譯文--意大利北西蒙菲拉托波爾迪階碳酸鹽巖陸棚沉積物中原生和重沉積玻璃質(zhì)火山碎屑巖層的區(qū)別

1、<p>　　意大利北西蒙菲拉托波爾迪階碳酸鹽巖陸棚沉積物中原生和重沉積玻璃質(zhì)火山碎屑巖層的區(qū)別</p><p>　　原著：F.Dela Pierre，R.Lanza，R.Ruffini</p><p><b>　　翻譯：王立群</b></p><p>　　摘要：多學(xué)科的研究，包括地層學(xué)、沉積學(xué)、生物地層學(xué)、巖相學(xué)、地磁結(jié)構(gòu)學(xué)和SEM分

2、析被應(yīng)用到了夾在蒙菲拉托（意大利北西）的波爾迪階陸棚層序的六套火山碎屑巖層（VLs）上。其目的是為了區(qū)分生成這些堆積物的火山作用和沉積作用之間的區(qū)別，并推薦陸棚環(huán)境下火山碎屑堆積的沉積模式，討論使用火山碎屑巖層進(jìn)行地層對比的方法。已經(jīng)劃分出兩種類型的火山碎屑巖層：分別是單火山碎屑巖層（SVL）和多火山碎屑巖層（MVL）。SVL是分選良好的玻璃質(zhì)粉砂巖層，主要由火山組分和細(xì)小的陸源內(nèi)碎屑組成；玻璃質(zhì)成分主要由塊狀碎屑組成。它們表現(xiàn)出非常低

3、的磁各向異性程度和明顯的磁線理。這些火山碎屑巖層被夾在外陸棚的泥灰?guī)r中并被解釋為原生的火山碎屑空落堆積物。MVL,一些能夠達(dá)到10米厚，表現(xiàn)出有限的側(cè)向連續(xù)性而且由幾公分厚的粒序?qū)咏M成，之間由侵蝕面所分開，由玻璃質(zhì)砂屑巖和粉砂巖組成，含有大約15%的非火山組分。可以劃分出兩種類型的MVL：（1）、類型1MVL，夾在暴風(fēng)成因的富含海綠石的砂屑石灰?guī)r中，顯示有粗大的低角度交錯層理（槽狀交錯層理）、缺少水分以及存在負(fù)載構(gòu)造。這些堆積物表現(xiàn)有輕

4、微的葉片狀磁結(jié)構(gòu)，被解釋為風(fēng)暴層，堆積在</p><p>　　關(guān)鍵字：火山碎屑巖層；波爾迪階；陸棚沉積；蒙菲拉托。</p><p><b>　　簡介</b></p><p>　　近年來，火山碎屑巖層（VL）被廣泛地研究，因?yàn)閷τ诖蠓秶奈锢砗偷刭|(zhì)年代對比來說它們是最有效的地層對比標(biāo)準(zhǔn)層。而且，它們還提供了關(guān)于過去火山作用的信息。不過，大多數(shù)保存

5、下來的古代VL是堆積在海相環(huán)境中，在這里，火山和沉積作用之間的相互影響可能在成因不同的火山產(chǎn)物之間形成巨大的巖相集合，這樣就妨礙了對它們的正確解釋。例如，原生的火山碎屑物質(zhì)，如空落的火山灰、火山碎屑巖流和風(fēng)暴堆積物可能在宏觀上類似于由表層碎屑過程所形成的富火山碎屑的碎屑沉積物，這其中包括爆發(fā)形成的火山碎屑。</p><p>　　許多研究聚焦到了夾在深水序列中的火山碎屑巖層（VL），然而，僅堆積在陸棚環(huán)境中的幾個火

6、山碎屑巖層的實(shí)例出現(xiàn)在文獻(xiàn)中。在這種情況下，沉積機(jī)理的正確解釋更為重要，因?yàn)橛捎陉戼i的高能環(huán)境，原生的火山碎屑巖堆積物可能被較早地改造。</p><p>　　因可觀的厚度和沉積學(xué)及巖相學(xué)特征的變化，蒙菲拉托（意大利北西）波爾迪階的碳酸鹽巖陸棚序列提供了從流紋質(zhì)英安巖到流紋質(zhì)火山碎屑巖不同類型的絕佳實(shí)例。本文報(bào)告了這些火山碎屑巖層的多學(xué)科研究結(jié)果，包括地層學(xué)、沉積學(xué)、巖相學(xué)、磁結(jié)構(gòu)學(xué)和SEM分析。這些研究的主要目的

7、是：（a）敘述它們的組成、分布和沉積特征；（b）區(qū)分形成這些堆積物的火山和沉積過程；（c）推薦在淺海環(huán)境下火山碎屑堆積物的沉積模式；（d）討論在地層對比中火山碎屑巖層的用途。</p><p><b>　　地質(zhì)概況</b></p><p>　　在漸新世到中新世，后碰撞期的巖漿循環(huán)廣泛地發(fā)育在阿爾卑斯山脈和亞平寧山脈中?；鹕街行牡膸r漿活動殘余未知，包括：（a）、阿爾卑斯山

