岩相分析(火山碎屑流)

浮 岩 流
J3b1 石英粗面质熔结凝灰岩（核桃坝）
J3b1
石英粗面质熔结凝灰岩（核桃坝）
J 3b 1
石英粗面质熔结凝灰岩（核桃坝）
J3b1 含角砾弱熔结凝灰岩（核桃坝）
J3b2 流纹质弱熔结凝灰岩（于家营子）
火山碎屑流堆积相序
火山碎屑流结构
示意图
细火山灰形成的稀薄火山灰区 （脱离火山碎屑流） •浮岩分凝带＋碎屑顶部２Ｃ层 晶屑 细粒灰 浮石 层２堆积带（碎屑流主体） Layer2 堆积 方式 •底层堆积带ground layer deposited 岩屑 前缘高度汽化 的湍流喷射物
碎屑流堆积结构示意图
气体分凝管
火山碎屑流堆积相模式
浮岩流中逃逸出的细小火山灰
火山碎屑流(喷发柱降落高度与平面 扩展距离)
垂 直 降 落 高 度
致密岩屑火山碎屑流
冷岩石的崩落
水平扩展距离
岩屑流
堆积后焊接温度
空隙度 无水
水、时、厚度有关
浮岩流的温度：直接测量；如日本的 Kamagatake 1929，390c（12天后， Me.st.Helens,1981,300-750c,近火口750850c;）实验:新墨西哥州Upper Bandelie ignimbrite,550-800c;利用古地磁热剩磁求 知Me.st.Helens,1981,550-600c；利用炭化 木推测，Vesuvius，400c 阿拉斯加万烟谷浮岩流堆积七年后还可达 645c
火山岩相 时空分布
• 空间分布 • 不同旋回岩相 特征 • 岩相类型与岩 浆成分
白 音 高 老 组 一 段
白 音 高 老 组 三 段
火山岩岩石与岩相—岩性岩相特征
火 山 碎 屑 流
火 山 碎 屑 岩 岩 席、 谷 塘 型 熔 结 凝 灰 岩
岩流单元结构变化
火山碎屑流喷发单元
谷塘型（valley pond）堆积熔结凝灰岩
灰云涌流ash-cloud surge D、火山碎屑涌流 地涌流（ground surge） surge 基底涌流（base surge） E、溅落堆积(Spatter rampart溅落堤) 2、溢流相（基性、中性、酸性；陆上、水下；熔 岩流、熔岩被等） 3、火山喷发-沉积相 a 湖盆沉积相 b 破火口湖沉积相 4、火山泥流相（lahar） 5、熔积岩相（peperite水下）
岩相类型
半封闭-半开放环境 6、沸溢-侵出相（爆发与侵出过渡相） 7、侵出相 8、火山通道相(火山颈、岩管) 封闭环境 9、潜火山岩相（subvolcanic rocks ） （subway submarine ） 10、隐爆角砾岩相 11、火山-侵入相
多伦地区火山岩岩石与岩相——岩相类型
火山作用方式
溢流式 地表开放环境 爆破式 火山（口）湖盆环 境
表 3-1 火山岩相类型表 岩石形成环境 岩相类型
喷溢 相 爆发空落相 火山碎屑流相 基底涌流相 火山泥石流相 喷发沉积相 地表与地下相连结 侵 出 相 沸溢~侵出相 火山通道相 潜火山岩相隐爆角砾岩相 火山侵入相 熔岩
主要岩石类型
主要为正常火山碎屑岩。 熔结火山碎屑岩为主，正常火山碎屑 岩次之。 层凝灰岩，弱熔结凝灰岩。 沉火山碎屑岩。 沉火山碎屑岩或火山碎屑沉积岩。 熔岩 泡沫熔岩~熔岩。 粗粒火山碎屑岩、熔岩。 潜火山岩。 陷爆角砾岩、震碎角碎岩。 斑岩、玢岩。
侵出作用
的半开放、半封闭 环境。
侵入作用
地壳浅部（或火山 根部）封闭环境。
爆发相一、爆破式火山作用
是一种由爆炸产生的强烈火山作用，火山产 物主要为火山碎屑物； 爆破的方式主要有：
岩浆爆发 射汽爆发(无岩浆喷出，
新疆50年代喷发)
射汽-岩浆爆发
淬火或淬碎作用、流动自碎等不属爆破作用
火山爆发初始阶段动力学过程示意图
扩散
气冲区
（h=236.6m1/4）
岩浆房
从火山喷发的动力过程中获得模拟的初始参数 扩散区 水平扩散
浮力控制
对流区
喷发开始时的动量控制
气冲区
气体从液体岩浆中的气泡 释放出来，成为多相流中的连续相
气泡首次出现 挥发份饱和的深度
湍流 层流
碎屑化面
出溶面 岩浆囊
喷发动力过程
岩浆的体积
火山喷发大多是在在压力驱动下使地下某一深度的岩浆喷出地表。在 岩浆上升的过程中气体溶出，形成气泡，当气泡达到一个某一膨胀水平时， 冲出岩浆界面而破裂形成细微碎屑。这些碎屑连同加速喷射的气体从火山口 进入大气层。
岩浆爆发
气 空气 喷发柱 气 汽 碎屑化面 u 液 出溶面 v v 液 物相 固 物性 1 77%（vol%） 汽 固 2 液（塑） 固 液 固 3 塑（液） 固
4
狭窄火山通道
布里尼喷发柱结构分区与空降堆积
• 示意图
