盆地火山地层时空属性和岩石地层单位

火山地层具有如下显著特征:建造短暂和剥蚀长久的时间属性,受喷发方式和古地形控制的空间属性,地层产状变化规律与喷出口相关。尝试以地层界面反映时间属性、岩石组合和几何外形反映空间属性,结合产状变化规律对火山地层单位进行了厘定,从常用的地层单位中选用术语,从小到大依次是层、堆积单元、火山机构、段、组和群。本文详细介绍前三类单位的分类和识别标志:层是根据颜色、化学成分和岩石组构的差异划分;堆积单元依据喷发方式和就位环境划分为熔岩流/火山碎屑流/再搬运火山碎屑流3类,单元内地层产状变化连续,单元之间常以喷发不整合/整合界面分隔;火山机构是堆积单元有序叠置的产物,火山地层沿喷发口向四周倾斜、向边缘过渡时地层倾角逐渐变缓,火山机构间常以喷发间断不整合界面分隔。指出盆地火山地层格架的建立需要突出地层的空间属性、火山地层埋藏史应该基于火山机构的中心和远源两个区域来分析,基于重新厘定的火山地层单位建立的地层格架更有利于对储层分布规律的认识。     

松辽盆地王府断陷火山岩地层、岩相和火山机构

<正>松辽盆地王府断陷下白垩统地层中发育火山岩地层——火石岭组,由粗安质-流纹质熔岩和火山碎屑岩以及正常碎屑沉积岩构成。火山岩地层基本上呈层状发育,地震剖面上可以识别出若干套地震火山地层,界面类型有风化剥蚀界面、喷发间断面和喷发整合面,构成不同级别的火山层序。在岩心和露头上可以识别的具有成因地层意义的最小地层单元是火山岩冷却单元,由一套具有成因联系的岩性和岩相构成,界面为冷却界面。以流纹岩为例,冷却单元可以区分为熔岩型、碎屑岩+熔     

火山地层界面的类型、特征和储层意义

按照火山地层界面的形成过程和地质属性将其划分为5类,分别为喷发整合、喷发不整合、喷发间断不整合、构造不整合和侵入接触,除侵入接触外,其他不整合均可细分为角度不整合和平行不整合两种。喷发整合和喷发不整合两类界面上下岩层的间断为数分钟-数年,并且在界面上下均具有冷凝表壳或细火山碎屑层等,喷发不整合可为平行面状或交织曲面状,多为凹凸不平,分布范围小;喷发间断不整合界面形成时间为数十年-数千年,界面之下冷凝表壳或细碎屑层等明显遭受侵蚀,在横向上存在风化壳-沉积岩夹层的组合形式,界面平面展布多为波状曲面;构造不整合与喷发间断不整合在特征上相似,但形成时间为数千年-数百万年,界面分布范围更大。东北地区中生代火山岩剖面揭示:在喷发整合/不整合界面附近原生孔隙发育,随着与界面距离的增加孔隙度变小;具有交织曲面状界面岩层的面孔率大,孔隙发育带厚度及其占岩层比例均大于平行面状界面岩层。盆内钻井资料揭示喷发间断/构造不整合界面之下发育大量的次生孔隙,可与原生孔隙组合使储层物性变好,但当原生孔隙未能保存时其储层物性变化难以预测。     

川西白马庙气田上侏罗统蓬莱镇组高分辨率层序地层对比

井震结合对川西白马庙气田蓬莱镇组进行了多级次高分辨率层序地层对比。首先对不同级次层序界面进行识别，然后依据相序、岩石的物理性质、地层的接触关系等特征并结合地震层序界面追踪，进行单井不同级次基准面旋回层序识别划分，划分出短期、中期和长期三个级次的基准面旋回。选取密集井网的联井剖面，依据等时地层对比法则并利用地震资料约束进行不同级次基准面旋回层序的联井对比，建立高精度的等时地层对比格架，在等时地层格架内进行了单砂体的对比。最后在等时地层格架内分析了储层的时空展布。     