8、外復(fù)理石的安山質(zhì)碎屑流；（b）、沿著或緊靠亞得里亞海周圍的斷層侵入的鈣堿性深成巖和巖墻；（c）、阿爾卑斯帶內(nèi)部的非常稀少的熔巖和火山碎屑巖流；（d）、埋藏在Po平原沉積物之下的火山成因安山質(zhì)復(fù)合體；（e）、夾在亞平寧北部和中部、第三紀(jì)皮埃蒙特盆地和蒙菲拉托地區(qū)的火山碎屑巖層。</p><p>　　蒙菲拉托（圖1）相當(dāng)于亞平寧逆沖帶的西端，由不整合地覆蓋在上白堊統(tǒng)的始新世-中新世的陸相層序和始新世的利古里亞復(fù)理石組

9、成。它們從托里諾丘分開，該巖丘是由上覆在阿爾卑斯變質(zhì)巖單元的同時(shí)代的陸相層序組成，該變質(zhì)單元由公里級的走滑擠壓變形帶所埋藏。</p><p>　　在最近的蒙菲拉托地層及構(gòu)造的研究中，識別出兩種主要的構(gòu)造地層單元（圖1），由NNE-SSW走向的斷層帶所分割并表現(xiàn)為明顯的前朗格階的地層序列：</p><p>　?。╝）、西蒙菲拉托，表現(xiàn)為沉積在強(qiáng)沉降盆地和構(gòu)造隆起的漸新統(tǒng)到上波爾迪階的粗粒陸相

10、沉積物。</p><p>　?。╞）、東蒙菲拉托，表現(xiàn)為漸新世到阿啟塔期深水陸相沉積物，之后被波爾迪階碳酸鹽巖陸棚沉積物所覆蓋，稱為彼得拉-德-坎托尼（PDC）群。在其中，識別出三種巖相：（1）、巨厚的生物鈣屑灰?guī)r和生物鈣質(zhì)礫巖（最大厚度為60米），包含淺水生物相——這些沉積物可歸因于“底棲生物”聚集的沉積環(huán)境；（2）、高鉆孔浮游生物有孔蟲-富海綠石粗粒鈣屑灰?guī)r，含有少量的鈣質(zhì)泥灰?guī)r，這些沉積物被解釋為沉積在暴風(fēng)

11、主導(dǎo)的陸棚環(huán)境；（3）、鈣質(zhì)泥灰?guī)r，含有互層的硅質(zhì)層（最大厚度為200米），它們是外陸棚沉積環(huán)境的指示。</p><p>　　側(cè)向上的相分布模式表明沉積環(huán)境的水深逐漸地向西加深，同時(shí)，垂向的相變表示“底棲生物”發(fā)育的碳酸鹽巖臺地達(dá)到水侵頂點(diǎn)的水進(jìn)趨勢（圖2）。</p><p>　　在蒙菲拉托的東部和西部，波爾迪階沉積物被朗格——賽拉瓦爾階鈣屑灰?guī)r地層不整合地覆蓋，表明組成蒙菲拉托地區(qū)的不同

12、構(gòu)造地層單元在朗格期經(jīng)歷了構(gòu)造的改變。</p><p>　　蒙菲拉托的波爾迪階火山碎屑巖層</p><p>　　在蒙菲拉托以東識別出六套火山碎屑巖層，它們在彼得拉-德-坎托尼群（相2和3，圖2）的遠(yuǎn)端相中呈互層關(guān)系。相反，在PDC群和西蒙菲拉托的陸相序列的同時(shí)代相1中沒有火山碎屑巖層的存在。這些火山碎屑巖層僅僅是波爾迪火山活動的間接證據(jù)。這些巖層的一部分是新發(fā)現(xiàn)的，另一部分在之前根據(jù)巖相學(xué)

13、、地球化學(xué)和生物地層學(xué)的觀點(diǎn)進(jìn)行了研究。</p><p>　　火山碎屑巖層的礦物化學(xué)和玻璃質(zhì)組成表明它們與高K的鈣堿性原始巖漿存在明顯的差異。根據(jù)玻屑的礦物鑒定和微電子探針的分析，火山碎屑巖層能夠被細(xì)分為如下情況：卡米諾和科爾納來火山碎屑巖層；它們是流紋-英安質(zhì)的組成，而卡斯特-彼得、維拉代亞蒂等火山碎屑巖層表現(xiàn)為流紋質(zhì)的組成。</p><p>　　根據(jù)在鈣質(zhì)微化石對比方面的定量研究，所分

14、析的火山碎屑巖層被劃分為可與三個年代地層單元相對比的三個群（圖3）：</p><p>　?。?）、卡米諾和科爾納來：早波爾迪期（Fornaciari和Rio劃分的MNN2b帶，1996）。</p><p>　　（2）、維拉代亞蒂：晚波爾迪期（Fornaciari和Rio劃分的MNN4a帶，1996）。</p><p>　?。?）、瓦倫戈：相當(dāng)于波爾迪階——朗格階之間

15、的邊界（Fornaciari和Rio劃分的MNN4a帶的上部，1996）。</p><p>　　另外，用來自于維拉代亞蒂和瓦倫戈火山碎屑巖層的角閃石和黑云母樣品采用步熱方法進(jìn)行了40Ar/39Ar分析，分別得到18.7±0.1Ma和16.4±0.2Ma的穩(wěn)定年齡。這些地質(zhì)年代分析的結(jié)果非常理想地與生物地層數(shù)據(jù)相一致。</p><p>　　在卡米諾、維拉代亞蒂和瓦倫戈火山

