Question

-2-A 火山岩分类命名标准

Answer 1

一、熔岩分类命名

熔岩的分类命名主要依据其全岩化学成分、矿物组成和结构构造,采用国际地科联(IUGS)推荐的火成岩分类方案(LeBas et al.,1986)(TAS图解,图F4-2-1)和LeMaitre(1989)主编的《火成岩分类及术语辞典》(王碧香等译,1991)。有化学分析的隐晶质、玻璃质熔岩,可直接用TAS图解命名,或换算成CIPW标准矿物后用QAP(或QFP)矿物定量分类图解(图F4-2-2)予以命名;对于无化学分析资料,但可准确测定其矿物百分含量(体积百分数或面积百分数)的全晶质熔岩,主要使用QAP(或QFP)矿物定量分类命名;既无化学分析资料、也无法准确测定其矿物组成的,则采用定性分类(参见《火山岩地区区域地质调查方法指南》中的表2-1),最通用的化学分类是按SiO₂含量将火成岩分为超基性岩、基性岩、中性岩中酸性岩和酸性岩(表F4-2-1)。

图F4-2-1 火山岩分类命名的TAS图解(据eLBaseta.l,1986)

表F4-2-1 按SiO₂含量划分的火成岩大类

图F4-2-2 火山岩QAPF图解分类和命名(据eLMaitre,1989)

火成岩形式参数的确定方法如下:

Q=石英、鳞石英(tridymite)、方石英(cristobalite)

A=碱性长石,包括正长石、微斜长石、条纹长石、歪长石、透长石和富钠钠长石(An0-An5)

P=斜长石(An5-An100)和方柱石(scapolite)

F=似长石(似长石类),包括霞石、白榴石、假白榴石、六方钾霞石、方钠石、黝方石(nose-an)、蓝方石(haüyne)、钙霞石(cancrinite)、方沸石(analcime),等等

M=镁铁质矿物和QAPF分类中不采用的所有其他矿物,包括所有的云母(包括白云母)、角闪石、辉石橄榄石、不透明矿物、副矿物(锆石、磷灰石、榍石等)、绿帘石、褐帘石、石榴子石、黄长石、钙镁橄榄石、钙硅石、原生碳酸盐等。

分类命名时,如果M小于90%,可以根据长英质矿物含量使用该图解进行岩石分类,通常称为QAPF分类或QAPF双三角分类;如果M≥90%,岩石根据镁铁质矿物进行分类命名。

矿物分类首先要统计岩石中暗色矿物的含量(M值)。对于M<90%的岩石,进一步统计岩石中石英(Q)、斜长石(P)(An>5%)、碱性长石(A)(包括An<5%的钠长石)、似长石(F)的含量,并将实测或计算所得的3种矿物含量总和换算为100%,投入QAPF双三角图(图F4-2-2)进行分类,最后据投点落入的区域确定岩石的基本名称。

另一方面,为了强调熔岩的岩类学特征与成因类型,在命名时还可结合其全岩结构构造、基质结构与斑晶结构等,分别加上前缀予以命名,如:杏仁状玄武岩、球泡流纹岩、无斑隐晶质安山岩、辉石安山岩、珍珠岩、松脂岩、黑曜岩等。对于具有火山岩外貌和侵入产状的潜火山岩类,则按照我国习惯,原则上按斑岩或玢岩命名,如流纹斑岩、英安玢岩等。

碎斑熔岩是中国东部中生代陆相火山岩区一种特殊类型的熔岩,在保存完整的碎斑熔岩体中,可较清晰地划分出内部相带、过渡相带和边缘相带,其对应的岩石类型分别为粒状碎斑熔岩、霏细状碎斑熔岩和隐晶状碎斑熔岩。

此外,不同种类、不同火山岩相的熔岩一般具有特征性的颜色,因此在命名时应描述其颜色。

(一)对QAPF图的进一步说明

1.QAPF图的分区编号及岩石的基本名称标于图F4-2-3上,各分区的基本名称如下:

1)1a和1b区在火山岩中无对应岩石;

