火山地层及火山喷发类型
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发布时间：2022-04-23 08:51
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时间：2022-05-01 15:34
一、早—中侏罗世火山地层（塘厦组和吉岭湾组）及火山喷发类型
早—中侏罗世火山地层分布于深圳断裂带的西北部、横岗-塘厦一带较发育，而在深圳断裂带的东南部南澳也有分布。
塘厦火山喷发沉积盆地呈北西向展布，市内面积约126km2。火山地层为一套内陆湖泊相碎屑岩夹火山岩建造，不整合覆盖于古老的混合花岗岩和混合岩之上。从第二段开始均见火山岩夹层，最厚为69.6 m，最薄为8.2 m，一般为20 m左右，火山岩夹层总厚度小于200 m。大致可分为10个喷发-沉积韵律，火山岩处于韵律层上部。由10个韵律层组成火山喷发旋回。旋回下部为陆相喷溢，岩性为英安质凝灰岩、英安流纹质凝灰熔岩及凝灰质砂页岩；中部为陆相爆发，岩性为英安流纹质凝灰岩、流纹质凝灰岩、凝灰质砂页岩；上部为陆相爆发，岩性为英安质凝灰岩。中侏罗世晚期盆地中心凤岗附近见有少量安山岩以及爆发相的英安质熔结凝灰岩。根据火山岩的岩性、岩相展布特点及其产状，推测火山通道应在盆地中心的闪长斑岩体附近，可能为中心式喷发类型，已被岩体吞噬并受剥蚀而无法确认。
早-中侏罗世火山活动以中性-中酸性火山爆发为主，火山活动延续时间长，期次多，但强度弱，具间歇性喷发的特点。
二、晚侏罗世火山地层（梧桐山群）及火山喷发类型
晚侏罗世火山地层分布于深圳断裂带中，梧桐山-坝光一带及七娘山北坡。
晚侏罗世是火山活动的全盛时期。形成的梧桐山群为一套陆相中酸性-酸性火山建造，区域对比相当于第三亚旋回（表1-5-1）。亦是深圳地区规模最大，分布面积最广，形成火山岩系最厚，岩石组合最复杂，反映火山活动最剧烈，火山喷发类型最多样，火山喷发次数最频繁，火山作用形成的火山机体构造最典型的一次火山活动。根据喷发特征、喷发韵律及岩石组合可以进一步划分为上、下两个次一级喷发旋回（通称上下旋回）：“下旋回”（下段）以英安质、流纹英安质含集块火山角砾岩，凝灰岩为主，下部夹英安岩，上部夹球粒流纹岩，流纹质凝灰熔岩。由2-4个韵律组成。“上旋回”（上段）为英安流纹质、流纹质火山凝灰岩、火山角砾岩（或含集块），凝灰熔岩、角砾熔岩，流纹岩、石泡流纹岩和球粒流纹岩。由2～5个韵律组成。总厚超过3000m。
不同的火山岩出露区，其火山活动方式，火山喷发特征，火山喷发类型及强度亦有所不同。现分述如下。
（一）梧桐山火山岩区
该岩区位于深圳断裂带内，是梧桐山-香港新界火山喷发断陷盆地的东北部，市内面积34.3km2。
1.各旋回火山喷发特征和喷发强度
区内火山岩系梧桐山群由陆相中酸性-酸性火山碎屑岩及熔岩组成，总厚大于2400m。据火山碎屑颗粒，“红顶”及密集的气孔带、侵出相与火山通道的位置及高度等特征，大致确定该火山岩系喷发次数不少于11次。同时根据火山岩相的变化和火山碎屑成分变化，划分出若干个喷发韵律。最后根据火山喷发方式及火山岩结构构造特征划分出两个次一级旋回，相当于深圳市梧桐山群下段和上段下部。