16、碎屑巖層中也進(jìn)行了古地磁的研究。等溫的剩余磁測量和它的熱退磁測量在本研究中是根據(jù)勞里的方法（勞里，1990）進(jìn)行的，表現(xiàn)出在蒙菲拉托含鐵的磁性礦物是鈦鐵礦。</p><p><b>　　研究方法</b></p><p>　　在整個所研究的火山碎屑巖層中都進(jìn)行了相分析?；鹕剿樾紟r層的樣品采集以50-60厘米的間隔采集并在薄片上進(jìn)行研究。相模式分析采用裝有點(diǎn)計(jì)數(shù)器的透射光

17、學(xué)顯微鏡進(jìn)行，根據(jù)Zuffa（1985）的標(biāo)準(zhǔn)，每個薄片樣品采集400個點(diǎn)。</p><p>　　對玻屑進(jìn)行了SEM分析以便闡述它們的形態(tài)和產(chǎn)生火山灰的碎屑顆粒的粒徑。事實(shí)上，最新的研究證明顆粒的形狀、粒徑和浮石的氣孔特征以及火山灰提供了火山噴發(fā)的信息。對于其原因，我們把火山碎屑巖的玻屑和浮石碎屑安裝在托架上并鍍金，使用劍橋的S360掃描電子顯微鏡（SEM）進(jìn)行觀察，操作在加速電壓20-25KV，電流200PA，

18、工作距離5到12毫米的條件下。主要火山巖相和玻屑的化學(xué)分析采用鏈接分析的EDS分光儀-QX2000進(jìn)行。</p><p>　　對磁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究以測量磁化率的各向異性（AMS）。碎屑巖的這種結(jié)構(gòu)反映的是它的顆粒排列情況，反過來追蹤沉積環(huán)境的作用因素。重力分異導(dǎo)致顆粒以它的最大粒徑沉淀在巖層面上，而且長軸或者隨機(jī)地分布在沉積面內(nèi)或者在水動力的作用下排列。擇優(yōu)取向?qū)е略S多巖石物理性質(zhì)的各向異性；特別地，含磁鐵礦的沉積

19、巖的AMS依賴于磁鐵礦顆粒的優(yōu)選方向。磁鐵礦展現(xiàn)出形狀上的各項(xiàng)異性，即磁化率在平行于顆粒的最長軸測量時(shí)最高，在平行于最短軸測量時(shí)最低。</p><p>　　巖石的磁結(jié)構(gòu)可以由三個理論磁化率軸的方向和相對長度來描述（最長k1>中間k2>最短k3）。K1的方向被稱為磁線理，面由k1和k2組成的磁葉理確定。磁結(jié)構(gòu)進(jìn)一步地由各種參數(shù)所表示，例如，各向異性的程度，p=k1/k2；磁線理，L=k1/k2；磁葉理，

20、F=k2/k3；形狀參數(shù)，q=(k1-k2)/[(k1+k2)/2-k3]。細(xì)粒的、含磁鐵礦的沉積巖的磁結(jié)構(gòu)一般是扁平狀的，k1≈k2>k3。因此磁葉理超過磁線理，F(xiàn)>L，并且q值小于0.7。最簡單的模型假設(shè)磁葉理面稍微地相對于巖層面傾斜而且磁線理或者平行或者正交于流動的方向。</p><p>　　用于磁結(jié)構(gòu)分析的樣品采自卡米諾和瓦倫戈火山碎屑巖層，使用的是電池供電的鉆探工具，在實(shí)驗(yàn)室切割成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的

21、試樣?？茽柤{來火山碎屑巖層因?yàn)樵诎l(fā)現(xiàn)和進(jìn)行磁測采樣期間的大量工作的背景下沒能采集。維拉代亞蒂的樣品因其強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動而被排除，能夠套用其原生的沉積結(jié)構(gòu)。AMS采用KLY-2橋進(jìn)行測定，各方向和其各向異性參數(shù)的平均值使用Jelinek（1978）的張量方法進(jìn)行計(jì)算。最有代表性的AMS參數(shù)的平均值表示在表1中并在下一節(jié)進(jìn)行討論。</p><p><b>　　結(jié)果</b></p>&

22、lt;p>　　玻屑的沉積學(xué)特征、巖相學(xué)特征和SEM觀察以及磁結(jié)構(gòu)的信號允許把沉積物劃分為兩類：單火山碎屑巖層（SVL）和多火山碎屑巖層（MVL）。采用了卡斯（1991）所推薦的術(shù)語描述這些巖層?；鹕剿樾紟r層的主要特征摘要在表2中。</p><p>　　表2 蒙菲拉托火山碎屑巖層三種類型的主要特征</p><p>　　5.1.、單火山碎屑巖層（SVL）</p><p

23、>　　5.1.1、沉積特征</p><p>　　在蒙菲拉托，這種類型的堆積物僅被發(fā)現(xiàn)在一處（卡米諾），它夾在外陸棚成因的鈣質(zhì)和硅質(zhì)泥灰?guī)r中（PDC群的相3）。由于缺乏露頭的自然條件，該火山碎屑巖層僅能夠在側(cè)向上追蹤大約10米。</p><p>　　卡尼諾火山碎屑巖層（圖4a）是由分選良好的玻璃質(zhì)粉砂巖組成，在大約180cm厚的單層中包含不平坦的、非侵蝕的底部接觸面。因?yàn)樯锏臄_動，上

