火山碎屑物质

火山作用可以形成熔岩、次火山岩、火山碎屑岩和气热流体（图2-16）。尽管人们日益热衷于火山喷发的气热液成矿作用研究以及熔岩和次火山岩的机理探讨等，但在此我们更关注的是能直接成为沉积物的火山碎屑物质。火山碎屑是火山爆发过程中形成于陆上或水下的碎屑物，可以原地堆积形成火山碎屑岩（火山碎屑物含量在90%以上），也可分散掺杂于其他沉积物中。火山碎屑岩主要由较粗大的火山碎屑物和较细小的火山填隙物（火山灰尘）两部分物质所构成（图2-17）。

刘宝珺（1980）将火山碎屑物的粒度（表2-6）、形态（图2-18）和种类（表2-7）进行了划分，以此阐明火山碎屑物的成因特征。

图2-16 岩浆喷发类型及其火山碎屑的形成机理（据Wilson，1980）

a.夏威夷式；b.斯特隆博利式；c.武尔卡诺式；d.普林尼式

图2-17 由火山爆发的碎屑堆积成的火山碎屑岩（焦养泉摄，2010）

a.具有正粒序构造的火山碎屑岩（辽宁阜新王府镇采石场）；b.具有假流纹构造的火山碎屑岩（辽宁彰武包家屯）

表2-6 火山碎屑物的粒度划分（据刘宝珺，1980）

图2-18 火山碎屑物的形态（据刘宝珺，1980）

a、b.岩屑；c.火山弹构造示意图；d.撕裂状塑性岩屑；e.火山粒示意图；f.火山毛；g、h、i.浮岩块及火山渣；j、k、l.塑性岩屑；m、n.石英晶屑；o、p.长石晶屑；q.辉石晶屑；r.角闪石晶屑；s、t.黑云母晶屑；u.弧面棱角状玻屑；v.塑性玻屑；w.火山泥球

岩屑：包括早先凝固的熔岩和火山通道的围岩及火山基底的岩石。大多数的岩屑外形呈各种棱角状，其形态与原岩性质有关，韧性的岩石具有圆滑的轮廓，脆性岩石呈棱角状，具有层理和珍珠构造的岩石碎屑外形受层理和珍珠构造控制。岩屑的粒径大小范围很宽，微粒到直径数米的巨大块体均有。

火山弹：火山爆发时拋到空中的塑性熔浆团，由于在飞行时旋转，故常呈纺缍状、椭球状、麻花状、陀螺状和梨状等。表面有时有旋纽纹理和裂隙，当撞击地面时，可成饼状。火山弹的内部构造可分为有核火山弹、空心火山弹、气孔质或浮岩质火山弹及多层火山弹等。火山弹一般大于64mm。

多层火山弹，一般外层富含气孔，内部致密，但也有表皮部分气孔小，并平行表面排列者。表皮部分大都为玻璃质，向核心逐渐过渡为半晶质甚至显微晶质。

浮岩块及火山渣：火山爆发初期，由于熔浆中气体数量较多，拋到空气中凝固而成。而火山弹则是在火山爆发的后期形成，那时熔浆中的气体数量已经不多了，所以不规则多孔状的浮岩块及火山渣比火山弹更为常见。

表2-7 火山碎屑物的种类、成因及特征（据刘宝珺，1980）

浮岩块：是一种多孔状，密度略小于1g / cm3，一般能浮于水的长英质火山碎屑物。气孔一般近于圆球形，同一块上气孔大小比较均匀，不显定向排列。有的浮岩块上，气体向一个方向逐渐变小，表明原来属于火山弹或熔岩饼的表层。浮岩块的成分常是流纹质的。

火山渣：是一种形状极不规则，表面粗糙棘突，外貌很像炉渣，多为深黑色，有的呈褐、红色，有较强的玻璃光泽，多富含气孔，但气孔大小不均匀，气孔壁光亮如釉，有时也能浮于水的呈棱角状玄武质的火山碎屑物。火山渣表面及较大的气孔壁中常见纤维状、丝状构造，并发生扭曲，这些特征都说明了火山渣是在高温、极易流动的情况下骤然冷却形成的。

塑性岩屑：富含气体和水分的中性、酸性或碱性岩浆喷发时，炽热的火山碎屑流沿斜坡流动，即可形成分布广、厚度大的塑性岩屑堆积。由于厚度大，可长时间保持高温，致使未冷却的泡沫状塑性岩屑发生变形，被压扁、拉长，上下表面较平滑，两端是撕裂状、焰舌状、枝叉状等。塑性岩屑在岩石中往往呈定向排列，构成假流纹构造。塑性岩屑中的气泡可被石英等矿物充填，也可因压力作用而消失掉。塑性岩屑一般为玻璃质，大的塑性岩屑内部还可能有斑晶。

晶屑：大都是熔浆在地下早期析出的斑晶，少量是火山通道附近围岩中的矿物。常见的晶屑是石英、长石、黑云母和角闪石，矿物晶屑常具有熔蚀现象，不规则的裂隙以及含挥发分的暗色矿物的暗化边。晶屑除柱板状和遭受熔蚀外，常呈棱角状，粒径一般为1～2mm。

玻屑：常见的玻屑有弧面棱角状和浮岩状两种，前者称为火山灰或灰屑，镜下常见有弓形、弧形、月牙形、鸡骨状、撕裂状、海绵骨针状等，表现出破碎的不完整的气孔壁构造特点；而后者则是保存了完整的气孔壁的碎屑。在较老的火山岩中，玻屑均脱玻化为显微晶质的矿物集合体，但有时可残留玻屑的弧面棱角状形态。

塑性玻屑：炽热塑性的玻屑在上覆火山堆积物的压力下，经塑性变形冷凝而成。一般小于2mm，常压扁和拉长，彼此重叠，呈定向排列，且熔结在一起。强烈塑变的玻屑呈皱纹状，并可“绕过”刚性碎屑的边缘，貌似流纹构造，不同的是塑性玻屑两端可见鱼尾状分叉，气孔或杏仁体很少，有时在刚性碎屑附近可以找到塑性变形不强的弧面棱角状外形；弱的塑变玻屑，常常程度不等地保留了弧面棱角状的玻屑外形。