潜火山

火山岩岩石学术语

又称次火山。与喷出岩同源但为浅成侵入的岩体。岩性特征与喷出岩相似,一般晶体较大,形成深度一般比较小,小于3千米,通常为0.5～1.5千米。它常具熔岩的外貌,而又具侵入岩的产状,如岩墙、岩盖、岩床和岩株等。主要形成于火山作用晚期。

术语含义

岩浆上升到接近地表的部位，但未能冲出地面，被封存地下，形成小型岩浆体，称潜火山，或地下火山，也叫次火山。实为一种浅成侵人体，与出露地面的火山性质并不相同。

在火山岩地区工作的实践中，人们逐步认识到的一个问题是，火山岩不仅要研究层状的火山岩系，而且还要注意研究侵入状的地质体，尤其是最常见的一些外貌酷似熔岩的次火山岩体，次火山岩的鉴别与研究之所以引起地质工作者广泛的重视，是由于这一问题在火山岩工作中具有重要意义。首先，在火山岩区只有将次火山岩区别出来，了解其分布与产状，才能正确地解决火山层的层序、旋回和厚度。同时也有助子反映火山岩区的区域构造与火山构造，如果把次火山岩误认为火山岩，那么就无法查明和解决这些基础地质问题。更重要的是，不少矿床与一定的次火山岩有关。例如宁芜地区的“玢岩铁矿”实质上是与次火山岩——火山活动第二旋回末期的辉长闪长玢岩——在时间、空间和成因上密切相关的一套互有联系的矿床组合。所以，有些地区次火山岩是个重要的找矿指示，它对于阐明火山作用与成矿作用的关系是一个重要的问题。

在有关的文献中，尤其在某些国外文献中，对次火山岩’的概念问题，意见还很不一致，真可谓众说纷云。现将一些次火山岩的定义摘录如下：①“次火山岩与火山生成物有联系，通常是火山的根部”。②“是熔岩物质运移到地表不太深的地方形成的火山生成物”。③“凡是与围岩中有冲破状接触关系的所有火山成因的岩石均归属为次火山岩”。④“由于火山活动而在地表浅处(几百米到1500m)，且与地表无直接联系的空隙内形成的岩石”。⑤“是指与周围火山岩是同源的，同时或在火山喷发旋回末期所形成的，由喷出状岩石组成的交错状岩体”。⑥“与火山建造有联系。在近地表条件下结晶的侵入状岩浆生成物”。⑦“发育于火山岩地区或无火山岩地区，与火山生成物有联系或无直接联系的超浅成相岩石”。

就上列七个定义来看，有的概念含糊不清，各定义所指的范围宽窄也极不一致。从中国地质文献中有关次火山岩的含义来看，比较具有倾向性的或者比较统一的意见是，次火山岩一般应具备有以下四个基本特征：①与火山岩为同源关系，属地下火山作用的产物；②与火山岩同期或稍晚；③与火山岩空间上有一定联系④侵入产状，深度为0．5—2km(也有认为1．5km或3km)。根据这些基本特征，次火山岩系指与火山岩同源的，时间与空间上有一定联系的近地表到浅成的侵入岩。

鉴别标志

对次火山岩与对其他地质体一样，野外的鉴别是十分重要的基础工作，如果缺乏宏观的地质依据，在还没有查明区域内次火山岩某些特有的微观标志之前，仅仅从标本上鉴别次火山岩是有困难的。对次火山岩在野外工作中的基本任务是查明它的产状，因为侵入产状是区别次火山岩与火山岩的主要地质标志。观察次火山岩体直接侵入关系的方法是：

(1)岩体边界与不同围岩、不同岩层接触关系的观察：次火山岩体切割围岩的层理、流线、流面或呈现陡倾斜的接触面，这些现象可以从岩体的平面上、剖面上作整体的分析，也可以从具体露头上直接观察。例如：①凹山次火山岩体的边界既与熔岩层接触，又与火山碎屑岩层接触；牛首山次火山岩体切割层凝灰岩的层理②拨茅山次火山岩体切割含砾凝灰层的韵律层③娘娘山南坡次火山岩脉切割并错移层凝灰岩；④洪幕山南坡次火山岩呈陡倾斜的突变接触关系。

