,但还有些问题值得商榷。50年代末笔者提出了国内第一个岩性分类表。近30年来,充分吸取了国内外学者分类表的优点,在实践中不断修改充实,最近又提出了一个修订的岩性分类表,尚需进一步完善。当前火山碎屑岩分类命名由岩性分类重点转向成因分类。我们参考了国内外学者有关成因分类的新见解,初步提出了一个火山碎屑岩成因分类方案,以供大家讨论。     

松辽盆地东缘下白垩统营城组二段火山碎屑岩的发育特征

通过精细的野外剖面测量,发现松辽盆地东缘营城组二段中发育熔岩、凝灰岩和凝灰质砂岩。凝灰岩包括熔结凝灰岩、岩屑晶屑凝灰岩、灰球泥粒凝灰岩和角砾凝灰岩。这表明作为火山活动间歇期的营城组二段沉积期依然存在一定规模的火山活动,其沉积作用具有独特的火山和沉积双重控制的特点,区别于正常的沉积作用。营城组二段是一套介于火山岩和陆源碎屑岩之间的过渡岩性,物源既有来自同期火山喷发,也有来自营城组一段和营城组下段以及更老的地层的风化剥蚀。由于存在火山物质和陆源剥蚀物质的双重物源及存在火山物质堆积和沉积作用的双重机理,这套岩石在类型上具有特殊性。存在特殊的火山-沉积作用类型,主要为冲积平原上热碎屑流河道沉积、冲积平原泛滥盆地上热基浪沉积、冲积平原泛滥盆地上空落火山灰云沉积。     

火山碎屑岩的百年研究

火山碎屑岩是爆破性火山喷发行为的直接产物,不同的碎屑成分、粒度及结构反映了不同岩相的堆积动力学过程,对火山碎屑岩岩石学和岩相组合的研究发展成了以物理火山学为代表的现代火山学研究体系。作为火山爆发碎屑物质的集合,其中不同成因类型的火山碎屑物往往可以直接对应不同阶段火山作用动力学参数特征。火山碎屑物3个最基本的堆积物成因类型是火山碎屑降落物、火山碎屑流和火山碎屑涌浪。火山喷发时碎屑化过程主要涉及挥发分的出溶和岩浆碎屑化过程以及不同火山流体内部的碎屑化过程。对于岩浆喷发、射汽岩浆喷发以及射汽喷发的直接产物,火山碎屑岩在组成上都包含了岩浆破碎的同源碎屑、火山通道裹进的异源碎屑以及火山流体在地表流动时捕获的表生碎屑。火山碎屑定义为爆破性火山喷发的直接行为产物,而包括坡移、滑坡体、火山泥石流等火山降解过程的表生碎屑与熔岩流在自生、淬碎碎屑化过程产生的碎屑则被定义为火山质碎屑。火山岩岩相的建立,为20世纪80年代后期向火山学研究阶段的转变奠定了基础。在地质研究的基础上探索火山活动过程和控制机制的经验模型、实验模拟和数值模拟研究,其中流体动力学的介入对理解火山喷发的基本过程具有里程碑式的推动意义。由此形成的火山学是研究火山与火山喷发的形成机理、喷发过程和产物特性的科学。     

火山碎屑岩的百年研究

火山碎屑岩是爆破性火山喷发行为的直接产物,不同的碎屑成分、粒度及结构反映了不同岩相的堆积动力学过程,对火山碎屑岩岩石学和岩相组合的研究发展成了以物理火山学为代表的现代火山学研究体系。作为火山爆发碎屑物质的集合,其中不同成因类型的火山碎屑物往往可以直接对应不同阶段火山作用动力学参数特征。火山碎屑物3个最基本的堆积物成因类型是火山碎屑降落物、火山碎屑流和火山碎屑涌浪。火山喷发时碎屑化过程主要涉及挥发分的出溶和岩浆碎屑化过程以及不同火山流体内部的碎屑化过程。对于岩浆喷发、射汽岩浆喷发以及射汽喷发的直接产物,火山碎屑岩在组成上都包含了岩浆破碎的同源碎屑、火山通道裹进的异源碎屑以及火山流体在地表流动时捕获的表生碎屑。火山碎屑定义为爆破性火山喷发的直接行为产物,而包括坡移、滑坡体、火山泥石流等火山降解过程的表生碎屑与熔岩流在自生、淬碎碎屑化过程产生的碎屑则被定义为火山质碎屑。火山岩岩相的建立,为20世纪80年代后期向火山学研究阶段的转变奠定了基础。在地质研究的基础上探索火山活动过程和控制机制的经验模型、实验模拟和数值模拟研究,其中流体动力学的介入对理解火山喷发的基本过程具有里程碑式的推动意义。由此形成的火山学是研究火山与火山喷发的形成机理、喷发过程和产物特性的科学。     