表1-5-1 晚侏罗世—早白垩世早期火山地层层位对比表
1）“下旋回”：为一套含有异源集块（或同源集块）为特点的中酸性-酸性火山岩建造。总厚度大于1800m。可以划分出4个韵律、7次喷发，每次喷发熔岩层顶部都有一层鲜红（或暗红）色气孔带发育、属氧化还原条件形成的“红顶”。各韵律特点如下：第一韵律分布在盐田海边至高程100m左右范围内。底部被大海淹没。其特点是集块含量不均一，大小混杂，有时集中呈透镜状火山集块岩，集块成分以英安岩为主。韵律为爆发-崩积相和爆发相，夹少量溢流相英安岩，该韵律有两次喷发。第二韵律分布在高程100～350m一带。其特点是在爆发-崩积相和爆发相之上有不厚的灰白色球粒流纹岩组成的溢流相。同时在恩上盆地（高程200m左右）发现火山口的特征。也有两次喷发。第三韵律分布在高程350～460m一带，其特点是除爆发-崩积相和爆发相外，还有由流纹质隐爆角砾（集块）溶岩组成的侵出相，在大洞顶（高程373.80m）和恩上后山（高程458.90m）发现有侵出相产出的火山穹丘，代表两次喷发。第四韵律分布在高程460～700m一带。其特点是由深灰色含集块角砾熔岩组成的爆发-喷溢相，其熔岩成分增加，且在地貌上形成陡坡，而在厚度上也比以下几个韵律增大。同时，侵出相的隐爆角砾（集块）熔岩中，熔岩成分亦有所增加，小梧洞山（高程519.60m）就是该韵律中的一个有侵出相产出的火山穹丘。从第一韵律至第四韵律显示熔岩分量逐渐增加的过程，而爆发强度则有所减弱。
2）“上旋回”：为一套火山碎屑粒度小，具有大量流动（假流动）构造、涡流（假涡流）构造为特点的酸性火山岩建造。总厚度大于670m。可以划分出2个韵律，4次喷发。各韵律特点如下：第5韵律分布在梧桐山脊西北坡及好汉坡。其特点是爆发相火山碎屑粒度小，爆发+溢流相熔岩成分高，呈巨厚层状，形成高峻陡坡。无论爆发相或爆发+溢流相都具有流动构造、涡流构造和假流动构造、假涡流构造。流动构造线方向平行或近于平行深圳断裂带走向。显示裂隙式喷发的迹象。该韵律有3次喷发。第6韵律分布在梧桐山山顶一带，其特点是由爆发相与侵出相组成，而缺少喷溢相，可能是岩浆粘度大使通道堵塞，全部形成侵出相。从第5韵律至第6韵律熔岩分量更加增多，而爆发强度更为减弱。同时从第5韵律起没有中心式喷发的特点，却显示裂隙式喷发的迹象。而最后由于岩浆黏度增大，所有裂隙均被堵塞，熔浆只好在距地表极浅部位侵出形成火山穹窿。
从上述特征可以看出，整个火山岩系自下而上熔岩分量增加，而爆发强度逐渐减弱；由于岩浆黏度增大，爆发强度减弱。
2.火山喷发类型
区内火山喷发类型按火山喷出的形状不同可分3种。
1）中心式火山口类型：“下旋回”具多个独立的火山口，以火山“穹丘“或火山小洼地形式出现，”穹丘“顶部发育含集块角砾熔岩，并呈现围斜产状，四周有放射状水系围绕。独立的火山口分布在不同的高程上，表示随着火山喷发活动进程火山口不是固定不变的，具有由南东向北西推移的趋势，而且火山口个数有减少的现象。
