盧氏地區(qū)熊耳群古火山機(jī)構(gòu)及噴發(fā)特征

趙小俊

熊耳群古火山巖廣泛分布于豫西、陜東、晉南地區(qū)，分布面積達(dá)6000余平方公里，噴發(fā)巖總厚度達(dá)9000余米。熊耳群時(shí)限擬定為14-18億年，與長城紀(jì)對比。盧氏地區(qū)熊耳群出露于北部地臺(tái)區(qū)，展布于范里杜家村以東、沙河將軍嶺及官道口秋涼河和朱陽岔一帶。區(qū)內(nèi)熊耳群為一套陸相噴發(fā)巖，以面積性噴溢熔巖為主，并在沙河將軍嶺、官道口朱陽岔找到了中心式火山口，在許家凹、秋涼河見到陸內(nèi)水體噴發(fā)帶。

一、 噴發(fā)巖相

包括火山噴發(fā)沉積相、噴發(fā)相、火山管道相及次火山相。

1、火山噴發(fā)沉積相。包括凝灰質(zhì)砂巖、礫巖、層凝灰?guī)r、層火山角礫巖等。多呈夾層產(chǎn)于熔巖層中。代表了火山噴發(fā)間歇期。2、噴發(fā)相。包括噴溢亞相和爆發(fā)亞相。噴溢亞相由安山巖、英安斑巖、流紋斑巖、粗安斑巖、粗面斑巖等巖類組成。呈大面積層狀分布。噴溢相巖石特征：1、中性熔巖類：由安山巖，安山玢巖、玄武安山巖組成，呈巖被式廣布。 2、酸性熔巖類：包括英安斑巖、流紋巖、流紋斑巖。出露面積較小。集中于沙河將軍嶺、官道口朱陽岔等地。 3、中—堿性巖類：包括粗安斑巖及粗面斑巖。區(qū)內(nèi)不甚發(fā)育。3、 火山管道相。填充于古火山管道中的巖石。在沙河將軍嶺、官道口朱陽岔等地，發(fā)現(xiàn)了一批小型古火山管道。管道中填充火山角礫巖、集塊巖、熔角礫集塊巖、石泡流紋巖、流紋巖等。呈筒狀、床狀、墻狀，裂隙帶狀產(chǎn)出。4、 次火山巖。次火山巖主要為閃安巖。區(qū)內(nèi)閃安巖體呈巖株、巖脈產(chǎn)出，集中分布于沙河將軍嶺至柳關(guān)一帶。閃安巖與圍巖呈侵入關(guān)系，界面清晰，產(chǎn)狀較陡。閃安巖體一般無杏仁氣孔構(gòu)造。巖性與安山巖相似，但中心結(jié)構(gòu)較粗。

二、古火山噴發(fā)區(qū)特征

（一）沙河將軍嶺古火山噴發(fā)區(qū)

1、將軍嶺裂隙噴發(fā)帶。 該帶產(chǎn)于將軍嶺南流紋斑巖中。東西向展布，呈向南突出的弧形，延伸長2公里，寬幾十米至150米。沿噴發(fā)帶，出露火山管道相熔角礫集塊巖墻，石泡流紋斑巖及次火山相閃安巖（圖4-1-1）。

熔角礫集塊巖墻，呈北東75°方向延伸，長550米，寬5—35米，東寬西窄，呈蛇形，與流紋斑巖呈侵入接觸。巖石為流紋質(zhì)熔集塊角礫巖。集塊角礫大小懸殊，大者40厘米，小者0.3—1厘米。集塊含量20—30%，角礫占55—35%。成分多為流紋斑巖，偶為凝灰?guī)r。角礫、集塊多呈渾圓—次棱角狀，形態(tài)復(fù)雜，有長條狀、球狀、方塊狀、橢球狀等。膠結(jié)物為流紋質(zhì)熔巖物質(zhì)。顯示流動(dòng)構(gòu)造。

