潛火山

又稱次火山。與噴出岩同源但為淺成侵入的岩體。岩性特徵與噴出岩相似,一般晶體較大,形成深度一般比較小,小於3千米,通常為0.5～1.5千米。它常具熔岩的外貌,而又具侵入岩的產狀,如岩牆、岩蓋、岩床和岩株等。主要形成於火山作用晚期。

基本介紹

• 中文名：潛火山
• 外文名：subvolcano
• 又名：次火山
• 學科：火山岩岩石學

有關術語的含義

岩漿上升到接近地表的部位，但未能衝出地面，被封存地下，形成小型岩漿體，稱潛火山，或地下火山，也叫次火山。實為一種淺成侵人體，與出露地面的火山性質並不相同。

在火山岩地區工作的實踐中，人們逐步認識到的一個問題是，火山岩不僅要研究層狀的火山岩系，而且還要注意研究侵入狀的地質體，尤其是最常見的一些外貌酷似熔岩的次火山岩體，次火山岩的鑑別與研究之所以引起地質工作者廣泛的重視，是由於這一問題在火山岩工作中具有重要意義。首先，在火山岩區只有將次火山岩區別出來，了解其分布與產狀，才能正確地解決火山層的層序、旋迴和厚度。同時也有助子反映火山岩區的區域構造與火山構造，如果把次火山岩誤認為火山岩，那么就無法查明和解決這些基礎地質問題。更重要的是，不少礦床與一定的次火山岩有關。例如寧蕪地區的“玢岩鐵礦”實質上是與次火山岩——火山活動第二旋迴末期的輝長閃長玢岩——在時間、空間和成因上密切相關的一套互有聯繫的礦床組合。所以，有些地區次火山岩是個重要的找礦指示，它對於闡明火山作用與成礦作用的關係是一個重要的問題。

在有關的文獻中，尤其在某些國外文獻中，對次火山岩’的概念問題，意見還很不一致，真可謂眾說紛雲。現將一些次火山岩的定義摘錄如下：①“次火山岩與火山生成物有聯繫，通常是火山的根部”。②“是熔岩物質運移到地表不太深的地方形成的火山生成物”。③“凡是與圍岩中有衝破狀接觸關係的所有火山成因的岩石均歸屬為次火山岩”。④“由於火山活動而在地表淺處(幾百米到1500m)，且與地表無直接聯繫的空隙內形成的岩石”。⑤“是指與周圍火山岩是同源的，同時或在火山噴發旋迴末期所形成的，由噴出狀岩石組成的交錯狀岩體”。⑥“與火山建造有聯繫。在近地表條件下結晶的侵入狀岩漿生成物”。⑦“發育於火山岩地區或無火山岩地區，與火山生成物有聯繫或無直接聯繫的超淺成相岩石”。

就上列七個定義來看，有的概念含糊不清，各定義所指的範圍寬窄也極不一致。從中國地質文獻中有關次火山岩的含義來看，比較具有傾向性的或者比較統一的意見是，次火山岩一般應具備有以下四個基本特徵：①與火山岩為同源關係，屬地下火山作用的產物；②與火山岩同期或稍晚；③與火山岩空間上有一定聯繫④侵入產狀，深度為0．5—2km(也有認為1．5km或3km)。根據這些基本特徵，次火山岩系指與火山岩同源的，時間與空間上有一定聯繫的近地表到淺成的侵入岩。

潛火山岩的野外鑑別標誌

對次火山岩與對其他地質體一樣，野外的鑑別是十分重要的基礎工作，如果缺乏巨觀的地質依據，在還沒有查明區域內次火山岩某些特有的微觀標誌之前，僅僅從標本上鑑別次火山岩是有困難的。對次火山岩在野外工作中的基本任務是查明它的產狀，因為侵入產狀是區別次火山岩與火山岩的主要地質標誌。觀察次火山岩體直接侵入關係的方法是：

(1)岩體邊界與不同圍岩、不同岩層接觸關係的觀察：次火山岩體切割圍岩的層理、流線、流面或呈現陡傾斜的接觸面，這些現象可以從岩體的平面上、剖面上作整體的分析，也可以從具體露頭上直接觀察。例如：①凹山次火山岩體的邊界既與熔岩層接觸，又與火山碎屑岩層接觸；牛首山次火山岩體切割層凝灰岩的層理②撥茅山次火山岩體切割含礫凝灰層的韻律層③娘娘山南坡次火山岩脈切割並錯移層凝灰岩；④洪幕山南坡次火山岩呈陡傾斜的突變接觸關係。

