准噶尔盆地常见火山岩类型 火山岩的类型及岩相对比

准噶尔盆地火山岩岩性以中基性喷出岩为主, 酸性喷出岩、 火山碎屑岩次之。 侵入岩、岩脉、碎屑熔岩局布可见。针对盆地发育的主要岩石类型,按岩石的颜色、物质成分、 结构构造、 裂缝发育等特征, 描述如下。

(一) 火山熔岩类

由喷溢出地表的熔浆经过冷凝固结方式形成的岩石类型, 具有火山熔岩结构。这类岩石矿物颗粒细, 其大部分单个晶体不能用肉眼识别, 常含玻璃质, 通常为斑状结构, 常见气孔杏仁构造、 流纹构造以及块状构造。

1.玄武岩

SiO₂含量45%～52%的基性火山熔岩颜色一般较深, 色率35%～65%, 呈暗黑色、风化面紫红色或深褐色, 比重较大, 具有斑状结构 (图3-5D), 由斑晶和基质组成, 基质间粒结构、 间隐结构或拉玄结构, 有时为无斑或少斑细粒结构、交织结构等。斑晶主要为斜长石、辉石等, 其上有轻度方解石蚀变为绢云母化和绿泥石化现象; 基质主要为微晶斜长石杂乱分布, 其间充填钛铁矿、玻璃质、绿泥石、方解石和少量沸石等; 局部见杏仁体, 呈不规则状, 有拉长、 压扁现象, 其间常被石英、 沸石、方解石和绿泥石充填, 可见碎裂构造, 发育裂缝多被方解石等次生矿物多期充填, 常见斑状构造 (图3-5C)、 气孔杏仁构造 (图3-5A, B, D)。 腹部陆梁地区玄武岩的斑晶和基质矿物, 除辉石、斜长石外, 普遍有橄榄石; 东部五彩湾玄武岩又以基质具拉斑玄武结构, 无间隙结构和交织结构而别于西部五八区玄武岩。

图3-5 玄武岩

2. 玄武安山岩

中基性火山熔岩类, SiO₂含量52%～63%。 玄武安山岩是玄武岩和安山岩的过渡种属, 多为斑状结构 (图3-6A), 可见杏仁构造 (图3-6B); 斑晶以斜长石为主, 可见辉石和角闪石斑晶, 基质有斑晶交织结构、 拉斑玄武结构、 玻璃质结构和间隙结构等。

图3-6 玄武安山岩

3. 安山岩

中性火山熔岩类, SiO₂含量52%～63%。安山岩多为灰色、灰绿色、褐灰色 (图3-7A),风化面紫红色或灰绿色, 颜色较浅, 色率约30%。 常见斑状结构 (图3-7B), 气孔杏仁构造 (图3-7C, D)。 斑晶主要为斜长石, 次为角闪石、 辉石和黑云母; 基质为微细、 细条状斜长石杂乱分布, 局部平行排列, 其间充填有绿泥石、 磁铁矿、 钛铁矿、 玻璃质和少量角闪石、 辉石等 (图3-7E), 具安山结构 (图3-7F); 多见气孔、 杏仁体, 杏仁体呈不规则状, 边缘被自生长石充填, 有的充填绿泥石和碳酸盐岩, 局部方解石充填在裂缝中。 安山岩是克拉美丽地区石炭系巴塔玛依内山组出露最广最常见的熔岩类型, 露头上为典型暗红褐色, 岩石多有不同程度的蚀变, 斜长石和角闪石斑晶颗粒大, 含量高。 不同地区, 安山岩类发育稍有差异, 准噶尔盆地北三台-吉木萨尔地区以安山岩为主, 准噶尔盆地西北缘则以玄武质安山岩为主, 准噶尔盆地陆东-五彩湾地区安山岩类相对较少。

图3-7 安山岩

4.英安岩

中酸性火山熔岩类, SiO₂含量63%～69%。斑状结构,块状构造。斑晶主要为斜长石、 石英, 少量角闪石。基质主要由细小的长石质微晶组成, 部分样品呈霏细结构、交织结构、 玻璃质结构 (图3-8A, 3-8B)。

图3-8 英安岩

5. 流纹岩

酸性火山熔岩类, SiO₂含量>69%。 颜色较浅, 色率低, 比重小, 呈斑状结构 (图3-9A), 由斑晶和基质组成。 斑晶主要碱性长石和石英, 偶见斜长石、 暗化黑云母, 辉石更少见, 斑晶斜长石有中等程度的碳酸盐现象, 部分绿泥石、 霏细状长石集合体呈带状分布; 基质多为霏细结构、 球粒结构 (图3-9F) 或玻璃质结构。 常见流纹构造 (图3-9B,3-9C), 有时发育气孔杏仁构造 (图3-9D, 3-9E)、 石泡构造。

