（一）潜火山岩
义县―北票地区义县火山旋回喷发后期有发育的潜火山岩类，潜火山岩主要有橄榄玄武玢岩、橄榄玄武安山玢岩、安山玢岩、多斑安山玢岩等。
橄榄玄武玢岩与橄榄玄武安山玢岩：最发育。二者岩石外貌特征非常相似，不易区分，常常相伴产出似有逐渐过渡趋势。此外，在义县下石厂一带尚出现少量碱性橄榄玄武玢岩小岩体（图版35-2）。玄武玢岩在地表主要呈大小不等的椭圆状、不规则状、断续带状及小岩株、岩墙（脉）、岩床（图版32-1、2）、蘑菇状岩颈等小岩体，穿切分布在Ⅰ亚旋回（包括北票上园镇四合屯等地）及Ⅱ、Ⅲ亚旋回北半部―大凌河南北两侧一带的火山-沉积地层中，零星见于Ⅳ亚旋回中。岩石矿物特征与相当类型的橄榄玄武岩及橄榄玄武安山岩相似。岩石呈灰黑色，致密块状，斑状结构，橄榄玄武玢岩斑晶（15%～20%）略多于橄榄玄武安山玢岩（占10%～15%）斑晶，主要由自形、半自形橄榄石及少量板状、板条状中―拉长石（前者）和更―中长石（后者）构成。橄榄石多为假象纤闪石、绿泥石、蛇纹石、滑石、玉髓及析离铁质等不同程度交代。橄榄石残晶占30%～80%，干涉色二级蓝绿、橙红、红紫色，2V（±）光轴角中大，少量近90。结合电子探针分析，应属贵橄榄石-镁橄榄石。基质呈交织结构、似拉斑玄武结构，由更―中及中―拉长石（No29-50-67）板条及铁镁矿物微粒、碳酸盐构成。
安山玢岩：又可分为少斑结构和多斑结构两种，前者主要以密集岩墙群的形式穿切分布在主期（第Ⅱ）亚旋回砖城子以东、岭底下―小魏家沟一带玄武安山岩―安山岩系中，岩墙长300～1000 m，个别长1500 m，宽3～6 m；分布在晚期（第Ⅲ）亚旋回中的安山玢岩较发育，以大小不等呈NNE向断续带状分布的不规则状小岩体（株）穿切在安山岩及大康堡、朱家沟沉积层中，又可分为粗斑和多斑两种。
呈岩墙群产出的安山玢岩：呈灰绿、灰黑色，致密块状，少斑结构，斑晶占3%～5%，局部达10%，由板状更长石（No25～27）、少量具环带构造的中长石（No35～37）、橄榄石及单斜辉石构成。橄榄石已为纤维鳞片状云母、蛇纹石、粒状石英及铁质集合体交代呈其假象出现。单斜辉石较新鲜，呈自形柱粒状，2V（+）光轴角中大，干涉色二级蓝绿、橙红，C∧Ng=45，具简单双晶，为普通辉石。基质呈交织结构（图版35-5），少量玻晶交织结构。
呈中粗斑产出的安山玢岩：其岩性有时与其相当类型的安山岩不易区分，呈灰黑色，中粗粒斑状结构，斑晶约占15%，主要由粒径2～4 mm板柱状更―中长石（No28～40）及少量橄榄石（碳酸盐化）、单斜辉石（普通辉石）C∧Ng=+44构成。基质呈交织结构（图版35-5），由平行排列的更―中长石微晶板条及微粒单斜辉石、铁矿物构成。
多斑安山玢岩：在主期与第Ⅲ亚旋回接触带处见有呈似蘑菇状顶盖的岩颈产出（如三百垄东北部302.2高地）。岩石呈灰黑色，块状构造，局部气孔构造发育（占60%～70%）。多斑结构，斑晶约占35%～40%，主要由自形―半自形板状更长石（No27）（图版35-6）构成，粒径2～5 mm，具卡斯巴双晶、双晶纹细而密集的聚片双晶及卡钠双晶。基质呈交织结构，由更长石及少量微粒状单斜辉石、铁矿物以及碳酸盐构成。
英安斑岩和流纹斑岩：不发育，主要呈岩墙及小岩体见于本填图区西北及东北隅和填图区外南部地区，偶见于呈岩墙状穿切在枣茨山北、义县末期旋回之黄花山层中。
