沉积相-火山碎屑岩

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。

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。

前几天，在一个QQ群里看到有人问到：“凝灰岩里面会含生物吗？”随后，有人说：“应该不会有生物，温度那么高。

”但也有人有些疑惑到“如果火山尘刚好覆盖在碳酸盐岩地层上是否也会出现生物呢？”更是有人坚定地说：“可以出现生物化石”！群里的人大多都是搞岩矿的人，说明大家对正常火山碎屑岩与沉凝灰岩以及熔结凝灰岩之间的区别也都不是十分清楚。

这也正是我们石油系统长期从事沉积岩岩矿鉴定人员所困惑的问题。

曾经去雁荡山参观过典型的火山碎屑岩剖面，并采了一些样品进行薄片研究，但对火山碎屑岩的薄片鉴定仍觉有些难以把握，尤其是当火山碎屑岩与沉积岩过渡时，就更不知那些是来自火山活动的？那些又是来自沉积盆地的？想要熟练掌握如何分别火山碎屑与沉积碎屑，就必须对火山碎屑岩的组分、形成或堆积过程进行深入了解。

要想回答“凝灰岩中是否可以有生物化石？”这样一个看似简单，但又一两句话无法说清楚的问题，还是需要将火山碎屑岩的概念搞清楚。

火山碎屑岩是由爆发式火山活动所产生的各种碎屑物堆积后通过成岩作用固结而形成的岩石。

由于火山碎屑岩这种特殊的形成方式，其中除含有火山碎屑以外，还可以含有一定数量的来自基底、火山通道围岩或堆积时沉积环境中的正常沉积物。

火山碎屑岩多见于地表，呈层状；不仅见于陆上，还可以见于水下，常与熔岩、次火山岩和正常沉积岩共生，是介于火山熔岩和沉积岩之间的过渡类型岩石，岩类复杂。

兼有两者特点，又与两者相互过渡。

其物质来源主要源于地下熔浆，但火山碎屑物被抛至空中或水中时，又经历了搬运和沉积作用，具有沉积岩的特征。

因此，使得火山碎屑岩的薄片鉴定存在一定的难度。

火山碎屑岩的主要组分为火山物质。

火山物质包括火山弹、火山块、火山砾、凝灰质（火山灰）。

火山弹：是一种岩浆喷发物，平均大小大于64mm，是火山喷发时在火山口附近，炽热的熔浆团被抛向空中，在空气中旋转并发生不同程度的冷却和凝固形成的。

火山块的粒径也大于64mm，与火山弹不同的是，它是火山块自喷发到着地都是固态的岩石碎块，形态一般呈次棱角状至棱角状，有时也呈圆状或次圆状，与火山弹相比，其成分复杂，主要是火山通道附近早先形成的同源火山岩/次火山岩的碎块，有时也有外源的基底岩石碎块。

火山岩相划分方案“相”是地质体中能够反映成因的地质特征的总和。

火山岩相一词由前苏联学者较早引入地质文献。

早期主要指火山熔岩,即溢流相火山岩。

火山岩相能够揭示火山岩空间展布规律和不同岩性组合之间的成因联系。

不同岩相带的孔隙和裂隙及其组合不同。

因此,岩相是火山岩成因和物性研究的重要内容。

科普切弗- 德沃尔尼科夫把火山岩分为原始喷发相、次火山岩相和火山管道相。

Lajoie 按成因将火山碎屑岩分为自碎屑岩相和火成碎屑岩相。

李石和王彤划分3 相8 亚相,包括喷发相、次火山岩相和火山管道相。

Fisher 和Schmincke 将火山碎屑岩分为火山碎屑流相、火山碎屑岩相、喷发冲积相和火山灰流相。

Cas 和Wright 按物源特征和搬运方式将火山岩相划分为熔岩流相、火山碎屑岩相、火山碎屑降落沉积相、陆上碎屑流和涌浪相、凝灰岩相和水下碎屑流和深海火山灰相。

陶奎元、邱家骧划分11 种火山岩相,分别为喷溢相、空落相、火山碎屑流相、涌流相、火山泥流相、崩塌相、侵出相、火山口- 火山颈相、次火山岩相、隐爆角砾岩相和火山喷发沉积相。

