凝灰岩（英文名：Tuff）

所属分类：火成岩/岩浆岩

凝灰岩（来自意大利的 tufo）是一种由火山喷发期间从通风口喷出的火山灰构成的岩石。在喷射和沉积之后，灰在被称为固结的过程中被压实成固体岩石。凝灰岩有时被错误地称为“凝灰岩”，特别是当用作建筑材料时，但恰当地说凝灰岩是从地下水中沉淀出来的石灰石。含有超过50％凝灰岩的岩石被认为是凝灰岩。

凝灰岩是一种相对较软的岩石，因此自古以来就被用于建筑。由于它在意大利很常见，所以罗马人经常用它来建造。在拉帕努伊人用它来使大多数的摩艾的雕像复活节岛。

凝灰岩可以分为沉积岩或火成岩。它们通常在火成岩岩石学的背景下进行研究，尽管它们有时用沉积术语来描述。

火山灰：
火山爆发中排出的物质可分为三种类型：

火山气体，大多制成的混合物的水蒸汽，二氧化碳，硫化合物（无论是二氧化硫，SO 2，或硫化氢，H 2 S，这取决于温度）。
熔岩，岩浆出现时流出地表的名称。
和火山灰，所有形状和尺寸的固体材料的大块排出，并通过空气抛出。
当火山内的岩浆由于火山热气体的迅速膨胀而被吹散时，Tephra就形成了。当岩浆流入地表时，随着压力降低，溶解的气体从溶液中流出，这是常见的。这些暴力爆炸产生可以从火山飞来的坚实的材料块。当这些块的直径小于2毫米（沙粒大小或更小）时，它们被称为火山灰。它是由小，slaggy熔岩和岩石的碎片已经由爆发抛入空中水蒸气和其他气体。

位于加利福尼亚州莫哈韦国家保护区的 Hole In The Wall的1850万年凝灰岩

10×15厘米的凝灰岩样品，其中包含其他岩石的角碎片（德国）
在覆盖许多火山斜坡的灰烬松散层中，代表了三类材料。除了上述那种真正的灰烬以外，还有一些旧的熔岩和凝灰岩形成火山口的墙壁等，它们被蒸汽的猛烈爆发所撕开，还有更深的沉积岩碎片火山的部分地区被熔岩升起，并经常被强烈的烘烤和重新结晶。

在一些伟大的火山爆发中，除了第二种材料之外，就像1888年在日本的万代山上发射的那样。还有许多火山喷发，其中与灰混合的破碎沉积岩的数量非常大; 作为例子，我们可以在德国引用被称为“Schalsteins” 的埃菲尔火山和泥盆纪凝灰岩的火山。在苏格兰煤田一些老火山被完全由沉淀物组成的物质堵塞：在这种情况下，假定没有熔岩被喷出，但喷发的原因是大量蒸汽的突然解放和膨胀。然而，这些辅助材料或者外来材料与真正的灰烬不同，倾向于发生在有棱角的碎片中; 当它们形成大块岩石时，岩石比凝灰岩更适合形成“火山角砾岩 ”。灰烬的大小从大到20英尺或更大的直径到最小的尘埃不等。大群众被称为“ 火山炸弹”“;它们大多呈圆形，椭圆形或梨形，因为它们在固化前会在空气中旋转，其中许多具有棱纹或结节状表面，有时它们有一个与许多裂缝相交的地壳，例如一块面包表面面包，它们非常丰富的任何灰分称为团块。

在那些遍布大片国土并在沉积岩中最常遇到的凝灰岩层和凝灰岩层中，较小的碎片占优势，直径超过几英寸的炸弹可能完全没有。最近起源的凝灰岩通常是松散的和不连贯的，但是在大多数情况下，较老的凝灰岩通过压力和渗透水的作用凝结在一起，使得岩石虽然不是很硬，但足够坚固，足以广泛用于建筑目的（例如在罗马附近）。如果它们已经在地下积累了，就像山上发现的灰烬床一样。埃特纳火山或维苏威火山目前，凝灰岩几乎全部是由不同细度的火山物质组成，与木材和植物物质，陆壳等组成。但许多火山站在海边，由它们抛出的灰烬与沉积物混合在一起那是聚集在水底的。这样就形成了泥土或沙子，甚至在某些情况下形成灰烬石灰岩。事实上，大多数在较老的地层中发现的凝灰岩都含有粘土，沙子和有时是化石 贝壳的混合物，证明它们是在水下铺开的床。

