孙鹏飞

摘 要：不同地区的基性凝灰岩往往具有不同特征，地区分布性特点明显。本文从东部地区到西部地区对我国的基性凝灰岩进行分析，如晚二叠早期的李子垭、绿水洞与石屏地区，凝灰岩往往呈泥炭沼泽状态，因此，如今在该地区中的凝灰岩中具有很高比例的高岭石;而晚二叠早期的鲁班山北矿、龙潭矿地区，凝灰岩形成之前往往呈冲击平原状态分布，因此，如今该地区中的凝灰岩中具有很高比例的伊利石。本文中研究的凝灰岩虽然具有不同的区域特性但都含有丰富的TiO2、V、Cr、Co、Ni、Cu与Zn物质。并且其中Dr/Hf、Nb/Ta、Th/U的值非常接近基性岩。另外，Nb/Ta和Th/U的比值从西到东逐渐增高，也越来越像正常沉积岩。

关键词：凝灰岩;微量元素

1 岩石学的特征

在本次研究中发现，绿水洞、李子垭、石屏与龙潭地区中的含煤地层底部分布的凝灰岩基本都是火山灰蚀变黏土岩，这种凝灰岩大多都呈灰色或灰褐色，并且结构十分淳朴，给人一种均匀之感。通过图1.1中的A、B不难发现，这种凝灰岩的碎屑粒径均在0.065mm以内，并且在火山碎屑物的研究中发现除了一些高温石英其他的都是黏土矿物。

鲁班山北矿与龙潭矿地区中的含煤地层底部分布的凝灰巖基本都是黏土岩，这种凝灰岩大多呈灰色，块状，并且给人一种泥质感。通过图1.1中的C、D不难发现，这种凝灰岩的碎屑粒径基本在0.0625mmW1mm之间，偶尔会存在少量的大径碎屑颗粒，并且在火山碎屑物的研究中发现这类岩石基本都被蚀变。

2 凝灰岩的矿物组成

2.1 黏土矿物

分布在鲁班山北矿与龙潭煤矿地区的凝灰岩大多为伊利石、高岭石与伊蒙混层;而分布在李子垭、绿水洞与石屏地区的凝灰岩大多为高岭石。

2.2 石英

具有石英元素的凝灰岩都出自鲁班山北矿、龙潭煤矿与绿水洞，并且根据被检测出的数据发现鲁班山北矿中的凝灰岩所具有的石英元素均值较高。其他煤矿中的凝灰岩中所具有的石英元素微乎其微甚至没有。

2.3 黄铁矿

石屏煤矿与鲁班山底部区域中的黄铁矿含量最多，分别为22.1%与6.4%，其他区域中的凝灰岩中的黄铁矿含量则很低，基本都不足3%。

2.4 碳酸盐矿物

方解石：通过检测发现，被检验中的凝灰岩只有鲁班山北矿、龙潭与绿水洞地区的煤矿中具有方解石，尤其在龙潭地区中这种矿物含量最高，平均值为8.1%。

白云石：通过对样品凝灰岩进行XRD+Siroquant定量检测发现，只有龙潭地区中的凝灰岩中具有白云石，其他区域中的凝灰岩都不具备这种石矿。

菱铁矿：根据样品的XRD+Siroquant定量检测结果发现，只有华蓥山矿区中的凝灰岩中具有菱铁矿。

2.5 硅酸盐矿物

根据对样品的XRD+Siroquant定量检测发现，只有LT-凝-中中具有锆石，且量十分的稀少;只有LZY-凝-上中具有钠长石，含量也同样十分稀少。

2.6 磷酸盐矿物

根据对样品进行的XRD+Siroquant定量检测发现，基本上各个地区中的样品凝灰岩中都含有磷铝铈矿，尤其在华蓥山矿区含量较高，比南煤田中的含量还高。水磷铈石与磷铝铈矿的形成条件为含有稀土元素的相关矿石发生蚀变而形成的，如矿物磷灰石、褐帘石等，在蚀变的过程中把原有矿石中的稀土元素分离出来并作为一种新的沉淀物形成新的矿石，换言之，这是一种热液流体形式的沉淀物。