2）层状裂隙式类型：“上旋回”下部火山岩系沿深圳断裂带呈北东—南西向成层分布，没有独立的火山口迹象，表现为裂隙式线形喷发。
3）火山穹窿形式侵出类型：喷发后期，由于熔浆黏度增大，上升的通道全部堵塞，熔浆只在距地表浅部侵位，形成火山穹窿。区内晚侏罗世喷发类型由中心式—裂隙式—侵出式演变，其原因是由于随着熔浆不断喷出其黏度不断增大造成的结果。
3.火山岩区剥蚀深度特征
1）火山岩层剥蚀深度特征：区内“下旋回”火山地层属未经剥蚀至浅剥蚀，各次喷发“红顶”保存完好，未见风化壳。而“上旋回”剥蚀程度较深，“红顶”少见。
2）火山机构剥蚀深度特征：区内“下旋回”火山机构属早期剥蚀阶段，其剥蚀程度较浅，火山穹丘及火山洼地保存较好，火山岩层围斜产状明显，放射状水系发育；而“上旋回”火山机构剥蚀程度较深，属中期剥蚀阶段，梧桐山火山穹窿顶部出露了侵出相次火山岩。这是由于中生代后岩区抬升幅度较大，形成了深圳市内的最高峰，而穹窿顶部盖层又遭剥蚀造成的。
（二）坝光笔架山岩区
该岩区位于深圳断裂带南东侧、与北西向断裂交汇处；是板嶂岭-坝光火山喷发盆地的南西边缘部分，市内面积9.65km2。
1.各旋回喷发特征和喷发强度
该区火山岩系梧桐山群为一套中酸性-酸性火山碎屑岩及熔岩，根据喷发特征、喷发韵律及岩石组合可划分为两个次一级旋回，相当于深圳市梧桐山群下段上部和上段（表1-5-1），总厚度大于2000m。每个喷发旋回又可分为若干喷发韵律。
1）“下旋回”：为一套中酸性-酸性火山碎屑岩，厚度大于700m。由2个喷发韵律组成，第一韵律为英安质凝灰岩，底部夹凝灰质粉砂岩。从沉积—爆发，反映了火山活动由弱—强的过程；第二韵律为流纹质含角砾凝灰岩夹流纹斑岩及英安质凝灰岩，从溢流—爆发，反映了火山活动由弱—强的过程。
2）“上旋回”：由酸性的火山碎屑岩、熔岩夹英安岩、火山碎屑沉积岩等组成5个喷发韵律，总厚度大于1300m。第一韵律球粒流纹岩、流纹质含角砾凝灰熔岩，从溢流—爆发+溢流，反映火山活动由弱—强的过程。第二韵律由含角砾凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、英安质凝灰岩、流纹质玻屑凝灰岩、流纹英安质熔结凝灰岩-球粒流纹岩、石泡流纹岩组成，从爆发—溢流，反映火山活动强烈—减弱的过程。第二韵律中发育的球粒流纹岩、石泡流纹岩是划分梧桐山群（即区域第三亚旋回）的特殊标志层。第三韵律下部熔结凝灰岩、玻屑凝灰岩，熔结凝灰岩中见有假流纹构造，上部为成分复杂的火山角砾岩。全部由爆发形成，反映火山活动强烈的过程。第四韵律下部（外部）为流纹质角砾凝灰岩、角砾（集块）熔岩、气孔状熔岩，上部（中心）由流纹岩、岩流自碎角砾岩组成，岩石中流纹构造发育，尤以边部更为显著，经历爆发—爆发+溢流—侵出的过程。第五韵律为流纹质爆发角砾岩，由隐爆形成。从第一韵律至第五韵律该区经历了溢流—爆发+溢流—爆发阶段。
2.火山喷发类型