在一些火山爆发期间，几英尺厚的灰烬沉积在相当大的区域上，但随着与火山口的距离增加，这些床迅速变薄，并且覆盖许多平方英里的灰尘沉积物通常非常薄。经过更长或更短的时间间隔后，灰烬中的阵雨经常会彼此相继，因此无论是陆地还是海洋来源的凝灰岩都有大量的分层特征。最粗糙的材料或附聚物显示出最不明显; 在罚款床上，它往往是非常完美的发展。

火成岩：

从岩石主教凝灰岩在加利福尼亚州，解压缩与浮石左边; 压缩与正确的火焰
除了外来物质，如较旧的岩石碎片，树木碎片等，灰沉积物的含量可以被描述为由或多或少的结晶 火成岩组成。如果火山口内的熔岩处于凝固开始的温度，通常会出现晶体。它们的尺寸可能相当于维苏威火山两侧发现的灰白色圆形白榴石晶体。其中许多是非常完美和丰富的面孔，因为他们生长在液体介质，而不是非常粘稠。良好的晶体辉石和橄榄石也于维苏威火山的灰床和许多其他火山，古代和现代的获得。这些结晶矿物块（钙长石，橄榄石，辉石和角闪石）是许多西印度火山凝灰岩中常见的物质。如果晶体非常丰富，灰烬就被称为“晶体凝灰岩”。在圣文森特和马提尼克在1902年，大部分的粉尘是由封闭在薄膜微小晶体的玻璃，因为在喷发时刻的熔岩已经非常接近凝固，为结晶质。另一方面，一些玄武质火山喷出了大量的黑色玻璃状矿渣，经过整理后形成红色软岩，称为霰石 ; 这种凝灰岩发生在冰岛和西西里岛。在里面利帕里群岛和匈牙利有酸性（流纹质）凝灰岩，浅灰色或黄色，主要由浮石和碎片组成。在海底的大部分地方，细泥床都包含小的水磨圆形火山玻璃卵石; 这些已经从海岸漂浮或被潜艇火山赶走，并且可能在下沉之前行驶了数百英里; 经实验证明，某些浮石会浮在海水上一年多。被称为“ 红土 ” 的深海沉积物主要来自火山，可能适合称为“海底凝灰岩层”。

类型：
焊接凝灰岩：

在黄石国家公园的金门焊接凝灰岩
焊接凝灰岩是任何来源的火成碎屑岩，在沉积时足够热以焊接在一起。严格地说，如果岩石含有分散豌豆大小的碎片或fiamme它，它被称为焊接火山砾 -tuff。焊接的凝灰岩（和焊接的丘陵凝灰岩）可能具有沉积物来源，或者由火山碎屑密度流沉积而成，例如在ignimbrites的情况下。在焊接过程中，玻璃碎片和浮石碎​​片粘合在一起（在点接触处缩颈），变形并紧密结合在一起，形成eutaxitic织物。

焊接的ignimbrites可以是非常庞大的，例如640,000年前在怀俄明州Yellowstone Caldera喷发的Lava Creek Tuff。已知熔岩溪凝灰岩至少是1980年 5月18 日圣海伦山喷发矿床的1000倍，火山爆发指数（VEI）比最后一次爆发的火山爆发指数（VEI）高8倍一万年。焊接强度可能朝着矿床上缘，朝着矿层变薄的地方以及距源头的距离减小。焊接凝灰岩在组成上通常是流纹岩，但所有组合物的例子都是已知的。