6.霏细岩

酸性火山熔岩类, SiO₂含量>69%。 酸性喷出岩中通常存在斑状结构, 也有无斑状结构, 全部由隐晶质组成, 即为霏细岩。 灰黄色、 灰绿色, 具霏细结构 (图3-10A,3-10B)、块状构造。 主要由微晶斜长石和石英组成, 斜长石杂乱分布, 含量约75%, 他形石英微晶均匀散布在斜长石颗粒间, 含量约25%, 另可见少量绢云母、 磁铁矿等暗色矿物。 部分长石斑晶已被铁Ⅲ方解石交代。 局部见角闪石斑晶, 角闪石多已发生蚀变, 另可见少量绢云母、 磁铁矿等暗色矿物。

7.珍珠岩

中酸性火山熔岩类, SiO₂含量>63%。 珍珠岩是一种火山喷发的经急剧冷却而成的玻璃质岩石, 因具有类似珍珠状碎片构造而得名 (王璞珺等, 2008)。 颜色多变, 多呈油脂光泽 (图3-11A)。 最为特征的是具有同心状 (球状、 椭球状、 多面体状) 一涡卷状裂纹构造, 即珍珠构造 (图3-12B)。 珍珠岩属于玻璃质岩石, 稳定性极差, 极易发生蚀变而表现出不同程度的脱玻化或膨润土化, 出现隐晶质或球粒微晶。

图3-9 流纹岩

图3-10 霏细岩

图3-11 珍珠岩

8. 黑曜岩

黑曜岩是一种致密块状或熔渣状的酸性玻璃质火山岩 (图3-12)。 黑色, 玻璃质结构, 具有玻璃光泽与贝壳状断口, 石泡构造 (酸性熔岩中较常见的一种原生的球状构造。 其表面由于黑曜岩中的石泡构造凝固时气体逸出、 体积缩小而产生的具有空腔的多层同心圆球体。 石泡空腔内被微细的次生石英、 玉髓等矿物充填)。 球粒十分发育, 少量排列成层。

(二) 火山碎屑岩类

火山碎屑岩类是介于沉积岩和岩浆岩之间的一种过渡岩石类型, 按其物质组成和成岩方式, 可以进一步分为火山碎屑熔岩、 (正常) 火山碎屑岩 (熔结火山碎屑岩和普通火山碎屑岩)、 火山-沉积碎屑岩 (沉火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩)。 由于火山碎屑沉积岩已经属于典型的沉积岩范畴, 在此, 仅讨论前3亚类。

图3-12 黑曜岩, 老山沟剖面巴塔玛依内山组 (野外露头)

1. 火山碎屑熔岩类

火山碎屑熔岩是介于火山碎屑岩与熔岩之间的过渡性岩石, 熔岩基质中可含10%～90%的火山碎屑物质。 根据碎屑大小可分为集块熔岩、 角砾熔岩、 凝灰熔岩3类。

从分布上看, 往往局限于火口附近, 其碎屑为火山喷发抛入空中的熔岩团或刚性火山块, 落地后被熔岩胶结成岩而成。 所成岩石常具有两方面的特征: ①碎块和胶结物在成分和结构构造上均不一致, 或成分相似而结构构造有差别, 比如: 火山弹被致密的熔岩胶结、 致密的火山块被多气孔的熔岩胶结、 复成分火山块, 包括来自火山基底的异源碎屑被致密或多孔的熔岩胶结, 如旗8井最为典型; ②碎块和碎屑边部有时出现烧熔、 烤裂的迹象, 例如棱角被溶蚀而圆化, 碎块变小或发红, 出现面包壳状裂纹。 该类岩石可能的发育情境包括: ①火山弹、 火山渣从空中坠入熔岩湖而被胶结, 火山颈附近; ②喷发使得通道壁岩石破裂, 并被熔岩胶结, 火山通道壁部; ③火山锥决口, 火山碎屑物被熔岩胶结成岩, 围绕火山通道附近。

图3-13 安山质凝灰熔岩, 百73井,1448.25m, (+)

(1) 凝灰熔岩

安山质凝灰熔岩: 安山质熔浆将火山凝灰物质胶结在一起形成的火山碎屑岩, 其中的火山碎屑物质占岩石成分的10%～90%。 这里的火山凝灰物质是粒度小于2mm岩屑、 晶屑或玻屑及火山尘物质等 (图3-13), 褐色, 具碎屑熔岩结构。 安山质岩屑含铁质较多, 见个别角砾被具安山结构的安山熔岩胶结而成, 熔岩中见有斑晶和基质, 斑晶为斜长石, 基质成分主要为斜长石微晶、 绿泥石、 玻璃质, 见少量绿帘石, 玻璃质未脱玻化。

