火山岩类型与特征

火山岩的种类~

根据滴西、石西、五彩湾3个地区40多口井岩心、760张薄片分析资料，对研究区岩性进行定名确认，认为该区石炭系发育火山岩和沉积岩两大类岩石类型。火山岩是该区主要储层岩石构成，包括熔岩类和火山碎屑岩，依据产状，准噶尔盆地腹部火山岩主要分为喷出型和浅成侵入型两种类型。表1－3为地区火山岩产状分类表。薄片观察表明，腹部地区喷出岩中的玄武岩，具有斑状结构、辉长结构及基质玻晶交织结构，呈块状构造和杏仁构造;安山岩具斑状结构、基质具间粒间隐结构，呈杏仁构造和块状构造;流纹岩具玻璃质结构，呈流纹构造。浅成侵入岩中的花岗岩具斑状或似斑状结构，呈块状构造。火山碎屑岩中常发育凝灰岩及火山角砾岩。凝灰岩具岩屑晶屑、角砾和火山灰凝灰结构。不同地区，火山岩发育分布类型略有不同。如DX地区，火山岩类型丰富，如图1－11所示，主要以凝灰岩为主，其次为玄武岩、流纹岩、火山角砾岩、珍珠岩，安山岩、花岗斑岩、闪长玢岩和霏细岩所占比例均不足3%。SX地区主要发育安山岩、流纹岩及火山角砾岩(图1－12)。WSW地区主要以玄武岩、安山岩、凝灰岩为主，火山角砾岩及其他类岩石所占比例少(图1－13)。

图1－11 DX地区火山岩类型分布图


图1－12 SX地区火山岩类型分布图


图1－13 WSW地区火山岩类型分布图

表1－3 准噶尔盆地不同岩性对应结构、构造特征表


1. 熔岩类
本区火山岩类型包括喷出岩和浅成侵入岩两种，喷出岩主要集中在滴西油区，发育玄武岩、安山岩和流纹岩多种类型，浅成侵入岩单独成体，主要集中在滴西18井区附近，以花岗斑岩为典型代表。
(1) 玄武岩
玄武岩为基性火山熔岩，SiO2含量45%～52%，颜色较深，呈暗黑色，风化面紫红或深褐色，斑状结构、辉长结构、基质玻晶交织结构，块状构造和杏仁构造(图1－14，图1－15)。斑晶矿物成分主要为基性斜长石、单斜辉石、斜方辉石、橄榄石等，基质主要为中基性斜长石、易变辉石和普通辉石等。

图1－14 玄武岩，FMI


图1－15 玄武岩，岩心照片

(2) 安山岩
安山岩为中性火山熔岩，SiO2含量52%～63%，颜色多为深灰色，风化面灰绿色或紫红色，常见斑状结构、基质具间粒间隐结构，杏仁构造和块状构造(图1－16，图1－17)。斑晶矿物主要为斜长石，其次为辉石、暗化的角闪石和黑云母。基质常由微晶斜长石和少量辉石、磁铁矿等构成交织结构，有时为霏细质或玻璃质。

图1－16 安山岩，FMI


图1－17 安山岩，岩心照片

(3) 流纹岩
流纹岩为酸性火山熔岩，SiO2含量大于63%。岩石颜色一般呈灰白、粉红、紫红色。玻璃质结构、斑状结构(通常斑晶小而且含量也很少)，流纹构造。流纹岩中斑晶成分主要为透长石和石英，其次为酸性斜长石，偶见暗化黑云母、角闪石斑晶，辉石更少见;基质为霏细结构、球粒结构或玻璃质结构;常具有流纹构造，有时发育气孔、杏仁构造(图1－18，图1－19)。

