火山巖的產狀主要與巖漿升至地表的噴發方式(即噴發類型)有關,其產狀因方式不同而不同。
1.火山巖的噴發類型
有三種常見的噴發類型,即中央噴發、裂隙噴發(有時也見中央-裂隙噴發)和侵蝕頂溢出。
Deroofing噴發又稱區域噴發,是壹種古老的火山活動形式,現代火山活動中沒有這種類型。戴利等人認為侵入巖漿由於過熱和化學能較高,熔融穿過頂部圍巖,大面積溢出地表,導致分布面積較大,並提出美國黃石國家公園廣泛分布的流紋巖屬於這種類型,但後來證明上述流紋巖不是這種類型。國久(1978)認為日本木易半島的花崗斑巖更類似於這種噴發模式。總之,這種噴發方式即使在現代依然存在,也是很少見的。因此,目前大多數學者認為火山噴發類型主要是裂隙噴發和中央噴發。
裂隙噴發:巖漿沿大斷層(裂隙)呈線狀噴發,火山口多呈珠狀排列。產狀通常為熔巖毯、熔巖流、熔巖高原或熔巖臺地等。,分布區域較大。溢流為主,火山碎屑巖少見。河北漢諾壩、峨眉山和黑龍江五大連池老黑山的玄武巖都屬於這種類型。東非埃塞俄比亞裂谷系兩側沿著裂縫噴發形成玄武質熔巖高原,覆蓋了埃塞俄比亞總面積的2/3。這種噴發在地球歷史上很常見,但在現代火山噴發中,這種類型只能在冰島見到。
中央噴口噴發是指巖漿沿著壹定的頸狀管道噴發,在平面上呈點狀,所以也叫點狀噴發。它是現代火山活動的主要形式,以火山錐的形成為特征。
火山錐是火山口周圍火山噴出物堆積而成的小山。根據火山噴發形式及其組成成分的不同,可進壹步分為碎屑錐、熔巖錐和復合錐三種類型。碎塊錐又稱渣錐,以爆炸為主,主要由火山碎屑組成,含量約95%,成分多為玄武質和安山巖,陡錐約30°,如新疆玉田火山渣組成的碎塊錐;當平靜噴發占優勢時,形成熔巖錐或熔巖穹,即主要由熔巖組成,而火山碎屑物質少於10%,其形狀受熔巖性質影響:易於流動的基本熔巖流多形成坡度較小的盾狀火山;粘度高的酸性熔巖流大多聚集在火山口,形成圓頂狀的火山帶。比如在雲南騰沖可以看到由玄武質熔巖流組成的盾形熔巖錐;混合錐又稱混合錐,其特點是爆發性、安靜性噴發,形成壹個由火山碎屑和熔巖層層疊加而成的混合錐,具有明顯的層理,也被稱為層狀火山(圖1-5)。日本的富士山和中國吉林省的長白山都屬於這壹類。
圖1-5火山(混合錐)剖面。
火山口是火山爆發時巖漿或火山碎屑物質從地球表面噴出的通道。根據火山口的分布特征,可進壹步分為三類:噴發火山口,位於圓錐形火山錐頂部,火山口直徑壹般大於200 m,但不超過1000 m,位於火山錐側面,稱為寄生火山口(側火山口);爆炸坑是火星低水平的小隕石坑,底部有時可能是金伯利巖錐;火山口火山口,即沈降火山口,稱為破火山口,是因為巖漿房因大量巖漿溢出或劇烈爆炸而收縮,上覆沈積物的重量使火山口向下凹陷,形成漏鬥狀或鍋狀凹陷(照片1-7)。其直徑可大於3000米。
火山口湖當大量的水積聚在火山口或破火山口時,就構成了火山口湖。長白山主峰白頭山是壹個疊加在玄武巖盾形火山錐上的復合火山錐,頂部是壹個巨大的火山湖——天池(面積約9.8 km2),如圖1-8所示。
2.中央噴發形成的主要火山類型。
中央噴發形成的火山類型壹般有盾狀火山、穹狀火山、復合火山和火星火山。
盾狀火山地表平坦,坡度不大,不超過10。火山形似盾牌,故名。火山主要是由可流動的玄武巖漿凝結堆積而成。
火山碎屑火山的傾斜角很大,壹般在30°左右。主要由基本碎屑(火山渣、火山彈)組成,橫截面為圓形。
圓頂狀火山錐呈圓頂狀,主要由高粘度的酸性熔巖構成,內部有流動結構。
層火山又稱復合火山,是由復合火山錐形成的火山。其層理明顯,主要由中基性或少量酸性火山碎屑和熔巖組成,常形成大型火山。
馬爾火山是蒸汽巖漿爆發性噴發的產物,即在上升過程中,熱巖漿與地下水(或地表水)相遇而爆炸形成的火山。其典型標誌是在地球表面形成壹個圓形或近圓形的低地坑,周圍有基性波沈積。火山口底部常低於潛水面,常形成火山湖,稱為馬爾湖,近年來在北美、日本、西歐、韓國和中國(吉林龍崗、廣西潿洲)均有報道。馬爾湖成因機制的研究不僅為預防火山災害提供了重要信息,而且其沈積物可以反映高分辨率的古氣候和古環境信息。
3.熔巖流及其在地表的常見形式
熔巖流是從火山口或溢流口(裂隙)流出的熔巖,沿地形流動並固結。根據熔巖形成後的地表特征,熔巖流可分為兩種主要類型,壹種是繩狀熔巖,壹種是渣狀熔巖。