流纹质凝灰熔岩: 灰色, 由火山碎屑和胶结物组成, 具碎屑熔岩结构。 火山碎屑岩主要为安山岩、 玄武质岩屑和长石晶屑, 被具流纹构造的霏细结构的流纹岩胶结而成。

(2) 火山角砾熔岩

火山角砾熔岩 (图3-14A) 属于火山碎屑熔岩类, 是介于火山角砾岩与火山熔岩之间的一种过渡型岩石类型。 物性比火山角砾岩稍差, 比熔岩好, 钻井取心描述角砾熔岩发育有气孔、 杏仁构造, 也具有斑状结构。 按照岩石常量元素化学成分可以冠以玄武质、 安山质、 流纹质等 (图3-14B, 3-14C, 3-14D)。 在乌夏地区, 流纹质火山角砾熔岩根据成因可以分为4种类型 (表3-3): 再堆积型流纹质火山角砾熔岩 (旗8井, 4563.15～4565.55m)、 岩流自碎型流纹质火山角砾熔岩 (夏201井, 4922～4925m; 风南1井,4469.25～4472.46m) 和泡沫熔岩型流纹质火山角砾熔岩 (玛东1井, 4264.08～4266.78m)。

图3-14 火山角砾熔岩

表3-3 乌夏地区风城组流纹质火山角砾熔岩成因类型划分

再堆积型流纹质火山角砾熔岩球状体为椭球-圆球状 (图3-15A), 基质灰白色, 颜色较球状体浅, 成分为熔浆, 与具有明显玻屑定向排列特征的强熔结成因球状颗粒存在明显差别。 认为其早期射气-岩浆喷发所成的已固结熔结凝灰岩 (火山碎屑流成因) 被后期岩浆喷发爆裂破碎, 并随其后发生的熔浆热液流动, 近距离搬运中快速冷凝固结形成。

岩流自碎型流纹质火山角砾熔岩其中浆屑形态不规则 (图3-15B), 个别内部见晶屑或岩屑, 应为多期小规模爆溢相叠置而成。 每期堆积物上部为岩流自碎型流纹质火山角砾熔岩, 半塑性浆屑发育, 但由于规模小, 气孔易于逸散而不发育。

泡沫型流纹质火山角砾熔岩其中富含球状体 (图3-15C), 推测其为强烈爆发破碎所成浆屑或火山弹, 中下部残余气孔少、 上部增多; 球状体的大小在0.5～2.5cm间, 气孔多见于颗粒较大者, 多见开口笑形态, 气孔中均见充填或半充填的杏仁体, 其中下部几乎全充填 (气孔少), 也称泡沫熔岩。

(3) 隐爆火山角砾岩

需要特别说明的是, 隐爆角砾岩属火山碎屑熔岩类 (图3-15D), 但因其具有特殊的成因和火山通道岩相指示意义, 特将其单独列出。 隐爆角砾岩是熔浆在喷出地表以前, 由于岩浆运移过程中挥发分大量聚集, 在地下爆破释放, 后被熔浆胶结而成的角砾岩。 熔岩角砾成分和胶结物熔岩成分差别很小, 在新鲜面上熔岩角砾不易识别。

图3-15 火山角砾熔岩

隐爆角砾岩可以作为火山通道相的标志性岩石类型。 在百口泉地区靠近克-夏断裂的百重12井亦见有隐爆角砾岩, 推测为裂隙式喷发火山机构的产物。 而在克拉玛依地区远离断裂的克301井, 发育的隐爆角砾岩可能为中心式喷发火山机构形成的火山碎屑岩。

2. 火山碎屑岩类

火山碎屑岩类是火山作用形成的火山碎屑 (占90%以上) 经过压实作用成岩, 按粒度大小分为集块岩、 火山角砾岩和凝灰岩。

(1) 火山角砾岩

火山角砾岩碎屑物质主要由直径2～64mm的岩屑组成, 少量火山灰和晶屑 (图3-16)。胶结物为火山灰或更细的火山物质。 火山角砾结构, 角砾和岩屑在不同的井变化很大, 主要取决于岩浆的性质, 如在克118井角砾和岩屑主要由流纹岩、 霏细岩、 珍珠岩组成, 在克113井角砾和岩屑主要由玄武岩组成, 在克120井则主要由安山岩组成, 均具有角砾和岩屑成分单一的特征, 后期角砾和岩屑具铁质析出呈褐色。 后期火山灰具葡萄石化、 泥化、 绿泥石、 硅化和方解石化, 局部见火山灰残留。 角砾粒径一般0.5～8mm, 最大10cm×32cm, 棱角明显, 局部见塑性浆屑挤压变形、 撕裂状。

图3-16 火山角砾岩

(2) 凝灰岩

凝灰岩是火山喷出地表后, 细粒的火山碎屑物质下落地表堆积固结而成 (图3-17A),火山碎屑物质主要由直径小于2mm的玻屑、 晶屑、 和少量岩屑组成。 凝灰岩的成岩方式以压实固结为主。 根据其含有的火山碎屑成分可以进一步划分为晶屑凝灰岩、 玻屑凝灰岩和岩屑凝灰岩 (图3-17B, 3-17C, 3-17D)。

