卢氏地区熊耳群古火山机构及喷发特征

赵小俊

熊耳群古火山岩广泛分布于豫西、陕东、晋南地区，分布面积达6000余平方公里，喷发岩总厚度达9000余米。熊耳群时限拟定为14-18亿年，与长城纪对比。卢氏地区熊耳群出露于北部地台区，展布于范里杜家村以东、沙河将军岭及官道口秋凉河和朱阳岔一带。区内熊耳群为一套陆相喷发岩，以面积性喷溢熔岩为主，并在沙河将军岭、官道口朱阳岔找到了中心式火山口，在许家凹、秋凉河见到陆内水体喷发带。

一、 喷发岩相

包括火山喷发沉积相、喷发相、火山管道相及次火山相。

1、火山喷发沉积相。包括凝灰质砂岩、砾岩、层凝灰岩、层火山角砾岩等。多呈夹层产于熔岩层中。代表了火山喷发间歇期。2、喷发相。包括喷溢亚相和爆发亚相。喷溢亚相由安山岩、英安斑岩、流纹斑岩、粗安斑岩、粗面斑岩等岩类组成。呈大面积层状分布。喷溢相岩石特征：1、中性熔岩类：由安山岩，安山玢岩、玄武安山岩组成，呈岩被式广布。 2、酸性熔岩类：包括英安斑岩、流纹岩、流纹斑岩。出露面积较小。集中于沙河将军岭、官道口朱阳岔等地。 3、中—碱性岩类：包括粗安斑岩及粗面斑岩。区内不甚发育。3、 火山管道相。填充于古火山管道中的岩石。在沙河将军岭、官道口朱阳岔等地，发现了一批小型古火山管道。管道中填充火山角砾岩、集块岩、熔角砾集块岩、石泡流纹岩、流纹岩等。呈筒状、床状、墙状，裂隙带状产出。4、 次火山岩。次火山岩主要为闪安岩。区内闪安岩体呈岩株、岩脉产出，集中分布于沙河将军岭至柳关一带。闪安岩与围岩呈侵入关系，界面清晰，产状较陡。闪安岩体一般无杏仁气孔构造。岩性与安山岩相似，但中心结构较粗。

二、古火山喷发区特征

（一）沙河将军岭古火山喷发区

1、将军岭裂隙喷发带。 该带产于将军岭南流纹斑岩中。东西向展布，呈向南突出的弧形，延伸长2公里，宽几十米至150米。沿喷发带，出露火山管道相熔角砾集块岩墙，石泡流纹斑岩及次火山相闪安岩（图4-1-1）。

熔角砾集块岩墙，呈北东75°方向延伸，长550米，宽5—35米，东宽西窄，呈蛇形，与流纹斑岩呈侵入接触。岩石为流纹质熔集块角砾岩。集块角砾大小悬殊，大者40厘米，小者0.3—1厘米。集块含量20—30%，角砾占55—35%。成分多为流纹斑岩，偶为凝灰岩。角砾、集块多呈浑圆—次棱角状，形态复杂，有长条状、球状、方块状、椭球状等。胶结物为流纹质熔岩物质。显示流动构造。

在熔角砾集块岩墙北侧，出露次闪安岩株，东西向延伸，长190米，宽20—40米。产状北陡（85—90°）南缓（45°），均倾向岩体，呈漏斗状。岩体中心结构较粗，边部变细。围绕岩体，呈环状出露凝灰岩及含角砾凝灰岩。近岩体为火山角砾岩及含角砾凝灰岩，远离岩体，则为凝灰岩。环状凝灰岩之外，为大面积流纹斑岩。上述岩相分带明显反映了一个古火山喷发中心，闪安岩体可能为火山管道根部产物。沿裂隙带，断续出露石泡流纹斑岩，宽几米—10余米。产状陡，顺裂隙带发育。岩石浅灰—灰色，由石泡和胶结物组成。石泡含量由20—70%不等，大小一般1—4厘米；大者8—10厘米。呈圆形、椭圆形、眼球状等，风化后突出于岩石表面，十分醒目。石泡具同心环状构造，内核由石英填充。中间层稍粗，成显微鳞片花岗结构，边缘层为变余隐晶结构，常有层状微粒赤铁矿分布，形成暗化外壳，宽1—2毫米。

胶结物为强绢云母化的酸性熔浆，具斑状结构，斑晶为钾长石、石英。石基由绢云母、石英、钾长石组成。石泡流紋斑岩多充填于喷发裂隙及其外侧。带内石泡流纹斑岩具有极复杂流纹构造。产状或近直立，或呈涡流。远离裂隙带流纹构造平缓且稳定。反映火口相及近火口相岩流急剧运移流动的特征。大量石泡的发育则是炽热酸性熔浆中大量气体外溢的产物。

