第八章-2--火山机构

2020年4月12020年4月22020年4月32020年4月42020年4月5第一节火山构造和火山机构的概念•世界上许多矿床与火山构造有关，如美国西部科罗拉多州的一些金银矿床和铍矿床;非洲的一些稀有金属碳酸岩矿床、金刚石矿床;我国东部地区广泛发育中新生代火山岩系中的一些铜、铅锌、铁、铀、明矾石、萤石等矿床，亦有一些重要矿床与火山构造或火山机构有关。•火山作用包括岩浆从岩浆房经过火山管道到达地表形成火山喷发，喷出物经运移、堆积、定位，经冷却、熔结、固结、逸气等作用形成各类火山岩，构成有关的火山构造。2020年4月6•Billingsl956年在《构造地质学》一书中将火山构造(volcanicstructure)简单地称为火山作用造成的构造。•1979年版《矿田火山机构》一书中将火山机构与火山构造通用。•现用《构造地质学》教材，将火山岩统称为喷出岩，划分为熔岩被、熔岩流、和火山锥。2020年4月7•1983年版《地质辞典》中，火山机构英文为volcanicmechanism，俄文为механизмвулкана，并将火山机构定义为构成一个火山的各个部分的总称，是火山作用各种产物的总体组合，包括地面火山锥和岩浆在地下穿插形成的火山通道。•在1983年版《英汉地质词典》中，volcanicapparatus为火山机构。•R.H.西里托等1984年在“火山地貌与金属矿床”一文中，火山机构英文用edifice，火山构造用volcanicstructure。edifice原意为体系或大建筑，可理解为火山作用形成的从地下到地表的一整套体系。2020年4月8•总之。火山构造的概念各家理解不一，就单个火山而言，许多地质工作者将火山构造看作是火山机构的同义词。然而，也有入把火山构造概念大大扩展，将断裂喷发带、火山隆起、火山洼地、火山机构等并列起来作为火山构造的不同类型。然而，宏观上断裂喷发带等往往受区域构造的控制，它们不单纯是火山作用形成的构造。2020年4月9•这里论述的火山构造主要为火山作用造成的构造，但火山构造的涵义既包括单一的火山机构，也包括由区域构造(断裂、隆起、凹陷等)所控制而形成的、具有不同构造属性的火山构造组合群体。火山机构的组成部分包括火山锥、火山口、破火山口、火山通道和次火山侵入体等。2020年4月101、火山锥•火山锥是指由火山喷发物质堆积在火山口周围或旁侧构成的锥状体，其主要特征是愈近火山口，堆积物质的厚度愈大，远离火山口，其厚度渐薄；从组成火山锥的物质来看，有火山渣锥、火山碎屑锥、熔岩锥与混合锥等。从火山锥的形态来看，有正锥－组成火山锥的物质自火山口向四周倾斜；倒锥－组成火山锥的物质自四周向火山口倾斜。此外，在侧喷发的火山机构中，由于原始地面就是倾斜的，因此火山喷发物质堆积的形态也基本向一个方向倾斜，其厚度变化同样具有锥状的特有表现，故可称“侧锥”。寄生火山锥多属此种形态。2020年4月112020年4月122、火山口•火山口是火山物质向外喷发的地面出口处。未经侵蚀和破坏的火山，其火山口在地表易于认识，而已受侵蚀或破坏的火山，则只能根据火山管道的平而形态推测火山口的可能位置。火山口的形态有等轴状或椭圆状以及长条状。火山口一般位于火山机构中心，但侧喷发的火山口往往偏于火山锥(侧锥)的上坡方向。•破火山口是火山喷发作用发展的后一阶段产物，即在早期火山喷发以后，由于崩坍或再次爆发而破坏了原有的火山口，形成一个新的圆形或近于圆形的洼地，称破火山口。其特点是直径或长轴较长，与早期形成的火山锥大小几乎相等，形态上明显不相称。2020年4月133、火山通道•火山通道是地下岩浆房与地表火山口之间的连接通道，其同义名称很多，如火山颈、火山管道、火山筒等。其中多为熔岩充填，形成火山塞。也有为火山爆发之破碎产物充填者，则称其为角砾岩筒，但往下仍过渡为浅成侵入体。2020年4月142020年4月154、次火山侵入体•次火山侵入体指与火山作用具同时间(可以有先后，但属于－次火山作用连续过程)、同空间、同岩浆源的浅成、超浅成侵入体，也有称其为火山－侵入体者的。