2.7 钛的氧化物矿物

各地区中的样品凝灰岩中都含有锐钛矿。但是，每个地区中的锐钛矿含量不同，其中在鲁班山北矿中含量最多，绿水洞中含量最低，分别为8.2%与2.3%，其余地区的含量基本都分布在5.2%至6.0%之间。另外，通过检测发现只有绿水洞地区的凝灰岩中含有少量的金红石。锐钛矿与金红石是两种含Ti元素丰富的矿物。

3 凝灰岩中元素地球化学特征

3.1 常量元素

样品凝灰岩中含有的MnO、MgO、CaO、K2O与P2O5元素的均值普遍高于基性凝灰岩中的含量均值，另外基性凝灰岩中的N2O含量均值也较凝灰岩中含量均值低。但是基性凝灰岩中SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3与MnO元素含量均值却与凝灰岩均值相似。李子垭与绿水洞中基性凝灰岩中TiO2为0.0388，与凝灰岩均值0.0409相似;龙潭、鲁班山北与石屏凝灰岩中TiO2为0.0600，高于基性凝灰岩均值含量。样品凝灰岩中Al2O3的含量为0.3187均较基性凝灰岩低，因此，不难发现TiO2/Al2O3的比值在凝灰岩中较高。

3.2 微量元素

通过实验可以发现华蓥山地区的三个煤矿与石屏煤矿中凝灰岩的富含元素模式与世界泥岩平均富集模式大致相同，均富集Nb元素（CC>10，CC=凝灰岩/世界泥岩元素浓度）。另外，凝灰岩中还富集（CC大于5）Li、V、Cu、Se、Sr、In与Er元素。Cr、Ni、Ga、Y、Cd、Sn、REY、Ta与Bi元素虽说也有富集但含量较少（CC在2和5之间）。Rb、Cs、Ba与Bl在凝灰岩中的含量微乎其微（CC小于0.5）。剩余的其他元素含量则与世界泥岩平均水平（CC在0.5与2之间）相似。

鲁班山北矿区域中的凝灰岩并不与其他区域中的凝灰岩相同，因此在此单独讨论，鲁班山北矿区域中凝灰岩中元素含量较多（CC大于10）的有Cu、Y与REY，其次含量在5-10范围的元素有Nb，富集度较少（CC大于2小于5）的元素有Be、F、Sc、V、Ga、Se、Sr、Zr、In、Hf与Ta。Li、Cr、Sb、Cs、Hg、Tl与Bi元素在此处凝灰岩中的含量微乎其微（CC小于0.5）。剩余的其他元素含量则与世界泥岩平均水平（CC在0.5与2之间）相似。

4 结论

在本次研究中通过对凝灰岩中的物质含量以及种类发现本次研究的所有凝灰岩都是基质凝灰岩，如这些凝灰岩中含有丰富的TiO2、V、Cr、Co、Ni、Cu与Zn，及这些凝灰岩中微量元素的比值也十分接近基质凝灰岩，如TiO2/Al2O3、Zr/Hf等。

凝灰岩具有较大的区域特性，由于不同地区在凝灰岩形成早期的沉积环境不同因此，最终形成的凝灰岩所具有的特性也不同。如在李子垭、绿水洞与石屏地区所产生的凝灰岩大多为高岭石，火山灰也基本都蚀变成了高岭石。而在鲁班山北矿与龙潭矿地区的凝灰岩大多为伊利石，火山灰基本也都被蚀变。

参考文献：

[1]刘光明，黎冬林.华蓥山龙滩矿区长兴组灰岩含水层地下水运动分析[J].四川地质学报，2009（04）：470-473.

[2]牟国栋.华蓥山矿区煤系底部粘土岩的矿物岩石学[J].西安科技大学学报，2007（02）：232-235.