图1－18 流纹岩，FMI


图1－19 流纹岩，岩心照片

流纹岩根据斑晶种类、斑晶含量及斑晶的有无、基质结构以及特征流纹构造进一步划分为:
英安流纹岩:斑晶为碱性长石或斜长石且两者含量相近的流纹岩。
斑流岩(或流纹斑岩):为斑晶含量较多(>30%)的流纹岩。
霏细岩:为不含斑晶的具有霏细结构的流纹岩(图1－20)。
球粒流纹岩:发育球粒结构的流纹岩。
石泡流纹岩:石泡发育的流纹岩(图1－21)。
变形流纹构造流纹岩:流纹构造特别发育，而且发育强烈揉皱变形的流纹岩。

图1－20 霏细结构流纹岩，FMI


图1－21 石泡流纹岩，岩心照片

(4) 花岗斑岩(Granite Prophyry)
花岗斑岩属于浅成侵入岩类，SiO2含量大于63%，矿物成分与相应的深成岩———花岗岩和喷出岩———流纹岩相同，不同的是它具有斑状结构，表明它是浅成岩(图1－22，图1－23)。花岗斑岩的斑晶含量一般为15%～20%，主要为石英和长石，有时也有黑云母和角闪石。石英斑晶往往呈六方双锥状，钾长石为正长石或透长石，黑云母和角闪石有时可见暗化边。斑晶通常被基质熔蚀，基质呈微花岗结构。花岗斑岩与斑状花岗岩不同，后者具有似斑状结构，属花岗岩的一种;而花岗斑岩则具斑状结构，不是花岗岩，只是与成分相当。花岗斑岩通常以小岩株、岩瘤、岩盘、岩墙产出，或作为同期晚阶段的侵入体穿插于大花岗岩岩体中。

图1－22 花岗斑岩，FMI


图1－23 花岗斑岩，岩心照片

2. 火山碎屑岩类
(1) 凝灰岩
凝灰岩是火山喷出地表后，比较细的火山碎屑物质(可以随风飘移，可距离火山口较远)下落地表堆积固结而成。火山碎屑物质粒径63%)。凝灰岩的成岩方式以压实固结为主。

图1－24 凝灰岩，FMI


图1－25 凝灰岩，岩心照片

(2) 火山角砾岩和火山集块岩
火山角砾岩和火山集块岩同属于火山碎屑岩类，只是火山碎屑物质粒径更大。火山角砾岩中碎屑物质主要由粒径在2～64mm的岩屑组成，少量的火山灰和晶屑，胶结物为火山灰或更细的火山物质，火山角砾结构(图1－26，图1－27)。火山集块岩中碎屑物质主要由粒径>64mm的岩屑组成，少量的火山灰、火山角砾和晶屑，胶结物为火山灰或更细的火山物质，火山集块结构。火山角砾岩和火山集块岩根据成分及SiO2含量可以分为玄武质火山角砾(集块)岩(SiO2含量45%～52%)、安山质火山角砾(集块)岩(SiO2含量52%～63%)和流纹质火山角砾(集块)岩(SiO2含量>63%)。

图1－26 火山角砾岩，FMI


图1－27 火山角砾岩，岩心照片

1.火山岩类型

火山岩又称喷出岩（effusive rock），属于岩浆岩（火成岩）的一类，是火山作用时喷出的岩浆冷凝、成岩、压实等作用形成的岩石，与沉积岩在形成条件、发育环境、分布规律等方面有很大差异。

本书采用1989年国际地科联推荐的火山岩分类方案，按照岩石结构-成因，划分为火山熔岩与火山碎屑岩两大类。

火山熔岩采用化学成分分类命名方案。首先按照SiO₂含量，划分为苦橄岩、玄武岩、安山岩、粗面岩和流纹岩5类，其间可有过渡类型，如玄武安山岩、英安岩、流纹英安岩等；然后根据碱性程度，即SiO₂与全碱（Na₂O＋K₂O）的关系，将这5类细分为钙碱质、弱碱质和碱质3个系列（表15-5）。