区内火山喷发类型为中心式喷发，并具有多个独立火山口。以穹窿、小岩锥（火山锥）及爆发角砾岩筒的形式出现。穹窿的火山通道中心充填火山角砾岩，边部为熔结凝灰岩、玻屑凝灰岩。小岩锥中心由侵出相的流纹岩、流纹质角砾（集块）熔岩、气孔状熔岩以及岩流自碎角砾岩组成。爆发角砾岩筒组成的岩石为不同砾级的火山碎屑岩。
3.火山岩区剥蚀深度特征
从区内部分小岩锥的外貌特征不明显、特别是顶部岩流自碎角砾岩未见分布，推测可能是由于剥蚀程度较深所致。
三、早白垩世早期火山地层（七娘山群）及火山喷发类型
早白垩世早期火山地层分布于深圳断裂带南东，七娘山主峰山脊、南坡、大燕顶及南澳。
早白垩世早期是继晚侏罗世火山活动的又一全盛时期。形成的七娘山群也是一套陆相中酸性-酸性火山建造，与区域对比相当于第四亚旋回（表1-5-1）。是深圳市规模大，分布面积广，形成火山岩系厚，岩石组合复杂，反映火山活动剧烈，火山喷发类型多样，火山喷发次数频繁，火山作用形成的火山机体构造较典型的另一次火山活动。
现将不同火山岩区火山活动方式、火山喷发特征和火山喷发类型及强度分述如下。
（一）七娘山火山岩区
该岩区位于深圳断裂带南东，受北西向构造控制呈北西向长椭圆形，面积53km2。是在继承晚侏罗世火山喷发的基础上进一步发展起来的岩区。该区火山活动规模大、喷发强烈，形成的岩石类型复杂，火山活动的各种标志性特征显著。根据喷发特征、岩石组合、上下接触关系及区域对比，可划分为两个旋回。“下旋回”相当于深圳市梧桐山群上段；“上旋回”为七娘山群，相当于区域第四亚旋回。
1.各旋回喷发特征和喷发强度
1）“下旋回”：主要出露在七娘山北坡，火山活动以溢流和爆发为主。这里的梧桐山群与梧桐山火山岩区的最大不同之处是由一套酸性熔岩（流纹岩、石泡流纹岩、球粒流纹岩、霏细岩）和火山碎屑岩（浆屑凝灰岩、流纹质晶屑岩屑凝灰岩、含集块流纹质角砾岩）及熔结火山碎屑岩组成。总厚1500 m。该旋回由3个韵律层组成，各韵律层特点如下：第一韵律由英安流纹质晶屑凝灰岩、凝灰熔岩-块状流纹岩组成，具爆发+溢流过渡类型特征，反映火山爆发活动由强→弱的过程。第二韵律由流纹质浆屑、玻屑、晶屑和角砾状凝灰岩-球粒流纹岩、石泡流纹岩组成，由爆发-溢流，反映火山活动由强→弱的过程。顶部有一层色红、厚、气孔带发育、属氧化还原条件形成的“红顶”，厚70m。此韵律层最具特色的是有火山喷发抛出物——熔岩饼，以及石泡、球粒等特殊成因的结构、构造。岩石普遍色红、鲜艳夺目。流纹构造发育，有旋涡状、挠曲状、褶曲状等（图1-5-1）。球粒流纹岩、石泡流纹岩，是划分梧桐山群（即区域第三亚旋回）的特殊标志。该韵律层中还有3种不同类型的次级韵律，底部是由晶屑、岩屑凝灰岩-石泡流纹岩组成的韵律层，厚10m，由5个次级重复的小韵律组成，单个韵律层厚约2m，上粗下细，为正粒序，是总体爆发+溢流相中的重复喷发韵律；其上为石泡流纹岩与非石泡或不含石泡流纹岩相间组成的韵律，厚18m，由25个次级小韵律重复组成；再上为石泡流纹岩-球粒流纹岩重复组成韵律，厚2m，单个小韵律厚0.25～0.30m。第三韵律由流纹质含集块角砾岩-球粒流纹岩、集块熔岩组成韵律，显示爆发-溢流的过程。顶部又一次出现“红顶”，流纹构造发育，是组成侵出相火山锥的基座。东部马料河河口附近梧桐山群上部（相当于第三韵律下部）分布着大量火山集块岩，集块砾径大，数量多，且有中泥盆统鼎山湖群砂岩角岩化粉砂质泥岩等异源集块，反映爆发-崩积的特征。
