第章 火山机构

火山岩构造－火山机构与成矿作用－3/22/202313/22/202323/22/202333/22/20234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。3/22/20235

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。3/22/20236

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。3/22/20237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。3/22/20238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。3/22/202391、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。3/22/2023103/17/2023112、火山口火山口是火山物质向向外喷发的地地面出口处。。未经侵蚀和和破坏的火山山，其火山口口在地表易于于认识，而已已受侵蚀或破破坏的火山，，则只能根据据火山管道的的平而形态推推测火山口的的可能位置。。火山口的形形态有等轴状状或椭圆状以以及长条状。。火山口一般般位于火山机机构中心，但但侧喷发的火火山口往往偏偏于火山锥(侧锥)的的上坡方向。。破火山口是火山喷发作作用发展的后后一阶段产物物，即在早期期火山喷发以以后，由于崩崩坍或再次爆爆发而破坏了了原有的火山山口，形成一一个新的圆形形或近于圆形形的洼地，称称破火山口。。其特点是直直径或长轴较较长，与早期期形成的火山山锥大小几乎乎相等，形态态上明显不相相称。3/17/2023123、火山通通道火山通道是是地下岩浆浆房与地表表火山口之之间的连接接通道，其其同义名称称很多，如如火山颈、、火山管道道、火山筒筒等。其中中多为熔岩岩充填，形形成火山塞塞。也有为为火山爆发发之破碎产产物充填者者，则称其其为角砾岩岩筒，但往往下仍过渡渡为浅成侵侵入体。3/17/2023133/17/2023144、次火山山侵入体次火山侵入入体指与火山作作用具同时时间(可可以有先后后，但属于于－次火山山作用连续续过程)、、同空间、、同岩浆源源的浅成、、超浅成侵侵入体，也有称其为为火山－侵侵入体者的的。侵入深深度一般为为0.5一一1.5km之间;其形态和和产状有岩岩脉、岩床床、小岩株株及岩塞。。一个完整整的火山作作用过程不不仅指那些些喷出地表表的喷发或或爆发作用用，还应包包括次火山山侵入作用用，而且次次火山侵入入通常是沿沿火山作用用形成的原原生破裂构构造发生的的，因此次次火山侵入入体必然也也是火山机机构的一个个组成部分分。3/17/202315第二节火山山构造的分类一、按火山喷发发类型分类大自然中各种地地质作用常交织织在一起，火山山构造通常是复复合成因的，较较大型的火山构构造不仅岩浆作作用，而且构造造运动也起着巨巨大的作用，火火山作用也是很很复杂、多种多多样的。