第十章火山碎屑巖第一節火山碎屑巖的成分一、巖屑二、晶屑三、玻屑第二節火山碎屑巖的結構、構造特征及顏色一、結構二、構造三、顏色第三節火山碎屑巖的分類及命名第四節主要巖類及其特征一、火山碎屑熔巖類二、熔結火山碎屑巖類三、火山碎屑巖類四、沉火山碎屑巖類五、火山碎屑沉積巖類第五節火山碎屑巖的成因類型及其標志一、陸相與海相火山碎屑巖系的區別二、不同方式形成的火山碎屑巖系及其特點第六節火山巖系與油氣

火山碎屑巖:是主要由火山碎屑物質（火山碎屑含量>50%）組成的巖石。是介于火山巖與沉積巖之間的巖石類型，兼有二者的特點，又與二者相互過渡。與熔巖、次火山巖(或超淺層侵人巖)和正常沉積巖類相伴生。火山碎屑巖分布廣泛火山碎屑巖在自然界分布十分廣泛，從前寒武紀至第四紀均有分布。我國東部地處環太平洋火山活動地帶，中、新生代沉積中有著發育的火山巖系。火山碎屑巖是重要油氣儲集層火山巖和火山碎屑巖可做為油氣儲集層，目前這類巖石已是我國中、新生代陸相含油氣盆地重要的油氣儲集層類型之一。第一節火山碎屑巖的成分一、物質成分火山碎屑巖主要由火山碎屑物質組成，此外還可有正常沉積物、熔巖物質等。其中火山碎屑物包括：巖屑、晶屑和玻屑三種類型。火山碎屑物質

巖屑（巖石碎屑）晶屑（晶體碎屑）玻屑（玻璃碎屑）正常沉積物熔巖物質一、巖屑（巖石碎屑）剛性巖屑：已凝固的熔巖或火山基底、管道的圍巖。塑性巖屑（塑性玻璃巖屑、漿屑、火焰石）：是由塑性、半塑性熔漿在噴出時塑變而成，具有玻璃質結構，斷面呈火焰狀、撕裂狀、樹枝狀、紡錘狀、鏡狀、條帶狀等。火山彈：是由塑性熔漿團在空中旋轉而成，形如紡錘、橢球、麻花、陀螺、梨狀等，表面具旋扭紋理和裂隙，并具一層淬火邊，大者可達數米第一節火山碎屑巖的成分。塑性漿屑，具流紋構造，去玻化后顯雛晶和球粒結構（河北下花園，白堊系）火山彈（山西，大同）大慶，升深201井：球粒流紋巖，球粒結構二、晶屑晶屑（晶體碎屑）：多為早期析出的斑晶隨熔漿炸碎而成。大小一般不超過2～3mm，常呈棱角狀，部分保持原來晶形，其成分多為石英、長石、黑云母、角閃石、輝石等。石英晶屑（圖）：表面極為光潔，具不規則裂紋及港灣狀熔蝕外形。長石晶屑（圖）：主要為透長石、酸性至基性斜長石，有較高自形程度。可見沿解理破裂及明顯的裂紋，掃描電鏡下更為清晰。黑云母和角閃石晶屑（圖）：常具彎曲、斷裂及暗化現象。輝石：主要出現在偏基性的火山碎屑巖中。石英晶屑（取自張家口-宣化一帶中生代凝灰巖）長石晶屑（取自張家口-宣化一帶中生代凝灰巖）黑云母晶屑的彎曲及暗化現象（河北，下花園，白堊系凝灰巖）三、玻屑（玻璃碎屑）（圖）玻屑（玻璃碎屑）類型

剛性玻屑

弧面棱角狀：弓形、弧形、鐮刀形、月牙形、雞骨形、管狀，不規則尖角狀，中酸性火山碎屑巖中常見。浮石狀：中基性火山碎屑巖中常見。塑性玻屑

尚未固結的熾熱玻屑在上覆火山碎屑物的重壓下，彼此壓扁拉長疊置而定向排列，相互粘連熔結在一起而成——假流紋構造剛性玻屑，弧面棱角狀玻屑

具有暗影者表示輕微磨蝕現象，取自張家口-宣化一帶中生代凝灰巖剛性玻屑，浮石狀玻屑

取自張家口-宣化一帶中生代凝灰巖塑性玻屑（假流紋構造）

福建，永泰，下白堊統，石帽山組

第二節火山碎屑巖的結構、構造特征及顏色一、結構

按粒級劃分

專屬性火山碎屑巖結構

其他二、構造

1、層理構造：通常不顯層理，但在水攜或風攜的火山碎屑沉積中，也可出現小型和大型交錯層理以及平行層理。

2、遞變層理：主要出現在沉積物重力流火山碎屑巖類中。系陸上或水下火山碎屑重力流以懸浮和遞變懸浮搬運和沉積作用所致。如有正遞變、反遞變以及疊覆遞變層理。反映是重力流水道微環境。3、斑雜構造：是火山碎屑物在顏色、粒度、成分上分布不均，且無排列性，而表現出來的一種雜亂構造。