侵入深度一般为0.5一1.5km之间;其形态和产状有岩脉、岩床、小岩株及岩塞。一个完整的火山作用过程不仅指那些喷出地表的喷发或爆发作用，还应包括次火山侵入作用，而且次火山侵入通常是沿火山作用形成的原生破裂构造发生的，因此次火山侵入体必然也是火山机构的一个组成部分。2020年4月16第二节火山构造的分类•一、按火山喷发类型分类•大自然中各种地质作用常交织在一起，火山构造通常是复合成因的，较大型的火山构造不仅岩浆作用，而且构造运动也起着巨大的作用，火山作用也是很复杂、多种多样的。•火山活动的生成物主要来自岩浆，火山作用与岩浆侵入作用相比较有其特殊性，这具体表现为：岩浆的不同成分和气体过饱和的程度，决定了喷发形式的多样性；火山物质的喷出、堆积和破坏的速度快，几万年内可形成高大的层火山，几年内可形成复杂的岩穹，几小时或几天内可堆积相当厚的火山灰层，火山物质搬运条件的特殊性和复杂性，明显地受到大气和水的影响;有外来物质的加入，包括陆源物质和化学、有机物质、水热蚀变广泛，2020年4月17•就火山作用产物而言，既有岩浆岩的某些性质，又有沉积岩的某些性质，当然也有沉积岩和侵入岩所没有的火山岩本身的特性。•在火山作用过程中，岩浆经火山管道到达地表造成火山喷发作用(eruption)。火山喷发是十分壮观的自然现象，它可以各种不同的方式发生，大体有三种基本形式：•1、爆发作用(explosions)。泛指火山在一定的条件下，以猛烈的方式喷发。2020年4月18•2、喷溢作用(effusions)。火山岩浆以比较平静的方式溢出地表，形成熔岩河、熔岩瀑熔岩湖。•3、侵出作用(extrusions)。它既不是猛烈的爆发，也不是平静的溢流，而是岩浆从相对小的管道中挤出形成岩穹(dome)，包括岩钟、岩针、岩碑等奇特的形态，往往总称为岩穹。侵出时夜晚观之似“火柱”。2020年4月19•按火山口特征将火山喷发作用分为裂缝喷发和中心喷发两大类型。裂缝喷发的熔岩经裂缝喷出而流于地表，喷发管道冷凝形成岩墙，连续的喷发造成熔岩高原或平原，如印度西部高原;中心喷发形成火山锥、火山口及破火山口、火山喉管及隐火山构造，如云南腾冲火山群等。•中心式喷发主要为爆发式喷出，以中酸性为主，里面含大量气体、熔岩和火山灰－火山砾等，堆积而成火山锥，锥顶有火山口，火山口常呈圆形洼地，如广东湛江附近的湖光岩为一个宽阔的火口湖。山西大同狼窝山高100米喷口宽400余米。2020年4月20•中部为火山颈，由喷发物填塞火山通道所成。火山颈周围喷出物可以看到层理，向四方倾斜，构成火山锥或岩钟，称穹状火山构造。•裂缝式火山主要为宁静式喷发，以易于流动的基性岩浆为常见，但也有中酸性，一般与深大断裂有关，常形成高原或台地，如河北张家口第三纪汉诺坝玄武岩，它沿蒙古高原南缘断裂带溢出，构成蒙古高原的一部分。•除上述两种类型外，还有一种混合型，如广东南部雷州半岛及海南岛北部的第三纪一第四纪玄武岩流所构成的岩被，分布达数百平方千米。但在岩被展布范围内，出现许多火山堆，其排列有一定方向，明显地受几组继裂的控制，应属裂缝一中心式火山喷发。2020年4月21二、按火山构造规模分类•1、中国东部陆相火山岩区各级火山构造的划分•1981年南京地质矿产研究所王中杰等通过对我国东部陆相火山的研究，根据火山构造的成因、规模及形态等，将其划分为五级:•Ⅰ级:构造一火山带•Ⅱ级:火山活动带线形：喷发州(及亚带)•Ⅲ级:火山喷发区(带)面形：喷发区(及亚带)火山沉陷(含复杂型)负向火山构造洼地•Ⅳ级火山沉积洼地正向火山隆起构造2020年4月22中心型火山通通构造裂隙基破火山构造(及其组合体)•Ⅴ级:火山口构造火山穹隆构造火山锥构造(及火山群)隐爆角砾岩构造从上述分类可以看出，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级火山构造为区域性火山构造，前二级多以深大断裂为界，延长可达数百千米(区域性的)至几千千米(全球性的)。