火山活动的生成成物主要来自岩岩浆，火山作用用与岩浆侵入作作用相比较有其其特殊性，这具具体表现为：岩岩浆的不同成分分和气体过饱和和的程度，决定定了喷发形式的的多样性；火山山物质的喷出、、堆积和破坏的的速度快，几万万年内可形成高高大的层火山，，几年内可形成成复杂的岩穹，，几小时或几天天内可堆积相当当厚的火山灰层层，火山物质搬搬运条件的特殊殊性和复杂性，，明显地受到大大气和水的影响响;有外来物质质的加入，包括括陆源物质和化化学、有机物质质、水热蚀变广广泛，3/17/202316就火山作用产物物而言，既有岩岩浆岩的某些性性质，又有沉积积岩的某些性质质，当然也有沉沉积岩和侵入岩岩所没有的火山山岩本身的特性性。在火山作用过程程中，岩浆经火火山管道到达地地表造成火山喷喷发作用(eruption)。火山喷喷发是十分壮观观的自然现象，，它可以各种不不同的方式发生生，大体有三种种基本形式：1、爆发作用(explosions)。泛指火山在在一定的条件下下，以猛烈的方方式喷发。3/17/2023172、喷溢作用(effusions)。。火山岩浆以比比较平静的方式式溢出地表，形形成熔岩河、熔熔岩瀑熔岩湖湖。3、侵出作用(extrusions)。它既不是猛猛烈的爆发，也也不是平静的溢溢流，而是岩浆浆从相对小的管管道中挤出形成成岩穹(dome)，包括岩岩钟、岩针、岩岩碑等奇特的形形态，往往总称称为岩穹。侵出出时夜晚观之似似“火柱”。。3/17/202318按火山口特征将将火山喷发作用用分为裂缝喷发和中心喷发两大类型。裂缝缝喷发的熔岩经经裂缝喷出而流流于地表，喷发发管道冷凝形成成岩墙，连续的的喷发造成熔岩岩高原或平原，，如印度西部高高原;中心喷发发形成火山锥、、火山口及破火火山口、火山喉喉管及隐火山构构造，如云南腾腾冲火山群等。。中心式喷发主要要为爆发式喷出出，以中酸性为为主，里面含大大量气体、熔岩岩和火山灰－火火山砾等，堆积积而成火山锥，，锥顶有火山口口，火山口常呈呈圆形洼地，如如广东湛江附近近的湖光岩为一一个宽阔的火口口湖。山西大同同狼窝山高100米喷口宽400余米。3/17/202319中部为火山颈颈，由喷发物物填塞火山通通道所成。火火山颈周围喷喷出物可以看看到层理，向向四方倾斜，，构成火山锥锥或岩钟，称称穹状火山构构造。裂缝式火山主主要为宁静式喷发，以易于流动动的基性岩浆浆为常见，但但也有中酸性性，一般与深深大断裂有关关，常形成高高原或台地，，如河北张家家口第三纪汉汉诺坝玄武岩岩，它沿蒙古古高原南缘断断裂带溢出，，构成蒙古高高原的一部分分。除上述两种类类型外，还有有一种混合型型，如广东南南部雷州半岛岛及海南岛北北部的第三纪纪一第四纪玄玄武岩流所构构成的岩被，，分布达数百百平方千米。。但在岩被展展布范围内，，出现许多火火山堆，其排排列有一定方方向，明显地地受几组继裂裂的控制，应应属裂缝一中中心式火山喷喷发。3/17/202320二、按火山构构造规模分类类1、中国东部部陆相火山岩岩区各级火山山构造的划分分1981年南南京地质矿产产研究所王中中杰等通过对对我国东部陆陆相火山的研研究，根据火火山构造的成成因、规模及及形态等，将将其划分为五五级:Ⅰ级:构造一一火山带Ⅱ级:火山活活动带线形：喷喷发州(及亚亚带)Ⅲ级:火山喷喷发区(带)面形：喷喷发区(及亚亚带)火山沉陷(含含复杂型)负向火火山构造洼洼地Ⅳ级火山沉积洼地地正向火火山隆起起构造3/17/202321中心型火山通通构造裂隙基破火山构造(及及其组合体)Ⅴ级:火山口构造造火山穹穹隆构造火山锥构造(及及火山群)隐爆角砾岩构造从上述分类可以看看出，Ⅰ、Ⅱ、ⅢⅢ级火山构造为区区域性火山构造，，前二级多以深大大断裂为界，延长长可达数百千米(区域性的)至至几千千米(全全球性的)。第ⅢⅢ级火山构造主要要受区域性断裂的的控制。