1、火山巖構造火山機構與成礦作用7/22/202217/22/202227/22/202237/22/20224第一節 火山構造和火山機構的概念 世界上許多礦床與火山構造有關，如美國西部科羅拉多州的一些金銀礦床和鈹礦床;非洲的一些稀有金屬碳酸巖礦床、金剛石礦床;我國東部地區廣泛發育中新生代火山巖系中的一些銅、鉛鋅、鐵、鈾、明礬石、螢石等礦床，亦有一些重要礦床與火山構造或火山機構有關。 火山作用包括巖漿從巖漿房經過火山管道到達地表形成火山噴發，噴出物經運移、堆積、定位，經冷卻、熔結、固結、逸氣等作用形成各類火山巖，構成有關的火山構造。7/22/20225 Billings l956年在構造地質學一書

2、中將火山構造(volcanic structure)簡單地稱為火山作用造成的構造。 1979年版礦田火山機構一書中將火山機構與火山構造通用。 現用構造地質學教材，將火山巖統稱為噴出巖，劃分為熔巖被、熔巖流、和火山錐。7/22/20226 1983年版地質辭典中，火山機構英文為volcanic mechanism，俄文為 ，并將火山機構定義為構成一個火山的各個部分的總稱，是火山作用各種產物的總體組合，包括地面火山錐和巖漿在地下穿插形成的火山通道。 在1983年版英漢地質詞典中，volcanic apparatus為火山機構。 R.H.西里托等1984年在“火山地貌與金屬礦床”一文中，火山機構英文

3、用edifice，火山構造用volcanic structure。 edifice 原意為體系或大建筑，可理解為火山作用形成的從地下到地表的一整套體系。7/22/20227 總之。火山構造的概念各家理解不一，就單個火山而言，許多地質工作者將火山構造看作是火山機構的同義詞。然而，也有入把火山構造概念大大擴展，將斷裂噴發帶、火山隆起、火山洼地、火山機構等并列起來作為火山構造的不同類型。然而，宏觀上斷裂噴發帶等往往受區域構造的控制，它們不單純是火山作用形成的構造。7/22/20228 這里論述的火山構造主要為火山作用造成的構造，但火山構造的涵義既包括單一的火山機構，也包括由區域構造 (斷裂、隆起、凹

4、陷等)所控制而形成的、具有不同構造屬性的火山構造組合群體。火山機構的組成部分包括火山錐、火山口、破火山口、火山通道和次火山侵入 體等。7/22/202291、火山錐 火山錐是指由火山噴發物質堆積在火山口周圍或旁側構成的錐狀體，其主要特征是愈近火山口，堆積物質的厚度愈大，遠離火山口，其厚度漸薄；從組成火山錐的物質來看，有火山渣錐、火山碎屑錐、熔巖錐與混合錐等。從火山錐的形態來看，有正錐組成火山錐的物質自火山口向四周傾斜；倒錐組成火山錐的物質自四周向火山口傾斜。此外，在側噴發的火山機構中，由于原始地面就是傾斜的，因此火山噴發物質堆積的形態也基本向一個方向傾斜，其厚度變化同樣具有錐狀的特有表現，故可

5、稱 “側錐”。寄生火山錐多屬此種形態。7/22/2022107/22/2022112、火山口 火山口是火山物質向外噴發的地面出口處。未經侵蝕和破壞的火山，其火山口在地表易于認識，而已受侵蝕或破壞的火山，則只能根據火山管道的平而形態推測火山口的可能位置。火山口的形態有等軸狀或橢圓狀以及長條狀。火山口一般位于火山機構中心，但側噴發的火山口往往偏于火山錐 (側錐)的上坡方向。 破火山口是火山噴發作用發展的后一階段產物，即在早期火山噴發以后，由于崩坍或再次爆發而破壞了原有的火山口，形成一個新的圓形或近于圓形的洼地，稱破火山口。其特點是直徑或長軸較長，與早期形成的火山錐大小幾乎相等，形態上明顯不相稱。7