松辽盆地东缘下白垩统营城组二段火山碎屑沉积的过程、相和结构

松辽盆地东缘六台地区营城组露头地质调查和实验室分析显示,貌似正常碎屑岩的营二段是一套复杂的火山熔岩和沉积岩之间的过渡岩性。这套岩性包括了碎屑熔岩、凝灰岩、沉凝灰岩、凝灰质碎屑岩和正常碎屑岩,显示了它们形成于火山—沉积盆地的过渡环境,即火山斜坡过渡到冲积平原和湖泊环境。与火山作用有关岩相有4种端元的火山碎屑岩相:弹射坠落爆发空落相、喷射降落爆发空落相、热碎屑流相和热基浪相。火山物质堆积在火山斜坡以及前方的冲积平原上,往往以火山碎屑岩相或者冲积扇相、辫状河相保存;它们堆积在湖泊中则为三角洲相、扇三角洲相、较深水相和沼泽相。这些相的空间组合反映了火山喷发—碎屑堆积的过程。根据旋回发育营二段可以区分出3种类型的充填序列:沉积—火山充填序列、沉积充填序列和火山充填序列。较为完整的序列为粗碎屑岩—火山岩和火山碎屑岩—细碎屑岩,对应着裂谷类盆地断裂作用—火山作用—沉积充填的过程,记录在特定的地层结构中。     

东准噶尔泥盆系海相火山碎屑岩概率累积曲线特征及其成因意义

作者通过对109块海相火山辟屑岩概率累积曲线的研究发现,海相火山碎屑岩与相同沉积环境和沉积作用的陆源斗屑岩相比,其概率累积曲线通常具较大的斜率,二者在特征和成因上难于对比.主要原因是:火山碎屑曾遭受过火山喷发分选,风的分选和波浪、潮汐分选等地质作用的叠加分选结果。     

甘肃山丹煤田二叠系火山碎屑岩的发现及其主要特征

本文论述了山丹煤田二叠系火山碎屑岩的地质特征:(1)火山碎屑岩赋存地层层位,(2)火山碎屑岩的岩石结构特征,(3)岩石的化学成分属性,(4)火山碎屑岩的粒度特征及其沉积性质。表明,火山碎屑岩由火山角砾岩及玻屑凝灰岩组成。凝灰质碎屑物为气携,以降落灰的方式沉积于陆相浅水环境中。该火山碎屑岩的发现表明,山丹地区二叠纪曾有过重要的火山活动,它为区域地质研究提供了有意义的新资料。     

关于滕县煤田太原组的“火山碎屑岩”：与王永平同志商榷

叙述了滕县煤田太原组的沉积特征,分析了主要碎屑矿物的标型特征以及该组砂岩在物质成分、结构及沉积构造等方面与火山碎屑岩的差异,认为滕县煤田太原组基本上没有所谓“火山碎屑岩”。还对火山碎屑岩的命名提出了看法。     

松辽盆地白垩系营城组再搬运火山碎屑与相模式

以松辽盆地东南缘营城组二段两类火山碎屑岩(沉凝灰岩、凝灰质砂岩)为研究对象, 进行了火山碎屑粒度特征、碎屑组成和火山碎屑岩相研究.结果显示, 火山碎屑搬运除受火山作用激发控制外, 还受牵引流、重力流以及牵引流和重力流的双重机制影响.火山碎屑微观特征、成因分析和岩相分析认为, 本区火山碎屑堆积主体为热基浪堆积和热碎屑流堆积, 部分为空落堆积.火山碎屑组成特征为晶屑含量多, 玻屑和岩屑含量少, 且岩屑仅在较粗粒级颗粒组成中存在.研究认为, 本区发育的火山碎屑为沉积环境中的再搬运火山碎屑, 共识别出4种火山碎屑岩相, 河流故道上的热基浪, 河流故道上的热碎屑流, 冲积平原上的热基浪和空落相.建立了松辽盆地东南缘露头区营城组二段河流-冲积平原沉积环境的再搬运火山碎屑岩相模式.      