3/17/202322Ⅳ级火山山－构造造成因构构造，不不仅岩浆浆作用，，而且构构造仍起起巨大的的作用，，形成隆隆起或洼洼陷。如如火山断断陷盆地地，是由由多组方方向断裂裂控制的的断陷盆盆地，盆盆地内有有火山熔熔岩和沉沉积岩堆堆积，岩岩层呈单单斜状，，盆地一一侧为同同生断裂裂，另一一侧活动动延续到到后期，，成箕状状盆地，，大小为为数十至至数百平平方千米米，盆内内发育火火山通道道和次火火山岩体体。3/17/202323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火火山构造造类型、、级别划划分表3/17/202324Ⅰ级火山山构造是是受区域域性大断断裂、大大型基底底隆起、、基底凹凹陷及大大型环状状构造控控制的较较高级火火山构造造。本类构造造主要是是受深部部构造控控制，其其地表边边界可根根据火山山岩及ⅡⅡ级构造造分布情情况与有有关深断断裂、巨巨型环形形断裂位位置大致致确定。。在Ⅰ级级火山构构造内部部，可包包括多个个Ⅱ级火火山构造造，火山山岩集中中发育，，火山构构造格局局、构造造演化与与矿化等等，均可可具有一一定的地地区性特特点。根根据其形形态及构构造控制制条件，，Ⅰ级火火山构造造可分为为火山喷发发带(线型)与火山喷发发区(面型)两类。火火山喷发发带主要要受深断断裂控制制，多个个Ⅱ级火火山构造造沿深断断裂主方方向呈带带状展布布，一一般规模模较大，，可延长长数百千千米。火火山喷发发区主要要受大型型基底隆隆起、基基底凹陷陷或大型型环状构构造控制制，其内内多个ⅡⅡ级火山山构造呈呈面型集集中分布布，整体体上关系系亦较密密切。ⅠⅠ级火火山构造造既可由由多旋回回火山岩岩组成，，也可由由同一旋旋回火山山岩组成成。3/17/202325Ⅱ级火山山构造即即火山机机构组合合群体，，指受区区域性断断裂、凹凹陷、隆隆起等构构造控制制的、由由火山作作用(包括相相关的侵侵入、沉沉积等地地质作用用)形成成的火山山构造单单元，其其内包括括多个ⅢⅢ级火山山构造。。这些Ⅲ级级构造均均属同一一体系，，相互关关系密切切。根据据Ⅱ级火火山构造造之成因因及构造造特征，，可进一一步划分分为火山－构构造洼地地、火山－构构造隆起起及沉积－火火山洼地地三种类型型。火山－构构造洼地地是受火火山作用用与区域域凹陷(或断断裂)构构造作用用双重控控制形成成的一种种大型负负向火山山构造。。区域构造造作用体体现在:断裂构构造为岩岩浆上升升和早期期火山喷喷发提供供通道，，在火山山－构造造洼地内内部形成成数目不不等、有有一定排排列方向向的火山山机构;断块沉沉陷基本本限定了了火山喷喷发物的的堆积范范围，使使洼地边边界显示示一定线线性几何何形态特特征。洼洼地底部部通常有有沉陷初初期形成成的内陆陆湖盆相相沉积物物，其上上火山岩岩广覆。。3/17/202326沉积－火火山洼地地主要受受区域性性陆上沉沉陷(或断陷陷)作用用控制的的另一种种大型负负向构造造(即通通常所指指的由火火山岩系系地层组组成的““内陆陆沉积盆盆地”)，洼地地内充填填物以陆陆相碎屑屑沉积为为主，火火山机构构不发育育，火山山岩多以以夹层状状赋存于于厚层内内陆湖盆盆相(或山前前快速堆堆积相)碎屑岩岩中。火火山岩为为单一的的玄武岩岩层、流流纹岩层层或相应应的火山山碎屑岩岩;部分分沉积-火山洼洼地内，，火山岩岩具双峰峰式特征征组合3/17/202327火山－构构造隆起起是受区区域隆起起作用控控制的一一种Ⅱ级正向火火山构造造。隆起起内火山山岩集中中分布，，可包括括若干个个火山机机构。