（二）淬碎（枕状）熔岩
本课题火山岩小组于2001～2002年在辽西北票―义县地区首次发现和确认在该区未曾见过前人报道的晚中生代陆相湖盆水下环境急剧冷却形成的淬碎玄武岩（玄武安山岩）、淬碎枕状玄武岩（玄武安山岩）和巨型含橄榄石的枕状安山岩，它对深入研究义县旋回火山作用、时空演化规律、火山岩系特征、厘定义县组时代以及对辽西热河生物群、珍稀化石埋藏环境的探讨均具重要意义。
1.淬碎（枕状）熔岩的分布和期次
根据淬碎玄武质―玄武安山质枕状熔岩与本区义县组珍稀化石层位的相对产出关系，可分为三期：
第一期：将出露于四合屯化石采场观察哨以南、尖山珍稀化石沉积层上部、呈长约100 m，宽约30 m、近南北向带状展布的（淬碎）枕状玄武岩和呈北北西向长达7.5 km断续带状分布于砖城子沉积层（层位与四合屯区尖山珍稀化石层相当）中上部的金家沟―腰马山沟―二道河子―大康堡―上、下崔家沟一带的淬碎玄武质（玄武安山质）枕状熔岩，称为第一期，归入义县火山旋回第Ⅰ亚旋回晚期―第Ⅱ旋回早期或与砖城子层同时形成的产物。这些淬碎玄武质（玄武安山质）熔岩、枕状熔岩与非淬碎同质层状、块状、枕状熔岩及珍稀化石沉积层紧密相伴，往往构成二位或三位一体、呈群带状产出。类似的淬碎熔岩在冀北地区陆相玄武质熔岩中也有（夏国礼，1993）。
第二期：将分布于砖城子沉积层之上、许家屯西南端河岸之巨型枕状安山岩（图版34-6）（伴有砂岩、粉砂岩正常碎屑物的沉积和充填）称为第二期，并归于义县火山旋回主期（第Ⅱ亚旋回）中晚阶段产物。
第三期：将出露于义县陶西沟北部、大康堡沉积层上部的枕状玄武岩，其产出层位高于四合屯的尖山沟珍稀化石层和砖城子层，可能属大康堡层同期产物，将其归于义县旋回晚期（第Ⅲ亚旋回）产物，称为第三期。
2.淬碎熔岩―枕状熔岩特征
出露于四合屯化石观察哨南侧和金家沟―大康堡一带的淬碎玄武质（玄武安山质）（枕状）熔岩与其同质枕状熔岩，在宏观和微观结构、构造特征上非常相似：在宏观上枕状熔岩除少量呈孤岛状外，多呈群、带状产出，与淬碎（枕状）玄武岩（玄武安山岩）往往紧密相伴（图版34-1、3），后者多出现在前者的边部、底部或枕体间隙中；枕状玄武岩（玄武安山岩）的枕体，多呈球状、椭球状、沙丘状，其枕体规模，长一般1～3 m，个别达4 m以上，宽一般1～1.5 m，部分达2～3 m（图版34-2、4）。枕体外壳多环绕一层厚达10～20 cm（部分达30～40 cm）的灰绿色致密状淬火（冷凝）边；除少部分枕体呈块状外，大部枕体由淬碎作用而形成的集块、角砾（一般5～20 cm）自碎块状构成（图版34-5），与同质淬碎熔岩的区别在于是否具有枕体形态；枕体间除同质淬碎熔岩碎屑充填外，部分由凝灰质沉积岩充填。岩石呈灰黑色、黑色，性脆，具少杏仁状构造，斑状结构，斑晶约占10%～30%，主要由橄榄石（贵橄榄石为主）、单斜辉石（普通辉石为主，透辉石和易变辉石少见）、斜长石（中―拉长石）组成，其中橄榄石已全蚀变，为蛇纹石、云母、滑石、次纤闪石、微粒状石英所交代，并以完好的自形、半自形柱粒状橄榄石假象形式出现。基质呈交织、玻晶交织结构。