24、部界面更加雜亂?？字Z火山碎屑巖層可以由缺乏流動成因的沉積構(gòu)造來表征。該巖層是標(biāo)準(zhǔn)的粒序?qū)?，底?0cm為塊狀而且有輕微的生物擾動。沒有識別出縫合線的證據(jù)。而且，在該巖層的上部可以觀察到充填有上覆碳酸鹽巖沉積物的厘米級的硬質(zhì)蟲孔。</p><p>　　5.1.2、巖相特征</p><p>　　卡米諾火山碎屑巖層為細(xì)到非常細(xì)的玻璃質(zhì)粉砂巖（圖5a）。它是由火山組分（94%）、盆地內(nèi)碎屑（4%

25、）和少量的陸源碎屑顆粒（2%）組成?；鹕綆r礦物表現(xiàn)為普通斜長石、少量的單斜輝石、石英和Ti磁鐵礦。在玻屑和孤立的顆粒組成的玻璃質(zhì)基質(zhì)內(nèi)，斜長石都表現(xiàn)為冷凝后的微晶。從核心到邊緣是由拉長石到中長石組成的輕微分帶。普通輝石以碎屑形式存在，在成分上為輝石。玻璃質(zhì)組分占火山組分的90%，是由新鮮的、無色的、未變形的細(xì)玻璃質(zhì)碎屑組成。</p><p>　　5.1.3、玻璃質(zhì)的外形</p><p>　

26、　卡米諾火山碎屑巖層主要是由細(xì)粒的火山灰構(gòu)成（<50μm）。玻屑的一般形態(tài)主要是棱角狀的塊體，含有較低程度的氣孔化（圖7a）。某些火山灰成分被拉長，表明在先于破碎作用的流動過程中形成了葉理。最細(xì)的火山灰表面含有少量的水分，并顯示出某些變化的特征，例如小的裂隙和微小的凹槽，它們的大部分被次生的小晶體顆粒所充填。</p><p><b>　　5.1.4、磁結(jié)構(gòu)</b></p>

27、<p>　　卡米諾火山碎屑巖層的磁結(jié)構(gòu)由配有明顯線理的非常低的各向異性所表示（表1）。長軸具有明顯的分組并接近巖層，而中間軸和短軸沿著環(huán)帶分散。這些不尋常的特征表明磁結(jié)構(gòu)是在安靜的堆積環(huán)境下由于弱的調(diào)節(jié)力作用所形成。考慮到磁線理的方向（D=231º，I=40º）和特定的剩余磁化強(qiáng)度（D=249º，I=63º）之間的緊密程度，一種暫時(shí)的解釋可以被采納。這意味著每一個顆粒的剩余磁性都緊挨著

28、它的最長軸并由相同的過程定向，無論哪一個都是。</p><p>　　我們推薦的堆積模式是在冷卻的條件下的，已經(jīng)磁化的火山物質(zhì)在靜水中顆粒漸次排列地堆積，受到地球磁場影響的力矩把剩余磁矢量和長軸對齊。顆粒的剩余磁化在堆積之前獲得，而它們冷卻時(shí)，作為自由顆粒懸浮在大氣中。它們平行于長軸方向，因?yàn)檫@樣符合最小的靜磁能而且是在其它條件的缺乏下的更為有利的配置。</p><p><b>　

29、　5.1.5、解釋</b></p><p>　　缺乏玻璃質(zhì)碎屑的接觸變形和縫合變形指出卡米諾SVL的火山碎屑巖組分是在低溫的海底定位的。而且，沉積物中沸石的缺乏表明其定位時(shí)的溫度低于200℃。良好的沉積物分選、缺乏流動成因的沉積構(gòu)造和磁結(jié)構(gòu)表明其在靜水中因重力作用而堆積；在堆積之后，沉積物發(fā)生了輕微的生物擾動。巖相組合變現(xiàn)為大量的玻屑、少量的非火山組分（陸相和盆地內(nèi)碎屑）（<6%）并具有標(biāo)準(zhǔn)的粒

30、序，導(dǎo)致我們解釋該火山碎屑巖層為原生的火山碎屑空落堆積物。而且，棱角狀的等粒塊狀玻屑與細(xì)粒成分共生，表明火山碎屑物質(zhì)由爆發(fā)的含水巖漿的破碎過程所形成。但是，假如火山灰由噴發(fā)柱引起并伴有爆炸噴發(fā)或者來自于與火山碎屑流有關(guān)的火山灰云的話，那么所收集來的數(shù)據(jù)還不足以評價(jià)它。</p><p>　　5.2、多層火山碎屑巖（MVL）</p><p>　　5.2.1、沉積特征</p>&l