火山地层学与火山架构:以长白山火山为例

将长白山火山喷出物按成岩方式和岩相可分为柱状节理熔岩、火山碎屑流和火山泥石流等20种基本类型,它们均可构成可识别的19种火山地层单元。火山架构是由被火山地层界面所围限的诸多基本地层单元叠置而成。一个复杂的火山组合体,可以通过界面识别,拆分成若干火山地层单元,从而实现对火山堆积体的分解描述和整体认知。基性火山喷发区常见的5种火山架构(单源火山田、洪泛玄武岩田、熔岩盾火山、中心式火山和层状复合火山),在长白山地区相继发育。本区火山灾害可分为原发和次生2种。原发性灾害指火山再次喷发引发的灾害,巨量天池水可沿火山断裂下渗,使气水-岩浆喷发的可能性和爆炸强度增加,同时还能引发火山泥石流。次生灾害主要源于火山碎屑堆积物的再搬运和熔岩火山体的崩塌。熔岩火山在本区分布最广,但其底座常为3～7m厚的松散沉积层,这犹如坐落在软地基之上的摩天大厦,是很不稳定的火山架构。熔岩体下伏的这些风化壳型松散层,只要发生流变或差异性沉陷,就会引发山体滑坡和山崩。因此,加强相关基础地质调查,对事关国计民生的重点区段开展次生火山灾害风险评估,势在必行。     

陆相火山地层研究方法——“火山构造-岩性岩相-火山地层”三位一体

“火山构造-岩性岩相-火山地层”三位一体研究方法强调剖面研究必须与路线调查相结合,火山地层研究必须与火山岩相及岩性、火山构造研究相结合,按火山构造单元为范围建立火山地层层序和格架.通过1∶25万周宁县等4幅区域地质调查项目的实践,建立的火山地层格架客观、合理,火山构造面貌清楚、层次分明、具较强立体感,全面反映不同时期、不同阶段火山作用特点和演化规律,显著提高了火山地质研究程度.     

长白山天池火山千年大喷发火山碎屑流堆积相特征

发生于公元946年的长白山天池火山千年大喷发（Millennium Eruption,ME）形成的火山碎屑堆积物体积高达100~172km³,并可分为大规模的ME-Ⅰ和小规模的ME-Ⅱ两个喷发阶段。通过对围绕长白山天池火山53个典型露头剖面进行火山地质测量（单元构成、垂向堆积序列和堆积特征）,结合筛析法粒度分析、偏光显微镜成分分析,刻画了长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物特征,探讨了相和亚相划分,并建立了火山碎屑流搬运和堆积模式。根据火山碎屑的堆积特征,将长白山千年大喷发火山碎屑流堆积分为峡谷充填火山碎屑流相（包括块状峡谷充填亚相和层状峡谷充填亚相）和火山碎屑流冲击扇相（包括扇头亚相和扇体亚相）等两相四亚相。峡谷充填火山碎屑流相主要发育在天池火山锥体周缘距离喷发中心8~23km左右范围内（坡度在15°~60°之间）的火山U型谷中;火山碎屑流冲积扇相主要发育在距离喷发中心23~45km左右范围内,地形相对平缓的熔岩台地处（坡度在5°~15°之间）,火山碎屑流的搬运不受地形限制,一般形成较大纵横比扇状堆积。块状峡谷充填亚相和扇体亚相以块状混杂堆积为主要特征,而层状峡谷充填亚相和扇头亚相则以多火山碎屑流单元垂向叠加为主要特征。多单元叠加现象是由搬运过程中火山碎屑流单元发生分离增生作用形成。根据火山碎屑流的最大分布范围和厚度,如果再次发生与长白山千年大喷发类似规模的普林尼式喷发,至少距长白山天池火山喷发中心45km范围内具有巨大的火山碎屑流灾害风险。该研究有利于进一步深入认识长白山千年大喷发火山碎屑流堆积物的空间分布特征和相变规律,对火山碎屑喷发灾害的预防具有指导作用。     