(2)次火山岩體冷凝邊的觀察：次火山岩體邊緣冷卻速度較快，往往形成具有玻璃質結構或罪細結構的冷凝邊，且寬度很小。在野外工作中，時常會忽略這種寬度不大的冷凝邊，或者誤認為“細脈”，甚至將岩體內部相帶與冷凝邊誤認為是兩種岩石的接觸面，因此，野外工作時要連續性地敲打露頭並要仔細觀察具不同結構岩石之間漸變或突變關係是非常重要的。在不易判別的情況下，應採集連續性的薄片標本作室內鑑定。

(3)次火山岩體流動構造的觀察：岩體邊緣部位常出現流線、流面或密集的節理，且與周圍岩石呈切割關係。例如：娘娘山南坡粗面斑岩體與集塊岩接觸，其邊緣具有自治的流動構造(玻璃質、玻基斑狀結構與微晶結構相同的流帶)切割圍岩。稽山粗面斑岩脈的邊部具有長石斑晶定向排列構成的流線切割了圍岩。

(4)次火山岩柱狀、板狀節理的觀察；次火山岩體常發育有自治的節理系統。原生柱狀節理方向與接觸面垂直。從柱狀節理的排列方式，可確定次火山岩的產狀與形態。如果兩次侵入的次火山岩相互接觸，可以根據節理判別先後侵入的關係。板狀節理髮育於岩體的邊部。

(5)捕虜體的觀察：次火山岩內的捕虜體，一般保留原岩的形態、成分與結構I由於次火山岩在急速條件下冷卻，因此無熔化或交代圍岩的捕虜體。某些淺成的次火山岩內的捕虜體，可以見到“壓實烘烤邊”或弱接觸變質現象。如能查明捕虜體的來源，就可以確定次火山岩與周圍岩石相對侵入關係。例如娘娘山南坡粗面斑岩體內有粗安岩的捕虜體，又與集塊岩呈切割關係，而蓋於集塊岩之上的熔結角礫岩內又有粗面斑岩角礫。由此可斷定：該粗面斑岩應形成於粗安岩、集塊岩之後，而在熔結角礫岩爆發堆積之前。

如果工作地區露頭不好，風化蝕變強烈，那么上述這樣的直接標誌就往往不易觀察。在此情況下，應注意一些間接現象：①地形、地貌、露頭形態以及岩石節理系統與周圍火山岩有比較明顯的不同。②岩體厚度很大，岩石結構有規律的變化，其中又缺少火山碎屑岩夾層，也沒有反映熔岩界面的現象。③流動構造與周圍岩石明顯地不協調。④氣孔發育的基性火山岩地區突然不見氣孔，而且岩石結構又有顯著的變化。⑤岩石的顏色、結構構造、成分或礦化蝕變均與區域內火山岩有很大的差異。

當發現這些現象時，應注意進一步的觀察，力求追索直接的標誌，或者套用已經查明的某些微觀標誌來判別其為次火山岩或熔岩。 ．

潛火山岩與火山岩的礦物、岩石結構對比研究

某些礦物學特徵和岩石結構構造往往可以作為鑑別次火山岩與火山岩的標誌。但是這些標誌只具有地區性的意義。如果在一個地區對比研究的基礎上，得出一些易識別或易測定的標誌，套用於同一或同類地區，還是有一定意義的。這裡就幾種主要造岩礦物的特徵和對比方法作一簡單介紹。

斜長石

岩石成分相似的次火山岩與火山岩中的斜長石，An往往大體相近或稍有變化，但是有序度可能有一定的差別。斜長石按其有序化程度分為：火山岩型(高溫型)，有序度為0-20(30)；過渡型，有序度為20(30)--80；侵入岩型(低溫型)，有序度為80一100。

斜長石的有序度有助於推斷岩石的產狀。如果岩石結晶溫度高，淬火條件下迅速冷卻的斜長石一般為無序，即有序度低，反之則高。火山岩與次火山岩中斜長石的有序度均較小，而後者斜長石的有序度一般為20一80，以過渡型斜長石為主。但要注意風化蝕變會影響有序度，時代很老岩石中的斜長石有序度會增高，斑晶與基質中斜長石的有序度也可能有一定的差別。

