南秦岭北大巴山造山带火山碎屑流堆积特征

翟建平 张星垣

摘 要：北大巴山造山带南华系龙潭河组火山碎屑岩分布于城口至高观一带。它与一般正常火山碎屑岩如空降火山碎屑岩、沉凝灰岩等有很大区别，通过野外观察及系统薄片鉴定，认为它具有典型的普里尼式三相火山碎屑流堆积模式特征，这对于进一步合理划分地层具有重要意义及分析古火山口构造环境具有重要意义。

关键词：火山碎屑流；冷却单元；涌流相；灰云相

中图分类号：P317 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）25-0095-02

Abstract： Pyroclastic rocks of Nanhua series Longtanhe formation in Northern Daba Mountains orogenic belt are mainly distributed in the area of Chengkou and Gaoguan. It is a big difference from ordinary pyroclastic rock， such as the airborne pyroclastic rock and sedimentary tuff. By field observation and system chip identification， the authors think that Longtanhe formation has the accumulation mode of typical Plinian type eruption three-phase pyroclastic flow. This has a great significance for appropriately dividing strata and analyzing tectonic environment of the ancient crater.

Keywords： pyroclastic flow； cooling unit； flow phase； dust cloud phase

1 区域地质背景

北大巴山造山带位于城巴断裂及商丹断裂之间，是南秦岭造山带南缘的活动地带。主要由一套新元古代和早古生代火山碎屑岩及深水碳酸盐沉积。区域地质资料表明，该区印支期上地壳盖层均发生了轻微变质作用，使原岩变质成大理岩、板岩、千枚岩及变余砂砾岩为主，变质盖层中常发育一套基性侵入岩。

区内出露最老地层为南华系龙潭河组，是一套中酸性火山碎屑岩系，厚数百米至两千余米，大致呈北西向沿城巴断层北缘分布，由西而东经过城口龙潭河、高观、黄溪、东安等地，出露长>60公里。

2 实测剖面

龙潭河组在重庆市城口县龙潭河出露比较全，故以龙潭河剖面为代表，其实测剖面柱状图见图1。

3 火山碎屑流堆积特征

所谓火山碎屑流是指以普里尼式火山喷发的由气体和火山碎屑物混合而成的一种高密度流体[1-2]。火山碎屑流堆积从下到上包括有涌流-火山碎屑流-火山灰云這三个堆积亚相，它们冷却成岩后组成一个冷却单元[3]。

火山碎屑流在环大平洋中、新生代火山岩中研究甚广。自上个世纪中叶以来，国外学者就对火山碎屑流的堆积特征及其成因提出了许多观点[4]。特别是1973年R.S.J.Sparks等提出了“标准熔结凝灰岩单元流层”模式，为研究火山碎屑流形成机制及堆积特征的研究提供了重要的理论基础。

本区的火山碎屑流主要分布在新元古代南华纪龙潭河组中，通过分析龙潭河组龙潭河剖面地质特征，可将龙潭河组划分为一个冷却单元，如表1所示。

3.1 涌流亚相

涌流堆积形成于普里尼式喷发柱的边缘，通常出现在熔结凝灰岩层的底部，即冷却单元下部，常发育明显的层理构造或低角度的交错层理构造。本亚相厚度薄，成份较为复杂，除有火山碎屑岩外，还夹有陆源碎屑物。如龙潭河组龙 潭河剖面1-3层中的沉凝灰岩就属该亚相典型岩石类型，这种沉凝灰岩由岩屑、玻屑、火山尘基质和泥质沉积物组成，具条带状构造。它们的出现往往标志着一个冷却单元的开始。

3.2 火山碎屑流亚相

火山碎屑流亚相堆积为冷却单元的主体单元流层，其代表岩石为熔结凝灰岩。在龙潭河组龙潭河剖面上，该单元流层自下而上层序为含火山角砾凝灰岩-弱熔结凝灰岩-强熔结凝灰岩-弱熔结凝灰岩。本文将以上单元流层层序划分为弱熔结凝灰岩层和强熔结凝灰岩主体层（见表1），现分述如下。

（1）弱熔结凝灰岩层

龙潭河地区，龙潭河组以含火山角砾凝灰岩的始现作为冷却单元流层弱熔结凝灰岩层的开始。本层主要由火山角砾凝灰岩、岩屑凝灰岩组成，间夹少量玻屑凝灰岩。本层碎屑颗粒较粗，部分达4mm以上。

（2）强熔结凝灰岩主体层

强熔结凝灰岩主体层中熔结凝灰岩呈绿灰色或青灰色，其碎屑具定向性，显示出清楚的假流纹构造。碎屑成份由塑性岩屑、塑性玻屑、岩屑、晶屑及火山基质组成。

主体层的熔结凝灰岩碎屑成份以塑性岩屑和塑性玻屑为主。在龙潭河剖面上，塑性岩屑主要富集在主体层的中部，高达90%，主体层的下部和上部含量均有所减少，约为15%～30%。

3.3 火山灰云亚相

灰云堆积发生在普里尼式喷发的顶部，其堆积产物由大量热气所夹带的细尘状碎屑物质组成。灰云堆积物一般附于火山碎屑流亚相堆积之上，即位于冷却单元上部，但其层位较不稳定。在龙潭河剖面上，本亚相岩性为黑灰色未熔结的晶屑岩屑凝灰岩、含火山尘玻屑凝灰岩等。其中玻屑、岩屑呈刚性状态，碎屑粒度下粗上细；玻屑凝灰岩中玻屑为隐晶质形状，且大多被绢云母、绿泥石及长英质取代，具有明显的脱玻化结构。

4 结束语

北大巴山地区南华系龙潭河组是一套火山碎屑岩，岩性自下而上为条带状沉凝灰岩→含火山角砾凝灰岩→熔结凝灰岩→含火山尘晶屑玻屑凝灰岩。

综合分析剖面资料及岩矿鉴定成果，初步认为该套火山碎屑岩属陆上火山碎屑流成因模式，具有涌流-火山碎屑流-火山灰云三个亚相堆积特征，并构成一个冷却单元，且涌流堆积总是位于冷却单元的底部。在野外，火山碎屑流成因模式将有助于理清岩石层序及建立合理的岩石地层单位。

经研究表明，火山碎屑涌流亚相为一套能量较小且衰减较快的岩石堆积，火山碎屑流亚相底部含较多粗粒级的火山角砾岩及凝灰岩，重量较大，运移比较困难。因此本文认为龙潭河组火山碎屑流涌流层、火山角砾凝灰岩及熔结凝灰岩层依次堆积火山口的边缘，而灰云堆积均超过以上分布范围。

参考文献：

[1]杜杨松.火山碎屑涌浪堆积的特征、鉴别标志及其地质意义[J].中国科学，1989，12：1294-1300.

[2]徐夕生，邱检生，等.火成岩岩石学[M].北京：科学出版社，2010：276-277.

[3]谢家莹.火山碎屑流与火山碎屑流堆积[J].火山地质与矿产，1994，15（3）：53-54.

[4]陈克荣，杜杨松，陈小明.论火山碎屑流和涌浪堆积的特征和成因模式——以浙东南沿海地区为例[J].岩石学报，1990：66-74.