云南墨江地區羊八寨組火山巖巖相分析及火山噴發環境探討

黃文俊，躍連紅，杜少江

（貴州省地質調查院，貴州貴陽550000）

研究區地處著名的西南三江造山帶成礦區南段，隸屬華南地層大區中羌北—昌都—思茅地層區，并大致以阿墨江斷裂帶最西側邊界斷層為界（圖1）。

筆者在進行云南1∶5萬墨江、雅邑等六幅區調項目過程中發現，在墨江縣草皮壩出露一套賦存于上二疊統羊八寨組中的安山巖—安山質火山碎屑巖組合。該期火山巖由于夾于上二疊統羊八寨組中，與地層呈整合接觸關系，其時代一直無異議。本次在草皮壩一帶的火山集塊巖的灰巖角礫中采獲腕足類化石：Oldhamina jiaozishanensis Liao（轎子山歐姆貝）（圖2），同時在緊鄰該套火山巖的地層中也采集到相同的轎子山歐姆貝化石（圖3），并見Semibrachythyrina cf.anshunensis Liao[安順半準腕孔貝（比較種）]，進一步證明了該套火山巖地質時代為晚二疊世無疑。

圖2 草皮壩火山集塊中歐姆貝

圖3 羊八寨組地層中歐姆貝

1 火山巖相

依據該套火山巖的各種巖石在空間分布的位置、相互間的關系、巖石的特征等，研究區的這套火山巖可劃分出：①爆發相、②溢流相、③火山通道相以及④噴發沉積相四種巖相類型，其面積分布以爆發相為主體，溢流相與次火山巖相次之，少見噴發沉積相（見圖4、表1）。

表1 晚二疊世中性火山巖巖相特征簡表

（1）爆發相。爆發相的組成巖性幾乎全為火山碎屑巖類，巖石類型有①安山質火山集塊巖、②安山質火山角礫巖、③安山質凝灰角礫巖、④安山質角礫凝灰巖以及⑤安山質凝灰巖等，而火山角礫巖是分布最為廣泛的，其單層堆積厚度50～130m。火山碎屑巖有圍繞噴發中心呈帶狀分布的特征，從粒度上看，火山噴發中心向外，碎屑粒度整體由粗變細。火山碎屑（主要指角礫級和集塊級）的顏色主要為灰綠、淺灰綠色，紫紅、淺紫紅色次之，后者常在某一層位較為集中并多過前者。

（2）溢流相。該類型的巖石僅見于安山巖，其多呈層狀、條帶狀在火山機構的周圍分布。安山巖單層厚度大者有56m，但一般都在20m以內，規模較爆發相明顯偏小。巖石多呈灰綠色，有時也可見紫紅色的。

（3）次火山巖相。它是由巖漿滯留在地表較淺部位，后經冷凝固結形成的地質體，巖石類型主要為次火山巖的安山巖、安山玢巖，分布局限，呈巖瘤、巖蓋以及脈狀產出，巖石呈灰綠色，與溢流相安山巖相比結晶粒度未見明顯差異，兩者不易區分，反映了該類巖石形成深度較淺。

（4）噴發沉積相。在火山活動的幾乎全過程中，都可出現。其出露反映的是火山活動的間隙期或是低潮期，是火山作用與正常沉積作用相互摻和的產物，該期火山巖中主要見安山質沉凝灰巖，出露極為有限。

2 火山噴發韻律特征

依據巖性、巖相的縱向變化和空間分布，該期火山巖可劃分出四種類型火山噴發韻律，由不同類型的噴發韻律組合，形成了該期火山巖較為完整的五個火山噴發旋回。四種類型的韻律分別是單一溢出式韻律、單一爆發式韻律、爆發—溢流式韻律以及溢流—爆發式韻律，不同的火山活動特征則體現了不同的韻律。

（1）單一溢流式韻律。該類型韻律主要見于該套火山巖下部，分布極少。組成巖性單一，為中性熔巖即安山巖，層厚一般在幾米至十幾米，向上為沉積夾層，共形成3～4層為沉積夾層所隔的單一熔巖層，反映了火山活動還相對平靜。

（2）單一爆發式韻律。該期火山巖中分布最為廣泛，根據組成該韻律的火山碎屑粒級的不同，又可將其分為三種基本類型：一種由火山集塊巖—火山巖角礫巖-火山巖凝灰巖組成即abc型；一種由火山集塊巖—火山巖角礫巖組成即ab型，該型韻律中集塊級與角礫級火山碎屑巖間一般不存在明顯的界線，總體顯示向上變細的變化特征；一種由火山角礫巖-火山凝灰巖組成即bc型（圖5）。以ab型韻律最為發育，單一韻律的厚度可達百余米，其余兩種明顯次之，其中的凝灰級火山碎屑巖層一般只有幾十公分至幾米，反映了火山爆發強度較大的特征。

圖5 單一爆發式韻律

（3）溢流—爆發式韻律。這一韻律所反映的是火山活動由強到弱變化的特征，如圖6所示，據巖石組合類型的不同又可分為兩種基本類型，分別為:一種由安山巖—安山質火山角礫巖—安山質凝灰巖組成即abc型，另一種由安山巖-安山質火山角礫巖組成即ab型。單一韻律厚度一般厚度為20～50m，主體為爆發相，溢流相次之，其中的凝灰級火山碎屑巖出露比較有限。

圖6 溢流—爆發式韻律

（4）爆發—溢流式韻律。與溢流—爆發式韻律相反，它反映的則是火山活動由強到弱的變化，根據巖石組合類型的不同也可分為兩種基本類型（圖7），一種是由安山質火山角礫巖—安山巖—安山質凝灰巖組成即abc型，一種是由安山質火山角礫巖—安山巖組成即ab型。單一韻律最大厚度可達上百米，主體為爆發相，溢流相明顯次之。

圖7 爆發—溢流式韻律

綜上，該期火山活動除伴隨著少量的、短暫的間隙期或低潮期外，總體上一直維持著高強度的噴發狀態。

3 火山噴發環境討論

火山作用既可以發生在陸地，也可發生在水下，根據該套火山巖的巖石特征以及與地層關系等，認為其總體為水下噴發，局部為陸相噴發，歸納起來有如下幾點依據：

（1）從空間產出形態看，該套火山巖總體應屬裂隙式噴發，局部具中心式噴發特征。提供了存在噴發環境變化的可能性。

（2）從顏色特征看，水下噴發的火山巖由于處于還原環境，常常呈灰或灰綠色等色，而該套火山巖（熔巖、火山碎屑巖等）整體顯灰綠、淺灰綠色，僅在草皮壩一帶出現局部集中的淺紫紅色角礫級火山巖碎屑。

（3）從火山碎屑特征來看，各粒級火山碎屑除少數具棱角狀外，一般都有一定程度的磨圓化，次棱角狀—半圓狀居多，多處可見具成層性和一定分選性，僅在草皮壩一帶存在巨厚的火山碎屑雜亂堆積層。

（4）從火山韻律特征看，底部存在單一溢流相安山巖與粘土巖的多個“韻律”互層特征，兩者間接觸面平整，為整合接觸關系，具明顯的水下特征。

（5）從地層沉積環境特征看，羊八寨組處在海陸交互環境，該套火山巖夾于其中，具備了水下噴發的背景。