在熔角礫集塊巖墻北側(cè)，出露次閃安巖株，東西向延伸，長190米，寬20—40米。產(chǎn)狀北陡（85—90°）南緩（45°），均傾向巖體，呈漏斗狀。巖體中心結(jié)構(gòu)較粗，邊部變細(xì)。圍繞巖體，呈環(huán)狀出露凝灰?guī)r及含角礫凝灰?guī)r。近巖體為火山角礫巖及含角礫凝灰?guī)r，遠(yuǎn)離巖體，則為凝灰?guī)r。環(huán)狀凝灰?guī)r之外，為大面積流紋斑巖。上述巖相分帶明顯反映了一個(gè)古火山噴發(fā)中心，閃安巖體可能為火山管道根部產(chǎn)物。沿裂隙帶，斷續(xù)出露石泡流紋斑巖，寬幾米—10余米。產(chǎn)狀陡，順裂隙帶發(fā)育。巖石淺灰—灰色，由石泡和膠結(jié)物組成。石泡含量由20—70%不等，大小一般1—4厘米；大者8—10厘米。呈圓形、橢圓形、眼球狀等，風(fēng)化后突出于巖石表面，十分醒目。石泡具同心環(huán)狀構(gòu)造，內(nèi)核由石英填充。中間層稍粗，成顯微鱗片花崗結(jié)構(gòu)，邊緣層為變余隱晶結(jié)構(gòu)，常有層狀微粒赤鐵礦分布，形成暗化外殼，寬1—2毫米。

膠結(jié)物為強(qiáng)絹云母化的酸性熔漿，具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為鉀長石、石英。石基由絹云母、石英、鉀長石組成。石泡流紋斑巖多充填于噴發(fā)裂隙及其外側(cè)。帶內(nèi)石泡流紋斑巖具有極復(fù)雜流紋構(gòu)造。產(chǎn)狀或近直立，或呈渦流。遠(yuǎn)離裂隙帶流紋構(gòu)造平緩且穩(wěn)定。反映火口相及近火口相巖流急劇運(yùn)移流動(dòng)的特征。大量石泡的發(fā)育則是熾熱酸性熔漿中大量氣體外溢的產(chǎn)物。

2、 雷家村爆發(fā)巖筒。位于雷家村南400米河谷中。巖筒順溝呈北西向延伸，長200米，寬100米，邊界產(chǎn)狀外傾且平緩，呈鍥形插入流紋斑巖中。巖筒中充填灰色流紋質(zhì)熔角礫集塊巖，集塊含量達(dá)40—60%。大小懸殊，多在10—20厘米間，少量達(dá)50—70厘米。角礫約占20—25%，礫徑2—5厘米。成棱角、次棱角狀。明顯具爆破崩碎特征。角礫及集塊成分為流紋斑巖、流紋巖及少量紫色凝灰?guī)r。膠結(jié)物為流紋質(zhì)熔巖物質(zhì)，圍繞集塊及角礫產(chǎn)生流動(dòng)構(gòu)造，角礫略顯定向排列。

巖筒邊部及頂部，發(fā)育2—3米寬的環(huán)狀石泡流紋斑巖帶，并伴隨發(fā)育杏仁、氣孔構(gòu)造。帶中石泡十分密集，含量達(dá)60%左右，大小多為0.5—2厘米，局部達(dá)10—25厘米，呈圓形、橢圓形、上大下小犁形等。明顯反映有熔漿揮發(fā)份在巖筒邊部及頂部富集。

3、 營口巖筒。位于營口南東750米沖溝中，呈北東向不規(guī)則橢圓形產(chǎn)出。長45米，寬20米，面積900平方米（圖4-1-2）。與圍巖粒狀粗碎斑酸性熔巖（斑流巖）呈明顯侵入接觸。巖筒邊界外傾，傾向45°—50°。

巖筒中充填灰綠色流紋質(zhì)熔集塊角礫巖。集塊角礫混雜。含量約40%左右。集塊大小10—20厘米，角礫大小幾毫米到幾厘米。呈次棱角狀及渾圓狀，成分為流紋斑巖及灰黑色凝灰?guī)r。膠結(jié)物為流紋質(zhì)熔巖物質(zhì)，霏細(xì)—顯微花崗結(jié)構(gòu)。局部含大量凝灰質(zhì)，由石英、鉀長石晶屑、流紋斑巖巖屑組成。

巖筒外接觸帶流紋斑巖產(chǎn)生了強(qiáng)絹云母化，蒙脫石化蝕變?nèi)?，?5—50米，蝕變?nèi)εc巖筒平面形態(tài)吻合。

4、 盤家山巖筒。該巖筒出露于盤家山東約400米溝中，南北向展布，平面呈梨形，南北長140米，東西寬80米（圖4-1-3）。與變安山巖呈侵入關(guān)系。巖筒中充填為灰綠色粗面質(zhì)熔結(jié)集塊巖，邊部集塊含量少，為含集塊熔巖；中部集塊含量多，達(dá)50—70%，為熔集塊巖。集塊成分為安山巖，大小多在10—50厘米間，大者達(dá)1米多。集塊具各種復(fù)雜形態(tài)，排列雜亂。露頭表面有集塊角礫脫落后殘留孔洞。