6、/22/2022123、火山通道 火山通道是地下巖漿房與地表火山口之間的連接通道，其同義名稱很多，如火山頸、火山管道、火山筒等。其中多為熔巖充填，形成火山塞。也有為火山爆發之破碎產物充填者，則稱其為角礫巖筒，但往下仍過渡為淺成侵入體。7/22/2022137/22/2022144、次火山侵入體 次火山侵入體指與火山作用具同時間 (可以有先后，但屬于次火山作用連續過程)、同空間、同巖漿源的淺成、超淺成侵入體，也有稱其為火山侵入體者的。侵入深度一般為0.5一1.5km之間;其形態和產狀有巖脈、巖床、小巖株及巖塞。一個完整的火山作用過程不僅指那些噴出地表的噴發或爆發作用，還應包括次火山侵入作用，而且

7、次火山侵入通常是沿火山作用形成的原生破裂構造發生的，因此次火山侵入體必然也是火山機構的一個組成部分。7/22/202215第二節 火山構造的分類一、按火山噴發類型分類 大自然中各種地質作用常交織在一起，火山構造通常是復合成因的，較大型的火山構造不僅巖漿作用，而且構造運動也起著巨大的作用，火山作用也是很復雜、多種多樣的。 火山活動的生成物主要來自巖漿，火山作用與巖漿侵入作用相比較有其特殊性，這具體表現為：巖漿的不同成分和氣體過飽和的程度，決定了噴發形式的多樣性；火山物質的噴出、堆積和破壞的速度快，幾萬年內可形成高大的層火山，幾年內可形成復雜的巖穹，幾小時或幾天內可堆積相當厚的火山灰層，火山物質搬

8、運條件的特殊性和復雜性，明顯地受到大氣和水的影響;有外來物質的加入，包括陸源物質和化學、有機物質、水熱蝕變廣泛，7/22/202216 就火山作用產物而言，既有巖漿巖的某些性質，又有沉積巖的某些性質，當然也有沉積巖和侵入巖所沒有的火山巖本身的特性。 在火山作用過程中，巖漿經火山管道到達地表造成火山噴發作用 (eruption)。火山噴發是十分壯觀的自然現象，它可以各種不同的方式發生，大體有三種基本形式： 1、爆發作用 (explosions)。泛指火山在一定的條件下，以猛烈的方式噴發。7/22/202217 2、噴溢作用 (effusions)。火山巖漿以比較平靜的方式溢出地表，形成熔巖河、熔

9、巖瀑 熔巖湖。 3、侵出作用 (extrusions)。它既不是猛烈的爆發，也不是平靜的溢流，而是巖漿從相對小的管道中擠出形成巖穹(dome)，包括巖鐘、巖針、巖碑等奇特的形態，往往總稱為巖穹。侵出時夜晚觀之似 “火柱”。7/22/202218 按火山口特征將火山噴發作用分為裂縫噴發和中心噴發兩大類型。裂縫噴發的熔巖經裂縫噴出而流于地表，噴發管道冷凝形成巖墻，連續的噴發造成熔巖高原或平原，如印度西部高原;中心噴發形成火山錐、火山口及破火山口、火山喉管及隱火山構造，如云南騰沖火山群等。 中心式噴發主要為爆發式噴出，以中酸性為主，里面含大量氣體、熔巖和火山灰火山礫等，堆積而成火山錐，錐頂有火山口，

10、火山口常呈圓形洼地，如廣東湛江附近的湖光巖為一個寬闊的火口湖。山西大同狼窩山高100米噴口寬400余米。7/22/202219 中部為火山頸，由噴發物填塞火山通道所成。火山頸周圍噴出物可以看到層理，向四方傾斜，構成火山錐或巖鐘，稱穹狀火山構造。 裂縫式火山主要為寧靜式噴發，以易于流動的基性巖漿為常見，但也有中酸性，一般與深大斷裂有關，常形成高原或臺地，如河北張家口第三紀漢諾壩玄武巖，它沿蒙古高原南緣斷裂帶溢出，構成蒙古高原的一部分。 除上述兩種類型外，還有一種混合型，如廣東南部雷州半島及海南島北部的第三紀一第四紀玄武巖流所構成的巖被，分布達數百平方千米。但在巖被展布范圍內，出現許多火山堆，其排