第Ⅲ级火山构造主要受区域性断裂的控制。2020年4月23•Ⅳ级火山－构造成因构造，不仅岩浆作用，而且构造仍起巨大的作用，形成隆起或洼陷。如火山断陷盆地，是由多组方向断裂控制的断陷盆地，盆地内有火山熔岩和沉积岩堆积，岩层呈单斜状，盆地一侧为同生断裂，另一侧活动延续到后期，成箕状盆地，大小为数十至数百平方千米，盆内发育火山通道和次火山岩体。2020年4月24级别类型Ⅰ级火山构造火山喷发带(线型)火山喷发区(面型)Ⅱ级火山构造火山-构造隆起(正向)火山-构造洼地(负向)沉积-火山洼地(负向)Ⅲ级火山构造火山穹隆喷发-侵入穹隆喷发-侵出穹隆破火山简单型复活型锥火山表1火山构造类型、级别划分表2020年4月25•Ⅰ级火山构造是受区域性大断裂、大型基底隆起、基底凹陷及大型环状构造控制的较高级火山构造。本类构造主要是受深部构造控制，其地表边界可根据火山岩及Ⅱ级构造分布情况与有关深断裂、巨型环形断裂位置大致确定。在Ⅰ级火山构造内部，可包括多个Ⅱ级火山构造，火山岩集中发育，火山构造格局、构造演化与矿化等，均可具有一定的地区性特点。根据其形态及构造控制条件，Ⅰ级火山构造可分为火山喷发带(线型)与火山喷发区(面型)两类。火山喷发带主要受深断裂控制，多个Ⅱ级火山构造沿深断裂主方向呈带状展布，一般规模较大，可延长数百千米。火山喷发区主要受大型基底隆起、基底凹陷或大型环状构造控制，其内多个Ⅱ级火山构造呈面型集中分布，整体上关系亦较密切。Ⅰ级火山构造既可由多旋回火山岩组成，也可由同一旋回火山岩组成。2020年4月26•Ⅱ级火山构造即火山机构组合群体，指受区域性断裂、凹陷、隆起等构造控制的、由火山作用(包括相关的侵入、沉积等地质作用)形成的火山构造单元，其内包括多个Ⅲ级火山构造。这些Ⅲ级构造均属同一体系，相互关系密切。根据Ⅱ级火山构造之成因及构造特征，可进一步划分为火山－构造洼地、火山－构造隆起及沉积－火山洼地三种类型。•火山－构造洼地是受火山作用与区域凹陷(或断裂)构造作用双重控制形成的一种大型负向火山构造。区域构造作用体现在:断裂构造为岩浆上升和早期火山喷发提供通道，在火山－构造洼地内部形成数目不等、有一定排列方向的火山机构;断块沉陷基本限定了火山喷发物的堆积范围，使洼地边界显示一定线性几何形态特征。洼地底部通常有沉陷初期形成的内陆湖盆相沉积物，其上火山岩广覆。2020年4月27•沉积－火山洼地主要受区域性陆上沉陷(或断陷)作用控制的另一种大型负向构造(即通常所指的由火山岩系地层组成的“内陆沉积盆地”)，洼地内充填物以陆相碎屑沉积为主，火山机构不发育，火山岩多以夹层状赋存于厚层内陆湖盆相(或山前快速堆积相)碎屑岩中。火山岩为单一的玄武岩层、流纹岩层或相应的火山碎屑岩;部分沉积-火山洼地内，火山岩具双峰式特征组合2020年4月28•火山－构造隆起是受区域隆起作用控制的一种Ⅱ级正向火山构造。隆起内火山岩集中分布，可包括若干个火山机构。这些火山机构既有正向的(如火山穹隆、锥火山)，也有负向的(各种破火山)，但整个隆起趋势产状外倾，剖面上表现为复式穹状隆起(犹如沉积岩区之复背斜构造)。2020年4月29•Ⅲ级火山构造是火山岩区最基本的构造单元。根据火山机构发育各阶段保留的地质信息所反映出的形态、构造特征及空间格局，可将其划分为破火山、火山穹隆、锥火山三种基本构造类型。•破火山是由一个火山中心塌陷后形成的圆形、椭园形负向火山机构。其规模有大有小，一般直径可达数千米，层状火山岩具向中心围斜的产状，不同岩相大致呈环状分布，中心部位往往出现破火山口沉积相、火山侵出相或火山侵入相(视剥蚀程度而定)，有自成系统的环状、半环状、放射状断裂及沿断裂侵入的晚期脉岩。威廉斯(1941)按其成因进一步分为爆发破火山、塌陷破火山及侵蚀破火山等。2020年4月30•按火山发育程度，可分为塌陷破火山、沉陷破火山和复活破火山等。但对中生代古火山而言，各种成因及发育程度不等的破火山兼而有之，加之火山活动本身的多阶段、多期次及中生代以来的剥蚀及构造破坏，使得大部分破