图3-17 凝灰岩

(3) 流纹质熔结角砾凝灰岩 (含球状体)

该类岩石属于熔结火山碎屑岩类, SiO₂含量一般大于63%。 在该区以夏72井区最为典型, 也是该区火山岩油气藏的主要储集岩层。 在夏201、 夏202等井的取心中均取到这种岩石类型。 其中, 在夏201井第三次取心 (4932～4937.48m) 中该类岩石以不规则圆球状的球状体发育和球状体内部气孔发育为显著特征 (图3-18)。 从内部结构上看球状体之间多见变形玻屑, 呈现假流纹构造。 其中的气孔可以来自两个方面: 一是颗粒内残余气泡逸散而留下的气孔, 二是颗粒自身为多气孔的浮岩碎块, 前者气孔体积大,数量也多。 当然, 颗粒内的气孔也可为后期各种矿物部分充填, 现今所见气孔应为残余型气孔。

(4) 流纹质熔结凝灰岩 (不含球状体)

该类岩石仍然属于熔结火山碎屑岩类, 但其中不含球状体, 颗粒细小, 属于凝灰岩级别。 以镜下玻屑或小规模的浆屑呈一定程度的定向排列为典型识别特征, 目前在旗8井第二筒取心段的下部发现较多。 由于粒度细、 储集物性差, 油田对这类岩石通常不取样进行薄片制作, 其实在其他不少井中仍见有类似岩心, 疑为弱熔结凝灰岩 (图3-19)。

图3-18 流纹质熔结凝灰岩

图3-19 绿泥石化弱熔结凝灰岩

3. 沉火山碎屑岩类

火山碎屑岩和沉积岩之间的过渡性岩石, 形成于火山作用和沉积改造的双重作用之下。 火山碎屑物质90%～50%, 其他为正常沉积物质, 经压实和水化学物胶结成岩。 常见的有沉凝灰岩和沉火山角砾岩 (图3-20)。

图3-20 沉火山碎屑岩类

(三) 次火山岩类

准噶尔盆地次火山岩分布较少, 但基性到酸性钻井均有揭示。 次火山岩类与喷出岩类同源, 只是没有喷出地表, 在近地表冷凝固结形成的浅层至超浅层侵入体。 其代表岩性为玢岩和斑岩。

1. 花岗斑岩

SiO₂含量大于63%, 岩石显肉红色、 酱色, 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3-21)。 花岗斑岩的斑晶含量一般为15%～20%, 主要为钾长石和石英, 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, 斑晶通常被熔蚀-基质为微晶斜长石、 石英和少量黑云母, 石英多呈等轴粒状分布于长石粒间。 基质为微晶斜长石、 石英和少量黑云母, 石英多呈等轴粒状分布于长石粒间。

图3-21 花岗斑岩

露头上主要分布在克拉美丽断裂以北的石炭系松喀尔苏组下段和巴塔玛依内山组, 中泥盆统克拉美丽组也有零星分布, 呈岩枝、 岩株形式产出。 在白碱沟西北近6km处巴塔玛依内山组发育环形花岗斑岩岩体, 可能是岩浆沿古火山机构断裂通道侵位形成。

2.二长玢岩

玢岩是具斑状结构的中—基性 (或弱酸性, 如花岗闪长玢岩) 喷出岩、 浅成岩和超浅成岩的总称。 以斜长石及暗色矿物为主要斑晶, 基质多为隐晶质—玻璃质, 如闪长玢岩、安山玢岩、 辉绿玢岩等, 常见闪长玢岩和安山玢岩。

SiO₂含量53%～59%, (Na₂O+K₂O) <8%, 矿物成分与相应的深成岩—二长岩和喷出岩-粗安岩相同, 不同的是它具有斑状结构, 表明它是浅成岩。 斑晶含量一般为10%～30%, 主要为板状中长石和斜长石, 斑晶长石表面具糟化和泥化。 基质由细小柱状斜长石和板状中长石组成, 长石间嵌有他形石英和次生绿泥石 (图3-22)。

3. 辉绿岩

辉绿岩为深源玄武质岩浆向地壳浅部侵入结晶形成, 是成分相当于辉长岩的基性浅成岩 (图3-23)。 辉绿岩为显晶质, 细—中粒, 常具辉绿结构或次辉绿结构。 所谓辉绿结构, 是由自形—半自形的长条形斜长石 (肉眼观察时呈细针状) 构成网格状骨架, 在骨架空隙中充填着大致等粒的辉石颗粒。 深灰、 灰黑色, 矿物成分主要由辉石和基性斜长石组成, 含少量橄榄石、 黑云母、 石英、 磷灰石、 磁铁矿、 钛铁矿等。 基性斜长石常蚀变为钠长石、 黝帘石、 绿帘石和高岭石; 辉石常蚀变为绿泥石、 角闪石和碳酸盐类矿物。 因绿泥石的颜色而整体常呈灰绿色。

