1980年5月18日8时32分，美国华盛顿州圣海伦斯火山爆发引起最大的山体崩溃和堆积，原有山顶上部的现代冰川和几百米山体被抛向上空，再急落而下，主体山谷被总厚45m的堆积物所掩埋，火山灰柱飘升到25km高，并在方圆6万km2有800℃岩浆混合着瓦斯沿斜坡不断涌下，将15km2之内的所有生物焚烧殆尽……地面成为一片浮石平原，留下两个大湖、150个小湖和池塘……而原先海拔2450m的锥状山体顶部坡削去几百米而变成了一个碗形大坑……（崔媛媛，2012）。
30年前，拉乔埃（1982）曾说，从沉积相研究来看，此学科正处在萌芽阶段。但现在已今非昔比，国内外研究方兴未艾。在我国，火山碎屑堆积或火山碎屑岩的分布是很广泛的，对火山碎屑岩系的沉积相的研究也很重视，除了与混杂堆积有关外，其在矿产勘查工作中也很重要。
从混杂堆积相角度看，火山碎屑物与火山碎屑岩是从火山口喷发出来并在空气中产生坠落或流动的混杂沉积物（包括浮岩、玻质碎片、晶体和石质碎屑等），它们可以在气下、也可以在水下沉积，所以归为混合动力类的混杂堆积物。另一个特点是火山混杂堆积基本上都是火山碎屑的自沉积或再搬运，应首先对火山碎屑及其自然形成过程有所了解。否则无法了解火山混杂堆积。
根据碎屑搬运和沉积过程，可以把火成碎屑岩分为两个亚相：火成碎屑坠落沉积亚相和火成碎屑流动沉积亚相（包括火山泥石流沉积）。
（第一节）火山碎屑物及其堆积
一、火山碎屑物类型火山碎屑物的大小、形状，以及喷发、物化、岩矿性质等特点，是研究火山碎屑岩的基础，同时它也决定了火山碎屑岩的类型。一般按粒度将火山碎屑物分为三大类：火山块及火山弹、火山砾和火山灰（拉乔埃，1982）。火山混杂堆积也是由这三种物质组成的，故识别此类成因相对比较容易，只要识定绝大部分组成物质是火山质即可。
火山尘
火山碎屑物类型：
（1）火山弹。
火山弹是火山爆发时呈半塑性状态的岩浆喷发物，喷离火山口时炽热而易变形，在空中旋转冷却，凝固成各种弹状形态堆积在地表。平均粒径大于64mm；分布在火山喷发口附近；基本上是玻质成分，含少量斑晶和微晶。火山弹可以作为一种识别古火山喷发中心的标志。
（2）火山块。
火山块主要有火山通道附近较早形成的火山岩、次火山岩，有时也有一些基底变质岩、沉积岩，在火山喷发时破碎而成；呈棱角状和次棱角状。
（3）火山砾和火山灰。
各种火山喷发物都叫火山砾，粒径在2—64mm。外表形态可以有火山弹的特征，也可以有火山块的特征。粒径在2mm以下的各种火山喷发物，称为火山灰。其中，有粗火山灰、细火山灰及火山尘之分。分别相当于沉积岩中的砂、粉砂和黏土。
此外，火山碎屑岩也指包括由破碎作用造成的所有碎屑火山岩。R.V.费希尔依据成因将火山碎屑分为四种类型：
（1）外力碎屑（epiclasticfragments）：指火山岩经风化作用而形成的火山碎屑。
（2）自成碎屑（autoclasticfrafments）：指由熔岩在运动期间经机械破碎或气体爆炸而形成的火山碎屑。
（3）玻质碎屑（hyaloclasticfragments）：是自成碎屑的一种变体，是由熔岩进入饱含水的沉积物里或冰里时，骤然冷却而形成的火山碎屑。
（4）火成碎屑（pyroclasticfragments）：是由爆炸形成并由火山口喷射出来的、由坠落而沉积的火山碎屑；或由火山口喷射出来并在陆地或水体中整体搬运的碎屑。