帕霍霍熔巖被翻譯成地殼熔巖。熔巖有淬硬的玻璃外殼,表面光滑,說明熔巖流表面沒有破碎,這與熔渣熔巖不同。常見的有繩狀熔巖、波狀熔巖、板狀熔巖(照片1-17)。其中,繩狀熔巖最為常見。它是壹種低粘度、高流動性的基本熔巖流,在平緩的地形中流動,形成熔巖。其形狀如繩索纏繞或起伏。在黑龍江五大連池可以看到大面積的繩狀熔巖(照片1-18 ~ 20),同時可以看到這些液態熔巖流遇到陡峭地形時形成的熔巖瀑布或象鼻狀熔巖。
熔渣熔巖(aa熔巖)的濃稠熔巖流在流動過程中,凝結的表層被打破,導致表面不平整,布滿熔渣塊、氣孔等。,是火山口附近熔融漿體反復活動或構造作用的結果。五大連池的花狀熔巖和塊狀熔巖就屬於這種類型。兩者不同的是,前者的碎片不規則,呈花形(照片1-21),表明此時構造活動頻繁;後者碎片規則,呈塊狀(照片1-22)。
此外,根據熔巖形態,還有常見的石龍熔巖、木排熔巖(照片1-23)等。其中石龍熔巖因其在五大連池火山區的形狀而得名,熔巖呈長龍狀分布,表面光滑(繩狀熔巖)或凹凸不平(渣狀熔巖)。以上是陸地上常見的熔巖類型。常見的水下類型主要是枕狀熔巖,具枕狀結構,多為橢球體或枕狀(見“枕狀結構”描述,照片1-15)。
在火山活動的後期,熔巖流的表面是凝固的,但其內部仍有巖漿活動。這時,如果它們遇到水,就會產生大量的氣體。當這些含有大量氣體的巖漿達到壹定壓力時,就會沿著裂縫噴出地表。經過多次溢流,形成了火山熔巖錐中錐。壹個圓錐體往往是由幾十層熔巖餅疊加而成,形成壹個熔巖噴射棧圓錐體。五大連池就能看到這種現象(照片1-24)。
(2)火山巖相
火山作用的不同地質環境所造成的不同火山巖及其組合特征稱為火山巖相。火山巖相研究對恢復古火山機制、提高填圖質量和促進找礦具有現實意義。相的劃分通常是根據火山活動產物的產狀和巖石特征來劃分的。常見的火山相包括噴發(或噴發)相、火山通道相、次火山相和火山-沈積相。其中,噴發(噴出)階段又分為溢流階段、爆炸階段和侵入階段。
1.火山爆發表面
瀉流面是最常見的巖相類型。熔巖成分從超基性巖到酸性和堿性都有。形成於火山噴發的各個時期,主要是強烈噴發後。平面上常被淹沒的熔巖毯,線狀流動的熔巖流以各種形式產生。大陸上可見繩狀、波狀、塊狀熔巖,柱狀節理常見。在水下可以看到枕形和球形的熔巖。某些火山以熔巖噴發為主時,可形成盾形火山,傾角< 10。
爆炸相形成於火山作用的不同階段,在火山作用的早期和高潮期最為發育。主要產品為火山碎屑物質:火山彈(照片1-25,26)、火山塊、火山礫石、火山砂、火山灰等。堆疊方式不同,產品也不同,常見的堆疊方式有四種。壹種是空堆積,是指從火山口噴向空中的所有產物的堆積,包括巖漿噴出物、同源巖漿早期的熔巖碎屑和圍巖碎屑。空存款的廣泛分布是壹個重要的區別特征。二是碎屑流堆積,主要形成壹套可塑-半可塑的熔融火山碎屑巖。完整的泥石流層自下而上分為三個帶:由未燃盡的火山灰組成的基底湧浪帶;由熔融火山碎屑巖組成的火山碎屑流區和由未燃燒的火山灰組成的火山雲區。第三種是火山底波堆積,是蒸汽巖漿噴發的產物,火山碎屑主要是火山灰和角礫巖。第四種是火山碎屑堆積,即由火山碎屑和水的混合物組成。其巖性在火山口附近主要為正常的火山碎屑巖,遠離火山口時逐漸過渡為火山碎屑沈積巖,主要為凝灰巖、凝灰質砂巖和粉砂巖(火山噴發相的具體特征將在第五章第壹節詳細說明)。
擠出相粘度高、流動性差的中酸性巖漿從火山通道上部或火山口旁的裂隙中被機械推出地表,形成陡峭的穹丘(巖石穹丘)。長城搖滾鐘,搖滾針等輸出。
2.火山導管相
火山通道中積累的殘余巖漿冷凝產物。產狀陡峭,形狀細長,斷面近圓形,故又稱巖頸、巖管、巖管。產品有熔巖、碎屑巖、熔凝火山碎屑巖和碎屑熔巖。碎片可以是同源的,也可以是異質的,甚至是深層次的產物。
3.次火山侵入相。
也稱為次火山巖相,是壹種與火山巖同源的小型侵入體(詳見第五章第八節火山巖)。巖漿內部壓力小於上覆靜壓,使巖漿定位固結而不噴出地表。就位深度壹般為0.5~3 km。當火山通道的根部侵入時,巖體往往表現為巖株和樹枝;當巖漿沿放射狀和環狀裂隙侵入時,巖體往往形成巖脈和巖墻。次火山巖以熔巖為主,但也可見因隱爆破碎形成的角礫巖和熔凝火山碎屑巖。侵位較深的次生(潛伏)火山巖結晶程度較高,不易與淺成侵入巖區分。
4.火山沈積表面
是伴隨火山作用的沈積作用,在火山爆發的低潮期-間歇期最為發育。它由火山巖、沈積火山碎屑巖、火山碎屑沈積巖和沈積巖組成。層理可能發育,也可能不發育,有時呈透鏡狀。
除了上述的火山相劃分,還有人劃分海相火山巖和陸相火山巖,新火山巖和古火山巖。