图3-22 二长玢岩

图3-23 辉绿岩

4. 闪长玢岩

闪长玢岩是中性浅成岩, 其矿物成分与深成岩闪长岩相同。 主要矿物为中性斜长石和普通角闪石。 具明显斑状结构, 其斑晶多为自形、 宽板状斜长石, 其次为普通角闪石, 偶见黑云母 (图3-24A)。 中性斜长石斑晶其上往往可见环带结构。 基质是细粒至隐晶质,岩石整体颜色多为灰及灰绿色。 闪长玢岩既可以单独呈岩墙或其他小岩体产出, 也可成为闪长岩体的一个局部岩相。

5.安山玢岩

安山玢岩是岩浆岩的一种, 是中性喷出岩安山岩的次生岩石。 安山岩在受到次生变化时, 斜长石往往变成绿泥石、 绿帘石、 高岭石等, 失去光泽, 颜色变绿。 这种变化了的安山岩称安山玢岩, 或称玢岩 (但玢岩有时是一类岩石的总称) (图3-24B)。

图3-24 玢岩

准噶尔盆地火山岩相类型~

现有火山岩岩相分类方案中对成岩方式论述较少, 而成岩方式恰恰是决定储层物性埋藏过程中变化情况的决定因素。 以往的火山岩相分类中仅少量涉及到岩相与储层物性的关系, 这对于以储层建模、 评价和预测为主要目的盆地火山岩相研究, 已不能够满足实际需求。
本书在前人研究的基础上, 结合盆地火山作用方式或喷发-搬运方式, 针对本区火山活动与火山岩分布特点, 按照岩性-组构-成因的划分标准, 将准噶尔盆地火山岩心相划分为4相组、6相、 10亚相 (表3-7)。 该分类方案主要基于岩性和岩石组构等用岩芯或岩屑可以观测和准确标志的基本地质属性, 强调盆地火山岩相研究中的可操作性, 注重岩相与储层物性的关系。
(一) 火山通道相 (volcanic conduit)
火山通道位于整个火山机构的下部和近中心部位, 是岩浆向上运移到达地表过程中滞留和回填在火山管道中的火山岩类组合。 通道中充填的岩浆物质或 (和) 火山碎屑物质,常呈岩墙状或岩颈状产出, 主要是火山活动后期的产物, 又可分细为火山口亚相和火山颈亚相。
1. 火山口亚相 (volcanic vent)
火山口亚相是指岩浆喷出地表在火山通道周围堆积, 在地面上形成的环形坑。 一般位于火山机构的顶端, 火山口深浅不一, 一般不过二三百米, 直径一般1000m以内; 底部直径短, 常仅约大于其下的火山管道。 岩性以垮塌熔结火山角砾岩为特征, 岩石具有熔结结构、火山角砾结构等, 火山角砾未经搬运磨圆, 常见典型的原地堆积特征。
2. 火山颈亚相 (Volcanic Neck)
火山颈亚相位于火山口亚相的下部, 火山活动前期, 发生大规模火山爆发, 岩浆经裂隙、 管道传输到地表, 火山喷发后期的熔浆由于内压力减小不能喷出地表, 在火山通道中冷凝固结而形成。 火山口附近的岩石也会发生垮塌下陷, 塌陷的岩石被火山通道中的熔浆胶结, 而形成典型的堆积构造。 火山颈可以高达450m, 而直径一般小于1000m, 产状近于直立, 通常切穿其他岩层, 且多发于在深断裂附近。 其岩性复杂, 常由多种岩性、 结构、 颜色的熔岩、 角砾熔岩、 凝灰熔岩, 熔结角砾岩、 熔结凝灰岩组合而成。 岩石具斑状结构、 熔结结构、 角砾结构或凝灰结构, 具环状或放射状节理。石西1井的4555～4567m处所发育的粗面质角砾熔岩和碎裂粗安质凝灰熔岩便属于火山颈亚相。 在地貌上, 岩颈常呈负地形, 但也可显示出正地形, 这主要取决于组成它的岩石抗侵蚀的能力。 在美国新墨西哥州、 亚利桑那州、 犹他州和怀俄明州以及法国、 苏格兰和其他地方都有火山颈。 新墨西哥舰崖是最著名的火山颈, 高约450m。 其中一个岩墙脊高出乡村房屋几十米, 并向远处延伸数千米。 一般认为怀俄明州代维尔塔是一个熔岩颈。
表3-7 准噶尔盆地火山岩岩相划分方案


实际上, 由于火山通道相位于火山锥中间, 而火山锥在地震剖面上易于识别, 通道与锥体构成“蘑菇”状特征 (图3-44), 所以借助地震资料可以更容易识别火山通道相。

图3-44 火山通道 (夏盐2井北火山锥)