香港九龙破火山的地层结构与划分讨论

香港岛—九龙半岛地区以往火山地层的划分主要依据岩性特征,基本不考虑火山构造和火山岩相的鉴别,由于陆相火山岩区特有的岩性岩相时空上的复杂多变,导致地层组越划越多,不能合理进行区域地层对比,更无法通过火山地层划分恢复古火山活动过程。笔者等在该地区开展了野外路线地质调查和火山构造—火山岩相研究,鉴别出九龙复活破火山机构,在此基础上确定火山地层主要由同一期普林尼式喷发形成的冷却单元构成,有类似的地层结构,结合年龄资料和区域地质对比,它们基本上可归入同一地层组;同时,分析了陆相火山地层的划分方法,指出岩石地层单位划分不能作为主要方法;冷却单元或流动单元才是合理划分陆相火山地层的基本单位。     

松辽盆地改造残留的古火山机构与现代火山机构的类比分析

现代火山机构形态有盾状、锥状和穹状,可按喷发样式进一步划分为7种类型。据此分类,在松辽盆地周缘剖面及其北部徐家围子断陷区可识别出4类火山机构：盾状火山机构,由喷溢相熔岩组成,可夹有薄层爆发相火山碎屑岩;层火山机构,由互层的熔岩与火山碎屑岩组成,喷溢相与爆发相交替的序列明显;火山碎屑锥,几乎全部由火山碎屑（熔）岩组成,爆发相为主;熔岩穹丘由高粘度的流纹质、英安质熔岩堵塞火山口后缓慢挤出形成,喷溢相和侵出相发育,兼有火山通道相。盆地内埋藏火山机构最小坡度为3°,最大坡度为25°,底部直径为2～14 km,分布面积为4～50 km²,火山岩厚度为100～600 m;总体上呈现出数目多、个体规模小、受区域大断裂控制、具裂隙式-多中心喷发、彼此相互叠置的特征。火山岩岩性和岩相是控制松辽盆地古火山机构类型及形态的主要因素。     

沉积盆地中等时性地层界面的成因类型及其在成因地层分析中的意义

等时性地层界面是组成沉积盆地成因地层格架的主要构件之一。按其成因不同可划分为4类;侵蚀不整合面、无沉积的间断面、火山活动标记面和相转换面。正确地鉴别地层界面的性质和成因,对成因地层对比和建立盆地成因地层格架都有十分重要的意义。     

酸性,中酸性岩区火山构造洼地岩相—构造—成矿（找矿）模式

酸性、中酸性岩区火山构造洼地中火山－侵入岩浆活动广泛、强烈，因而在纵向上形成了一套巨厚的以酸性火山岩为主体，夹有火山喷沉积夹层的多旋回、多岩相组合的高钾钙碱性火山－侵入杂岩系，从定位的性质与深度可分为两个基本相带：以火山喷发为主的岩相划为地表管近地表相带；以次火山－浅成侵入为主的岩相划为近地表和火山根部相带。     

三塘湖盆地石炭系卡拉岗组火山岩岩相研究

三塘湖盆地石炭系卡拉岗组火山岩岩性揭示该区火山岩岩相主要包括火山爆发相、溢流相,火山沉积相不发育。为了明确不同岩相分布规律,本文系统利用测井、地质、地震等多种资料,建立测井岩性识别模板,以单井相作为约束,开展地震反演,明确火山岩岩相的平面分布规律。研究结果表明:该区火山喷发方式以裂隙式为主,火山口呈串珠状沿主断裂排列;溢流相平面呈层状分布,溢流相安山岩最为发育。研究结果可有效指导该区火山岩油藏的勘探评价工作,同时为火山岩岩相研究提供可借鉴的研究思路。     