相应地，火山碎屑岩（沉积）也可以区分为外力碎屑岩（沉积）、自成碎屑岩（沉积）和火成碎屑岩。
R.V.费希尔又根据颗粒大小将火山碎屑岩进行了分类。
二、火山碎屑沉积过程与机制
火山碎屑可以以两种方式移动：（1）顺地面流动的热颗粒流（火山泥石流及火山泥流）；（2）低空和高空悬浮物。
目前认为，火山碎屑沉积中，至少有如下作用或过程：
（1）底部爆炸冲击波（basesurges），这是一种膨胀着的、浓密的底云，由激烈爆炸中心向外传播的气体和（或）颗粒组成，这种爆炸类似核爆炸、火山爆发或陨石撞击。地球上最常见的此种沉积，发生在火山喷发时，火山口的爆发使沉积物液态化并使之在大气圈层运动（见后述）。
（2）炽热火山云（nueesardentes）：它是从火山口喷出的炽热云团。炽热火山云中的许多火山碎屑由细小的岩浆块或热的固体颗粒组成，冷却后，常显示出流动和熔接的特征。
（3）火山泥石流或火山泥流（lahar）：它是含有大量火山颗粒的泥石流，喷发间歇期，积聚于火山锥上的冰雪融化或喷发时热气上冲而造成的降雨皆可促成（参阅本书第五章）。
三、火成碎屑沉积（岩）亚相
火成碎屑沉积如果按照搬运和沉积方式划分，可以分为：（1）火成碎屑降落沉积（pyroclasticfalldeposits）；（2）火成碎屑流动沉积（pyroclasticflowdeposits）；（3）火成碎屑冲击波沉积（pyroclasticsurgedeposits）三种亚相（图121）。
（一）火成碎屑降落沉积亚相
火成碎屑降落沉积是由火山爆发后抛射到空中的物质在重力作用下逐渐降落至地面堆积而成（照片121）。沉积体的几何形态反映喷发柱的高度、风的速度和方向，沉积在下风方的火成碎屑降落物的厚度和距离火山口的远近，受物质粒度的大小和密度所制约。降落沉积物的厚度一般不受地形起伏的影响，并以披盖式沉积于地表（图121），堆积形态极似风成黄土。
火成碎屑物被抛向空中后有分选过程，仅依其粒径而有上下、远近之分。若降落沉积物的分选状况较好（值一般小于或等于2.0），则是由于受到风力的自动分选，远者粒径小，近者粒径大。有时沉积物的内部有平行层理或纹理。近火山口有些降落沉积物产生熔结，或过渡为溅落黏合集块。若此类沉积夹杂粗砾物质则仍可属于混杂堆积。
是降落沉积物的大小和成分在侧向变化的代表模式。在搬运方向上（离开火山口的方向）所有组分（浮石、晶屑和石屑）的粒度都减小了；而且，各种类型的碎屑丰度也有所变化，浮石碎屑多集中在火山口附近，向远处明显减少，这是由于浮石密度小，喷射的距离有限。石屑和晶体则抛射较远。总之，离火山口愈远，降落沉积的粒度都变细，但细粒沉积并不意味着就一定离火山口远。
山西大同火山群之火山原生及次生堆积类型十分齐全，国内外其他区很少见（列别金斯基，1958）。
降落沉积在垂直方向上的变化无系统规律。粒级分选的顺序可以是正粒序，也可以是反粒序。粒序的垂向变化受喷发强度的控制。例如，有些正粒序则是由同一次火山作用喷发强度的逐渐降低、喷发物质逐渐变细所造成。反之亦然。