斜長石的環帶構造在長江中下游地區火山岩、次火山岩及侵入岩中比較常見。對不同岩相岩石中的斜長石環帶進行對比，是具有一定岩石學意義的。鏡下觀察鑑定方法：①觀察環帶界線清楚的程度，有無熔蝕所產生的斑點，補片或不規則的熔蝕面，熔蝕與被熔蝕部分的光性方位；②觀察各環帶消光特點是波狀的或是突變的，各帶的次生變化情況I③測定各環帶的An(弗氏台上a軸消光角法或卡鈉雙晶共軛消光角法比較方便)與寬度，作出成分變化的剖面圖；④測出核心與外壁的成分差，計算斜長石環帶的總成分；⑤確定環帶類型；正環帶、反環帶、韻律性環帶；⑧測定的各環的An與寬度投到鮑文相圖上分析斜長石晶出過程熱動態的特點。

鹼長石

測定鹼長石2y、三斜度、出熔類型，往往具有一定的地質意義。鹼長石的2y、三斜度與岩石形成的溫度、深度有一定的關係。一般溫度高、冷卻快的鹼長石2y小，三斜度低、向單斜方向轉化，“條紋長石化”程度弱。反之鹼長石的2y大，三斜度高，向三斜方向轉化，“條紋長石化”程度強。不同相岩石中鹼長石條紋長石化的特徵條紋長石成因類型問題，鉀長石條紋構造首先要區分原生分解成因與交代成因兩種類型。原生分解成因條紋的特點：條紋大小一致，形態規則，一般為細線狀，邊界圓滑整齊，條紋間距大體相近，具有一定方向，條紋所占比例不大，不顯雙晶。交代成因條紋與原生分解成因有一定的差別，其特徵為：①條紋形態極不一致，有不規則細脈、束狀、斑點狀、碎片狀、斑駁交生、棋格狀等，顯然不同於原生分解成因的線狀、膜狀。②分布不均勻，間距不等，大小粗細不一，無一定方向性。⑧條紋與顆粒之間的鈉長石有貫通現象，沿鉀長石顆粒邊緣鈉長石條紋特別發育，有時呈火焰狀鈉長石。④鈉長石條紋貫通兩個鉀長石顆粒，甚至貫通到呈嵌晶的斜長石內。⑤鈉長石與鉀長石相對面積來看，有時鈉長石面積超過鉀長石，反以鈉長石為主，鉀長石僅以殘留體存在。

由此看來，鹼長石條紋構造的特徵，有可能作為同一地區對比火山岩，潛火山岩與侵入岩的礦物學標誌之一。

鹼長石條紋化是其出溶程度的反映，但是控制或影響鹼長石出溶的因素比較複雜。一般認為鹼長石出溶與冷卻速度，或者說是與岩相有關。但是從中國東南部若干地區來說，情況比較複雜，例如浙江桐廬一壽昌地區以流紋一英安質岩石為主體的鈣鹼系列岩石中，鹼長石出溶與岩相沒有明顯的關係，而下揚子廬樅一寧蕪地區以安山質一粗面質岩石為主體的橄欖安粗岩系列岩石中，鹼長石出溶與岩相有關，似乎可以作岩相判別的礦物學標誌。桐廬一壽昌酸性火山岩，包括灰流、次火山岩、侵入岩、侵出岩穹中的鹼長石出溶都比較充分。它們之間差別不大，究其原因，可能有以下幾個方面：①桐廬壽昌地區大面積的熔結凝灰岩中所測長石主要產於熔結一弱熔結的部位。鹼長石作為岩石中的晶屑，實際上晶出於淺部岩漿房。當它噴出地表後，賦存於熾熱的火山碎屑流中，岩石熔結溫度大約500一600℃，較厚的堆積使之具備較好的熱保存條件。事實上，火山碎屑流的冷卻不是像想像的那么快。熔結溫度與熱保存的情況，已被現代火山碎屑流溫度的測定所證實。熔結所需的溫度已達到鹼長石出溶的溫度。②桐廬壽昌地區為鈣鹼系列的酸性岩漿，鹼長石固溶體中鈉的離子活動性大，易析出鈉長石條片，出溶成核。寧蕪一廬樅地區屬橄欖粗安岩系列的粗面安山質岩漿，富鉀。這一情況與桐廬地區不同。③揮發分含量可能是制約鹼長石出溶的一個重要因素。