2、 雷家村爆发岩筒。位于雷家村南400米河谷中。岩筒顺沟呈北西向延伸，长200米，宽100米，边界产状外倾且平缓，呈锲形插入流纹斑岩中。岩筒中充填灰色流纹质熔角砾集块岩，集块含量达40—60%。大小悬殊，多在10—20厘米间，少量达50—70厘米。角砾约占20—25%，砾径2—5厘米。成棱角、次棱角状。明显具爆破崩碎特征。角砾及集块成分为流纹斑岩、流纹岩及少量紫色凝灰岩。胶结物为流纹质熔岩物质，围绕集块及角砾产生流动构造，角砾略显定向排列。

岩筒边部及顶部，发育2—3米宽的环状石泡流纹斑岩带，并伴随发育杏仁、气孔构造。带中石泡十分密集，含量达60%左右，大小多为0.5—2厘米，局部达10—25厘米，呈圆形、椭圆形、上大下小犁形等。明显反映有熔浆挥发份在岩筒边部及顶部富集。

3、 营口岩筒。位于营口南东750米冲沟中，呈北东向不规则椭圆形产出。长45米，宽20米，面积900平方米（图4-1-2）。与围岩粒状粗碎斑酸性熔岩（斑流岩）呈明显侵入接触。岩筒边界外倾，倾向45°—50°。

岩筒中充填灰绿色流纹质熔集块角砾岩。集块角砾混杂。含量约40%左右。集块大小10—20厘米，角砾大小几毫米到几厘米。呈次棱角状及浑圆状，成分为流纹斑岩及灰黑色凝灰岩。胶结物为流纹质熔岩物质，霏细—显微花岗结构。局部含大量凝灰质，由石英、钾长石晶屑、流纹斑岩岩屑组成。

岩筒外接触带流纹斑岩产生了强绢云母化，蒙脱石化蚀变圈，宽15—50米，蚀变圈与岩筒平面形态吻合。

4、 盘家山岩筒。该岩筒出露于盘家山东约400米沟中，南北向展布，平面呈梨形，南北长140米，东西宽80米（图4-1-3）。与变安山岩呈侵入关系。岩筒中充填为灰绿色粗面质熔结集块岩，边部集块含量少，为含集块熔岩；中部集块含量多，达50—70%，为熔集块岩。集块成分为安山岩，大小多在10—50厘米间，大者达1米多。集块具各种复杂形态，排列杂乱。露头表面有集块角砾脱落后残留孔洞。

胶结物为钠长石化粗面斑岩，具十分复杂的流动构造及涡流构造。显示熔浆在火山管道中急剧运移流动的特征。

在岩筒边部发育0.5—1米宽不规则气孔杏仁带。杏仁体大者达8—10厘米，其中填充物为石英、绿泥石、次生钾长石。

岩筒中熔集块岩普遍发育浸染状黄铁矿化、强青盘岩化。个别气孔中填充有黄铁矿及方铅矿团块。

综上所述，长城纪熊耳期在沙河将军岭地区发育一个古火山喷发带，以裂隙式喷发为主，伴随产生一系列中心式喷发岩筒。这些火山管道相岩石，部分是伴随大规模火山活动带来的管道充填物，部分为火山口的内爆破产物。

（二）朱阳岔古火山喷发区。朱阳岔地区，石英二长岩体东西两侧分布熊耳群古火山岩，岩石由一套中性、酸性及碱性熔岩夹火山碎屑岩组成，岩石类型复杂，产状向南缓倾。南部被高山河组石英砂岩所覆。显示该区独特岩石组合特征。

这套火山岩由喷溢熔岩及爆发火山碎屑岩组成。以大规模熔浆喷溢为主，伴有多次强烈火山爆发作用。喷发熔岩包括流纹斑岩、石泡流纹岩、粗安斑岩、大斑粗安斑岩、粗面岩、粗面斑岩。具有由中偏碱性（粗安岩及粗安斑岩）→酸性（流纹斑岩）→碱性（粗面岩及粗面斑岩）的岩浆演化规律。爆发火山碎屑岩包括凝灰熔岩、紫红色凝灰岩、火山角砾岩、熔角砾岩及含火山弹集块角砾岩。

岩石中角砾集块成分为粗面斑岩、粗安斑岩、流纹斑岩等。胶结物为火山灰及熔浆。角砾、集块多呈浑园状，形态奇特。分选差，大小混杂，大者20一40厘米，小者仅几毫米。部分角砾、集块被胶结物熔蚀。有些含典型火山弹。火山弹多呈梨形、面包状、牛屎状、纺锤状等（图4-1-4）。弹体断面普遍具醒目的环状构造，有呈单环，有呈多环，环带呈铁褐色，系由氧化后的褐铁矿组成。部分弹体中由长石斑晶、气孔及杏仁形成同心环状构造。这些环状构造是熔浆被抛入空中，岩体旋转，内部物质分异所致。