11、列有一定方向，明顯地受幾組繼裂的控制，應屬裂縫一中心式火山噴發。7/22/202220二、按火山構造規模分類 1、中國東部陸相火山巖區各級火山構造的劃分 1981年南京地質礦產研究所王中杰等通過對我國東部陸相火山的研究，根據火山構造的成因、規模及形態等，將其劃分為五級:級:構造一火山帶級:火山活動帶 線形： 噴發州(及亞帶)級:火山噴發區(帶) 面形： 噴發區(及亞帶) 火山沉陷(含復雜型) 負向 火山構造洼地級 火山沉積洼地 正向 火山隆起構造7/22/202221 中心型 火山通通構造 裂隙基 破火山構造 (及其組合體)級:火山口構造 火山穹隆構造 火山錐構造 (及火山群) 隱爆角礫巖構造

12、 從上述分類可以看出，、級火山構造為區域性火山構造，前二級多以深大斷裂為界，延長可達數百千米 (區域性的)至幾千千米 (全球性的)。第級火山構造主要受區域性斷裂的控制。7/22/202222 級火山構造成因構造，不僅巖漿作用，而且構造仍起巨大的作用，形成隆起或洼陷。如火山斷陷盆地，是由多組方向斷裂控制的斷陷盆地，盆地內有火山熔巖和沉積巖堆積，巖層呈單斜狀，盆地一側為同生斷裂，另一側活動延續到后期，成箕狀盆地，大小為數十至數百平方千米，盆內發育火山通道和次火山巖體。7/22/202223級 別類 型級火山構造火山噴發帶(線型) 火山噴發區(面型)級火山構造火山-構造隆起(正向)火山-構造洼地(負

13、向) 沉積-火山洼地(負向) 級火山構造火山穹隆噴發-侵入穹隆噴發-侵出穹隆破 火 山簡單型復活型錐 火 山表1 火山構造類型、級別劃分表 7/22/202224 級火山構造是受區域性大斷裂、大型基底隆起、基底凹陷及大型環狀構造控制的較高級火山構造。本類構造主要是受深部構造控制，其地表邊界可根據火山巖及級構造分布情況與有關深斷裂、巨型環形斷裂位置大致確定。在級火山構造內部，可包括多個級火山構造，火山巖集中發育，火山構造格局、構造演化與礦化等，均可具有一定的地區性特點。根據其形態及構造控制條件，級火山構造可分為火山噴發帶 (線型)與火山噴發區 (面型)兩類。火山噴發帶主要受深斷裂控制，多個級火山

14、構造沿深斷裂主方向呈帶狀展布， 一般規模較大，可延長數百千米。火山噴發區主要受大型基底隆起、基底凹陷或大型環狀構造控制，其內多個級火山構造呈面型集中分布，整體上關系亦較密切。 級火山構造既可由多旋回火山巖組成，也可由同一旋回火山巖組成。7/22/202225 級火山構造即火山機構組合群體，指受區域性斷裂、凹陷、隆起等構造控制的、由火山作用 (包括相關的侵入、沉積等地質作用)形成的火山構造單元，其內包括多個級火山構造。這些級構造均屬同一體系，相互關系密切。根據級火山構造之成因及構造特征，可進一步劃分為火山構造洼地、火山構造隆起及沉積火山洼地三種類型。 火山構造洼地是受火山作用與區域凹陷 (或斷裂