(2)次火山岩体冷凝边的观察：次火山岩体边缘冷却速度较快，往往形成具有玻璃质结构或罪细结构的冷凝边，且宽度很小。在野外工作中，时常会忽略这种宽度不大的冷凝边，或者误认为“细脉”，甚至将岩体内部相带与冷凝边误认为是两种岩石的接触面，因此，野外工作时要连续性地敲打露头并要仔细观察具不同结构岩石之间渐变或突变关系是非常重要的。在不易判别的情况下，应采集连续性的薄片标本作室内鉴定。

(3)次火山岩体流动构造的观察：岩体边缘部位常出现流线、流面或密集的节理，且与周围岩石呈切割关系。例如：娘娘山南坡粗面斑岩体与集块岩接触，其边缘具有自治的流动构造(玻璃质、玻基斑状结构与微晶结构相同的流带)切割围岩。稽山粗面斑岩脉的边部具有长石斑晶定向排列构成的流线切割了围岩。

(4)次火山岩柱状、板状节理的观察；次火山岩体常发育有自治的节理系统。原生柱状节理方向与接触面垂直。从柱状节理的排列方式，可确定次火山岩的产状与形态。如果两次侵入的次火山岩相互接触，可以根据节理判别先后侵入的关系。板状节理发育于岩体的边部。

(5)捕虏体的观察：次火山岩内的捕虏体，一般保留原岩的形态、成分与结构I由于次火山岩在急速条件下冷却，因此无熔化或交代围岩的捕虏体。某些浅成的次火山岩内的捕虏体，可以见到“压实烘烤边”或弱接触变质现象。如能查明捕虏体的来源，就可以确定次火山岩与周围岩石相对侵入关系。例如娘娘山南坡粗面斑岩体内有粗安岩的捕虏体，又与集块岩呈切割关系，而盖于集块岩之上的熔结角砾岩内又有粗面斑岩角砾。由此可断定：该粗面斑岩应形成于粗安岩、集块岩之后，而在熔结角砾岩爆发堆积之前。

如果工作地区露头不好，风化蚀变强烈，那么上述这样的直接标志就往往不易观察。在此情况下，应注意一些间接现象：①地形、地貌、露头形态以及岩石节理系统与周围火山岩有比较明显的不同。②岩体厚度很大，岩石结构有规律的变化，其中又缺少火山碎屑岩夹层，也没有反映熔岩界面的现象。③流动构造与周围岩石明显地不协调。④气孔发育的基性火山岩地区突然不见气孔，而且岩石结构又有显著的变化。⑤岩石的颜色、结构构造、成分或矿化蚀变均与区域内火山岩有很大的差异。

当发现这些现象时，应注意进一步的观察，力求追索直接的标志，或者应用已经查明的某些微观标志来判别其为次火山岩或熔岩。．

对比研究

某些矿物学特征和岩石结构构造往往可以作为鉴别次火山岩与火山岩的标志。但是这些标志只具有地区性的意义。如果在一个地区对比研究的基础上，得出一些易识别或易测定的标志，应用于同一或同类地区，还是有一定意义的。这里就几种主要造岩矿物的特征和对比方法作一简单介绍。

斜长石

岩石成分相似的次火山岩与火山岩中的斜长石，An往往大体相近或稍有变化，但是有序度可能有一定的差别。斜长石按其有序化程度分为：火山岩型(高温型)，有序度为0-20(30)；过渡型，有序度为20(30)--80；侵入岩型(低温型)，有序度为80一100。

斜长石的有序度有助于推断岩石的产状。如果岩石结晶温度高，淬火条件下迅速冷却的斜长石一般为无序，即有序度低，反之则高。火山岩与次火山岩中斜长石的有序度均较小，而后者斜长石的有序度一般为20一80，以过渡型斜长石为主。但要注意风化蚀变会影响有序度，时代很老岩石中的斜长石有序度会增高，斑晶与基质中斜长石的有序度也可能有一定的差别。