此外，還與鹼長石出溶方式不同有關。在這裡提出這個問題。其目的有二：第一，研究鹼長石出溶結構的岩相意義，要注意地區性的特點。①岩漿本身性質不同，如岩石系列，岩漿成分，特別是揮發分的含量；②具體岩相還要作具體的分析，如大厚度的火山碎屑流，其侵位溫度的高低，在冷卻單元不同部位保存情況的差異等。總之，即使在同一岩相中，樣品所采的部位不同，熱史情況差別也很大；⑧岩漿結晶過程以及結晶以後遭受熱史的差異，特別是氣相結晶、熱水作用。第二，列舉這些鹼長石出溶程度作為岩相判別標誌，說明它有明顯的地區性。同樣，以礦物學標誌作為火山岩、次火山岩以及其他各種岩相判別時，可能很難得出具廣泛意義的標誌，只能在研究某一地區的基礎上，提出地區性礦物學標誌。

黑雲母

鑑定其顏色、Nm、含鐵率和暗化邊，在對比火山岩、次火山岩、侵入岩方面也有一定的意義。一般情況下，黑雲母在不同岩相岩石中具有以下可能的差別。

黑雲母暗化邊是反映其冷凝的環境，在一個區域內不同岩相岩石中黑雲母暗化程度要具體比較，不能籠統地作為區分火山岩與次火山岩的標誌。黑雲母含鐵率可根據黑雲母Nm查有關圖表來確定。

角閃石

鑑定其顏色、暗化邊、含鐵率，可作為對比的標誌。一般火山岩中的角閃石為褥色，只出現於斑晶，具暗化邊，折光率及含鐵率可能較高侵入岩中的角閃石一般為綠色，斑品與基質中均可能出現，無暗化現象。與同成分火山岩中的角閃石相比較NK含鐵率相對較低，用油浸法測定角閃石解理面上的Ⅳg，查有關圖表求得含鐵率。

輝石

火山岩與侵入岩中輝石成分變化特徵有所不同。侵入岩中輝石測定Ng，火山岩中輝石測定2y，查有關圖表可得其成分。霓輝石系列成分測定Ⅳ，查文切爾有關圖表得冕石分子的百分數。如用Ⅳg與X光測定值。查有關圖表可得各端元組成的成分。娘娘山地區不同岩相的霓輝石一輝石曾作了測定，其結果有一定的差別。

次火山岩的結構構造，主要決定於岩漿的成分、類型和岩體形成的深度。基性成分次火山岩一般呈輝長、輝綠結構，邊部則呈玻基斑狀結構、玻晶交織結構，岩石常具假球狀節理。酸性成分次火山岩結構比較均一，常形成聚斑結構，邊緣斑晶稀少或與酸性熔岩結構近似，較深的次火山岩與一般花崗斑岩結構幾乎相同。中性成分的次火山岩，其邊緣或近地表～超淺成的岩石結構為交織結構、玻基交織結構、拉斑玄武結構，其內部則以連續不等粒結構、間粒結構為主。鹼性成分的次火山岩，以聚斑結構、巨斑結構、連斑結構，基質以微晶結構、粗面結構為典型，邊部則為玻璃質結構或玻基斑狀結構。總的來看，次火山岩的斑狀結構，以出現聚斑、連斑、巨斑結構及基質結晶程度相對較高為特徵。但是，對一些厚層狀熔岩與超淺成潛火山岩，單憑一般結構特徵是難於區分的。

在一個地區具體對比次火山岩與同源的火山岩的結構之後，往往有可能查明它們的一些可供鑑別的簡易標誌。將娘娘山地區藍方石響岩、藍方石霓輝粗面斑岩、藍方石霓輝正長岩進行對比，它們在結構構造上有較明顯的區別。據某些特徵性結構構造就比較容易鑑別次火山岩與熔岩。

潛火山相

潛火山相是由於岩漿的內壓小於上覆圍岩靜壓力，使岩漿未噴出地表而在近地表處定位、固結形成的地質體，較集中分布於火山活動強烈的地區。

潛火山活動貫穿於火山活動的全過程，一般發生於一個火山噴發期的晚期階段。它的賦存方式有三種①一部分位於火山通道的根部，另一部分利用火山通道侵入並擴大其規模，呈岩株或岩柱②充填於火山機構的放射狀、環狀，錐狀斷裂和層聞裂隙中，形成環狀岩脈及岩床或岩盤等③在有利的空閬形成岩技或岩瘤。