4、平行構造：泛指由伸長形的火山碎屑物，如透鏡體、餅狀體、熔巖團塊和條帶等定向排列所組成的構造。它的連續性與平行性不及假流紋構造。

5、假流紋構造∶主要出現在流紋質熔結凝灰巖中。根據塑性玻屑可見燕尾狀分叉。在剛性碎屑邊部可見塑變不強的弧面棱角狀外形，“假流紋”延伸不遠，一般無氣孔及杏仁體等而有別于流紋構造。除上述構造外，有時還見氣孔、杏仁構造、火山泥球及豆石構造等，甚至在某些火山細屑巖中還見有生物攪動構造及實體化石。三、顏色火山碎屑巖常具有特殊鮮艷的顏色，如淺紅、紫紅、嫩綠、淺黃、灰綠等，它是野外鑒別火山碎屑巖的重要標志之一。顏色主要取決于物質成分顏色也取決于次生變化。如綠泥石化則顯綠色，蒙脫石化則顯灰白或淺紅色。

第三節火山碎屑巖的分類及命名1、根據物質來源分：火山碎屑巖類型、向熔巖過渡類型、向沉積巖過渡類型2、根據碎屑物質的相對含量和固結成巖方式分：火山碎屑溶巖、熔結火山碎屑巖、火山碎屑巖、沉火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖3、根據碎屑粒度及相應含量分：集塊巖、火山角礫巖、火山凝灰巖。4、最后以碎屑形態、成分、構造等依次作為形容詞，對巖石進行命名。類型向熔巖過渡類型火山碎屑巖類型*向沉積巖過渡類型巖類火山碎屑熔巖類熔結火山碎屑巖類火山碎屑巖類沉火山碎屑巖類火山碎屑沉積巖類碎屑相對含量熔巖基質中分布有10～90%的火山碎屑物質火山碎屑物質>90%，其中以塑變碎屑為主火山碎屑物質>90%，無或很少塑變碎屑火山碎屑物質占90～50%，其它為正常沉積物質火山碎屑物質占50～10%，其它為正常沉積物質熔漿粘結熔結和壓結壓積壓積和水化學物膠結主要粒級>100mm集塊熔巖熔結集塊巖集塊巖沉集塊巖凝灰質礫巖主要粒級100～2mm角礫熔巖熔結角礫巖火山角礫巖沉火山角礫巖凝灰質礫巖主要粒級<2mm凝灰熔巖熔結凝灰巖凝灰巖沉凝灰巖2～0.1mm凝灰質砂巖0.1～0.01mm凝灰質粉砂巖<0.001mm凝灰質泥巖成巖方式巖石名稱碎屑粒度表10-1火山碎屑巖的分類表（據浙江省地質局，1976，略有修改）*即狹義的火山碎屑巖類第四節主要巖類及其特征一、火山碎屑熔巖類是火山碎屑巖向熔巖過渡的一個類型，呈熔融狀態的巖漿中，落入了90～10％的火山碎屑物質。晶屑、巖屑為主，玻屑少見，基質（成分）主要是火山玻璃或火山巖具碎屑熔巖結構，塊狀構造。按碎屑粒級分為二、熔結火山碎屑巖類是以熔結（焊接）方式而形成的一類火山碎屑巖，火山碎屑物質達90%以上，其中以塑變碎屑為主。

形成方式

主要是火山碎屑的自熔結（焊接）作用，或加上少量熔漿，起熔結作用

成分

火山碎屑物質可達90％以上，主要是塑性玻屑和巖屑，少量晶屑

成因

爆發相火山碎屑大量就近或一定距離搬運后沉積（落積）下來分布火山頸、破火山口、火山構造洼地和巨大的火山碎屑流與侵人狀的熔結凝灰巖體中。熔結集塊巖、熔結角礫巖分布不廣；熔結凝灰巖分布廣。晶屑玻屑熔結凝灰巖三、火山碎屑巖類狹義的火山碎屑巖火山碎屑物大于90%，經壓積或壓實作用成巖。如不特加說明，一般指的就是這類火山碎屑巖。