斜长石的环带构造在长江中下游地区火山岩、次火山岩及侵入岩中比较常见。对不同岩相岩石中的斜长石环带进行对比，是具有一定岩石学意义的。镜下观察鉴定方法：①观察环带界线清楚的程度，有无熔蚀所产生的斑点，补片或不规则的熔蚀面，熔蚀与被熔蚀部分的光性方位；②观察各环带消光特点是波状的或是突变的，各带的次生变化情况I③测定各环带的An(弗氏台上a轴消光角法或卡钠双晶共轭消光角法比较方便)与宽度，作出成分变化的剖面图；④测出内核与外壁的成分差，计算斜长石环带的总成分；⑤确定环带类型；正环带、反环带、韵律性环带；⑧测定的各环的An与宽度投到鲍文相图上分析斜长石晶出过程热动态的特点。

碱长石

测定碱长石2y、三斜度、出熔类型，往往具有一定的地质意义。碱长石的2y、三斜度与岩石形成的温度、深度有一定的关系。一般温度高、冷却快的碱长石2y小，三斜度低、向单斜方向转化，“条纹长石化”程度弱。反之碱长石的2y大，三斜度高，向三斜方向转化，“条纹长石化”程度强。不同相岩石中碱长石条纹长石化的特征条纹长石成因类型问题，钾长石条纹构造首先要区分原生分解成因与交代成因两种类型。原生分解成因条纹的特点：条纹大小一致，形态规则，一般为细线状，边界圆滑整齐，条纹间距大体相近，具有一定方向，条纹所占比例不大，不显双晶。交代成因条纹与原生分解成因有一定的差别，其特征为：①条纹形态极不一致，有不规则细脉、束状、斑点状、碎片状、斑驳交生、棋格状等，显然不同于原生分解成因的线状、膜状。②分布不均匀，间距不等，大小粗细不一，无一定方向性。⑧条纹与颗粒之间的钠长石有贯通现象，沿钾长石颗粒边缘钠长石条纹特别发育，有时呈火焰状钠长石。④钠长石条纹贯通两个钾长石颗粒，甚至贯通到呈嵌晶的斜长石内。⑤钠长石与钾长石相对面积来看，有时钠长石面积超过钾长石，反以钠长石为主，钾长石仅以残留体存在。

由此看来，碱长石条纹构造的特征，有可能作为同一地区对比火山岩，潜火山岩与侵入岩的矿物学标志之一。

碱长石条纹化是其出溶程度的反映，但是控制或影响碱长石出溶的因素比较复杂。一般认为碱长石出溶与冷却速度，或者说是与岩相有关。但是从中国东南部若干地区来说，情况比较复杂，例如浙江桐庐一寿昌地区以流纹一英安质岩石为主体的钙碱系列岩石中，碱长石出溶与岩相没有明显的关系，而下扬子庐枞一宁芜地区以安山质一粗面质岩石为主体的橄榄安粗岩系列岩石中，碱长石出溶与岩相有关，似乎可以作岩相判别的矿物学标志。桐庐一寿昌酸性火山岩，包括灰流、次火山岩、侵入岩、侵出岩穹中的碱长石出溶都比较充分。它们之间差别不大，究其原因，可能有以下几个方面：①桐庐寿昌地区大面积的熔结凝灰岩中所测长石主要产于熔结一弱熔结的部位。碱长石作为岩石中的晶屑，实际上晶出于浅部岩浆房。当它喷出地表后，赋存于炽热的火山碎屑流中，岩石熔结温度大约500一600℃，较厚的堆积使之具备较好的热保存条件。事实上，火山碎屑流的冷却不是像想象的那么快。熔结温度与热保存的情况，已被现代火山碎屑流温度的测定所证实。熔结所需的温度已达到碱长石出溶的温度。②桐庐寿昌地区为钙碱系列的酸性岩浆，碱长石固溶体中钠的离子活动性大，易析出钠长石条片，出溶成核。宁芜一庐枞地区属橄榄粗安岩系列的粗面安山质岩浆，富钾。这一情况与桐庐地区不同。③挥发分含量可能是制约碱长石出溶的一个重要因素。