31、t;p>　　這些巖層的值得注意的特征是它們與眾不同的厚度（達(dá)到10米）。每一層是由幾分米厚的序列組成，這些單層可由侵蝕底面和標(biāo)準(zhǔn)的粒序?qū)觼韰^(qū)別，并且是由粗到細(xì)的砂質(zhì)巖和粉砂巖組成。</p><p>　　根據(jù)它們的內(nèi)部構(gòu)造和外部圍巖的特征，可以識別出兩種類型的MVL。</p><p>　　5.2.1.1、類型1MVL</p><p>　　它們被發(fā)現(xiàn)于科爾納來和C

32、SP地區(qū)，夾在風(fēng)暴成因的富海綠石陸棚鈣屑灰?guī)r中可與PDC群的相2對比（圖2）。它們的側(cè)向連續(xù)性有限（達(dá)到10米）。</p><p>　　科爾納來火山碎屑巖層的總厚度是6米。它是由厚度范圍從35到120厘米的七套疊置層組成。單巖層表現(xiàn)為不平坦、存在侵蝕底面并具有標(biāo)準(zhǔn)的粒序?qū)永恚坏撞渴遣患兊牟Ａз|(zhì)砂巖，向上遞變?yōu)榧?xì)粒砂巖或粉砂巖。因生物擾動作用，沉積構(gòu)造幾乎完全地消失。粗糙的、低角度的交錯層理（槽狀交錯層理）、水的逃

33、逸以及負(fù)載構(gòu)造可以在局部觀察到。厘米級厚度的混合海綠石質(zhì)砂巖與火山碎屑巖層互層。在MVL的頂部有硬質(zhì)孔洞存在。</p><p>　　CSP MVL（圖4b）大約是3米厚。下部50厘米厚是由厘米級的、標(biāo)準(zhǔn)粒序?qū)拥男蛄薪M成，它們幾乎是純的非常細(xì)粒的玻璃質(zhì)砂巖。上部的巖層是交替出現(xiàn)的不純粒序玻璃質(zhì)砂巖和富海綠石砂巖（10-15厘米）。在后來的巖層底部存在負(fù)載構(gòu)造和較大的孔洞。該巖層的頂部，存在大約1米厚的垮塌沉積物，它

34、包含不純的玻璃質(zhì)和富海綠石砂巖的變形碎屑。這種垮塌構(gòu)造的存在表明在不穩(wěn)定的盆地斜坡帶存在半固結(jié)的火山碎屑沉積物的碎塊發(fā)生了海底滑動。</p><p>　　5.2.1.2、類型2 MVL</p><p>　　這些沉積物出現(xiàn)在維拉代亞蒂和瓦倫戈等地。</p><p>　　在維拉代亞蒂，該巖層夾在外陸棚的泥灰?guī)r中（PDC群的相3）能夠在側(cè)向上追蹤百米以上。它達(dá)到10米厚，

35、由7套疊置的和混合的巖層組成，厚度范圍從25到280厘米。每個巖層由中到細(xì)的、不純的玻璃質(zhì)到結(jié)晶砂巖組成，向上遞變?yōu)椴患兊牟Ａз|(zhì)粉砂巖。底部不平坦且有侵蝕（圖4c），最底部的厘米級巖層富含黑云母片。平行層理和未固結(jié)的玻璃質(zhì)沉積物的拉長的碎屑（‘凝灰?guī)r’片，圖4）在該巖層的中部可以局部觀察到，在頂部存在硬質(zhì)孔洞。高迪亞火山碎屑巖層表現(xiàn)出與維拉代亞蒂火山碎屑巖層相同的特征。</p><p>　　瓦倫戈MVL（圖4）位

36、于PDC群相3之間的分界上，上覆有朗格階的堆積物。它的側(cè)向連續(xù)性大約是10米而且總的厚度估計(jì)為6米。它由六套相互疊置并混合的層組成，這些層的厚度為60-120厘米（圖4f）；它們在底部表現(xiàn)為粗粒，含有厘米級粒徑的扁平“凝灰?guī)r片”（20-30厘米厚），中部表現(xiàn)為厘米級的平行層理，上部為細(xì)粒均勻的結(jié)構(gòu)中存在厘米級的硬和軟質(zhì)孔洞。</p><p><b>　　5.2.2、巖相</b></p&

37、gt;<p>　　兩種MVL都是粗到中粒的非均質(zhì)砂巖，向上遞變?yōu)榧?xì)粒砂巖粉砂巖。它們由普遍的火山物質(zhì)組成，共生有盆地內(nèi)碎屑和盆地外碎屑（圖6）。</p><p>　　火山組分是由玻屑和細(xì)小的火山成因物質(zhì)組成，含量為總成分的88%。玻屑是無色的而且主要為Y字形，浮石常見（圖5d）?；鹕匠梢虻V物為斜長石、黑云母、石英、透長石、角閃石和磁鐵礦。斜長石主要以孤立的淺分帶晶體形式存在，其組成范圍是從拉長石到中

38、長石，透長石含量稀少。黑云母以棕色的鱗片存在，有時(shí)扭曲和變形。石英以他形晶體存在，僅少量表現(xiàn)為港灣形狀的邊緣。角閃石和富鈦的磁鐵礦都是附屬相。在某些VL（瓦倫戈）中，角閃石是主要的鐵鎂相，當(dāng)用EDS分析時(shí)，表現(xiàn)出纖維狀的組成。</p><p>　　盆地內(nèi)碎屑是由生物碎屑（底棲的和浮游有孔蟲、海膽碎屑和苔蘚蟲碎屑）、海綠石、磷酸鹽礦物和黃鐵礦組成，含量達(dá)到總體積的9%（圖5c，d）。有孔蟲常常被海綠石、磷酸鹽礦物或