膠結(jié)物為鈉長石化粗面斑巖，具十分復(fù)雜的流動(dòng)構(gòu)造及渦流構(gòu)造。顯示熔漿在火山管道中急劇運(yùn)移流動(dòng)的特征。

在巖筒邊部發(fā)育0.5—1米寬不規(guī)則氣孔杏仁帶。杏仁體大者達(dá)8—10厘米，其中填充物為石英、綠泥石、次生鉀長石。

巖筒中熔集塊巖普遍發(fā)育浸染狀黃鐵礦化、強(qiáng)青盤巖化。個(gè)別氣孔中填充有黃鐵礦及方鉛礦團(tuán)塊。

綜上所述，長城紀(jì)熊耳期在沙河將軍嶺地區(qū)發(fā)育一個(gè)古火山噴發(fā)帶，以裂隙式噴發(fā)為主，伴隨產(chǎn)生一系列中心式噴發(fā)巖筒。這些火山管道相巖石，部分是伴隨大規(guī)?；鹕交顒?dòng)帶來的管道充填物，部分為火山口的內(nèi)爆破產(chǎn)物。

（二）朱陽岔古火山噴發(fā)區(qū)。朱陽岔地區(qū)，石英二長巖體東西兩側(cè)分布熊耳群古火山巖，巖石由一套中性、酸性及堿性熔巖夾火山碎屑巖組成，巖石類型復(fù)雜，產(chǎn)狀向南緩傾。南部被高山河組石英砂巖所覆。顯示該區(qū)獨(dú)特巖石組合特征。

這套火山巖由噴溢熔巖及爆發(fā)火山碎屑巖組成。以大規(guī)模熔漿噴溢為主，伴有多次強(qiáng)烈火山爆發(fā)作用。噴發(fā)熔巖包括流紋斑巖、石泡流紋巖、粗安斑巖、大斑粗安斑巖、粗面巖、粗面斑巖。具有由中偏堿性（粗安巖及粗安斑巖）→酸性（流紋斑巖）→堿性（粗面巖及粗面斑巖）的巖漿演化規(guī)律。爆發(fā)火山碎屑巖包括凝灰熔巖、紫紅色凝灰?guī)r、火山角礫巖、熔角礫巖及含火山彈集塊角礫巖。

巖石中角礫集塊成分為粗面斑巖、粗安斑巖、流紋斑巖等。膠結(jié)物為火山灰及熔漿。角礫、集塊多呈渾園狀，形態(tài)奇特。分選差，大小混雜，大者20一40厘米，小者僅幾毫米。部分角礫、集塊被膠結(jié)物熔蝕。有些含典型火山彈?；鹕綇椂喑世嫘?、面包狀、牛屎狀、紡錘狀等（圖4-1-4）。彈體斷面普遍具醒目的環(huán)狀構(gòu)造，有呈單環(huán)，有呈多環(huán)，環(huán)帶呈鐵褐色，系由氧化后的褐鐵礦組成。部分彈體中由長石斑晶、氣孔及杏仁形成同心環(huán)狀構(gòu)造。這些環(huán)狀構(gòu)造是熔漿被拋入空中，巖體旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部物質(zhì)分異所致。

部分火山彈下部，有一個(gè)平坦底面。這是塑性熔漿團(tuán)塊掉落地面形成的墜壓面。部分彈體底面具凹坑，有些礫石與凹坑對應(yīng)鑲嵌。部分彈體互相協(xié)調(diào)擠壓。均反映火山彈在塑性狀態(tài)下的堆積特征。

上述特征表明，火山集塊角礫巖，屬近火山筒帶爆發(fā)作用原始堆積產(chǎn)物。雖經(jīng)歷漫長地質(zhì)歷史，仍保留有原始爆發(fā)作用的固有特征。通過對這些特征的解讀，能真切了解其形成環(huán)境，探討古火山噴發(fā)歷史。

（三）許家凹水下噴發(fā)帶。在許家凹南東一帶，發(fā)育一套十分奇特的安山質(zhì)球狀熔巖，南北寬50—500米，東西長大于2公里。這套巖石具下列特征。