金伯禄按火山物质搬运方式分为4 相11 亚相,包括爆发相、喷崩及喷溢相、侵出相及潜火山相和喷发- 沉积相。

谢家莹等划分出13种岩相,包括喷溢相、爆发空落相、火山碎屑流相、爆溢相、基底涌流相、火山泥石流相、喷发沉积相、火山颈相、侵出相、潜火山相、隐爆角砾岩相、侵入相、火山湖相。

刘祥将火山碎屑岩分为4 种岩相,包括火山喷发空中降落堆积物、火山碎屑流状堆积物、火山泥流堆积物、火山基浪堆积物。

刘文灿把大别山火山岩划分为爆发相、喷溢相、喷发- 沉积相、潜火山岩相。

谢家莹等对东南地区竹田头J 3 - K1 火山岩- 沉积岩序列进行剖析,划分出5 组岩相,包括喷溢相、火山碎屑流相、爆发空落相、喷发沉积相和火山沉积岩相。

近年来火山岩已成为油气勘探的重要目标,火山岩相识别和储层预测是油气勘探成败的关键。

松辽盆地火山岩被分为爆发空落相、溢流相、火山碎屑流相、基底涌流相和喷发沉积相。

火山岩相划分方案“相”是地质体中能够反映成因的地质特征的总和。

火山岩相一词由前苏联学者较早引入地质文献。

早期主要指火山熔岩,即溢流相火山岩。

火山岩相能够揭示火山岩空间展布规律和不同岩性组合之间的成因联系。

不同岩相带的孔隙和裂隙及其组合不同。

因此,岩相是火山岩成因和物性研究的重要内容。

科普切弗- 德沃尔尼科夫把火山岩分为原始喷发相、次火山岩相和火山管道相。

Lajoie 按成因将火山碎屑岩分为自碎屑岩相和火成碎屑岩相。

李石和王彤划分3 相8 亚相,包括喷发相、次火山岩相和火山管道相。

Fisher 和Schmincke 将火山碎屑岩分为火山碎屑流相、火山碎屑岩相、喷发冲积相和火山灰流相。

Cas 和Wright 按物源特征和搬运方式将火山岩相划分为熔岩流相、火山碎屑岩相、火山碎屑降落沉积相、陆上碎屑流和涌浪相、凝灰岩相和水下碎屑流和深海火山灰相。

陶奎元、邱家骧划分11 种火山岩相,分别为喷溢相、空落相、火山碎屑流相、涌流相、火山泥流相、崩塌相、侵出相、火山口- 火山颈相、次火山岩相、隐爆角砾岩相和火山喷发沉积相。

金伯禄按火山物质搬运方式分为4 相11 亚相,包括爆发相、喷崩及喷溢相、侵出相及潜火山相和喷发- 沉积相。

谢家莹等划分出13种岩相,包括喷溢相、爆发空落相、火山碎屑流相、爆溢相、基底涌流相、火山泥石流相、喷发沉积相、火山颈相、侵出相、潜火山相、隐爆角砾岩相、侵入相、火山湖相。

刘祥将火山碎屑岩分为4 种岩相,包括火山喷发空中降落堆积物、火山碎屑流状堆积物、火山泥流堆积物、火山基浪堆积物。

刘文灿把大别山火山岩划分为爆发相、喷溢相、喷发- 沉积相、潜火山岩相。

谢家莹等对东南地区竹田头J 3 - K1火山岩- 沉积岩序列进行剖析,划分出5 组岩相,包括喷溢相、火山碎屑流相、爆发空落相、喷发沉积相和火山沉积岩相。

近年来火山岩已成为油气勘探的重要目标,火山岩相识别和储层预测是油气勘探成败的关键。

松辽盆地火山岩被分为爆发空落相、溢流相、火山碎屑流相、基底涌流相和喷发沉积相。