此外，还与碱长石出溶方式不同有关。在这里提出这个问题。其目的有二：第一，研究碱长石出溶结构的岩相意义，要注意地区性的特点。①岩浆本身性质不同，如岩石系列，岩浆成分，特别是挥发分的含量；②具体岩相还要作具体的分析，如大厚度的火山碎屑流，其侵位温度的高低，在冷却单元不同部位保存情况的差异等。总之，即使在同一岩相中，样品所采的部位不同，热史情况差别也很大；⑧岩浆结晶过程以及结晶以后遭受热史的差异，特别是气相结晶、热水作用。第二，列举这些碱长石出溶程度作为岩相判别标志，说明它有明显的地区性。同样，以矿物学标志作为火山岩、次火山岩以及其他各种岩相判别时，可能很难得出具广泛意义的标志，只能在研究某一地区的基础上，提出地区性矿物学标志。

黑云母

鉴定其颜色、Nm、含铁率和暗化边，在对比火山岩、次火山岩、侵入岩方面也有一定的意义。一般情况下，黑云母在不同岩相岩石中具有以下可能的差别。

黑云母暗化边是反映其冷凝的环境，在一个区域内不同岩相岩石中黑云母暗化程度要具体比较，不能笼统地作为区分火山岩与次火山岩的标志。黑云母含铁率可根据黑云母Nm查有关图表来确定。

角闪石

鉴定其颜色、暗化边、含铁率，可作为对比的标志。一般火山岩中的角闪石为褥色，只出现于斑晶，具暗化边，折光率及含铁率可能较高侵入岩中的角闪石一般为绿色，斑品与基质中均可能出现，无暗化现象。与同成分火山岩中的角闪石相比较NK含铁率相对较低，用油浸法测定角闪石解理面上的Ⅳg，查有关图表求得含铁率。

辉石

火山岩与侵入岩中辉石成分变化特征有所不同。侵入岩中辉石测定Ng，火山岩中辉石测定2y，查有关图表可得其成分。霓辉石系列成分测定Ⅳ，查文切尔有关图表得冕石分子的百分数。如用Ⅳg与X光测定值。查有关图表可得各端元组成的成分。娘娘山地区不同岩相的霓辉石一辉石曾作了测定，其结果有一定的差别。

次火山岩的结构构造，主要决定于岩浆的成分、类型和岩体形成的深度。基性成分次火山岩一般呈辉长、辉绿结构，边部则呈玻基斑状结构、玻晶交织结构，岩石常具假球状节理。酸性成分次火山岩结构比较均一，常形成聚斑结构，边缘斑晶稀少或与酸性熔岩结构近似，较深的次火山岩与一般花岗斑岩结构几乎相同。中性成分的次火山岩，其边缘或近地表～超浅成的岩石结构为交织结构、玻基交织结构、拉斑玄武结构，其内部则以连续不等粒结构、间粒结构为主。碱性成分的次火山岩，以聚斑结构、巨斑结构、连斑结构，基质以微晶结构、粗面结构为典型，边部则为玻璃质结构或玻基斑状结构。总的来看，次火山岩的斑状结构，以出现聚斑、连斑、巨斑结构及基质结晶程度相对较高为特征。但是，对一些厚层状熔岩与超浅成潜火山岩，单凭一般结构特征是难于区分的。

在一个地区具体对比次火山岩与同源的火山岩的结构之后，往往有可能查明它们的一些可供鉴别的简易标志。将娘娘山地区蓝方石响岩、蓝方石霓辉粗面斑岩、蓝方石霓辉正长岩进行对比，它们在结构构造上有较明显的区别。据某些特征性结构构造就比较容易鉴别次火山岩与熔岩。

潜火山相

潜火山相是由于岩浆的内压小于上覆围岩静压力，使岩浆未喷出地表而在近地表处定位、固结形成的地质体，较集中分布于火山活动强烈的地区。

潜火山活动贯穿于火山活动的全过程，一般发生于一个火山喷发期的晚期阶段。它的赋存方式有三种①一部分位于火山通道的根部，另一部分利用火山通道侵入并扩大其规模，呈岩株或岩柱②充填于火山机构的放射状、环状，锥状断裂和层闻裂隙中，形成环状岩脉及岩床或岩盘等③在有利的空阆形成岩技或岩瘤。