(二) 爆发相 (explosive facies)
火山强烈爆发, 喷出的火山碎屑物经成岩作用形成各种火山碎屑岩。 爆发相形成于火山作用的早期和后期。 在现代火山活动中, 几乎整个火山活动中都伴随爆发作用, 只是从优势相或主体岩相的角度而言, 认为爆发相在酸性岩喷发旋回中多见于下部, 而基性岩喷发旋回中多见于上部。 爆发相是分布最广的火山岩相, 也是构造类型最多、 最易与正常沉积岩混淆的火山岩类。 据王璞珺等 (2008) 观点, 爆发相可划分为空落亚相、 热碎屑流亚相和热基浪亚相。 结合本区研究工作, 盆地主要发育空落亚相和热碎屑流亚相, 而热基浪流不发育, 且与热碎屑流密不可分, 不单独介绍。
1. 热碎屑流亚相 (pyroclastic flow deposit)
火山碎屑流是高温的充满气体的火山物质碎片沿地表的流动, 特别是沿河谷和低地流动 (刘祥, 1996)。 Fisher和Sehmineke认为, 火山碎屑流是 “火山成因的、 炽热气体的颗粒密度流”; Neall等 (1991) 则认为, 火山碎屑流“通常是指急速膨胀的炽热的火山气体在流体化物态下沿河谷和地表面搬运颗粒”。 火山碎屑流温度高达715～1000℃, 可以200km/h的咫风般速度前进 (Neall, et al., 1991)。 流的前锋以迅雷不及掩耳之势毁灭大多数生命, 几乎无人幸免。 1902年培雷火山爆发, 近3万人在几分钟内即毁于火山碎屑流中; 1980年圣. 海伦斯火山爆发, 600km2森林被火山碎屑流所毁 (Walker, etal. , 1983)。
火山碎屑流包括由火山爆发产生的高温气体和炽热火山碎屑所组成的高密度碎屑流堆积和火山爆发初期的涌流堆积, 以及从喷发柱顶部蘑菇状灰云体中降落的微尘状碎屑堆积3部分组成, 其形成的岩石称为熔结火山碎屑岩类 (图3-45A), 包括熔结的和不熔结的两部分, 据碎屑粒级分为集块、 角砾、 凝灰三级。 结合沉积环境中有无水体的差异, 火山碎屑流又可分为陆上火山碎屑流和水下火山碎屑流两个微相。
2. 空落亚相 (air-fall)
这是黏稠岩浆以爆裂喷发方式将火山物质喷发到空中后坠 (降) 落堆积所形成的火山碎屑岩, 主要岩石类型有包含火山弹的集块岩、 火山角砾岩、 凝灰岩 (图3-45B), 具有集块结构、 角砾结构、 凝灰结构, 可见粒序层理。 一般围绕火山口依次向外分布, 粗粒级火山碎屑主要受自身重力作用坠落, 堆积在火山口附近; 细粒级碎屑受重力、 风力双重因素作用, 在空中运移降落堆积, 火山碎屑发生自然分选, 形成以火山口为中心的近粗远细、 下粗上细的粒度变化。

图3-45 爆发相

(三) 溢流相 (effusive facies)
指炽热的岩浆自火山通道或裂隙向外呈面状或线状溢流形成的各类熔岩或角砾熔岩。平面形态上常呈带状、 舌状分布, 它可以是一次溢出形成单式岩流或岩被, 也可以多次喷溢形成复式岩流和岩被。 岩浆成分不同可以形成玄武岩、 安山岩、 流纹岩、 英安岩等不同类型的熔岩, 可见流动构造 (图3-46A, 3-46B)。 一般可以分为上部亚相(upper effusive facies) 和下部亚相 (lower effusive facies)。 不同相带岩石结构、 构造、孔缝发育特征不同。 上部亚相原生气孔较为发育, 且随基性—酸性岩浆黏度增大, 气孔形态从圆形变化为以拉长状为主, 后期易被方解石等充填形成杏仁构造 (图3-46C,3-46D)。
溢流相中3种岩性常在纵向上组合成不同的火山序列, 如果从下向上为基性→中性→中酸性→酸性, 即为玄武岩→安山岩→英安岩→流纹岩, 则称为正序列; 反之, 则为反序列。 例如, 玛东3井石炭系上层序中的溢流相则为正序列 (图3-47)。