图1-5-1 七娘山响水坑上侏罗统梧桐山群流纹岩中褶曲状流纹构造
2）“上旋回”：主要出露在七娘山主峰脊线及南坡一带，分布范围和规模较梧桐山群大，但喷发强度次之。火山活动以爆发相为主，属于七娘山群下部，是一套中酸性火山碎屑岩（浆屑、晶屑、岩屑凝灰岩、火山灰岩及部分角砾岩），底部英安岩或英安质凝灰岩，以喷发不整合覆盖于梧桐山群之上；上部为酸性含集块（集块质）凝灰熔岩（图1-5-2），顶部（七娘山主峰山脊一线）为特殊成因、同胶结物成分一致的岩流自碎角砾岩，部分地段有泡沫状角砾熔岩，泡沫状气孔密集、均匀、中空，孔壁相连形成蜂窝状，颜色鲜红，十分显眼。为典型的“红顶”。是侵出相火山柱、火山针的基座岩石。二者总是形影不离。总厚度大于2000 m。细粒凝灰岩发育仍显示较强烈的爆发特征。旋回中韵律性不明显，仅由流纹岩-英安质凝灰岩-火山灰岩-角砾状凝灰岩重复组成不完整的韵律，反映火山活动由弱→强，由溢流→强烈爆发特征，但此种韵律只能在小范围内见到。
图1-5-2 七娘山含集块凝灰熔岩中流纹岩集块
2.火山喷发类型
区内火山喷发类型按火山喷出口的形状不同可分为两种。
1）中心式具独立火山口的强烈喷出类型：七娘山北坡具多个独立火山口，一个个尖峰呈北西-南东线状排布，彼此错落有致，间距不等，但不过分集中，稀疏适度，位于海拔500～600m高度一线。喷出的岩浆从火山口中心向四周喷射，岩石相带清楚，呈不对称、不规则环状、半环状分布，从中心向外依次发育角砾状熔岩，集块熔岩，浆屑熔岩，英安岩，流纹岩，晶屑、岩屑凝灰岩。海拔高度较低的杨梅坑和响水坑，虽未发现火山口，但石泡、球粒流纹岩等也呈不规则半环状分布。东部马料河河口附近分布的火山集块岩，集块砾径大，数量多，且有中泥盆统鼎湖山群砂岩、角岩化粉砂质泥岩等异源集块，也显示火山口就在附近。具独立火山口的火山活动反映出强烈爆发-溢流-爆发的总体演化过程，经历了强—弱—较强的变化规律。
2）独立火山口不够显著，以“穹丘”形式喷出——熔透喷溢类型：该类型不具独立点状分布的单个火山口，破火山口及火山爆发坑，而是连片成线，以“火山通道”形式或以穹窿（穹丘）形式保存在七娘山山脊一线，海拔标高在800～869m间有规律地分布。穹窿顶部发育侵出相的火山柱，由同胶结物成分一致的岩流自碎角砾（集块）熔岩，集块熔岩，石泡、球粒流纹岩组成，且保存完好，这些火山柱、火山针的现今位置，就是原火山口或侧移火山口的喷发口。
3.上下旋回火山喷发特征和喷发强度对比
1）“下旋回”为中心式强烈爆发与溢流双顶并茂的火山喷发类型；“上旋回”为独立火山口不够明显，以“穹丘”、“火山柱”形式爆发为主，溢流配套的火山喷发类型。