2)2区——碱长流纹岩(alkali feldspar rhyolite);

3)3a区和3b区——流纹岩(rhyolite),流纹英安岩(rhyodacite)可用于3b区和4区的岩石中;当含碱性辉石和/或碱性角闪石等碱性矿物时,应用“碱性”作前缀,如碱性流纹岩(alklairhyo-lite);

图F4-2-3 QAPF图解的分区符号

4)4区和5区——英安岩;

5)6区、7区、8区——碱长粗面岩(alkali feldspar trachyte)、粗面岩(trachyte)和安粗岩(latite);这些岩石实际上不含副长石矿物,但含有霞石标准矿物,可用“具霞石矿物”的命名方法,当含碱性辉石和(或)碱性角闪石等碱性矿物时,应该用“碱性”作前缀,如碱性粗面岩(lakalitrachyte);

6)9区和10区——玄武岩(baslat)和安山岩(andesite),可以用颜色指标进一步划分成玄武岩、浅色玄武岩,暗色安山岩和安山岩,如图F4-2-4所示。

在QAPF图解上,大多数钙碱性安山岩基本上分布在9^*区,钙碱性和高铝玄武岩(highaluminabasalt)一般局限在10’区,中长碱性橄榄玄武岩主要在10’区,橄榄粗安岩在9区和9’区。

粗玄岩(dolerite)在我国是指粗粒的玄武岩,如含橄榄石则称橄榄粒玄岩,如出现石英则称石英粒玄岩;如实际矿物含量很难精确测定,则用TAS图解或标准矿物分类和命名(图F4-2-5和表F4-2-2)。

图F4-2-4 玄武岩和安山岩区分图解

图F4-2-5 玄武岩类的CIPW标准矿物命名图(OQNH图)

表F4-2-2 富钾玄武岩种类的划分

7)11区——响岩(phonliote),主要副长石矿物应加在岩石基本名称之前,如白榴石响岩、方沸石响岩、白榴霞石响岩等,如果主要矿物是霞石或蓝方石的响岩,则通常简称为“响岩”;

8)12区——碱玄质响岩(tephritic phonolite);

9)13区——响岩质碧玄岩(phonolitic basanite)和响岩质碱玄岩(phonolitic tephrite),前者橄榄石标准矿物含量大于10%,后者小于10%;

10)14区——碧玄岩(basanite)和碱玄岩(teprihte),岩石命名时,应将主要副长石矿物名称置于岩石基本名称之前,如霞石碧玄岩等;

11)15区——副长石岩(foidite),可分为三种:①响岩质副长石岩(phonolitic foidite),如响岩质霞石岩,也可用碱长副长石岩作基本名称,如透长霞石岩;②碱玄质副长石岩(tephritic foidite)和碧玄质副长石岩(basanitic foidite),以橄榄石含量区分二者;③副长石岩(foidite),可用含量最多的副长石矿物区分,如,霞石岩(nephelinite)、白榴岩(leucitite)、和方沸石岩(anlacimite)等。

(二)对TAS图解分区编号和岩石基本名称的说明

SiO₂-全碱图解(TAS图解)的分区符号参见图F4-2-6,现简要分述如下:

1.B区——玄武岩(basalt),可划分成碱性玄武岩和亚碱性玄武岩;如果含霞石标准矿物,则称为碱性玄武岩,否则为亚碱性玄武岩。如需要也可用标准矿物OQNH分类命名方案(见图F-2-5);

图F4-2-6 全碱-二氧化硅(TAS)图解的分区符号

一般玄武岩类:

石英拉斑玄武岩(quartz tholeiitic baslat),Hy>3%,Q>0;

橄榄拉斑玄武岩(olivine tholeiitic baslat),Hy>3%,Q<Ol<25%;

苦橄拉斑玄武岩(picrite tholeiitic basalt),Hy>3%,25%<Ol<40%;

苦橄岩(picrite),Hy>0,Ol>40%;

橄榄玄武岩(oilvine baslat),Q=Ne=0,Hy<3%,0<Ol<25%;