39、者無定形的硅所充填。綠色顆粒表示不同的成熟階段并聚集在巖層的底部。盆地外碎屑主要由變質(zhì)礦物組成（藍(lán)閃石和綠簾石），它們的含量可以達(dá)到總體積的4%。</p><p>　　在每一層的底部和頂部，在組成上存在明顯的差異，表現(xiàn)出重力分異現(xiàn)象，底部存在較重的顆粒，例如粗砂級的巖漿成因顆?！谠颇?、長石和玻屑以及較重的變質(zhì)礦物。盆地內(nèi)碎屑顆粒通常較為稀少；當(dāng)存在高百分比時(shí)（瓦倫戈），它們由非碳酸鹽巖的盆地內(nèi)碎屑（海綠石、磷

40、酸鹽礦物、黃鐵礦）和海綠石化、磷酸鹽化或者硅化的有孔蟲組成。相反，在單層的頂部主要由輕的組分組成：細(xì)到非常細(xì)砂級的玻屑、浮石和碳酸鹽巖盆地內(nèi)碎屑——例如充填有細(xì)粒沉積物或者次生方解石的有孔蟲。</p><p>　　在兩種類型的MVL中巖相組成存在輕微的差異。一般情況下，分類為類型1的MVL缺乏組成基質(zhì)的細(xì)到非常細(xì)的玻璃質(zhì)顆粒（圖5b）；顆粒間的孔隙有時(shí)完全被次生的方解石所充填（科爾納來）。相較于類型1，類型2MV

41、L表現(xiàn)出大量的非火山盆地外碎屑和盆地內(nèi)碎屑，存在相當(dāng)量的由細(xì)粒玻屑組成的基質(zhì)（圖5c）。</p><p>　　5.2.3、玻璃質(zhì)的外形</p><p>　　SEM觀察揭示出類型2MVL是由玻屑的兩個亞種組成，表現(xiàn)出不同的粒徑。主要的亞種（600-200μm）也存在于類型1中，表現(xiàn)為氣孔墻的形式（圖7b），也存在個別量的高氣孔率及粗粒的浮石碎屑，含有管狀的、卵形的氣孔（圖7c，e，g）。能夠

42、區(qū)別出不同類型的氣孔墻玻璃：平的和尖狀的（圖7i），彎曲的和交叉的（圖7f）。一般情況下浮石比氣孔墻玻屑要粗。</p><p>　　較細(xì)的亞種（200-20μm）在類型1MVL中缺乏，組成類型2MVL的基質(zhì)并由棱角狀的塊組成，有較低的氣孔率（圖7h）。在所有的玻屑上可以識別出因輕微變化而形成的小坑。</p><p>　　在這些玻屑中能夠觀察到從高氣孔率到具有扇狀邊緣的小氣孔再到塊狀類型的所

43、有過渡形式。</p><p><b>　　5.2.4、磁結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　來自于CSP處MVL的樣品表現(xiàn)出輕微的磁葉理（表2）。但是，在點(diǎn)圖上，其主要的磁化率方向是相當(dāng)分散的（圖8B）而且僅大致與巖層的方向一致。這種分散的點(diǎn)繼堆積之后又重新排列。</p><p>　　沿著廢棄的采石場的前部瓦倫戈MVL具有良好的露頭條件，這就使得

44、詳細(xì)的采樣成為可能，從三個不同的巖層以5cm的間隔采集了35塊樣品。在巖層內(nèi)和巖層之間磁結(jié)構(gòu)特征是相似的，這證明了其處于相似的沉積環(huán)境。磁葉理發(fā)育良好，短軸總是成組，最大軸和中間軸或者成組或者在葉理面之內(nèi)或多或少地分散（圖8C，D）。葉理和巖層面的形態(tài)是相似的。方向相同而且葉理相對于巖層面呈3º-4º到30º-35º的傾斜（圖8C，D）。磁線理與葉理的軸正交。根據(jù)理論模型和在深海濁積扇中的觀察，這

45、種磁結(jié)構(gòu)可以被解釋為由高速流動的堆積所引起。磁線理相對于流動方向呈直角發(fā)育而且顆粒的重疊引起葉理相對于巖層傾斜。在這三層巖層中的不同傾斜度可能符合不同強(qiáng)度的古洋流。</p><p><b>　　5.2.5、解釋</b></p><p>　　像卡米諾SVL一樣，在MVL中也不存在高溫下定位堆積的證據(jù)。這些火山巖組分主要由玻屑的兩個亞種構(gòu)成，存在不同的形態(tài)特征：（a）氣孔

46、墻和含氣孔玻屑；（b）等粒的塊狀碎屑。這表明這些碎屑顆粒明顯地由氣孔化的巖漿和因水的快速冷凝的組合所形成。由這種玻屑組成的堆積物具有淺水噴發(fā)的特征。</p><p>　　相對高的盆地內(nèi)碎屑的比率（8-9%）表明類型1和類型2MVL不是原生的火山碎屑巖堆積物而是產(chǎn)生于在碳酸鹽陸棚的扇面上與盆地內(nèi)碎屑混合的松散火山碎屑的再分布和再堆積。</p><p>　　而那些原生的火山碎屑堆積物的再造機(jī)理