水下喷发火山碎屑岩储层特征及主控因素:以新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山为例

新西兰Taranaki盆地中新世Kora火山是海底喷发形成的碎屑岩型火山,可代表浅埋藏火山岩的储层特征。本文根据5口钻井的孔隙度、渗透率、孔隙孔径和铸体薄片开展Kora火山的储层特征、储集空间组成、缝宽以及原生和次生孔隙之间关系的分析。研究结果如下:(1)储集空间主要为次生孔隙,然后是裂缝和原生孔隙;Kora火山具有高孔隙度和高渗透率特征,孔径具有双峰到单峰的分布特征。(2)炸裂缝、淬火缝和粒间孔形成于岩浆破碎和/或喷发期间;在晚Tortonian期间产生了网状构造裂缝,在Tortonian晚期至Messinian早期产生规则构造裂缝,二者形成时间均早于原油充注;筛状孔和铸模孔应由风化阶段和/或埋藏阶段的溶蚀作用形成,晶间微孔应由埋藏阶段的蚀变和/或重结晶作用形成。(3)原生孔隙控制次生孔隙的分布,特别是原生的裂缝;在Kora火山中控制筛状孔和铸模孔形成的缝宽的阈值约为9 μm,较宽的裂缝可优先促成筛状孔和铸模孔的形成。(4)再搬运火山颗粒含量的增加会显著降低高孔隙度岩石的总孔隙度;近源相带的孔隙度和渗透率高于远源相带,海底喷发火山远源相带发生的强烈钙质胶结可显著减少孔隙度和渗透率。相关认识可为火山岩储层形成、演化和分布规律研究提供依据。     

长白山天池地区全新世以来火山活动及其特征

长白山火山全新世规模最大的喷发活动发生在公元1199-1200年,即800年前的大爆发,被确定为普林尼或布里尼(Plinian)式喷发。这次大爆发形成体积巨大的、分布广泛的以空中降落堆积物为主的火山喷发碎屑堆积物,在长白山火山周围,远至日本都留下了地质记录。文章辨认并划分了这次大爆发火山碎屑物的成因类型:火山喷发空中降落堆积物(airfalltephra)、火山碎屑流(pyroclasticflow)状堆积物和火山泥流(lahar)堆积物,并且点、面结合,近、远和国内、国外兼顾,分析了这些火山碎屑物的主要特征、分布和相互关系,进而确定这些火山碎屑物分别属于两次普林尼式爆发。第1次(早期)普林尼式爆发称赤峰期,火山喷发模式为:普林尼式喷发柱(赤峰空落浮岩层)-火山碎屑流(长白山火山碎屑流层),随即主要由火山碎屑流诱发火山泥流(二道白河火山泥流层);第2次(晚期)普林尼式爆发称园池期,喷发模式为:普林尼式喷发柱(园池空落浮岩火山灰层)-火山碎屑流(冰场火山碎屑流层)。在层序上将气象站期碱流岩置于800年前大爆发火山碎屑物之下是正确的,其时代为晚更新世-全新世早期。     

大别山北麓晚侏罗世金刚台组火山岩地质及岩相构造特征

摘　 要　 金刚台组火山岩分布在大别山北缘金寨与商城之间, 为一套以爆发相为主体的中酸 性钙碱性火山岩系, 时代属晚侏罗世。 根据喷发韵律、 岩石组合、 角砾成分和蚀变矿化等特 征, 可分为早、 晚两个亚旋回。 通过火山岩相和火山构造研究表明, 火山活动以中心式喷发 为特征, 属复式火山机构类型, 就其形态特点来看属于锥状火山和破火山口。     

A new model for the evolution of table mountains: volcanological and petrological evidence from herdubreid and Herdubreidartögl volcanoes (Iceland)