这这些火山山机构既既有正向向的(如火山山穹隆、、锥火山山)，也也有负向向的(各种破破火山)，但整整个隆起起趋势产产状外倾倾，剖面面上表现现为复式式穹状隆隆起(犹如沉沉积岩区区之复背背斜构造造)。3/17/202328Ⅲ级火山构构造是火山山岩区最基基本的构造造单元。根根据火山机机构发育各各阶段保留留的地质信信息所反映映出的形态态、构造特特征及空间间格局，可可将其划分分为破火山、火山穹隆、锥火山三种基本构构造类型。。破火山是由由一个火山山中心塌陷陷后形成的的圆形、椭椭园形负向向火山机构构。其规模有大大有小，一一般直径可可达数千米米，层状火火山岩具向向中心围斜斜的产状，，不同岩相相大致呈环环状分布，，中心部位位往往出现现破火山口口沉积相、、火山侵出出相或火山山侵入相(视剥蚀蚀程度而定定)，有自自成系统的的环状、半半环状、放放射状断裂裂及沿断裂裂侵入的晚晚期脉岩。。威廉斯(1941)按其其成因进一一步分为爆发破火山山、塌陷破火山山及侵蚀破火山山等。3/17/202329按火山发育育程度，可可分为塌陷破火山山、沉陷破火山山和复活破火山山等。但对中中生代古火火山而言，，各种成因因及发育程程度不等的的破火山兼兼而有之，，加之火山山活动本身身的多阶段段、多期次次及中生代代以来的剥剥蚀及构造造破坏，使使得大部分分破火山面面貌改变，，不易细分分，仅可大大致分为简单型与复活型两类。简单单型主要指指塌陷破火火山和沉陷陷破火山；；复活型是是在火口塌塌陷后，又又有复活现现象，岩浆浆再次喷发发，在破火火山内可形形成新的锥锥火山、侵侵出岩穹、、中间隆起起或岩体侵侵入等，使使火山构造造复杂化。。破火山是是区内中生生代火山构构造中最主主要的基本本构造类型型。3/17/202330多数破火山构造造由同一旋回火火山岩组成，少少数破火山由两两个旋回以上的的火山岩复合组组成，下岩系破破火山数目远比比上岩系多，绝绝大部分破火山山集中分布于浙浙东、闽东、粤粤东地区。破火火山以复活型居居多，简单型很很少。多数破火火山均经历了岩岩浆多次喷发及及多阶段构造演演化，使破火山山构造更趋复杂杂。组成破火山山之主体岩石为为火山碎屑流相相灰流凝灰岩。。这完全符合破破火山之生成机机理;因为只有有在火山猛烈爆爆发阶段，才有有可能形成大规规模火山碎屑流流相，由于此阶阶段有大量火山山物质快速喷出出，致使火山中中心塌陷，形成成破火山构造。。破火山剥蚀较较多者，已接近近破火山之““根”部。在相相当多的破火山山内，破火山口口湖相沉积已残残缺不全，中部部复活隆起或隆隆起之上的晚期期喷发的锥状火火山等多已被剥剥蚀，破火山中中心多有晚期侵侵入体或火山侵侵出相岩穹出露露。层状火山岩岩在破火山口塌塌陷、内倾过程程中，往往被切切割成大小不等等之断块，这些些断块由于内倾倾塌陷可形成围围绕火口中心的的构造重复，若若不注意岩层对对比，往往造成成岩层层序增多多与厚度加大等等失误。3/17/202331火山穹隆(穹穹丘)是指火山山喷发后，在未未经塌陷阶段的的情况下，后期期岩浆又基本沿沿着原喷发中心心上侵或地壳局局部隆起等火山山作用与构造作作用复合形成的的正向火山机构构，平面上呈圆圆形或椭圆形，，剖向上为穹状状，产状围斜外外倾，边缘往往往有环状断裂环环绕，规模小者者直径仅1－2km，大者直直径可达10km以上。根据据火穹隆之内部部结构及成因，，可将其分成两两亚类。3/17/202332喷发－侵出穹穹隆：主要由岩浆浆沿原喷发中中心侵出引起起火山地层用用部上隆而形形成的正向火火山机构。