表15-5 火山熔岩分类

（据国际地科联推荐火山岩TAS分类方案，1989）

火山碎屑岩分类，首先根据火山物质来源和生成方式、胶结类型，划分为火山碎屑熔岩、火山碎屑岩和火山-沉积碎屑岩3类；然后根据粒级组分划分为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩；再以火山碎屑物态、成分和结构给予详细定名（表15-6）。

图15-6 中国陆上火山岩分布图

表15-6 火山碎屑岩分类

（据国际地科联推荐火山碎屑岩分类方案，1989）

中国含油气盆地火山岩储集层岩石类型多，东部盆地中生代火山岩以酸性为主，新生代火山岩以中基性为主；西部盆地火山岩以中基性为主（图15-7）。熔岩主要有玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩、粗面岩等；火山碎屑岩主要包括集块岩、火山角砾岩、凝灰岩、熔结火山碎屑岩等。

图15-7 新疆北部石炭系与松辽盆地白垩系火山岩TAS 图

（据国际地质科学联合会火成岩分类学分委会推荐，1989）（1）橄榄玄武岩；（2）玄武岩；（3）玄武安山岩；（4）安山岩；（5）英安岩；（6）粗面玄武岩；（7）玄武质粗面安山岩；（8）粗安岩；（9）碧玄岩、碱玄岩；（10）响石质碱玄岩；（11）碱玄质响石；（12）响石；（13）粗面岩；（14）流纹岩；（15）副长石岩

2.火山岩岩相类型与特征

火山岩岩相是火山作用过程中的火山产物类型、特征及其堆积类型的总和。总体来看，火山岩岩相包括岩石形成条件和岩石特征，是火山喷发类型的真实记录，是火山作用产物最本质、最重要的地质实体，反映了火山喷发类型、搬运介质及方式、堆积环境与气候等综合地质特征（邹才能等，2008）。

A.火山岩岩相类型

针对火山活动与火山岩分布特点，按照“岩性-组构-成因”划分标准，将火山岩岩相划分为4相组、6相、10亚相（图15-8；表15-7）。

图15-8 火山岩岩相模式

表15-7 火山岩岩相主要特征

（据邱家骧，1991；王璞珺等，2007；修改）

B.中国含油气盆地火山岩岩相特征

中国陆上含油气盆地火山岩以中心式喷发为主，主要为层火山；有陆上和水下两种喷发环境，岩石类型主要为基性、酸性岩类，少量为中性和碱性岩类。

松辽盆地营城组单个火山机构主要由中心式喷发形成，整体上又受区域大断裂控制而呈串珠状平面分布，横向厚度变化较大，火山岩相以喷溢相、火山沉积相为主，常发育火山锥。火石岭组以裂隙喷发方式为主，横向上分布范围广，厚度变化相对较均匀，多发育层火山机构，岩相以喷溢相为主。

渤海湾盆地辽河坳陷火山岩沿断裂分布，属于水下间歇性喷发，多次沿断裂喷溢，古近-新近纪火山活动以房身泡组沉积期最为强烈，根据喷发强度和火山岩时空分布，分为4期12次喷发；南堡凹陷火山岩喷发分为5 期，为中心式喷发、裂隙式喷发和沿断裂的溢出；东营凹陷火山岩以熔岩流、熔岩被为主，以喷溢相为主，爆发、侵出相极少；喷发环境以陆相为主，也有水下喷发，以中心式喷发为主；少数受断裂控制，呈线状排列，断裂复合处是火山活动最强烈的喷发中心。

准噶尔盆地西北缘石炭系火山喷发为裂缝-中心式；腹部石西地区以广泛分布的角砾熔岩为主；东部五彩湾凹陷基底以晚古生代石炭纪火山岩（熔岩与火山碎屑岩交替出现）为主，多为灰绿色，角砾熔岩、熔结角砾岩很少，夹薄层泥岩、砂岩，沉积岩层中含海相化石，呈大陆间歇性火山喷发，火山岩在水体深部喷发；自西向东火山岩喷发环境有从水上向水下转换的趋势。

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