图3-46 溢流相

(四) 侵出相 (extrusive facies)
侵出相主要见于黏度大、 不易流动的酸性及中性岩中, 形成于火山喷发旋回的晚期。在气体大量释放后, 从火山口往外挤出而成, 在火山口内及附近堆积成岩钟、 岩针等熔岩穹丘。 当破火山口或火山湖体系形成后, 高黏度的岩浆在内力挤压下流出地表事, 遇水淬火或在大气中快速冷却可以在火山口附近形成玻璃质的侵出相火山岩体。 所以, 侵出相总与火山口发育位置相关。 准噶尔盆地老山沟剖面巴塔玛依内山组露头中黑曜岩以及滴西的珍珠岩都属于侵出相火山岩, 珍珠岩和松脂岩是酸性岩的侵出相岩石, 而黑曜岩多见于中性—中酸性的侵出相岩石组合中。 侵出相又可细分为内带亚相 (inner extrusive subfa-cies)、 中带亚相 (middle extrusive subfacies) 和外带亚相 (outer extrusive subfacies),分别位于侵出相熔岩穹丘的内部、 中部和外部 (王璞珺等, 2008)。
(五) 次火山岩相 (dikes and sills)
次火山岩相与喷出岩同源, 只是没有喷出地表, 而是在距地表约0.5km的深度条件下冷凝而成, 为浅成侵入的岩体。 它的结晶程度介入火山岩与侵入岩之间, 是古火山机构确定的重要标志。 它常具有熔岩的外貌、 而又具有侵入岩的产状, 如岩墙、 岩盖、 岩床和岩株, 主要形成于火山作用晚期。 其代表岩性是玢岩和斑岩 (图3-48)。

图3-47 玛东3井石炭系岩相特征


图3-48 次火山岩相

(六) 火山沉积相 (volcanogenic sedimentary facies)
火山-沉积过渡岩石多在火山喷发的间歇期形成, 与正常的沉积岩互层, 通常远离火山口相, 可以出现在火山活动的各个时期。 该类岩相的堆积物由压实作用导致胶结成岩而成。 岩石类型包括向沉积相过渡的沉火山角砾岩类和喷发沉积亚相的凝灰岩 (图3-49)。虽然火山沉积相发育很广泛, 但由于埋深大、 成岩作用强烈而储集性能极差, 难以成为有效储层而不作过多讨论。

图3-49 火山沉积相

1. 岩性差异
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5-5, 图5-6)。 熔岩主要有玄武岩、 安山岩、 英安岩、 流纹岩和粗面岩等; 火山碎屑岩主要包括集块岩、 火山角砾岩、 凝灰岩和熔结火山碎屑岩等 (邹才能等, 2011)。
东部松辽盆地火山岩形成于中新生代, 其中以中酸性为主, 占样品总数的86%, 基性火山岩占14%。 岩石类型主要有流纹岩、 安山岩、 英安岩、 玄武岩、 玄武安山岩、 粗安岩、 流纹质角砾凝灰岩、 流纹质火山角砾岩、英安质火山角砾岩、 玄武安山质火山角砾岩、 安山质晶屑凝灰岩、 沉火山角砾岩, 主要属于碱性和钙碱性系列。 渤海湾盆地火山岩主要为玄武岩、 安山岩、 粗面岩, 如辽河盆地中生代火山岩以安山岩为主, 古近纪火山岩以玄武岩和粗面岩为主。 东营凹陷广泛发育有基性火山岩、 潜火山岩及火山碎屑岩, 主要岩石类型为橄榄玄武岩、 玄武岩、玄武粉岩、凝灰岩和火山角砾岩等。 黄骅坳陷风化店地区火山岩主要为碱流岩、 英安流纹岩、 流纹岩和流纹英安岩。 南堡凹陷主要为基性火山碎屑岩、 中性火山碎屑岩和玄武岩 (张光亚等, 2010)。

图5-5 松辽盆地深层火山岩TAS图


图5-6 准噶尔盆地石炭系火山岩TAS图解

而位于我国西部的新疆北部火山岩以中钾中基性为主 (图5-7)。 准噶尔盆地火山岩形成于古生代, 以石炭系-二叠系为主要层位, 岩性以中基性喷出岩为主, 酸性喷出岩、火山碎屑岩次之, 碎屑熔岩局部可见。 准噶尔盆地东部石炭系火山岩则以熔岩、 火山角砾岩和凝灰岩为主, 熔岩主要为安山岩-玄武岩组合; 火山角砾岩主要由火山角砾岩屑、 晶屑及凝灰质等组成; 凝灰岩主要为晶屑、 岩屑和胶结物组成, 岩屑以安山质为主 (解宏伟等, 2008)。
2. 岩相对比
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。 东部地区以中酸性火山岩为主, 主要沿深大断裂呈中心式喷发, 喷发期次较单一, 原位性保持好, 后期改造较弱, 火山机构较完整。 但因火山熔浆以酸性为主, 火山岩规模总体偏小, 近断裂爆发相储集层发育, 斜坡部位喷溢相大面积分布; 中国西部地区火山岩以中基性为主, 具有裂隙式、 中心式两种喷发模式, 喷发期次多, 规模较大。 同时,因构造环境变化大, 后期改造强, 火山机构保存不完整, 有较大变化 (赵文智等, 2009)。

