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火山角砾岩和凝灰岩怎么分:2 毫米这条线分开粒径与成因

公路边的剖面上,一层是拳头大的棱角碎块被灰黄色物质胶结在一起,另一层细腻均匀、像水泥,中间还夹着几段炭化的树干。两者都是火山喷出的碎屑堆积而成,常被统称为火山碎屑岩。要把它们分开,只需要一把尺。

先量碎屑:2 毫米以上归角砾,以下归凝灰

先量碎屑的直径。大于 2 毫米的归火山角砾岩,小于 2 毫米的归凝灰岩,这条界线各家通用。角砾的上限是 64 毫米,超过这个数就改叫集块岩,三档名字全靠粒径定,与成分无关,动手量的时候用一把普通的钢尺就足够了。

凝灰岩内部还要再分:粒径 1–2 毫米的称粗粒凝灰,0.1–1 毫米的称细粒凝灰,小于 0.1 毫米的称微粒凝灰。手标本上凭手感就能粗分,粗粒的用指甲刮有沙沙声,微粒的滑而不响,断面也更平整,两种触感放在一起差别很明显。

角砾带棱角,凝灰里最多的是玻屑

角砾的颗粒带棱角,边缘尖锐,形状不规则,大小混杂,分选很差。它们多是岩浆房顶板或通道壁被炸碎的岩块,没有经过搬运磨蚀,断面上还能认出原来的岩性与气孔构造,棱线一摸就硌手,敲下来多为不规则的块状。

凝灰岩的碎屑以玻屑为主,含量常超过一半,另有晶屑和岩屑。玻屑是岩浆泡沫碎裂后的玻璃薄壁,镜下呈弧面棱角状,常被压扁拉长;肉眼看上去只是一片均匀的细粉,摸起来滑腻,没有砂粒感,干燥时还容易粘在手上。

一个落在火口附近,一个能飘出几十千米

成因和距离是配套的。火山角砾岩堆在火口周围,搬运距离通常在数百米以内,层理不清,厚度变化剧烈,横向走几十米就能尖灭。它记录的是爆破就地堆积,颗粒没来得及被挑选,砾间的空隙多被细小的碎屑填满。

凝灰岩由空落搬运,可以飘到几十千米外,形成厚度稳定的层,层厚从数厘米到数米。分选也更好,颗粒按粗细略有分层,粗的落在近处、细的飘到远处。本文判断,见到层理平整、厚度稳定,先想凝灰岩,再看颗粒的粗细。

粒径再往上翻是集块岩,往下还有沉凝灰岩

集块岩是这条线的上一档,碎屑大于 64 毫米,多为纺锤形的火山弹和棱角状的岩块。它的成因与角砾岩相同,只是爆破能量更大、离火口更近,名字按粒径另立,观察时看有没有火山弹的扭曲外形,纺锤形是飞行途中被拉长的。

另一头是沉凝灰岩。凝灰物质落入水体后经搬运再沉积,颗粒有了磨圆,层理清楚,常混入陆源的砂和砾。本文判断,见到磨圆的火山碎屑与石英砂混生,记作沉凝灰岩,不要简单记成凝灰岩,两者的搬运营力并不相同。

关键数据

下列分界值来自火山碎屑岩的粒径分级方案,国内教材与国外方案基本一致。量粒径要量碎屑本身的长轴,不含胶结物;一块标本上颗粒大小不一,取占多数的那一档,别挑最大的那颗,粒径只认长轴,不认短轴。

  • 集块岩碎屑大于 64 毫米,火山角砾岩 2–64 毫米,凝灰岩小于 2 毫米。
  • 凝灰岩细分:粗粒 1–2 毫米,细粒 0.1–1 毫米,微粒小于 0.1 毫米。
  • 凝灰岩中玻屑含量常超过 50%,晶屑多在 10%–30%。
  • 凝灰岩莫氏硬度 2–5,随胶结程度变化,小刀多能划动。
  • 空落凝灰岩搬运可达数十千米,近火口的角砾岩多在数百米以内。

边界

粒径判据在胶结物多时失效。角砾之间的火山灰基质可以占到岩石的一半以上,敲开只见胶结物,量不到角砾;凝灰岩若含大量砂级晶屑,也会被误量成角砾。要挑新鲜面,量颗粒、不量基质,胶结物多的地方直接跳过。

熔结作用会抹掉原始粒径。熔结凝灰岩里的玻屑被压扁、彼此焊合,颗粒边界消失,整块岩石致密坚硬,硬度远超普通凝灰岩。本文判断,见到假流纹和压扁的玻屑,名字前要加熔结二字,改称熔结凝灰岩更为准确。

参考文献

  • 路凤香, 桑隆康 主编.《岩石学》. 地质出版社, 2002. —— 火山碎屑岩分类。
  • 桑隆康, 马昌前 主编.《岩石学》(第二版). 地质出版社, 2012.
  • 全国科学技术名词审定委员会.《地质学名词》. 科学出版社. —— 集块岩、凝灰岩。
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文章名称:火山角砾岩和凝灰岩怎么分:2 毫米这条线分开粒径与成因
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