据刘耕年观测，山西大同火山群的火山锥多为火山喷发降落的火山碎屑堆积形成，如黑山、金山寺、昊天寺火山等。图123为黑山一火成碎屑降落沉积之局部：所见剖面厚6.5m，根据物质颗粒大小分为五层，火山碎屑堆积在离石黄土之上，底部为火山弹和火山块构成，火山弹多为椭圆状，内多气孔，表面有塑性扭动的条纹，直径在15—30cm。火山块多为棱角状，直径变化大，在6.5—60cm。整个底层的厚度在50—大同火山群黑山火成碎屑坠落物中的浮岩、晶体以及岩屑（石屑）的大小和含量的侧向变化（列别金斯基，1958）100cm。第二层主要由直径小于6.0cm的火山砾组成，偶尔夹有火山块，厚1.5m。第三层由火山弹和火山块组成，火山块的直径大于第一层（底层），最大直径可达100cm。第四层由火山砾组成，平均粒径小于2.0cm。第五层与底层类似，由火山弹与火山块组成，但粒径较底层为小。
从整个剖面来看，该套火成碎屑降落沉积的粗细分层，大致表现出一种正韵律特征。由火山弹和火山块构成的层次，全部碎屑呈镶嵌—支撑结构，粗粒径碎屑间很少有细粒径碎屑充填；故有众多孔洞，火山砾层则呈块状结构，粗细碎屑物质混杂一起，火山灰则十分罕见（图123）。
同样，金山寺火山及昊天寺火山火成碎屑物的沉积剖面也反映出上述沉积特征。如山西大同金山寺火山东北侧，人工开挖出一个约为15m长的剖面，每层厚度为0.5—1.5m，底部由粗大的火山弹和火山块组成，上部为较细的火山砾和火山灰覆盖。昊天寺火山剖面（图124）结构则反映出喷发—休眠—再喷发的旋回。图中：a为早期喷发形成的火成碎屑降落沉积（照片123）；b为再喷发形成的降落沉积；c为外力改造的火山碎屑沉积；d为马兰黄土。该套降落沉积（a及b）有微弱的熔结现象存在。
山西大同火山群属斯特博利朗（strombolian）式，岩浆的成分为玄武岩，以熔岩流和间歇性爆发形成火山碎屑锥为特征，火山灰的数量较少。此外，夏威夷（hawaiian）式火山喷发形成的降落沉积也以火山渣为主，普宁尼（plinian）式火山作用主要形成浮岩沉积（和火山渣），普宁尼蒸汽喷发作用形成富硅质火山灰沉积（列别金斯基，1958）。
姜在兴（2003）认为火山爆发期形成爆发相火山碎屑岩，可以进一步划分出火山通道亚相、火山斜坡亚相、远火山口亚相以及火山沉积亚相等岩相类型（图125）。
火山沉积亚相由降落型火山碎屑落于火山口周围而成。早期火山碎屑堆积多位于火山锥中下部，或分布于稍微离开火山口的位置。岩性为火山碎屑颗粒间含大量的水化学胶结物，并显示一定的层理或粒序构造；此外，岩石中还可出现少量的陆源碎屑，间或与泥岩呈渐变关系。在纵向上，火山沉积亚相可以和火山斜坡亚相、中之“c”远火山口亚相呈互层或夹层的关系，有时也以夹层状出现于正常的湖相沉积中间。
谈到火山坠落沉积亚相的沉积特征，不可能不提到长白山：在火山口附近的天文峰顶所见的熔岩及其中的火山弹、火山块所构成的著名剖面（照片124）。此种块石在细粒物中呈悬浮结构，最具有混杂堆积的代表性特征，比如冰川堆积的滞积、泥石流堆积中的混杂层等皆然，尽管其成因各异。冰川滞积是由于冰川底部大于正常大气压力的压磨，使大量粉砂层中混入少量冰碛石块。泥石流混杂层则典型地体现了两相流特征，即以泥浆浆体作为搬运介质，挟带、浮托大石块以层流方式前进。而火山口附近浮岩中出现的大块火山弹，则说明火山喷发时的瞬息万变之气势。不论原因上的差异，最后却是冰、火、水和土的殊途同归——均表现为悬浮结构，其含石量均不超过25%，却实实在在地表明了混杂堆积的复杂性（指原因）和共同性（指结果）。