15、)構造作用雙重控制形成的一種大型負向火山構造。區域構造作用體現在:斷裂構造為巖漿上升和早期火山噴發提供通道，在火山構造洼地內部形成數目不等、有一定排列方向的火山機構;斷塊沉陷基本限定了火山噴發物的堆積范圍，使洼地邊界顯示一定線性幾何形態特征。洼地底部通常有沉陷初期形成的內陸湖盆相沉積物，其上火山巖廣覆。7/22/202226 沉積火山洼地主要受區域性陸上沉陷 (或斷陷)作用控制的另一種大型負向構造(即通常所指的由火山巖系地層組成的 “內陸沉積盆地”)，洼地內充填物以陸相碎屑沉積為主，火山機構不發育，火山巖多以夾層狀賦存于厚層內陸湖盆相 (或山前快速堆積相)碎屑巖中。火山巖為單一的玄武巖層、流紋

16、巖層或相應的火山碎屑巖;部分沉積-火山洼地內，火山巖具雙峰式特征組合7/22/202227 火山構造隆起是受區域隆起作用控制的一種級正向火山構造。隆起內火山巖集中分布，可包括若干個火山機構。這些火山機構既有正向的 (如火山穹隆、錐火山)，也有負向的 (各種破火山)，但整個隆起趨勢產狀外傾，剖面上表現為復式穹狀隆起 (猶如沉積巖區之復背斜構造)。7/22/202228 級火山構造是火山巖區最基本的構造單元。根據火山機構發育各階段保留的地質信息所反映出的形態、構造特征及空間格局，可將其劃分為破火山、火山穹隆、錐火山三種基本構造類型。 破火山是由一個火山中心塌陷后形成的圓形、橢園形負向火山機構。其規

17、模有大有小，一般直徑可達數千米，層狀火山巖具向中心圍斜的產狀，不同巖相大致呈環狀分布，中心部位往往出現破火山口沉積相、火山侵出相或火山侵入相 (視剝蝕程度而定)，有自成系統的環狀、半環狀、放射狀斷裂及沿斷裂侵入的晚期脈巖。威廉斯 (1941)按其成因進一步分為爆發破火山、塌陷破火山及侵蝕破火山等。7/22/202229 按火山發育程度，可分為塌陷破火山、沉陷破火山和復活破火山等。但對中生代古火山而言，各種成因及發育程度不等的破火山兼而有之，加之火山活動本身的多階段、多期次及中生代以來的剝蝕及構造破壞，使得大部分破火山面貌改變，不易細分，僅可大致分為簡單型與復活型兩類。簡單型主要指塌陷破火山和沉

18、陷破火山；復活型是在火口塌陷后，又有復活現象，巖漿再次噴發，在破火山內可形成新的錐火山、侵出巖穹、中間隆起或巖體侵入等，使火山構造復雜化。破火山是區內中生代火山構造中最主要的基本構造類型。7/22/202230 多數破火山構造由同一旋回火山巖組成，少數破火山由兩個旋回以上的火山巖復合組成，下巖系破火山數目遠比上巖系多，絕大部分破火山集中分布于浙東、閩東、粵東地區。破火山以復活型居多，簡單型很少。多數破火山均經歷了巖漿多次噴發及多階段構造演化，使破火山構造更趨復雜。組成破火山之主體巖石為火山碎屑流相灰流凝灰巖。這完全符合破火山之生成機理;因為只有在火山猛烈爆發階段，才有可能形成大規模火山碎屑流相

19、，由于此階段有大量火山物質快速噴出，致使火山中心塌陷，形成破火山構造。破火山剝蝕較多者，已接近破火山之 “根”部。在相當多的破火山內，破火山口湖相沉積已殘缺不全，中部復活隆起或隆起之上的晚期噴發的錐狀火山等多已被剝蝕，破火山中心多有晚期侵入體或火山侵出相巖穹出露。層狀火山巖在破火山口塌陷、內傾過程中，往往被切割成大小不等之斷塊，這些斷塊由于內傾塌陷可形成圍繞火口中心的構造重復，若不注意巖層對比，往往造成巖層層序增多與厚度加大等失誤。7/22/202231 火山穹隆 (穹丘)是指火山噴發后，在未經塌陷階段的情況下，后期巖漿又基本沿著原噴發中心上侵或地殼局部隆起等火山作用與構造作用復合形成的正向火