苦橄玄武岩(picrobsaalt),Q=Ne=0,Hy<3%,25%<Ol<40%;

碱性橄榄玄武岩(laklai olivine basalt),0<Ne<5%,Ol<25%;

碱玄岩(rephrite),Ne>5%,Ol<5%;

碧玄岩(bsaanite),Ne>5%,5%<Ol<25%;

碱性苦橄玄武岩(alklai picrobasatl),Ne>0,25%<Ol<40%;

碱性苦橄岩(alklai picrite),Ne>0,Ol>40%。

富钾玄武岩类:

这类玄武岩K₂O含量较高,且K₂O>Na₂O,含实际矿物白榴石,其种属划分不采用CIPW标准矿物分子,而是用里特曼标准矿物分子作为依据,并参照前述一般玄武岩的种属划分方案进行命名。

2.O₁区——玄武安山岩(baslatic andesite);O₂区——安山岩(andesite);O₃区——英安岩(dacite);R区-流纹岩(rhyolite;还可用图F4-2-7所示的低钾、中钾和高钾作前缀修饰上述基本名称。

图F4-2-7 玄武岩类的系列划分图解

碱性指数(Na₂O+K₂O)/Al₂O₃(分子比)大于1的流纹岩为过碱性流纹岩(peralkaline rhyo-lite)。

需注意:高钾与钾质不是同义词,因为高钾岩石中的Na₂O可比K₂O多。

3.T区——粗面岩(trachyte)和粗面英安岩(trachydacite),当Q含量小于20%时称粗面岩,当Q含量大于20%时称粗面英安岩;如果碱性指数大于1,则称为碱性粗面岩(peralkaline trachyte)。

过碱流纹岩和过碱粗面岩可根据图F4-2-8进一步划分为钠闪碱流质流纹岩(钠闪碱流岩comen-dite),钠闪碱流质粗面岩、碱流质流纹岩(碱流岩pantellerite)和碱流质粗面岩。

图F4-2-8 Al₂O₃-TFeO(全铁)图解

4.S1区——根据Na₂O和K₂O的含量可把基本名称为粗面玄武岩的岩石再分成夏威夷岩和钾质粗面玄武岩。若Na₂O>K₂O,则为钠质的,称夏威夷岩(hawaiite);若Na₂O<K₂O,则为钾质的,称钾质粗面玄武岩(potassic trachybasalt)(见图F4-2-1)。

5.S2区——玄武粗安岩(basaltic trachyandacite);同样可根据钾含量,划分成橄榄粗安岩(mugearite)(钠质)和橄榄玄武粗安岩(shoshonite)(钾质)。

6.S3区——粗安岩(trachyandacite);同样可根据钾含量,划分成歪长粗面岩(benmoreite)(钠质),和安粗岩(latite)(钾质)。

7.U1区——碱玄岩(tephrite)和碧玄岩(basanite)。

8.Ph区——副长石岩,霞石岩(nephelinite)和白榴岩(leucitite)为该区两种主要岩石。

(三)玄武岩四面体(basalt tetrahedron)与分类

实验岩石学和以玄武岩发育为主的大洋区和大陆裂谷地区,常常用Yoder和Tilley(1962)的玄武岩四面体(图F4-2-9)进行分类和讨论各类玄武岩之间的演化关系。

图F4-2-9 玄武岩四面体(按CIPW标准矿物的分类)(据Yoder & Tilley,1962)

在这个Ol-Cpx-Qz-Ne四面体中有2个重要的界面,一个是Cpx-Pl-Opx,称为硅饱和临界面,一个是Cpx-Pl-Ol,称为硅不饱和临界面,硅不饱和临界面把玄武岩分为两大类(或岩套(suite)),即图中的A+B和C+D,相应为拉斑玄武岩套和碱性玄武岩套(详见表F4-2-3)。

表F4-2-3 玄武岩按CIPW标准矿物的分类

(据Yoder和Tilley,1962)