We present a new model for the evolution of volcanic table mountains, based on volcanological and petrological studies of Herdubreid/Herdubreidartögl, an upper Pleistocene volcanic complex within the active Icelandic rift zone. The evolution of these table mountains is highly complex and influenced substantially by different eruptive environments as well as changing magma sources and volcanic and magmatic processes. Whereas current models imply entirely subglacial conditions and continuous compositional (“monogenetic”) evolution for these volcanoes, we subdivide their evolution into four eruptive periods characterized by different environments: (a) Subaerial lava flows erupted during an interglacial period. (b) Lavas and voluminous hydroclastic deposits formed in a lake during a waning period of the last glaciation. (c) Subglacial eruptions during thickening of the ice sheet as a result of a climatic deterioration built pillow lava piles overlain by steep-sided complexes of hydroclastic deposits. These deposits differ from those of the second eruptive period in structure, texture, and degree of alteration. Subaerial lava flows and agglutinates covered these deposits after buildup above the ice sheet. (d) Subaerial lava flows and fallout deposits during a postglacial period. The detailed analysis of volcanic table mountains appears to be a very sensitive indicator of climatic fluctuations. Although most deposits of the studied volcanoes were formed during the waning period of the last glaciation, the subglacial deposits in the upper part of the volcanic complex reflect a temporary, but major, thickening of the ice sheet.     

庐枞火山岩盆地及其外围重、磁场特征

为探测长江中下游成矿带庐江-枞阳白垩纪火山岩盆地的深部构造和地壳结构,2007年初在庐枞火山岩盆地进行了以深反射地震剖面探测为主的,新一轮重力、磁力和大地电磁剖面测量。作者在前人研究的基础上对庐枞火山岩盆地及其外围重、磁场特征进行了研究。作者首先分析长江中下游地区重、磁场的分布特征,然后以区域重、磁场特征为背景来认识庐枞地区重、磁场的分布特征。研究各类地质体的物性参数是开展地球物理解释的前提,文中收集并分析了前人对庐枞地区的岩石物性的较为系统研究成果。为了提取重、磁异常的特征,文中对重、磁异常进行了位场转换和图像处理。利用新的深反射地震剖面探测和大地电磁剖面研究成果,采用定性和定量解释方法对庐枞地区重、磁场的分布特征进行了研究并提出新的认识。庐枞火山岩盆地深部存在隐伏的磁性强的中碱性岩类是产生区域磁异常的主要原因。庐枞火山岩盆地下部火成岩所侵入的地层向盆地东南方向延伸,盆地的西北边界向东南方向倾斜。而在罗河断裂带以西没有火成岩存在。亦即庐枞火山岩盆地是一个沿北东向罗河断裂向东发育的非对称火山盆地。另外,在庐枞火山岩盆地西部边缘罗河深部存在切穿莫霍面的断裂带沿北东向延展数十千米。     

古地理环境对火山喷发样式的影响:以准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组为例*

自然界中,火山的喷发样式常因岩浆或周围环境的变化而发生转换。为了探索沉积盆地古地理环境对古代火山喷发样式的可能影响,文中利用地震、钻测井及岩心资料,厘定准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组古地理环境及火山岩的分布;利用岩心和薄片观察、扫描电镜、元素地球化学、电子探针等技术,对取心段火山岩岩石类型、岩石组合和地球化学特征开展了研究。结果表明:(1)取心段火山岩发育4种岩石类型和3种岩石组合,射气岩浆喷发和岩浆喷发2种火山喷发样式类型;(2)射气岩浆喷发以发育熔积岩,具面包皮结构、熔结结构、熔结珍珠结构的熔结凝灰岩和增生火山砾为特征,而岩浆喷发以胶结增生火山砾而形成含增生火山砾熔岩为特征;(3)火山口古地理环境的演化控制着火山喷发样式的类型及其转换,进而影响喷发产物的特征:古地理环境为水下环境时,足量的水和上升的高温岩浆相互作用发生射气岩浆喷发;古地理环境变为陆上时,岩浆发生溢流式岩浆喷发。取心段古地理环境变化的主要原因可能是喷发产物在火山口附近的堆积或季节性气候变化引起的湖平面变化;(4)古地理环境对古代火山喷发的样式类型、喷发过程、喷发产物特征具有重要影响,这可以为盆地中火山岩成因分析和喷发过程重建提供新的视角,为火山岩油气藏的精细勘探开发提供新的思路。