岩株

火山活動晚期，岩漿房內的殘餘岩漿上升，充填並擴大火山通道，或擴大吞蝕周圍火山岩層，形成岩株或岩床等潛火山岩體。其規模在千餘平方米至數平方公里，呈筒狀或近於直立產狀或順層間裂隙產出，與圍岩呈整合或不整合接觸。岩石具火山岩的結構構造面貌，具有一部分斑狀淺成侵入岩的特徵。

福建乎和崎坑潛火山花崗閃長岩，出露於崎坑晚侏羅世火山機構中心部位，呈橢圓形。直徑約2公里，侵入於斜長流紋岩和流紋英安質凝灰熔岩中，接觸面外傾，傾角70度左右。岩體具明顯的分帶性，內部為似斑狀中粒花崗閃長岩，邊部為中細粒、細粒花崗閃長岩、石英閃長岩，圍岩具強烈黃鐵絹英岩化，並黃銅礦化。

岩枝或岩柱

在火山外側或火山斜坡上，還可見到一些小岩枝或岩柱，侵入子火山岩層中，岩漿可能借用原寄生火山通道侵入。岩石具較粗的結構特徵，與噴溢熔岩在岩石成分與結構構造方面十分近似，但在產出方式上有所不同。這種地質體以中性岩類最為發育。

浙江銀坑花崗斑岩，為一侵入於火山通道根部的潛火山岩岩枝或岩柱，近圓形，直徑1．1公里，岩石具斑狀結構，斑雜碎裂結構，基質具文象結構、假球粒結構，均質構造，石英斑晶出現高溫型，具溶蝕港灣狀。岩體周圍發育有環狀花崗岩脈和放射狀裂隙，岩枝產狀陡立，微向內傾；邊部為黑雲母一鉀長石化帶，中心為一強矽化核。岩枝中裂隙發育，具浸染狀磁鐵礦化和輝鉬礦化。

岩牆、岩脈和岩床

充填於放射狀、環狀、錐狀斷裂裂隙中，環繞火山噴發中心或破火山口呈環狀分布。在火山噴發堆積階段充填的岩牆、岩脈，有時具外傾產狀，．晚期沉降階段充填者多具內傾產狀。岩石多為斑岩或玢岩。在岩牆或岩脈中有時可見與脈壁相垂直的柱狀節理，也可發育流動構造、氣孔、球泡或石泡等。當火山高度不大，上覆靜壓負荷較小時，還可出現順層理面產出的岩床，這種情況在沉積岩層發育的海相基性火山岩區內經常出現，岩石結晶程度較高，如甘肅省北祁連山東部馬雅山區，就廣泛發育輝綠岩床，它們順層穿插於玄武岩、矽質岩、凝灰岩中。

較深部位或火山基底中的潛火山岩體

較深部位的潛火山岩，只有當火山受劐深剝蝕的情況下方能出露地表，屬於岩漿演化後期的產物。岩石一般結晶程度高，與淺成侵入岩不易區分，它們的同位素組成、微量元素特徵、稀土元素豐度與分布模式等等，均與同源火山岩相似。這種潛火山俸，在空間分布上多位於火山的中心部位，火山機構邊緣或幾個火山機構聞的空隙區內。如福建鳳跡破火山之中心的花崗閃長斑岩，直徑約三公里，呈圓形，其岩性在垂直方向上有明顯變化，從標高500一80米，白淺部到深都可見四部分岩性。即淺灰色英安岩，<標高500一460米>、灰色露細狀蓿嵐閃長斑岩(460—240米)、淺灰紅色花崗閃長斑岩(240—140米）淺肉紅色花崗閃長岩(140一80米)。它們之間呈漸變過渡關係，礦物顆粒由小到大，由霏細一隱晶結構，一向深郴逐漸過渡為霏細狀斑狀顯微花崗至似斑狀細粒花崗結構，礦物結晶程度由差舞好，說明火山活動與侵入活動為一連續過程，。它們之聞有著成困聯繫，系同一岩漿源在不同環境和不同部位之產物。