松辽盆地白垩系营城组再搬运火山碎屑与相模式

以松辽盆地东南缘营城组二段两类火山碎屑岩(沉凝灰岩、凝灰质砂岩)为研究对象,进行了火山碎屑粒度特征、碎屑组成和火山碎屑岩相研究.结果显示,火山碎屑搬运除受火山作用激发控制外,还受牵引流、重力流以及牵引流和重力流的双重机制影响.火山碎屑微观特征、成因分析和岩相分析认为,本区火山碎屑堆积主体为热基浪堆积和热碎屑流堆积,部分为空落堆积.火山碎屑组成特征为晶屑含量多,玻屑和岩屑含量少,且岩屑仅在较粗粒级颗粒组成中存在.研究认为,本区发育的火山碎屑为沉积环境中的再搬运火山碎屑,共识别出4种火山碎屑岩相,河流故道上的热基浪,河流故道上的热碎屑流,冲积平原上的热基浪和空落相.建立了松辽盆地东南缘露头区营城组二段河流-冲积平原沉积环境的再搬运火山碎屑岩相模式.     

试论火山岩储层的类型及其成因特征

本文在总结前人研究的基础上，结合胜利及辽河油田最新资料，提出了一种火山岩油气藏储层分类方案，共分为火山熔岩型、火山碎屑岩型和潜火山岩型3种类型。其中火山碎屑岩型又可分为正常火山碎屑岩型和火山碎屑沉积岩型两种亚类型；潜火山岩型分为隐爆角砾岩型和蚀变岩型两种亚类型。文中结合实例对各种类型储层的成因机制、空间展布特点以及储集性的变化特征进行了阐述和讨论。     

准噶尔盆地火山岩分类研究与应用

岩石分类一直是人们长期探索的课题。由于油气勘探的需要,针对储层研究的盆地火山岩分类已经成为火成岩研究的重要新方向。在综合分析国内外火山岩分类研究的基础上,根据3条野外剖面和21口钻井岩心岩屑的观察描述、岩石薄片鉴定和化学成分分析等资料,依照结构-成分-成因分类原则,建立了适于储层评价的准噶尔盆地石炭系火山岩及其他岩类的岩性分类体系和识别标准。将本区火山岩划分为火山熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩、沉火山碎屑岩等4大类;同时将盆地内与火山岩共生的其他岩类也进行分类和识别,共划分出8大类45种基本类型。与我国东部的中新生代盆地火山岩不同,本区古生代火山岩普遍遭受较长期风化改造和蚀变作用,常见有绿泥石化、碳酸盐化和黏土矿化。这些蚀变会影响到TAS图解岩性判别的结果,因此笔者探讨了蚀变条件下的岩石识别和定名方法。本文分类体系针对火山岩储层研究,结果显示,基于该分类体系岩性与储集空间的类型及其变化规律呈现明显相关性,不同岩性的储集空间类型、组合方式和发育程度存在差异,由此可指导火山岩油气勘探。     

北京沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流的碎屑分形特征及其成因

火山碎屑岩中的碎屑颗粒形态、分布和显微结构保存着岩浆房内岩浆的结晶状态、火山爆炸过程中的岩浆气泡化和碎裂作用以及火山碎屑堆积和变形过程的大量物理信息。为揭示北京西山沿河城地区东岭台组酸性火山碎屑流形成的物理过程,本文以东岭台组第三岩性段的酸性熔结火山碎屑岩的火山地质、岩相学研究为基础,应用分形理论和方法对酸性熔结火山碎屑岩中的碎屑形态的分形特征开展了定量研究。不同类型碎屑的表面和边界盒维数的数值范围大小具有一致性。玻屑变幅较大,石英晶屑和岩屑变幅较小,这说明碎屑的塑性和流变性对碎屑形态多样性的影响较大。在几类碎屑中,熔蚀石英的边界盒维数和周长-面积法获得的分形维数最大,说明熔蚀作用对石英斑晶边界形态复杂性的影响超过了其它机制对火山碎屑形态复杂性的影响。东岭台组酸性火山碎屑岩中的熔蚀石英、石英碎屑、长石碎屑、玻屑和岩屑的分形特征有明显差异,反映了火山喷发过程中围岩和岩浆性质、物理化学条件以及火山作用机制的差异。火山碎屑形态的分形特征和幂率规律,证明火山爆炸过程是一种自组织临界条件下发生的。     