（1）這是一套暗綠色安山質(zhì)球狀熔巖。巖石中包有大小不等的球狀體，大小多在20—100厘米間，形態(tài)多樣。有圓形、橢圓形、不規(guī)則渾圓狀等，形似軟蛋。球體中氣孔、杏仁構(gòu)造發(fā)育。膠結(jié)物為安山巖，主要由鈉長石微晶無規(guī)律分布，其間由脫玻隱晶物質(zhì)充填，構(gòu)成脫玻間隱結(jié)構(gòu)。氣孔杏仁構(gòu)造發(fā)育，部分具層狀熔渣狀構(gòu)造。巖石中還含部分集塊及角礫。這套巖石以含鈉長石較多為特征。但化學(xué)成分Na2O低于K2O，Na1O：K2O=0.58。（2）巖石中具復(fù)雜流動(dòng)構(gòu)造及渦流構(gòu)造，多圍繞球狀體流動(dòng)。流動(dòng)構(gòu)造與球體外部形態(tài)一致。（3）巖石普遍具強(qiáng)烈的綠簾石化及絹云母化。綠簾石多呈脈狀及團(tuán)塊狀分布。（4）這套球狀熔巖都與含磁鐵礦晶體之層凝灰?guī)r及石英砂巖、含礫石英砂巖相伴產(chǎn)出。這套巖石，可能屬陸間河湖水體中噴發(fā)的古火山管道及近管道相產(chǎn)物。由于水的參與，在球體間形成復(fù)雜流動(dòng)構(gòu)造，并伴有火山爆破產(chǎn)物—安山質(zhì)熔角礫集塊巖。

（四）清涼河水下噴發(fā)帶

在官道口下清涼河村北約500米河床中，發(fā)育一套珍珠巖。呈球狀及不規(guī)則層狀（脈狀）產(chǎn)出。出露寬度約73米，東西向延伸。

（1）球狀珍珠巖：呈圓形、橢圓形球體分布于粗面巖中，球體大?。盒≌?0—20厘米，大者50—60厘米。球體內(nèi)部具環(huán)狀流動(dòng)構(gòu)造，形態(tài)奇特，球體中部多為球粒結(jié)構(gòu)，而外部則為角礫狀珍珠巖包圍，具珍珠狀構(gòu)造。（2）不規(guī)則層狀（脈狀）珍珠巖：一般寬20—30厘米，發(fā)育數(shù)層，呈分枝脈狀產(chǎn)出，延伸數(shù)米即尖滅。在層（脈）狀體內(nèi)部為角礫狀珍珠巖，邊緣為球粒結(jié)構(gòu)的粗面巖。沿層（脈）狀體邊部發(fā)育密集的流紋構(gòu)造。

清涼河一帶的珍珠巖形成環(huán)境比較獨(dú)特，這種具有同心環(huán)狀流動(dòng)構(gòu)造，大大小小的球狀體陸相火山噴發(fā)條件是無法形成的。這種球狀珍珠巖的形成 ，環(huán)境可能屬水下火山噴發(fā)產(chǎn)物。但水體應(yīng)是陸間河湖水體。

三、 巖石化學(xué)特征

1、區(qū)內(nèi)熊耳群古火山熔巖巖石化學(xué)特征明顯分兩大類，即酸性巖及中性巖，均屬鈣堿性巖石。SiO2含量中性巖低于一般安山巖。部分SiO2含量僅50.44—51.06%，巖石可能屬玄武安山巖類。酸性巖SiO2含量高于一般流紋巖，部分SiO2含量高達(dá)76.32—78.12%，反映酸度甚高。

2、Fe2O3+FeO，安山巖的平均含量為10.91%，高于一般安山巖，酸性巖平均含量4.74%，亦高于一般流紋巖，顯示本區(qū)噴出熔巖的富鐵特征。

3、Al2O3及CaO，中性及酸性巖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，酸性巖更顯著，反映巖石富鉀特征。

4、中性巖大多屬正常類型巖石，其余均屬鋁過飽和巖石。

5、中性巖石燒失量顯著高于酸性巖，說明中性巖含量揮發(fā)分高。這與中性巖普遍發(fā)育氣孔、杏仁構(gòu)造一致。

6、安山巖一個(gè)噴發(fā)單層頂部揮發(fā)分大量富集，出現(xiàn)特殊富揮發(fā)分巖石：斧石、綠簾石及電氣石巖。

綜上所述，熊耳群為一套陸相噴發(fā)古火山巖系。其巖石類型主要屬太平洋型鈣堿性巖石，少數(shù)屬地中海型鉀質(zhì)堿性巖。以裂隙噴發(fā)為主，伴有中心式火山爆發(fā)作用?；鹕交顒?dòng)強(qiáng)度較弱，處于較為穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境，主要為寧靜條件下的巖漿溢流為主。特別是安山質(zhì)巖漿因粘度稀呈大面積巖被式廣布。僅局部發(fā)現(xiàn)陸相水下火山活動(dòng)產(chǎn)物。