1、集塊巖顏色：多樣。成分：火山彈

、熔巖碎塊、圍巖巖屑。

結構：集塊結構。構造：不太明顯。可發育大型層理。其它：主要分布于火山口附近構成火山錐，或充填火山通道中

2.火山角礫巖——較常見形成方式

熔巖角礫（被火山灰充填）經壓實、膠結而成。結構——火山角礫結構，分選差構造——層理不明顯分布

多分布在火山口附近集塊巖外側、外圍，可與凝灰巖過渡。。

火山角礫巖渤海油田火山角礫巖遼東灣第三系火山角礫巖北京昌平侏羅系

3.凝灰巖--粒徑<2mm的火山碎屑物含量超過75%的火山碎屑巖顏色：多鮮艷

成分：火山灰結構：凝灰結構構造：可發育層理。可發育假流紋構造。根據碎屑種類：玻屑、晶屑、巖屑及其相對含量：單、雙、多種可更具體命名凝灰巖3.凝灰巖按碎屑粒級按物態及相對含量以玻屑凝灰巖、晶屑-玻屑凝灰巖最常見，具典型凝灰結構，流紋質玻屑凝灰巖主要由弧面棱角狀玻屑組成，河北，宣化，白堊系流紋質晶屑-玻屑凝灰巖晶屑為石英、長石及黑云母，見熔蝕現象河北，張家口，白堊系多屑凝灰巖由巖屑、晶屑、玻屑三種物態組成的流紋質熔巖河北、下花園，白堊系晶屑-玻屑凝灰巖,山東蒙陰,白堊系玻屑凝灰巖,火山炭和玻屑結構,山東蒙陰,白堊系巖屑-晶屑-玻屑凝灰巖,河北宣化,白堊系巖屑-玻屑凝灰巖,河北張家口晶屑凝灰巖,河北宣化,火山塵及火山灰結構四、沉火山碎屑巖類

是火山碎屑巖和正常沉積巖間的過渡類型，火山碎屑物質90～50%，其它為正常沉積物質，經壓積和水化學物膠結成巖。常顯層理，故有時也稱層火山碎屑巖類。沸石化沉凝灰巖五、火山碎屑沉積巖類

以正常沉積物為主，火山碎屑物質占50～l0%，巖性特征基本同于正常沉積巖。當主要是陸源的砂時，稱凝灰質砂巖；主耍為泥時稱凝灰質泥巖；主要為碳酸鹽時稱凝灰質石灰巖或凝灰質白云巖等一系列過渡類型巖石。一、陸相與海相火山碎屑巖系的區別標志⒈海相火山碎屑巖系海相火山巖系的最主要代表是細碧-角斑巖系。特點是廣泛的鈉長石化作用，火山玻璃分解為含水的硅酸鹽。由于綠簾石化和綠泥石化，巖石呈現綠色。枕狀構造十分發育。出于海水中噴發一沉積的特殊環境，常具∶(l)韻律性層理，即不同粒級的火山碎屑物互層產出，主要為下粗上細的正韻律(也有的認為應是下細上粗，反序的)；(2)各個夾層的厚度及粒度一般較穩定；(3)往往可見到凝灰巖向沉凝灰巖和凝灰質砂巖(或泥巖)過渡的現象。另一特征是火山巖系和下伏海相沉積巖層多呈整合接觸，或其中有海相夾層，如海相石灰巖、碧玉巖及巖屑砂巖等，其中常含有孔蟲、放射蟲和硅藻等海相動植物化石。⒉陸相火山碎屑巖系、由于熔漿流出地表時易于氧化，因而常呈現紅褐色—黑色，火山巖系和下伏巖層多呈不整合或假整合接觸。分布于其中的火山碎屑巖系的特點是∶(l)巖相及厚度變化大；(2)含梨形、橢圓形、紡纏形、球形等特征的火山彈；(3)存在泥石流角礫巖；(4)熔結火山碎屑巖類比較發育；(5)凝灰巖多半比較疏松；(6)有時有陸相砂礫巖和頁巖夾層，并常見植物化石和淡水動物化石(多為湖相)。二、不同方式形成的火山碎屑巖系及其特點⒈重力流型火山碎屑沉積1）陸上的火山碎屑流沉積，或火山灰流、砂流沉積，是熔結火山碎屑巖類的主要形成方式。其搬運和沉積方法類似深海中的濁流沉積。特點2）水下火山碎屑流沉積即重力型火山碎屑沉積。指的是主要由火山噴發碎屑物組成的高密度底流，當在水下流動時，由于流速降低后而形成沉積。特點2.降落型火山碎屑沉積通常又稱降落灰沉積，主要指的是火山噴發物在大氣中，經風力分異而形成的產物。其形成機理是∶當火山物質順風搬運時，顆粒依降落速度不同而分離。粒度和密度是控制降落速度的主要因素。而風向、風速、擾動性以及碎屑物的噴射高度是控制散落形態的重要因素。特點3.水攜型火山碎屑沉積此類沉積具明顯的水攜沉積特點。火山噴發形成物經過流水搬運可沉積在海岸平原、海灘或淺海陸棚上，甚至被重力帶到深水盆地中去，分布也相當廣泛。特征：1）具水攜沉積特點及正常沉積巖的各種構造。2）貌似巖屑砂巖、長石砂巖。3）成熟度低，分選差，磨圓差。火山陸源巖：其成分主要來自早期形成的火山巖系，是經過剝蝕、搬運、再沉積的產物，具一切正常碎屑巖的特點。第六節火山巖系與油氣基本特征：1、

時代分布廣。2、

沉積類型多樣。3、

儲集層類型多樣。4、

儲集層物性變化的不均一性受巖性、巖相和成巖作用控制。5、中-基性火山巖及與其相應的火山碎屑巖是主要儲集巖，其在中、新生代陸相斷陷盆地中最發育。

世界部分國家火山巖油氣藏特征簡表國家層位油田數巖性孔隙度（%）滲透率×10-3μm2油藏面積Km2日本N5英安熔巖、流紋角礫巖、安山集塊巖、流紋熔巖9-251-150