20、山機構，平面上呈圓形或橢圓形，剖向上為穹狀，產狀圍斜外傾，邊緣往往有環狀斷裂環繞，規模小者直徑僅12km，大者直徑可達10km以上。根據火穹隆之內部結構及成因，可將其分成兩亞類。7/22/202232 噴發侵出穹隆：主要由巖漿沿原噴發中心侵出引起火山地層用部上隆而形成的正向火山機構。并非所有巖漿均可侵出，只有較粘稠巖漿方有形成侵出相的可能。由侵出相酸性巖漿形成的穹狀體多在穹隆中心占據一定面積，由于侵出相為非層狀火山巖 (如碎斑熔巖、流紋斑巖等)，巖性致密堅硬耐風化，因此，此類穹隆之現代地貌往往為正地形。7/22/202233 噴發侵入穹隆:主要由巖漿沿原噴發中心侵入引起火山地層局部上隆而形成的

21、正向火山機構。此類穹隆形成時間既可緊接在同旋回火山巖形成之時，也可在停留一段時間之后，穹隆的原始產狀有可能就是一個短軸背斜式的局部隆起，只是在受到相當剝蝕以后，侵入體才在穹隆中央部位出露。此類穹隆之現代地貌形態往往并非正地形。7/22/202234 錐火山是由中心式火山噴發形成的，基本保持了原噴發堆積形態的錐狀地質體，平面上多呈圓形，橢圓形，中心有火口，錐狀體主要由火山碎屑巖組成，間夾熔巖，火山巖層產狀自然外傾。錐火山除中心主火口外，有的還可有數量不等、規模較小的側火口。由于所形成的火山機構經多階段演化、剝蝕及受到其他后期構造破壞，因而很難有較完整的錐火山保留。7/22/2022357/22/

22、2022367/22/202237 火山構造由于不同旋回、不同機構的火山產物相互疊置，加之后期多次構造變動的影響，造成火山構造空間組合的復雜性。火山構造空間組合基本可分兩類:并列鑲嵌式組合和上疊截切式組合。 并列鑲嵌式組合即指火山構造之間既可在同一構造方向上并列成串珠式展布，也可在一定范圍內彼此鑲嵌交接，關系密切。這種組合表明火山構造基本上同時形成，是火山噴發基本同時進行或交替進行的產物，各個火山機構的產物相互交換，互有覆蓋，有時邊界亦難確定。7/22/202238 上疊截切式組合即指早期形成的火山構造被晚期形成的火山構造疊置或截切，在衛片上亦可反映為環狀影像的切割和不同色調的塊體疊置。此種組

23、合表明了影像火山構造形成的先后關系，對確定噴發順序、上下層位、劃分旋回特別有意義，是本區普遍存在的一種火山構造組合形式。根據火山噴發中心是否遷移，此種組合又可分為兩個亞類。 (1)疊瓦式組合：即火山噴發中心沿一定構造方向遷移，不同旋回產物組成的火山機構呈疊瓦狀排列。這種組合表現出系列火山機構既能表明火山噴發先后順序，又能指示火山活動演化方向。 (2)繼承上疊式組合:即火山噴發中心基本末移動，各旋回火山產物既可是整合接觸，也可是不整合接觸，但其空間位置均在一個火山機構內，形成了地質情況較為復雜的較大型火山構造。 7/22/2022397/22/202240三、海底火山機構的主要類型 現代海底火山主要分布在離散板塊邊緣大洋中脊上，部分產在合聚板塊邊緣的島弧地帶。歷史上的海相火山作用見于地槽演化早期沉降階段，有海底火山噴發作用。海相火山作用所形成的海底火山在形態、規模和巖石層序上可以有很大的特征，主要類型有: (1)玄武巖裂隙噴發體系:一般產在海底擴張中心，與海底斷裂體系有關