北京沿河城地區東嶺臺組酸性火山碎屑流的碎屑分形特征及其成因*

劉永順 馮肖兵 聶保鋒 彭年 孫善平

LIU YongShun1，FENG XiaoBing1，NIE BaoFeng1，PENG Nian1 and SUN ShanPing2

1. 首都師范大學資源環境與旅游學院，北京 100048

2. 中國地質大學地球科學與資源學院，北京 100083

1. College of Resources，Environment and Tourism，Capital Normal University，Beijing 100048，China

2. School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China

2014-02-18 收稿，2014-06-17 改回.

酸性火山爆發形成的火山碎屑流，是常見的極具破壞力的火山噴發現象，也是一種氣-固碎屑混合的熱密度流(Fisher and Schmincke，1984;Cas and Wright，1987;Sparks et al.，1997)，其快速運動與沉積常形成特征的火山碎屑流堆積和火山碎屑涌浪堆積，固結成巖后成為不同地質歷史時期火山沉積盆地中的火山巖地層，其火山碎屑流堆積的典型巖石是熔結火山碎屑巖(孫善平等，1987)。火山碎屑巖的巖相結構和火山碎屑物的顆粒形態保存著巖漿房內巖漿的結晶狀態(Marsh，1988，1998;McPhie et al.，1993;Bindeman，2003)、巖漿氣泡化、火山爆炸程度以及火山碎屑的堆積和變形過程(Sheridan and Marshall，1983;Heiken and Wohletz，1985)，其研究是揭示酸性火山碎屑巖成因的物理過程以及認識酸性火山噴發規律的重要途徑。

研究火山碎屑物顆粒形態和火山碎屑巖結構有定性描述和定量分析兩種途徑。形態和結構的定性描述主要是在不同觀察尺度下進行的。對米-厘米級顆粒，可以直接進行宏觀形態特征描述，對毫米-微米級顆粒，可以在實體顯微鏡直至掃描電鏡下進行描述。這是傳統巖相學的典型研究方法。而對形態和結構的定量分析，典型方法是測量和計算多種形態指數，如球度、圓度、平面度、凸度、凹度、角數、壓實度和 延 伸 度(Pettijohn，1975;Honnorez and Kirst，1975;Eiríksson et al.，1994;Dellino and La Volpe，1996)。為了更精確地獲得碎屑顆粒的形態和結構，先后發展了碎屑顆粒形態的傅立葉分析方法(Schwarcz and Shane，1969;Ehrlich and Weinberg，1970)和分形幾何分析方法(Kaye，1978)，前者適用于復雜程度相對不高的碎屑顆粒形態，后者對高度復雜的碎屑顆粒形態的研究更有效，兩者是互補的方法。……