库伦地区早白垩世义县组（K1y）火山碎屑流相堆积物特征及火山喷发类型

(内蒙古地质矿产勘查院，内蒙古 呼和浩特 010050)
摘 要：文章通过对火山碎屑流相特征的分析，探讨了火山喷发类型，确定为普林尼型喷发柱式爆发。
关键词：库伦地区；义县组（K1y）；火山碎屑流相；火山喷发类型
中图分类号：P534.43(226)  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2009)02—0010—01
1 火山碎屑流相特征

火山碎屑流相堆积产物，以往笼统并入火山爆发相。近年来，随着对火山岩研究的不断深入，众多文献已将其单独分为火山碎屑流相，特指火山爆发产生的热、气体和碎屑组成的密度流。对中酸性火山岩来说，因含有大量的浮岩屑，故又称浮石流相。刘若新等（1988）称之为伊格尼姆岩相（ignimbrite）。该相火山作用以猛烈、高速、大体积连续喷发为特征，并形成熔结和不熔结的凝灰岩。本区义县上段主要由火山碎屑流相产物组成，从填图资料及剖面控制看，其分布面积及厚度均占流纹质火山岩的90%以上。
1．1 火山碎屑流相剖面特征

本区火山碎屑流相产物一个明显特征是冷却单元发育。据出露最好的地段的剖面分析，可清楚划分出10个冷却单元。每个冷却单元内部，自下至上除火山碎屑物整体由粗到细的变化外，熔结程度也呈现弱——强——弱的规律性变化。发育完整的冷却单元在剖面上据堆积物的结构、构造可分上、中、下三个分部分。

上部：岩石呈层状，厚度较小，在20cm～100cm之间，岩性为流纹质晶屑凝灰岩，含少量个体较小的浮岩屑，发育粒序层理，个别发育不全的冷却单元此部分缺失。

中部：是碎屑流相的主体层。岩性为流纹质熔结——强熔结凝灰岩，其底部及顶部熔结程度相对弱，层厚较大，从几m到几m均有出现。柱状节理较发育，假流动构造醒目。

下部：岩性为含角砾岩屑晶屑凝灰岩，有时可见弱流动构造，陆源碎屑多，少见层理，层厚一般较小，连续性差。

以上三个部分自下而上，大体相当三个亚相，本文分别称之为地涌流堆积亚相（gs）、碎屑流相堆积亚相（ig）、灰云浪堆亚相（ac）。值得提及，其顶部除灰云涌流外还应当包括同火山碎屑堆积的降落凝灰岩，二者常不易区分，只有当灰云浪堆积构造发育时才能区别。据剖面控制及地质填图资料综合分析，可建立本区火山碎屑流相堆积序列综合模式。
1.1.1 地涌流堆积亚相（gs）。在剖面上位于碎屑流堆积亚相的底部，多分布在火山口附近，厚度较小，一般＜4cm。粗碎屑多，细碎屑少，层状构造少见，多出现斜层理。沿走向延伸近，一般在200cm～300cm之间。岩性变化大，多为流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩，角砾分选性差。部分冷却单元此部分缺失或不明显或为弱熔结凝灰岩所代替。
1.1.2 碎屑流堆积亚相（ig）。该亚相是火山碎屑流相的主体层，是火山强烈爆发的标志。一般认为它是火山碎屑流相的一个流动单元。其堆积物宏观上整体均匀，但内部组份、结构等仍具规律性变化。从剖面结构上看可分为上、中、下三部分。
上部：紫红色、肉红色流纹质（含角砾）晶屑弱熔结凝灰岩。岩石具弱熔结凝灰结构，含大量浮岩屑，粒度向上变大，层厚度一般＜2cm。

中部：灰色、紫灰色流纹质（含角砾）熔结（强熔结）凝灰岩，具熔结凝灰结构，假流动构造发育。岩石中浆屑含量高，形态多样，有透镜状、条带状、撕裂状等，最大扁平面与假流面平行，角砾由下向上变小变少，层厚一般＞15cm。1、3、5冷却单元中该层厚可达30cm～60cm。与上部呈渐变过渡关系。
下部：灰色含角砾弱熔结凝灰岩，具弱熔结凝灰结构，假流动构造不太发育，刚性角砾、晶屑含量较高，呈薄层状，最小厚度＜1cm，与中部呈渐变过渡关系。

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上述特征表明，碎屑流在流动过程中发生过重力分选作用，相对比重大的刚性角砾富集在冷却单元下部，而相对比重轻的浆屑、浮岩屑（多孔的浆屑）相对富集在上部，呈现双粒序层理特征。
1.1.3 灰云浪堆积亚相（ac）。指快速运动的火山碎屑流湍流析出的细粒火山灰云再堆积的产物。岩性为灰紫色流纹质凝灰岩、沉凝灰岩等，含少量晶屑，较细腻，可见粒序层理及斜层理等。剖面上最大厚度＜2cm。

1.2 火山碎屑流相横向发育特征

本区火山碎屑流堆积产物在横向上三分性特点也较明显，现以南城子破火山为例作简要总结。经对哈达图剖面、南城子剖面火山碎屑流相产物剖面对比发现，自近火口到堆积体尾端，岩石类型、堆积相组合等均有显著变化。本文据这些变化特点，结合式距火山口远近程度，将其划分为三个亚相，即近源亚相、中源亚相、远源亚相。
2 火山喷发类型

综上火山碎屑流相堆积的特征以及纵横向结构变化特点分析，形成本区流纹质熔结凝灰岩或不熔结凝灰岩火山喷发类型大体与普林尼型喷发柱式爆发相当，即由喷发柱塌陷作用而形成。其形成过程可划分早期、中期、晚期三个阶段。
2.1 早期阶段

因喷发柱塌陷，形成高速流动的火山碎屑流体前锋，因裹入冷空气气团及水体受到聚热发生爆炸作用，带着大量碎屑物抛射在流体之前的堆积阶段，形成地涌流堆积亚相。
2.2 中期阶段

继地涌流亚相产物堆积之后，火山碎屑流的主体（指高温气体和炽热的岩浆碎屑、地内结晶矿物以少量异源碎屑等混合形成的密度流）迅速堆积其上，形成火山碎屑流堆积亚相。
2.3 晚期阶段

灰云浪堆积阶段，即高速流动的火山碎屑流在流动过程中向上析出的细粒火山灰云再降落堆积。
［参考文献］
［1］ 陶奎元等.火山岩相构造学［M］.南京：江苏科学技术出版社,1994.
［2］ 邱家骧.岩浆岩岩石学［M］.北京：地质出版社,1985.
［3］ 邱家骧.火山岩研究方法［M］.北京：冶金部地质干部进修学校,1982.
［4］ 刘若新等.长白山天池火山近代喷发［M］.北京：科学出版社,1998.

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