产于许家屯西南端河岸陡壁处的枕状安山岩以富含杏仁石之巨型不规则团块状、椭球状、岩舌状枕体为特征，枕体直径2～4 m，部分达5～6 m，枕体结构清晰，由灰绿色富含中小杏仁石的环带状外壳、过渡带及淡黄灰色含少量粗巨杏仁石枕核三部分组成（图版34-6）。镜下可见由枕体外壳、过渡带到核部，杏仁石具有由多到少，由小到大，形态结构由复杂到简单，成分由硅质、蒙脱石―硅质、蒙脱石―碳酸盐质向蒙脱石质过渡的趋势。枕体具少斑结构，斑晶占3%～5%，由自形、半自形的橄榄石假象（粒状石英、云母、蛇纹石集合体）、及单斜辉石构成。基质呈交织结构、玻晶交织结构。
在岩石化学特征上，四合屯和腰马山沟之淬碎枕状玄武岩、玄武安山岩均属玄武粗安岩、高钾钙碱岩系。
此外，据张立东等报道（2001），在伍代沟等地亦见有枕状熔岩出露。
（三）蜂巢式爆发（隐爆）集块角砾岩筒
蜂巢式爆发（隐爆）玄武安山―安山质集块角砾岩筒是2001年本专题组在辽西北票―义县地区首次发现和确认的。它的发现对客观认识该区义县组火山作用和正确厘定义县组火山地层层序具有特殊的意义。
1.蜂巢式爆发（隐爆）集块角砾岩筒分布特征
蜂巢式爆发（隐爆）集块角砾岩筒呈现为似层、似脉、筒状安山―玄武安山质集块―角砾（熔）岩，空间上呈集群蜂巢状，面型分布于义县及四合屯火山构造洼地义县火山旋回中（图3-4-2），尤以义县地区义县旋回主期（第Ⅱ亚旋回）中该期火山作用更为强烈，可分为密集区和一般区。在密集区，多呈面型条带状分布在安山岩、玄武安山岩系中，呈密集分布的筒状、似筒状、隐伏筒状，穿切早期形成的玄武质、玄武安山质和安山质熔岩（图版32-5、6）及其碎屑岩地层；在平面上多呈圆形、椭圆形，规模、大小不等（以小型为主），直径几米至十几米，个别可达100～200 m，并以爆―喷发火口形式产出，往往形成火口密集区带或构成火山喷发中心（见义县阶标准地层剖面图及义县阶标准地层剖面区地质略图）。其中最密集地段火口间距仅几米至十米或直接接触。这种火口稍具规模者至少有几百个，微小者更多不可数，在义县旋回初始期（第Ⅰ亚旋回）中、上部及晚期（第Ⅲ亚旋回）亦有不同程度的分布，在四合屯地区此种玄武安山―安山质集块―角砾熔岩，主要呈似层状产出，少部分呈筒、似筒、似脉状产出，颜色大多为砖红、绛紫色，灰绿色较少。其火山作用强度和产物发育程度亦相对较弱。在一般区，成单独零星分布或相隔几十米见一个，亦成面型条带状分布于安山岩、玄武安山岩系中。
图3-4-2 蜂巢式爆发（隐爆）集块角砾岩筒产状特征
具体可分三种状态：
1）集群蜂巢式砖红、绛紫、灰紫和灰绿色似脉、筒状之气孔杏仁状中基性、中性集块角砾（或角砾集块）熔岩。蜂巢式或零星分布，如义县砖城子南、北及大魏家沟一带所见；
2）砖红色似层状中基性、中性熔岩，在似层状的基础上亦有似脉状熔岩。一般与第一种相伴产出，如砖城子公路东北部公路两侧所见；
3）灰绿色气孔、杏仁状中基性、中性熔岩（筒?），成圆形或团块状，筒径几米，气孔、杏仁由中心向边缘变小，具灰白、白色冷凝边；筒之间被侵位的中基性、中性熔岩沿冷凝边旋转变形并具相应的劈理构造，或筒与筒直接接触。一般蜂巢式成片、成带产出，未见零星分布，如义县下许家沟―架子山一带所见。
在义县毛家店东沟，见到灰绿色似脉状安山质集块角砾熔岩被砖红色脉状安山质集块角砾熔岩穿切。说明两者形成时间可能略有先后之分。
2.筒状玄武安山―安山质集块角砾（熔）岩岩石特征