扩散区 Ht 最终高度 Hb B浮力 正浮力 对流区 Hm Ｈ高度 ｍ动量能 密度 喷发柱的高度与质量释放率的四次方根成正比 质量释放率-单位时间内喷发量，m单位kg/s 增大 大气密度 混合相密度
二、岩相类型(facies)
地表——开放环境 1、爆发相 A、近源崩落相(爆发崩塌) 火山渣降落堆积(scoria fall) B、降落相 浮岩降落堆积(pumice fall) （陆地水下） 火山灰降落堆积(ash fall) 块灰流（block and ash-flow） C、火山碎屑流相 渣状流（scoria flow） （pyroclastic 浮岩流（pumice flow.(ash flow 陆地水下） flow )or ignimbrite）
火山岩相分析
研究火山岩相、相序是建立火山地层格 架、恢复火山构造面貌和火山喷发过程 的基础，并可为火山矿产的寻找提供信 息。但以往火成岩岩石学家的主要兴趣 在岩石的结构构造、矿物学、地球化学、 岩浆成因及大地构造环境方面，近30年 来火山岩相的研究才得到逐步发展
火山岩相的概念
• 火山岩相指火山物质的喷发类型、搬运方式、堆积定位环境 及其形成方式的总和 • 火山岩相是火山堆积物的一个实体，它有不同于其他实体的 特征。这些特征可能是成分、结构构造或所处的空间位置等。 是特定的形成方式或搬运作用、或堆积环境的产物。 • 相仅是一种概念，它没有规模的限制，这是与岩石地层的重 要区别所在，一个地区的岩石地层单元组、段等可以是一种 相，也可以是几种相的组合。在更局限的范围内，相可能只 代表某个露头或一个单层，甚至同一流动单元的一部分（顶 板、底板相等）。因为它有不同的特征，尽管不同，但成因 上有一定联系。
一、岩相(facies)分析
岩相划分的原则: 1、火山活动的基本形式（爆发:岩浆型爆发—岩浆
本身挥发份的持续出溶和膨胀所躯动；射汽—岩浆爆发 (phreatomagmatic explosion)-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；溢流、
J 3m 熔 结 凝 灰 岩 地 貌 （ 大 北 沟 ）
J 3m
熔结凝灰岩柱状节理（大北沟）
J 3m
柱状节理（大北沟）
浮岩流基本特点
规模: 体积一般100-1000km3,大者3000km3 组分：玻屑、浮岩、晶屑和岩屑，以含大量浮岩、玻屑为特征 原生构造：大多不具层理，但在一个流动单元内具双粒序层理，流动单元
喷发柱塌落的条件
通 喷发 道 柱高 度 的 103m 宽 度 和 气 体 含 量 的 变 化
300m
250m
重力作用丘崩塌
火 山 碎 屑 流 成 因 类 型
连续气流中断
爆炸丘
通道加宽瞬时垮塌
山崩触发隐爆
熔岩穹丘 垂直爆发
间歇性爆 发柱垮塌
熔岩丘崩塌 侧向爆发 喷发柱垮塌 连续喷发柱垮塌
火山碎屑流(浮岩流)堆积相特征
侵出或侵入等） 2、火山喷发方式（裂隙式、中心式或夏威 夷…..、冰岛式等）及火山喷发物定位环境 （陆地、水下) 3、火山产物的搬运方式、堆积机理（降落、 火山碎屑流、火山碎屑涌流、火山泥石流、近 源崩落堆积等 ）
岩相分析
4、火山产物在火山机构中的特定位置
（火山颈、火山口、近源、远源）形 成方式（冷却固结、熔结、压结）、 堆积定位环境 5、火山岩浆在地下一定深度（0.5-3km） 侵位及侵位机制（潜火山岩、隐爆角 砾岩、火山-侵入岩等）
ground layer layer1
jetted deposited explosive ejection of material
Weaker fluidization Weak or no fluidization
Strong fluidization
strong fluidization
地浪形成 示意图
流动单元、冷却单元和喷发单元 破火山的主要堆积物 成熟岛弧与活动大陆边缘
浮岩流构造属性
• 岛弧(成熟、碰撞弧) • 活动大陆边缘
之间有较明显的分界
发育气体分凝管构造 晶屑和岩屑富集(取样应注意) 浮岩流的温度：直接测量；如日本的Kamagatake 1929，390c（12天后，
Me.st.Helens,1981,300-750c,近火口750-850c;）实验:新墨西哥州Upper wk.baidu.comandelie ignimbrite,550-800c;利用古地磁热剩磁求知Me.st.Helens,1981,550-600c；利用炭化 木推测，Vesuvius，400c 阿拉斯加万烟谷浮岩流堆积七年后还可达645c