（二）火山泥石流（火成碎屑流）沉积亚相
火山泥石流沉积是气—固分散的高浓度火成碎屑在地表流动的产物。这种因火山猛烈爆发而喷涌的流体，炽热且部分可能液化，受地球重力的控制，在沉积时一般依地形的起伏，堆积在谷地（沟谷）和洼地之中。难于在高地上见到。但有些猛烈爆发的浮石火成碎屑流具有很高的速度，就不分地形的高低，而形成披盖式沉积。
火成碎屑流沉积一般为块状，分选差，但有时也表现出一定的粒序。
火山泥石流沉积的运动机制主要以层流或塞流的形式（图126）出现，而分选差则与这种机制及高颗粒浓度有关。叠加的数次流动单元可以呈现出层状结构，每一层代表一次流动事件。有时在一个流动单元的内部，可见由于搬运时的内部剪切作用形成的分散层次。火山泥石流沉积有时出现气体分离管道或透镜体，它是由于火山碎屑流动或沉积后，气体溢出时细火山灰物质被风吹走而形成（图127）。这种管道或透镜体由较为粗大的结晶质、石块或较大的气孔状碎屑组成。出现在火山泥石流沉积中的气体分离管道，是一种与其他外力成因泥石流沉积相区别的构造现象。
屑涌流沉积以互层出现。每一个流动单元的厚度变化较大，可以从小于1m到大于20m或更大。每个流动单元的底部常见正粒序的砾石和反粒序的浮石。
（三）火成碎屑冲击波沉积亚相
火成碎屑冲击波沉积类型，是由气—固分散的低颗粒浓度膨胀紊流沿地表搬运沉积。沉积物以披盖式堆积于地表，高地较薄，而低地较厚。沉积物具有低角度交错层理、沙丘形和爬升沙丘形波痕、尖灭以及膨胀构造特征。沉积物中富含致密石砾和晶质碎屑。单个纹层的分选较好，有小型气体分离管道。火成碎屑冲击波实质上也是一种流动形式，但密度较低。
火成碎屑冲击波沉积物的粒度，受两方面因素的影响，一方面反映喷发时破坏力的大小，另一方面反映流体携带颗粒多少的能力。
在火山口附近的底部，冲击波沉积物中含有大量的粗碎屑；而火山灰云冲击波沉积物中，则以细粒（少砾石，以多气孔的低密度）物质为主。各种冲击波沉积分选性变化较大，主要受制于破碎程度、碎屑密度、紊动程度、黏附作用和分选时间。相对而言，火山灰云冲击波沉积的分选性高；由于冲击波沉积流体的颗粒浓度较低，其分选性能要比大多数火成碎屑流沉积的分选性能好。底部冲击波沉积以少气孔块状碎屑为主，而地表冲击波沉积和火山灰云冲击波沉积中则含有大量气孔状碎屑。
冲击波沉积的沉积构造按一般沉积学构造也可分为三类：沉积前、沉积中和沉积后。
尤其是沉积后生构造有火山弹沉积构造——由于球状块或火山弹跌入湿热而未曾固结的冲击波沉积中，形成沉积塑性变形。底部常见火焰构造。此外，还有滑动构造，大规模的交错层理是底部爆炸冲击波的特征构造。
四、火山碎屑沉积特征
火山碎屑沉积特征有以下三方面。
（一）粒度特征
原生类各种火山碎屑沉积，离火山口越近，其粒径越大，分选越差（照片124），向远处逐渐变细，且厚度也逐渐减薄。与一般河流、湖泊、海洋和风砂沉积相比，火成碎屑的分选较差，火成降落沉积粒度曲线一般呈单峰，罗辛累积图为直线形。火山泥石流沉积粒度分布为多峰，概率累积图为多段式。爆炸冲击波沉积颗粒较细，概率曲线偏向细部，累积曲线多段。
（二）组分分异特征