(四)几种特殊岩类的分类命名

下列特殊岩类的分类命名,参照“第五章侵入岩区研究工作要求”中的方案执行:①碳酸岩、②黄长质岩、③含黄长石非超镁铁质岩石、④六方钾霞质岩石、⑤钾镁煌斑岩、⑥金伯利岩、⑦白榴质岩、⑧煌斑岩。

高镁火山岩的分类命名,参见第四章“第一节海相火山岩区”的附录4-1-D火山岩分类部分。

二、火山碎屑岩分类命名

陆相火山岩区火山碎屑岩相当发育,分类命名较复杂,本技术要求基本采用李兆鼐等(1984)和《火山岩地区区域地质调查方法指南》(区域地质矿产地质司,1987)中提出的火山碎屑岩分类命名方案(参见表F4-2-4、表F4-2-5、表F4-2-6)。同样,不同种类、不同火山岩相的火山碎屑岩一般具有特征性的颜色,在命名时应描述其颜色。

表F4-2-4 火山碎屑岩分类表

(据李兆鼐等,1984)

表F4-2-5 火山碎屑岩分类简化方案

(据李兆鼐等,1984)

表F4-2-6 熔结火山碎屑岩亚类细分表

(据李兆鼐等,1984,修改)

表F4-2-7 火山碎屑类型与粒级划分

(引自GB/T17412.1-1998)

此外,将火山碎屑岩中“三屑”(玻屑、晶屑、岩屑)的含量及相互比例参与分类命名,一般“三屑”含量<5%可不参与命名;对于“三屑”含量≥5%~15%者,根据各自所占比例可分为7类,如玻屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、岩屑凝灰岩、晶玻屑凝灰岩、岩玻屑凝灰岩、晶岩屑凝灰岩、复屑凝灰岩(含上述三种火山碎屑)等。对于“三屑”含量>15%者,可加前缀“富”,如富晶屑熔结凝灰岩、富岩屑凝灰岩等。

火山碎屑类型与粒级划分标准见表F4-2-7。根据火山碎屑岩中火山灰(<2mm)、火山角砾(<2~64mm)和集块(>64mm)等不同粒级火山碎屑的含量和相对比例,可采用《沉积岩石学》(成都地质学院,1980)提出的“火山碎屑岩定量粒级分类图”进一步细分岩石类型。

需要指出的是:

1)在火山碎屑物岩性单一时,可根据其化学成分、矿物组成等,直接在基本名称前加上相应的岩性定语,岩性的确定依然采用国际地科联(IUGS)推荐的火成岩分类方案(TAS图解),如流纹质晶玻屑凝灰岩、英安质熔结凝灰岩,等等。

2)如火山碎屑物有两种以上岩性,或火山碎屑物与胶结物岩性不同,且两者数量都不少,则可加上“复成分”的前缀,如“复成分火山角砾岩”等。

3)对特定形态与内部结构的火山碎屑占多数时,如“火山弹”、“浮岩”、“火山渣”等,可在基本名称前加前缀,例如:浮岩屑凝灰岩等。

4)对成岩过程中因外力或内部流动等产生的、成分相同的火山碎屑岩,可以“同生”命名。

5)对水下堆积或空落堆积的成层性良好的正常火山碎屑岩,可加“层状”定语,如:层状凝灰岩等。

6)对于矿化蚀变的火山碎屑岩,如原岩碎屑组分或变余结构构造仍可辨认,可在基本名称前加上蚀变或矿化的矿物名称,或加上蚀变类型名称,如:黄铁矿化凝灰岩、沸石化熔结凝灰岩,次生石英岩化火山角砾岩等。

7)某些习惯性或地方性岩石名称,在使用时最好在后面用括弧注明其统一的学名,如:绿豆岩、豆石岩(具细火山灰球的流纹质晶玻屑凝灰岩),球泡岩(具球泡构造的流纹质熔结凝灰岩)。

总之,火山碎屑岩的分类命名可根据各地实际情况作一定程度的补充和调整,但需强调的是:应选择其中最突出、最有地质意义的特征,作为前缀(定语)放在基本岩石名称之前,命名应力求简明,特别是要避免随意自创术语的做法,其他特点则可用文字加以描述。