流纹质凝灰岩：

薄片所见凝灰岩的光学显微镜图像（长尺寸为几毫米）。虽然玻璃部分被改变，但改变的玻璃碎片（灰碎片）的弯曲形状保存完好。这些形状是由膨胀的富水气体的气泡形成的。

在“楼堂”在的流纹质凝灰岩门户科尔迪茨堡，萨克森，设计由安德烈亚斯·瓦尔特II（1584）。
出于岩相学目的，凝灰岩一般根据它所组成的火山岩的性质分类; 这可能与伴随的熔岩相同，如果在喷发期间发射熔岩，并且如果浇注的熔岩种类发生变化，凝灰岩也同样清楚地表明这一点。流纹岩凝灰岩含有浮石，玻璃状碎屑和含石英，碱性 长石，黑云母等的小碎屑，冰岛，利帕里，匈牙利，美国西南部的盆地和山脉以及新西兰是这种凝灰岩突出的地区之一。破碎的浮石是清澈且各向同性的，并且非常小的颗粒通常具有新月形，镰刀形或双凹形轮廓，表明它们是由水疱玻璃碎裂产生的，有时称为灰结构。来自破碎浮石的微小玻璃碎片被称为碎片; 如附图所示的熔凝凝灰岩所示，玻璃碎片容易变形并在沉积物充分热时流动。

在威尔士的古代岩石，查恩伍德，彭特兰山等地，已知类似的凝灰岩，但在所有情况下，它们都被硅化作用（充满了蛋白石，玉髓和石英）和反玻璃化作用大大改变。经常出现圆形腐蚀的石英晶体，如流纹岩熔岩，有助于证明它们的真实性质。

此凝灰岩的例子罗利茨 Porphyr可以在可见矫饰在教堂门外的风格造型门户科尔迪茨城堡。的商品名罗利茨Porphyr是一个传统的指定石材的萨克森州有超过1000年德国的建筑历史。采石场位于Rochlitz附近。

粗面岩凝灰岩：
粗面凝灰岩含有少量或不含石英但更透长石或歪长石，有时甚至更长石长石，偶有黑云母，辉石和角闪石。在风化过程中，它们通常会变成软红或黄色粘土石，富含高岭土和次生石英。最近的粗面层凝灰岩位于莱茵河（在Siebengebirge），伊斯基亚，靠近那不勒斯，匈牙利等地。

安山质凝灰岩：
安山质凝灰岩非常普遍。它们沿着科迪勒拉斯和安第斯山脉，西印度群岛，新西兰，日本等地的整个链条发生。在湖区，北威尔士，洛恩，彭德兰丘陵，Cheviots以及英国许多其他地区，古老的岩石完全相似的性质是丰富的。颜色是红色或棕色; 它们的碎屑碎片大小不一，从巨大的块状到微小的颗粒状尘埃。空腔中充满了许多次生矿物，如方解石，绿泥石，石英，绿帘石，玉髓; 但在微观部分，原始熔岩的性质几乎总是可以从分解的玻璃基中发生的小晶体的形状和性质中得出。即使在最小的细节上，这些古老的凝灰岩也与科托帕希，喀拉喀托和蒙彼利埃的现代灰烬床完全相似。

玄武岩凝灰岩：

大多数的moais在复活节岛上雕刻出来的拉斑玄武岩凝灰岩。
玄武岩凝灰岩在火山现在活跃的地区和火山爆发早已结束的土地上也广泛存在。它们发现于斯凯，马尔，安特里姆和其他有古生代火山岩的地方; 在苏格兰，德比郡和爱尔兰属于石炭系地层; 以及湖区仍然较古老的岩石之中，苏格兰南部高地和威尔士。它们是黑色，深绿色或红色; 粗糙程度差异很大，有些充满了直径为1英尺或更大的圆形海绵弹，而且常常是潜艇，可能含有页岩，砂岩，砂砾和其他沉积物，偶尔也含有化石。最近的玄武质凝灰岩出现在冰岛，法罗群岛，扬马延岛，西西里岛，夏威夷群岛，萨摩亚等地。当风化时，它们充满了方解石，绿泥石，蛇纹石，尤其是熔岩含有霞石或白榴石的地方，常常富含沸石等方沸石，葡萄石，钠沸石，钙沸石，菱沸石，片沸石等。