岩株

火山活动晚期，岩浆房内的残余岩浆上升，充填并扩大火山通道，或扩大吞蚀周围火山岩层，形成岩株或岩床等潜火山岩体。其规模在千余平方米至数平方公里，呈筒状或近于直立产状或顺层间裂隙产出，与围岩呈整合或不整合接触。岩石具火山岩的结构构造面貌，具有一部分斑状浅成侵入岩的特征。

福建乎和崎坑潜火山花岗闪长岩，出露于崎坑晚侏罗世火山机构中心部位，呈椭圆形。直径约2公里，侵入于斜长流纹岩和流纹英安质凝灰熔岩中，接触面外倾，倾角70度左右。岩体具明显的分带性，内部为似斑状中粒花岗闪长岩，边部为中细粒、细粒花岗闪长岩、石英闪长岩，围岩具强烈黄铁绢英岩化，并黄铜矿化。

岩枝或岩柱

在火山外侧或火山斜坡上，还可见到一些小岩枝或岩柱，侵入子火山岩层中，岩浆可能借用原寄生火山通道侵入。岩石具较粗的结构特征，与喷溢熔岩在岩石成分与结构构造方面十分近似，但在产出方式上有所不同。这种地质体以中性岩类最为发育。

浙江银坑花岗斑岩，为一侵入于火山通道根部的潜火山岩岩枝或岩柱，近圆形，直径1．1公里，岩石具斑状结构，斑杂碎裂结构，基质具文象结构、假球粒结构，均质构造，石英斑晶出现高温型，具溶蚀港湾状。岩体周围发育有环状花岗岩脉和放射状裂隙，岩枝产状陡立，微向内倾；边部为黑云母一钾长石化带，中心为一强硅化核。岩枝中裂隙发育，具浸染状磁铁矿化和辉钼矿化。

岩墙、岩脉和岩床

充填于放射状、环状、锥状断裂裂隙中，环绕火山喷发中心或破火山口呈环状分布。在火山喷发堆积阶段充填的岩墙、岩脉，有时具外倾产状，．晚期沉降阶段充填者多具内倾产状。岩石多为斑岩或玢岩。在岩墙或岩脉中有时可见与脉壁相垂直的柱状节理，也可发育流动构造、气孔、球泡或石泡等。当火山高度不大，上覆静压负荷较小时，还可出现顺层理面产出的岩床，这种情况在沉积岩层发育的海相基性火山岩区内经常出现，岩石结晶程度较高，如甘肃省北祁连山东部马雅山区，就广泛发育辉绿岩床，它们顺层穿插于玄武岩、硅质岩、凝灰岩中。

较深部位或火山基底中的潜火山岩体

较深部位的潜火山岩，只有当火山受劐深剥蚀的情况下方能出露地表，属于岩浆演化后期的产物。岩石一般结晶程度高，与浅成侵入岩不易区分，它们的同位素组成、微量元素特征、稀土元素丰度与分布模式等等，均与同源火山岩相似。这种潜火山俸，在空间分布上多位于火山的中心部位，火山机构边缘或几个火山机构闻的空隙区内。如福建凤迹破火山之中心的花岗闪长斑岩，直径约三公里，呈圆形，其岩性在垂直方向上有明显变化，从标高500一80米，白浅部到深都可见四部分岩性。即浅灰色英安岩，<标高500一460米>、灰色露细状蓿岚闪长斑岩(460—240米)、浅灰红色花岗闪长斑岩(240—140米）浅肉红色花岗闪长岩(140一80米)。它们之间呈渐变过渡关系，矿物颗粒由小到大，由霏细一隐晶结构，一向深郴逐渐过渡为霏细状斑状显微花岗至似斑状细粒花岗结构，矿物结晶程度由差舞好，说明火山活动与侵入活动为一连续过程，。它们之闻有着成困联系，系同一岩浆源在不同环境和不同部位之产物。

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