并并非所有岩浆浆均可侵出，，只有较粘稠稠岩浆方有形形成侵出相的的可能。由侵侵出相酸性岩岩浆形成的穹穹状体多在穹穹隆中心占据据一定面积，，由于侵出相相为非层状火火山岩(如如碎斑熔岩、、流纹斑岩等等)，岩性致致密坚硬耐风风化，因此，，此类穹隆之之现代地貌往往往为正地形形。3/17/202333喷发－侵入穹穹隆:主要由岩浆浆沿原喷发中中心侵入引起起火山地层局局部上隆而形形成的正向火火山机构。此此类穹隆形成成时间既可紧紧接在同旋回回火山岩形成成之时，也可可在停留一段段时间之后，，穹隆的原始始产状有可能能就是一个短短轴背斜式的的局部隆起，，只是在受到到相当剥蚀以以后，侵入体体才在穹隆中中央部位出露露。此类穹隆隆之现代地貌貌形态往往并并非正地形。。3/17/202334锥火山是由中心式火山喷喷发形成的，基本本保持了原喷发堆堆积形态的锥状地地质体，平面上多多呈圆形，椭圆形形，中心有火口，，锥状体主要由火火山碎屑岩组成，，间夹熔岩，火山山岩层产状自然外外倾。锥火山除中中心主火口外，有有的还可有数量不不等、规模较小的的侧火口。由于所所形成的火山机构构经多阶段演化、、剥蚀及受到其他他后期构造破坏，，因而很难有较完完整的锥火山保留留。3/17/2023353/17/2023363/17/202337火山构造由于不不同旋回、不同同机构的火山产产物相互叠置，，加之后期多次次构造变动的影影响，造成火山山构造空间组合合的复杂性。火火山构造空间组组合基本可分两两类:并列镶嵌嵌式组合和上叠叠截切式组合。。并列镶嵌式组合合即指火山构造造之间既可在同同一构造方向上上并列成串珠式式展布，也可在在一定范围内彼彼此镶嵌交接，，关系密切。这这种组合表明火火山构造基本上上同时形成，是是火山喷发基本本同时进行或交交替进行的产物物，各个火山机机构的产物相互互交换，互有覆覆盖，有时边界界亦难确定。3/17/202338上叠截切式组合合即指早期形成成的火山构造被被晚期形成的火火山构造叠置或或截切，在卫片片上亦可反映为为环状影像的切切割和不同色调调的块体叠置。。此种组合表明明了影像火山构构造形成的先后后关系，对确定定喷发顺序、上上下层位、划分分旋回特别有意意义，是本区普普遍存在的一种种火山构造组合合形式。根据火火山喷发中心是是否迁移，此种种组合又可分为为两个亚类。(1)叠瓦式组组合：即火山喷喷发中心沿一定定构造方向迁移移，不同旋回产产物组成的火山山机构呈叠瓦状状排列。这种组组合表现出系列列火山机构既能能表明火山喷发发先后顺序，又又能指示火山活活动演化方向。。(2)继承上叠叠式组合:即火火山喷发中心基基本末移动，各各旋回火山产物物既可是整合接接触，也可是不不整合接触，但但其空间位置均均在一个火山机机构内，形成了了地质情况较为为复杂的较大型型火山构造。3/17/2023393/17/202340三、海底底火山机机构的主主要类型型现代海底底火山主主要分布布在离散散板块边边缘大洋洋中脊上上，部分分产在合合聚板块块边缘的的岛弧地地带。历历史上的的海相火火山作用用见于地地槽演化化早期沉沉降阶段段，有海海底火山山喷发作作用。海海相火山山作用所所形成的的海底火火山在形形态、规规模和岩岩石层序序上可以以有很大大的特征征，主要要类型有有:(1)玄玄武岩裂裂隙喷发发体系:一般产产在海底底扩张中中心，与与海底断断裂体系系有关。。(2)深深海玄武武岩海山山(图图1):海山大大小不一一，直径径从＜1km至至几十km,高高几百米米至二千千米。由由深海岩岩流