图5-7 准噶尔盆地石炭系火山岩含钾量划分图

东部松辽盆地火山岩储层主要发育在溢流相, 尤其是溢流相顶底部的气孔带是最为有利的储集相带。 其主要发育的两组火山岩中, 火石岭组以中性安山岩为主, 多呈层状分布, 横向上分布范围广, 厚度变化相对较均匀, 以裂隙喷发方式为主, 多发育层火山机构, 火山岩相以喷溢相为主; 营城组火山岩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; 但也有观点认为裂隙式喷发、 中心式喷发在营城组火山岩中均有发育, 其横向厚度变化较大, 火山岩相以喷溢相、 火山沉积相为主, 常发育火山锥。 渤海湾盆地辽河坳陷火山岩沿断裂分布, 属于水下间歇性、 多次沿断裂喷溢, 火山岩岩相类型主要以溢流相为主, 还有爆发相和火山沉积相等。
西部准噶尔盆地石炭系中巴山组是主要的火山岩储集层, 以中心式、 裂隙式喷发为主, 火山岩相以爆发相和溢流相为主, 常构成优质储层发育带, 如陆东-五彩湾地区发育石炭纪火山岩, 主要岩性为溢流相的玄武岩和安山岩、 爆发相的火山角砾岩和凝灰岩; 腹部石西地区广泛分布的角砾熔岩中, 褐色、 红褐色火山岩所占的比例高, 为喷发时遇大气降水或浅水下喷发形成; 西北缘石炭系火山喷发为裂缝-中心式, 中拐-五八区下二叠统佳木河组火山岩发育区火山岩主要为溢流相玄武岩、 安山岩、 流纹岩和喷发相凝灰岩、 安山质角砾岩、 玄武质角砾岩; 红车断裂带火山岩主要分布于石炭系及二叠系佳木河组下亚组, 岩性主要为火山熔岩, 其次为火山碎屑岩。

盆地火山岩发育及分布概况
答：准噶尔盆地火山岩岩性种类比较齐全，发育喷出岩(熔岩类、火山碎屑岩类和过渡岩类)和侵入岩。熔岩类包括玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩等;火山碎屑岩类包括集块岩、火山角砾岩、凝灰岩等;过渡岩类主要包括角砾熔岩...

火山岩结构和构造特征
答：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...

盆地火山岩岩相特征
答：准噶尔盆地发育爆发相、溢流相、火山沉积相、火山通道相、侵出相和侵入相6种岩相类型。前5种岩相在横向上自火山口由近及远可以划分为:火山通道-侵出相区、爆发相区、溢流相区以及火山沉积相区。垂向上各相带的接触关系...

准噶尔盆地火山岩相类型
答：表3-7 准噶尔盆地火山岩岩相划分方案 实际上, 由于火山通道相位于火山锥中间, 而火山锥在地震剖面上易于识别, 通道与锥体构成“蘑菇”状特征 (图3-44), 所以借助地震资料可以更容易识别火山通道相。 图3-44 火山通道 (夏盐2井北...

火山岩化学成分分类
答：准噶尔盆地钻探的火山岩按火山作用的产物分为3类:熔岩类、火山碎屑岩类和过渡岩类。熔岩类包括玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩、粗面岩和流纹岩等;火山碎屑岩类包括集块岩、火山角砾岩、凝灰岩及它们的复合物;过渡岩类...

火山岩分类标准
答：(二) 准噶尔盆地火山岩分类 根据准噶尔盆地近700口探井及露头揭示的火山岩以及火山岩勘探和储层研究的需要, 对准噶尔盆地火山岩进行分类。(1) 首先按照火山岩产出方式、 岩石结构、 成因划分为火山熔岩类、 火山碎屑岩...

准噶尔盆地火山露头展布特征
答：1. 石炭系火山岩露头分布特征 石炭系是北疆地区出露最广的古生代地层, 具有岩相建造类型复杂、 火山岩十分发育、 构造变动频繁的特点。 在准噶尔、 吐哈、 三塘湖、 和什托洛盖、 精河等盆地井下揭示的石炭系也反映了这一...

火山岩类型与构造环境
答：新疆北部火山岩以中钾中基性为主(图7-3),准噶尔盆地陆东-五彩湾地区主要有玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩、火山角砾岩、凝灰岩等;西北缘地区石炭系岩性主要为安山岩、玄武岩、安山玄武岩、火山角砾岩、凝灰角砾岩、熔结角砾岩、凝灰岩...

火山岩储层形成与分布
答：在油气聚集类型和规模上,东部以岩性型为主,可叠合连片分布,形成大面积分布的大型油气田,如松辽深层的徐深气田;西部以地层型为主,可形成大型整装油气田,如准噶尔盆地克拉美丽气田等。 1.火山岩储集空间类型 火山岩储层中孔、洞和...

准噶尔盆地是什么地貌
答：准噶尔盆地是一个地貌独特、景色优美的地区，位于中国新疆维吾尔自治区的西北部，是亚洲最大的内陆盆地之一。该地区被群山环绕，平均海拔高度在1000米以上，主要由沉积岩、蒸发岩和火山岩组成。这个地貌形成于三叠纪时期晚期的...