西准噶尔萨吾尔地区二叠纪火山活动规律

西准噶尔萨吾尔地区位于新疆阿勒泰的吉木乃县及塔城地区和丰县。区内泥盆纪—二叠纪均有火山活动,其中二叠纪火山作用尤为强烈。二叠纪火山岩地层包括哈尔加乌组和卡拉岗组,哈尔加乌组为一套陆相中基性-中性火山岩及火山碎屑岩,卡拉岗组为一套陆相中基性-中酸性火山岩及火山碎屑岩。哈尔加乌—卡拉岗旋回火山岩主要岩性包括橄榄玄武岩、玄武岩、粗玄岩、安山岩、粗安岩、流纹岩、火山碎屑岩等。根据火山岩地层综合剖面以及火山岩的岩石学、岩相学特征,萨吾尔地区二叠纪火山活动由早至晚可分为5个阶段:中性喷发阶段、间歇性基性喷发阶段、酸性爆发及喷溢阶段、小规模中性间歇性爆发及喷溢阶段、基性喷发阶段;火山岩为陆相火山岩,具有双峰式特征,形成于伸展的构造背景下。     

北京及邻区长城纪火山事件的沉积记录

北京及邻区的中元古代大红峪组中发育着与火山事件有关的沉积相,主要包括两种基本类型:火山源硅质-陆源砂-碳酸盐岩混积相和火山碎屑重力流沉积,后者又可分为火山碎屑基浪沉积相和火山-沉积角砾碳酸盐岩混积相。初步分析表明,大红峪期大量的硅质沉积主要来自同期的水下火山活动;火山碎屑基浪沉积与火山口内残余热气冲破熔岩封堵而爆发泄出,造成一定范围的海水涌浪作用有关。     

大别山北麓上天梯-皇城山一带中生代火山岩成矿系列研究

以往对赋存于大别山北坡中生代火山岩中的上天梯非金属矿带和皇城山银矿带分割开来进行地质评价和研究,且厘定出各自的火山岩地层层序。据近年研究成果,上天梯-皇城山一带的火山碎屑岩为同源二次熔结凝灰岩喷发产物,形成于火山柱体喷发塌落机制,乃是相应喷发的不同产物。因而,由火山岩浆活动所形成的金属矿床与非金属矿床不仅与岩相、构造有密切联系,而且与岩浆热液活动机理亦密切相关。本文便是从火山岩喷发相入手,结合火山矿床特征,把与上天梯-皇城山一带中生代火山岩相有关的已知金属、非金属矿床划分为与母山潜火山侵入活动有关、与皇城山浅成火山热液活动有关、和与杨家湾侵出活动有关的三个成矿系列,并对各成矿系列的典型矿床特征进行了详细论述。     

青海治多多彩地区火山岩岩石特征

多彩地区处于西金乌兰-义敦晚三叠世岛弧带的东段,成矿区带位于三江成矿带的北西段,区内已发现了尕龙格玛铜多金属矿床和拉迪欧玛铜矿点.重点分析了与该区成矿关系密切的火山岩的岩石特征,初步恢复了该区火山岩的喷发环境和火山机构,并探讨了火山活动与成矿的关系.研究表明,本区火山岩主要为英安岩及英安质火山碎屑岩,其次为安山岩、安山质火山碎屑岩.火山岩微量元素具有富集亲石元素Rb、Sr、Th及亲铁元素Co、Ni,亲Cu元素Zr与参照值相近,V、Ba元素的含量高于地壳的丰度值,Sc、Cr等元素亏损的特征.中-酸性火山岩稀土总量较高,稀土配分曲线上普遍出现Eu负异常,总体特征与造山带火山岩相似,火山岩相为溢流相.本区海相火山喷发发生在浅海地带,火山岩构造环境总体属于岛弧环境.成矿作用主要与古火山机构和后期动力变质作用有关.