2）“下旋回”火山喷发强度强，爆发异常剧烈，这与自身挥发分含量高（顶、底气孔特别发育）、气体压力大、岩浆黏度小，有直接关系；“上旋回”喷发时气体压力已经降低，岩浆黏度增加，采取侵透形式喷出应是其自身内在条件的必然反映。
3）“下旋回”中心式独立火山口型喷出物从中心向四周散射，对称性强，不过多个火山口同时喷发形成的联合复式锥体，也可以是一个火山口多次喷发形成多层次的复杂单锥；“上旋回”穹丘型是在中心式喷发基础上发生和发展起来的，是火山通道被充填、堵塞不畅条件下形成的喷发产物。
区内喷发类型由前期的“中心式”渐转为隆升性质的“穹丘式”，而喷发位置、喷发活动中心也由北向南迁移，其演化过程不是简单的位置更替和迁徙，而是“质”的变化。
4.火山岩区剥蚀深度特征
1）火山岩层剥蚀深度特征：区内火山岩层属未经剥蚀-浅剥蚀，表现在岩层顶部气孔带均略大于或等于底部气孔带；“红顶”均得以保存，色红而厚；“红顶”之上均未见风化壳物质。
2）火山机构剥蚀深度特征：区内火山机构剥蚀深度属早-中前期剥蚀阶段，其剥蚀程度较浅，表现在火山锥体及火山口保存较好；出露和保存了火山口及火山相的喷发物；火山口附近火山岩层呈围斜产状；火山口和火山穹丘四周具放射状裂隙，水系沿裂隙发育成放射状冲沟体系（其中以七娘山穹丘最具代表性）；在杨梅坑火山岩系顶部岩石普遍泥化及浸染黄铁矿化；侵出相的火山柱、火山针等保存完好。
（二）南澳火山岩区
该岩区位于深圳断裂带南东侧，七娘山岩区北部西北角，面积0.6km2。
该区是在早中侏罗世火山喷发沉积盆地的基础上发展起来的，但只发育早白垩世早期火山地层七娘山群，厚度大于627.9m，由流纹质火山碎屑岩夹凝灰质砂砾岩组成。根据喷发-沉积特征，可划分5个间歇性爆发-沉积韵律。第一韵律为流纹质凝灰岩，与下伏下中侏罗统关系不清，岩石成层性不明显，是火山爆发迅速堆积而成的。第二韵律下部凝灰质含粉砂泥质岩，可见若干个次级喷发-沉积韵律，反映了早期为火山爆发-沉积活动交替进行，中部流纹质沉凝灰岩与流纹质晶屑凝灰岩，上部流纹质含角砾凝灰岩，表示晚期为火山爆发活动，从早到晚火山活动由弱到强。第三韵律下部凝灰质砾岩夹凝灰质砂岩，粒级韵律发育，可见斜层理，中部流纹质含角砾凝灰岩，上部流纹质弱熔结凝灰岩，该韵律反映了火山喷发在间歇后，活动由弱到强的喷发特点。第四韵律底部条带状凝灰质砂岩，下部流纹质含角砾晶屑凝灰岩，流纹质火山灰凝灰岩，上部流纹质含角砾晶屑凝灰岩，流纹质（含集块）角砾晶屑凝灰岩，反映火山爆发活动由较弱→强→弱→更强的特点。第五韵律下部凝灰质砾岩，上部流纹质凝灰岩（顶部被海水淹没出露不全），该韵律岩石成层不明显，反映了火山强烈爆发的特点。
该岩区可能是七娘山岩区的北西边缘部分。
综上所述，晚侏罗世—早白垩世早期4个火山岩区火山岩系，其层序、厚度、韵律、岩性组合均有一定的差异（表1-5-2）。
四、早白垩世晚期火山地层（官草湖群）
早白垩世晚期火山地层分布在深圳断裂带南东侧，王母圩下沙海边，面积0.45km2。为山间湖泊相红色复成分砂砾岩建造，流纹质凝灰岩呈夹层产于砂砾岩中，厚17m。形成两个不完整的间歇爆发-沉积韵律。
表1-5-2 晚侏罗世-早白垩世早期火山岩系对比表