47、在類型1和類型2MVL上是不同的。</p><p>　　類型1MVL表現(xiàn)出下列特征：（1）存在定義較差的槽狀交錯層理；（2）缺乏波浪作用的特征；（3）在單巖層中存在標(biāo)準(zhǔn)的粒序?qū)?、底部的侵蝕接觸面和混合組成的沉積物；（4）主磁化率方向分散；（5）周圍的碳酸鹽巖沉積物由堆積在暴風(fēng)主導(dǎo)的陸棚上的富海綠石鈣屑灰?guī)r組成。</p><p>　　這些特征可以把類型1MVL解釋為暴風(fēng)層，堆積在正常浪基面和

48、暴風(fēng)浪基面之間。而且，缺少細(xì)粒的基質(zhì)表明這些堆積物受到海流的強(qiáng)烈篩選，這與高能環(huán)境下的堆積是一致的，例如暴風(fēng)主控的陸棚。最后，在CSP和科爾納來觀察到了水逸散構(gòu)造表明沉積物的液化可能是由于后來的主暴風(fēng)作用或快速堆積引起。</p><p>　　構(gòu)成類型2MVL的單層的相特征可摘要如下：（1）標(biāo)準(zhǔn)的粒序?qū)雍偷撞壳治g接觸；（2）三分為底部的厚層、中部表現(xiàn)出平行層理和上部的均質(zhì)層；（3）在層的底部和中部存在扁平的、厘米級

49、的“凝灰?guī)r片”；（4）組分的混合組成和重力分異；（5）與葉理軸正交的磁線理。</p><p>　　這些特征與包含火山碎屑和盆地內(nèi)碎屑的濁流的堆積特征是一致的。組成MVL的巖層的混合存在表明單濁流的重復(fù)出現(xiàn)和沿斜坡流動的濁流緊密相隔。</p><p>　　類型2MVL是暴風(fēng)成因的遠(yuǎn)端濁積體，由起作用于陸棚內(nèi)側(cè)的暴風(fēng)活動所觸發(fā)。在主風(fēng)暴期間，負(fù)載未固結(jié)沉積物的循環(huán)波浪作用可能引起海底物質(zhì)的液化

50、。因?yàn)檫@些液化的沉積物沿著坡度流動，流的加速和孔隙流體排除的結(jié)合可能足以形成濁流，包括盆地內(nèi)碎屑和火山碎屑沉積物。這種解釋受到與其相近的沉積物和類型1MVL中的液化構(gòu)造存在的支持。形成的濁流堆積物僅能夠被保存在暴風(fēng)浪基面之下，此處，它們不受風(fēng)暴的再造影響。在濁積層的頂部存在硬質(zhì)孔洞表明每一次再沉積事件由短期的半深海沉積物分隔而且在海底有生物擾動作用。</p><p><b>　　6、討論</b&g

51、t;</p><p>　　蒙菲拉托VL的分析引起了在原生火山巖和海底沉積過程之間的辨識。VL形成的主要階段可以摘要如下：</p><p>　　6.1、火山巖破碎過程</p><p>　　蒙菲拉托VL的玻璃質(zhì)顆粒形態(tài)表明年輕的成分由火山爆發(fā)作用形成，SVL和MVL的火山巖組分可以分別用含水巖漿作用的破碎和含水巖漿作用與巖漿作用混合破碎來推測。碳?xì)堄喑煞?、縫合線、塑性變

52、形、柱狀節(jié)理、在高溫或者熱環(huán)境下定位的指示物等內(nèi)容的缺乏表明火山碎屑物質(zhì)在它們達(dá)到海底時(shí)已經(jīng)冷卻。這就排除了由火山碎屑流定位的可能并表明火山碎屑顆粒最初是由空落機(jī)制堆積下來的。而且，未變形的玻屑的豐富和浮石碎屑中沒有磨損表明在噴發(fā)之后火山碎屑直接定位和/或迅速地再沉積，沒有強(qiáng)烈改造的可能性。</p><p>　　在蒙菲拉托，因?yàn)闆]有直接的證據(jù)證明火山活動的存在，所以，引起空落的火山機(jī)構(gòu)假設(shè)位于盆地的外圍。原生的火

53、山中心的記錄缺乏，火山碎屑空落堆積物的厚度和粒度中值就成了分析物源區(qū)距離的主要參數(shù)，這些參數(shù)的值距離火山口呈指數(shù)降低。在蒙菲拉托的實(shí)例中，到目前為止，僅發(fā)現(xiàn)的原生火山碎屑堆積物中的玻屑的厚度和粒徑與來自附近噴發(fā)事件的距離相一致（10到30km）。</p><p><b>　　6.2、堆積機(jī)理</b></p><p>　　爆發(fā)式的火山作用形成了不均勻堆積在碳酸鹽巖陸棚區(qū)

