火山岩化学成分分类
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发布时间：2022-04-23 12:52
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时间：2023-10-14 06:51
火山岩的种类很多，为了深入了解它们彼此之间的差异、联系和变化规律，并用统一的岩石名称记述它们，需要对多种多样的火山岩进行归纳和分类。
火山岩包括侵入岩和喷出岩两大类。岩浆侵入到地壳中而形成的岩石称为侵入岩，侵入岩包括深成侵入岩和浅成侵入岩。岩浆喷出于地表而形成的岩石称为喷出岩，喷出岩包括喷发熔岩和火山碎屑岩。火山岩分类的研究始于19世纪70年代，至今已有100多年的历史，提出的分类方案多达20种。矿物含量、化学成分、产地和结构、构造一直是分类命名的依据。由于各家分类着眼点的不同，加上火山岩本身的多样性，致使现有的火山岩名称多达1000余种。但每种岩性化学成分变化不大，决定其性质的是其化学成分含量的变化。常用其对应的氧化物质量的百分比表示。这一方面反映了火山岩的复杂和多样的事实，另一方面也反映出人为因素在火山岩分类命名中造成的混乱。在火山岩中氧化物中，以SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、K2O、Na2O和H2O9种氧化物为主，占98%左右。一般认为，最通用的化学分类是按含量将火山岩分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩。而最简单的矿物分类是按镁铁质矿物和长英质矿物分为超镁铁岩、镁铁质岩、中性岩和长英质岩(表1－2)。前者可通用于深成岩(即侵入岩)及喷出岩(即火山岩)，而后者主要用于深成岩。
表1－2 以SiO2(%)为依据的火山岩分类
火山岩化学成分中Na2O和K2O的含量具有重要意义，通常把Na2O+K2O含量之和(%)，称全碱含量。为了确定火山岩的碱性程度，里特曼(A.Rittmann，1957)提出用组合指数(σ)来表示，σ=(K2O+Na2O)2/(SiO2－43)，σ值越大，碱性程度愈强。据σ值将火山岩分为3个系列(岩系);σ<3.3称钙碱性岩，σ=3.3～9称碱性岩，σ>9称过碱性岩。
大量钻井资料证实，准噶尔盆地腹部火山岩岩性种类比较齐全，发育喷出岩(熔岩类、火山碎屑岩类和过渡岩类)和侵入岩。熔岩类包括玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩等;火山碎屑岩类包括集块岩、火山碎屑岩、凝灰岩等;过渡岩类主要包括角砾熔岩和弱熔结角砾岩;侵入岩包括花岗岩和霏细岩、闪长玢岩等。部分岩石蚀变严重，表现为硅化、绿泥石化、高岭石化、方解石化等。
利用火山岩中SiO2、K2O和Na2O的含量及其关系可对研究区的火山岩进行分类和命名。本次采用国际地科联的TAS图版对研究区火山岩进行化学分类命名。根据研究区石炭系火山岩样品的元素化学分析资料，可以看出该区火山岩岩性复杂，从基性到酸性均有分布(图1－8)。
图1－8 石炭系火山岩全碱-二氧化硅图(TAS图)(据新疆油田研究院，2007)
根据研究区地层及层序研究结果，石炭系火山岩垂向上根据沉积岩隔层划分为3个旋回。上部火山喷发旋回以中性安山岩和基性玄武岩为主，主体分布于滴西17井区以西;下部火山喷发旋回以酸性火山岩为主，主体分布于滴西18井—滴西25井—滴西21井连线以东。滴西14井3669.25m凝灰岩段(石英含量54.9%，斜长石27.4%，方解石5.5%，钾长石9.9%)与该井3605.55m凝灰岩段(石英含量72.9%，斜长石14.8%，钾长石9.2%)成分差异显著，表明其形成构造环境复杂，非单一环境，ECS测井识别的结果也证实了这一认识。
准噶尔盆地钻探的火山岩按火山作用的产物分为3类:熔岩类、火山碎屑岩类和过渡岩类。熔岩类包括玄武岩、玄武安山岩、安山岩、英安岩、粗面岩和流纹岩等;火山碎屑岩类包括集块岩、火山角砾岩、凝灰岩及它们的复合物;过渡岩类主要包括角砾熔岩和弱熔结角砾岩。按火山岩的酸碱度分类，除研究区未见到超基性火山岩类外，基性、中性、酸性、碱性岩类均有分布。按照火山岩二氧化硅含量的变化将火山岩划分为四大类(图1－9)。划分标准如下:基性(玄武岩类)SiO2含量为45%～52%，安山质(安山岩类)SiO2含量为52%～63%，中酸性岩类(英安岩类)SiO2含量为63%～66%，酸性岩类(流纹岩类)SiO2含量>66%。
图1－9 火山岩成分的酸度分类