玄武安山质―安山质集块角砾熔岩由于其火山作用方式的复杂性，作用强弱程度及其作用方式转换频率的快、慢等差异，即由隐爆―爆发或爆发等，其形成的产物往往无明显的分选性和韵律性，多呈“混杂堆积”状。即使在同一岩筒火口处或喷发中心地段，既可见到大小不等的棱角、次棱角状的火山集块、角砾，又可见似溢流特征的似层状、团块状，具密集气孔构造的炉渣浮岩状同质熔岩（图版32-4），有时尚见有熔蚀或风化而成的“疙瘩状”碎屑熔岩，个别可见球状、椭球状或绳状爆发相产物――火山弹。如义县四块地沟―289.0高地所见。除上述岩石特征外，在四块地沟火山喷发中心256.3高地安山质集块熔岩侵出高达6 m以上熔岩柱（图版32-3）；在地藏寺―下周家沟以及靖家屯、小房身沟东山等地，尚见有隐伏的同质“隐爆集块角砾岩筒”。总之，此类安山质―玄武安山质集块角砾熔岩是具有爆发相、隐爆角砾岩相、侵出相等多位一体特征的特殊岩石。
此类岩石另一特点是，不论其产出方式如何不同，但其外貌特征又非常相似，具特殊的绛紫、紫灰色和砖红色，均属安山质或玄武安山质，在喷火口附近，多具有巨、粗粒级的熔结集块岩、角砾岩及集块―角砾熔岩（图版32-6），偶见集块级火山弹。
镜下岩石呈气孔杏仁构造，杏仁石以透镜状、球状、椭球状为主，少量蠕虫状、不规则状（图版36-5、6），一般呈同心环状（具3～8个环）、皮壳状及纤维放射状构造，约占25%～40%，个别达50%～70%，主要由蒙脱石、石英、碳酸盐组成，个别含有沸石。斑状结构，斑晶约占3%～10%，主要由自形、半自形柱粒状、粒径0.5～2 m之橄榄石构成，橄榄石多为蛇纹石、黑云母、伊丁石、次纤闪石、石英等所交代，并呈其假象出现。基质呈交织结构、玻晶交织结构，由板条状、针柱状中长石（No30～45）和少量单科辉石（普通辉石）、黑云母组成。单斜辉石呈自形、半自形柱粒状，干涉色二级橙黄，具简单双晶，2V（+）中大，C∧Ng=40°～42°。在后燕子沟此类岩石含有较多的自形半自形柱粒状磷灰石。
玄武安山质―安山质（熔结）集块角砾（熔）岩在其全碱―二氧化硅（TAS）图中多落于玄武粗安岩、粗安岩区，个别落于碧玄岩、玄武安山岩区，仍属高钾钙碱性系列。根据其岩石化学特征表明，其原始岩浆与义县组火山岩系来自同一岩浆源，在岩浆演化到晚―末期，由结晶分异而形成的一套富碱、高钾含橄榄石的玄武安山质―安山质岩浆，在有利的区域性断裂构造环境下，沿着火山构造洼地大规模的呈面型、带状爆发―喷发而成。
迄今，有关辽西义县组火山岩系中呈面型蜂巢式筒状分布的玄武安山质―安山质（熔结）集块―角砾岩未见报道，前人将其当作火山地层对待，因而往往使义县火山旋回的火山岩系厚度人为的加大，若在其中采取同位素、磁性年代样品，亦使义县组火山岩年代测定建立在不科学的基础上。目前，初步搞清义县组火山旋回晚―末期，存在一套呈面型蜂巢式以筒状为主的似层、似脉状集块―角砾（熔）岩（筒），它由侵入―侵出、由隐伏―爆发和喷溢―爆发作用而成，具有爆发相、喷溢相、隐爆角砾岩相乃至侵出相等多位一体特征的特殊岩石。应从义县组火山系岩石地层中分离出来，不能将其出露地段作为岩石地层厚度。因而它的发现较为客观的厘定了义县组火山岩系的厚度，进一步搞清了义县火旋回岩石组合特征，为深入研究辽西地区广义义县组火山作用和年代提供了重要依据。
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