54、的大量凝灰?guī)r層（圖9a）?；鹕剿樾汲练e物立即被起作用于盆地的沉積過程再造和重新分布（圖9b）。目前，它們在陸棚的能量條件較低的扇區(qū)內(nèi)，以離散的層的形式被發(fā)現(xiàn)。在風(fēng)暴浪基面之上，風(fēng)暴活動混合了火山碎屑成分與微小的盆地內(nèi)碎屑和盆地外碎屑組分，使它們堆積到陸棚中的地形洼地中，在這里，沉積物受到對風(fēng)暴流的更多的保護(hù)，形成的堆積物可由類型1MVL所表示。在風(fēng)暴浪基面之下，低能條件允許保存僅被輕微地生物擾動的原生的火山碎屑空落堆積物。這些堆積物與S

55、VL相應(yīng)。在大型但罕見的暴風(fēng)作用下，在陸棚內(nèi)部的沉積物的液化觸發(fā)了濁流，沿著斜坡傳輸火山碎屑和盆地內(nèi)碎屑。這些沉積物被堆積到風(fēng)暴浪基面之下。多次的再沉積事件由少量的半深海沉積層所分隔，形成類型2MVL。</p><p>　　所建議的模型表明陸棚上VL的側(cè)向連續(xù)性依賴于它們潛在的保存條件，這個保存條件依次受到下列因素的控制：</p><p>　　（a）堆積環(huán)境中的能量條件</p>

56、<p>　　高能條件不利于VL的保存。在扇區(qū)的底部，暴風(fēng)成因的流動強(qiáng)烈地沖擊著陸棚，松散的火山碎屑物質(zhì)易于再沉積而僅原生的火山碎屑物質(zhì)能夠被最終保存為塊狀的火山碎屑流堆積物，幾乎不能夠被完全地再造。與此相反，側(cè)向上連續(xù)的原生空落堆積物很有可能僅被發(fā)現(xiàn)在暴風(fēng)浪基面的下部，這里的低能環(huán)境允許它們被保存。在高能的內(nèi)陸棚沉積物中不能期待有火山碎屑沉積物（原生或再沉積）。因此，在蒙菲拉托以東的“底棲生物”發(fā)育的堆積物中缺少VL。&l

57、t;/p><p>　　（b）沉積物供應(yīng)的數(shù)量</p><p>　　通常在低沉積速率的沉積巖中發(fā)現(xiàn)的VL表明它們能夠更容易保存在沉積物供應(yīng)低的環(huán)境，足以妨礙用非火山沉積物來稀釋火山巖成分。根據(jù)這種假設(shè)，在能夠與東蒙菲拉托的這套巖層對比的西蒙菲拉托層序中缺少VL（SVL和MVL）可以用高的陸源供應(yīng)來解釋，這種陸源供應(yīng)阻止了在離散的火山碎屑巖層中保存高含量火山成分的可能性。</p>&

58、lt;p>　　前面的論述導(dǎo)出了以下重要的結(jié)果：</p><p>　?。?）使用VL作為陸棚序列的物理對比工具可能是一種誤導(dǎo)。在蒙菲拉托，VL僅表示不同年代的火山碎屑巖堆積物的有限殘余。因此，它不能用于大范圍的地層對比。</p><p>　?。?）當(dāng)這些沉積巖被用于年代地層研究時(shí)，堆積在陸棚環(huán)境中的火山碎屑堆積物的再沉積傾向必須被納入考慮。獲得于再沉積火山巖顆粒中的放射性年代數(shù)據(jù)可能比

59、周圍的沉積巖的生物年代數(shù)據(jù)老。但是，未變異玻屑的存在表明因再沉積作用而使得噴發(fā)到最后堆積之間的時(shí)間跨度狹窄。這在表現(xiàn)出放射性和生物地層年齡數(shù)據(jù)之間有較好的一致性的兩套蒙菲拉托波爾迪階VL上已經(jīng)得到驗(yàn)證。</p><p><b>　　7、結(jié)論</b></p><p>　　地層、沉積、巖相和磁結(jié)構(gòu)的研究以及蒙菲拉托波爾迪階陸棚中六套互層的VL的SEM分析的綜合結(jié)果發(fā)現(xiàn)了這

60、些堆積物形成時(shí)原生的火山活動和海相沉積過程之間的區(qū)別。</p><p>　　火山巖成分的特征表明火山碎屑物質(zhì)由火山爆發(fā)活動所引起并因空落過程而到達(dá)了盆地內(nèi)。</p><p>　　沉積和磁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)可以劃分三種類型的VL：</p><p>　?。╝）SVL：與原生的火山碎屑空落堆積物相一致。</p><p>　?。╞）MVL：由松散的火山碎屑物質(zhì)

61、的再造所形成。它們能夠被劃分成兩種類型（1）類型1可以被解釋為風(fēng)暴層，（2）類型2是風(fēng)暴成因的、由起作用于陸棚內(nèi)側(cè)的暴風(fēng)活動所觸發(fā)的遠(yuǎn)端陸棚濁積體。</p><p>　　建議的堆積模型需要精確的火山活動和沉積過程相互作用的認(rèn)識，并且在研究VL時(shí)必須分別考慮。在陸棚環(huán)境下，VL的保存受到能量條件和沉積速率的控制。因此，陸棚VL一般是側(cè)向連續(xù)性非常差的沉積體。因此，把它們用作地層物理對比的標(biāo)志層可能是一種誤導(dǎo)，在使用