超镁铁凝灰岩：
超镁铁凝灰岩极其罕见。它们的特征是橄榄石或蛇纹石的丰度以及长石和石英的稀缺或缺乏。极少数情况下可能包括不寻常的表面沉积物马尔斯的金伯利岩中的钻石南部非洲和其他地区的-fields。金伯利岩的主要岩石是深蓝绿色富含蛇纹石的角砾岩（蓝色地层），当其彻底氧化和风化变成易碎的棕色或黄色物质（“黄色地层”）时。这些角砾岩作为气体 - 固体混合物被放置并且通常被保存并以双星形式开采形成侵入式管状结构。在深度处，一些金伯利角砾岩分级成由未碎片岩石组成的堤根根部区域。在地表，超镁铁凝灰岩可能会发生在玛尔堆积物中。由于金伯利岩是最常见的钻石原始来源，因此已经详细研究了从马尔塔到硅藻到根区堤防的转变。Diatreme相金伯利岩更适合称为超镁铁质角砾岩而不是凝灰岩。

折叠和变形：

在罗马 的古代Servian墙遗址，由凝灰岩砌成
随着时间的推移，除风化之外的其他变化可能会超过凝灰岩矿床。有时他们参与折叠，并被剪断和劈开。坎伯兰湖区的许多绿色石板都是细碎的灰烬。在查恩伍德森林也凝灰岩和裂开。绿色是由于绿泥石的大量发展。在许多地区的水晶片岩中，出现了绿片岩或绿片岩，由石英，角闪石，绿泥石或黑云母，氧化铁，长石等组成，可能是重结晶或变质凝灰岩。他们经常陪伴相应的熔岩和陨石堆积物和角闪石片岩窗台。一些绿泥石片岩也可能改变了火山凝灰岩层。德文郡和德国的“Schalsteins” 包括许多裂解和部分再结晶的灰烬层，其中一些仍然保留其碎片状结构，尽管它们的lap石被压扁并拉出。他们的蒸汽腔通常充满方解石，但有时与石英。这些岩石的更完全改变形式是板状绿色绿片岩; 然而，在这些地区，仅仅很少发生表明其原始火山性质的结构。这些是裂解凝灰岩和结晶片岩之间的中间阶段。

重要性：

阿虎Tongariki 15个摩艾制成凝灰岩拉诺Raraku。从右侧开始的第二个摩艾有一个由红色丝屑制成的Pukao。
凝灰岩的主要经济价值是作为建筑材料。在古代世界，凝灰岩的相对柔软性意味着它通常用于可用的建筑。凝灰岩是常见于意大利和罗马人用它的许多建筑物和桥梁。例如，Ventotene岛的整个港口（仍在使用）都是从凝灰岩中挖出来的。在公元前4世纪为维护罗马城而建造的Servian墙，也几乎完全由凝灰岩建成[ 引文需要 ]。罗马人还将凝灰岩切割成小长方形石块，用它们来制作称为opus reticulatum的墙壁。

罗马人认为蜜蜂凝聚在凝灰岩中。Aeneid（书第XII卷，805年）中提到了该物质。

在罗马和那不勒斯用作建筑石材的peperino是一种粗糙的凝灰岩。火山灰也是一种分解凝灰岩，但基本性质，最初在那不勒斯附近获得并用作水泥，但现在这个名称适用于许多不总是具有相同特征的物质。在艾弗尔德国的区域内粗面，叫浮石凝灰岩火山灰已被广泛担任液压砂浆。

位于内华达盆地和山脉省的美国能源部核废料储存库 -美国能源部用于废弃核反应堆和其他放射性废物的终端储存设施，位于凝灰岩和烟囱中。在加利福尼亚州的纳帕谷和索诺玛山谷，凝灰岩地区通常会被挖掘出来存放酒桶。

复活节岛的拉帕努伊族人使用来自Rano Raraku的凝灰岩来制作其绝大多数着名的摩艾雕像。

凝灰岩在亚美尼亚建筑中非常重要。