部分火山弹下部，有一个平坦底面。这是塑性熔浆团块掉落地面形成的坠压面。部分弹体底面具凹坑，有些砾石与凹坑对应镶嵌。部分弹体互相协调挤压。均反映火山弹在塑性状态下的堆积特征。

上述特征表明，火山集块角砾岩，属近火山筒带爆发作用原始堆积产物。虽经历漫长地质历史，仍保留有原始爆发作用的固有特征。通过对这些特征的解读，能真切了解其形成环境，探讨古火山喷发历史。

（三）许家凹水下喷发带。在许家凹南东一带，发育一套十分奇特的安山质球状熔岩，南北宽50—500米，东西长大于2公里。这套岩石具下列特征。

（1）这是一套暗绿色安山质球状熔岩。岩石中包有大小不等的球状体，大小多在20—100厘米间，形态多样。有圆形、椭圆形、不规则浑圆状等，形似软蛋。球体中气孔、杏仁构造发育。胶结物为安山岩，主要由钠长石微晶无规律分布，其间由脱玻隐晶物质充填，构成脱玻间隐结构。气孔杏仁构造发育，部分具层状熔渣状构造。岩石中还含部分集块及角砾。这套岩石以含钠长石较多为特征。但化学成分Na2O低于K2O，Na1O：K2O=0.58。（2）岩石中具复杂流动构造及涡流构造，多围绕球状体流动。流动构造与球体外部形态一致。（3）岩石普遍具强烈的绿帘石化及绢云母化。绿帘石多呈脉状及团块状分布。（4）这套球状熔岩都与含磁铁矿晶体之层凝灰岩及石英砂岩、含砾石英砂岩相伴产出。这套岩石，可能属陆间河湖水体中喷发的古火山管道及近管道相产物。由于水的参与，在球体间形成复杂流动构造，并伴有火山爆破产物—安山质熔角砾集块岩。

（四）清凉河水下噴发带

在官道口下清凉河村北约500米河床中，发育一套珍珠岩。呈球状及不规则层状（脉状）产出。出露宽度约73米，东西向延伸。

（1）球状珍珠岩：呈圆形、椭圆形球体分布于粗面岩中，球体大小：小者10—20厘米，大者50—60厘米。球体内部具环状流动构造，形态奇特，球体中部多为球粒结构，而外部则为角砾状珍珠岩包围，具珍珠状构造。（2）不规则层状（脉状）珍珠岩：一般宽20—30厘米，发育数层，呈分枝脉状产出，延伸数米即尖灭。在层（脉）状体内部为角砾状珍珠岩，边缘为球粒结构的粗面岩。沿层（脉）状体边部发育密集的流纹构造。

清凉河一带的珍珠岩形成环境比较独特，这种具有同心环状流动构造，大大小小的球状体陆相火山喷发条件是无法形成的。这种球状珍珠岩的形成 ，环境可能属水下火山喷发产物。但水体应是陆间河湖水体。

三、 岩石化学特征

1、区内熊耳群古火山熔岩岩石化学特征明显分两大类，即酸性岩及中性岩，均属钙碱性岩石。SiO2含量中性岩低于一般安山岩。部分SiO2含量仅50.44—51.06%，岩石可能属玄武安山岩类。酸性岩SiO2含量高于一般流纹岩，部分SiO2含量高达76.32—78.12%，反映酸度甚高。

2、Fe2O3+FeO，安山岩的平均含量为10.91%，高于一般安山岩，酸性岩平均含量4.74%，亦高于一般流纹岩，显示本区喷出熔岩的富铁特征。

3、Al2O3及CaO，中性及酸性岩的平均含量均低于戴里值，K2O含量高于戴里值；Na2O含量低于戴里值，K2O高于Na2O，酸性岩更显著，反映岩石富钾特征。

4、中性岩大多属正常类型岩石，其余均属铝过饱和岩石。

5、中性岩石烧失量显著高于酸性岩，说明中性岩含量挥发分高。这与中性岩普遍发育气孔、杏仁构造一致。

6、安山岩一个喷发单层顶部挥发分大量富集，出现特殊富挥发分岩石：斧石、绿帘石及电气石岩。

综上所述，熊耳群为一套陆相喷发古火山岩系。其岩石类型主要属太平洋型钙碱性岩石，少数属地中海型钾质碱性岩。以裂隙喷发为主，伴有中心式火山爆发作用。火山活动强度较弱，处于较为稳定的构造环境，主要为宁静条件下的岩浆溢流为主。特别是安山质岩浆因粘度稀呈大面积岩被式广布。仅局部发现陆相水下火山活动产物。