岩石鉴定
三大岩类鉴定特征
岩浆岩的肉眼鉴定
一、岩石的概念
岩石是一种或多种矿物或岩屑组成的集合体,是地质作用的产物。目前巳知的岩石的1000多种,按其成因分成岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
二、岩浆岩的概念
岩浆:是在地下深处形成的富含挥发成分的高温、粘稠的硅酸盐熔融体。
岩浆岩:是熔融状态的岩浆岩冷凝而成的岩石。
三、岩浆岩的分类
岩浆岩的种类很多,主要根据SiO2的含量将岩浆岩分为超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩四大类;按岩浆的产出状态(或冷凝深度)可分为侵入岩和喷出岩,侵入岩又可分为深成侵入岩(简称深成岩)和浅成侵入岩(简称浅成岩)详见下表:
岩浆岩分类简表
岩类
SiO2的百分含量
主要矿物成分
产状
深成岩
浅成岩
喷出岩
主要构造
致密块状
致密块状、气孔状
气孔、流纹、杏仁等
主要结构
全晶质中粗粒、似斑状
细粒、斑状、
斑状、隐晶质、玻璃质
超基性岩
<45%
橄榄石、辉石
橄榄岩、辉石岩
苦橄玢岩
苦橄岩
基性岩
45—52%
斜长石、辉石(角闪石)
辉长岩
辉绿岩
玄武岩
中性岩
52—66%
斜长石、角闪石(黑云母)
闪长岩
闪长玢岩
安山岩
酸性岩
>66%
钾长石、斜长石、石英、(黑云母、角闪石)
花岗岩
花岗斑岩
流纹岩
四、岩浆岩的构造
岩浆岩的构造是指组成岩石的矿物集合体之间的排列和充填方式所反映的形态特征。岩浆岩的构造除与岩浆本身性质有关外,还取决于形成时的环境。常见的岩浆岩构造有:
块状构造(致密块状构造):矿物分布均匀,无一定的排列方向,岩石无空洞,矿物紧密结合,它是岩浆岩最常见的构造,尤其在侵入岩中更为常见。
气孔构造或杏仁构造:这种构造是喷出岩的常见构造,在熔岩冷却时,尚未逸出的气体被保留在岩石中形成大小不等的空洞,称气孔构造。基性熔岩的气孔多半呈圆形、椭圆形;酸性熔性岩中气孔多为不规则状。气孔的拉长方向往往代表熔岩流动方向。当气孔被后期形成的钙质或硅质矿物所充填时,称为杏仁构造。
流纹构造:为酸性喷出岩的常见构造,它是由不同颜色不同成分的条纹或拉长的气孔定向排列表现出来的一种流动构造。
五、岩浆岩的结构
岩浆岩的结构是指岩石组分(矿物、玻璃质等)的结晶程度、颗粒大小和自形程度等。由于冷凝时的物理化学条件(如温度、压力、粘度、冷却速度等)不同,岩浆岩可具有不同的结构。
按矿物的结晶程度和颗粒的绝对大小可分为:
全晶质结构:岩石全由结晶矿物组成。其中,肉眼能分辨的称显晶质结构,多见于侵入岩;肉眼不能分辨的称隐晶质结构,多见于喷出岩。
显晶质结构又可按颗粒大小分为:粗粒结构(d>5mm)中粒结构(d=2-5mm)和细粒结构(d<2mm)。观察时要选择同种矿物测量,通常以长石为标准。
玻璃质结构:岩石由非晶质物质组成,显微镜下不能看到矿物颗粒。它是由于熔岩迅速冷却而形成一种较均匀的玻璃状固态物质。
显晶质、隐晶质和玻璃质结构区别如下表:
显晶质
隐晶质
玻璃质
岩石断面粗糙,矿物颗粒清楚,能在标本中确定矿物成分
岩石断面平整,矿物颗粒不明显,故不能在标本中确定矿物成分
岩石断面光滑常见贝壳状断口,断面玻璃光泽或油脂光泽
按矿物颗粒的相对大小可分为:
等粒结构:岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。
不等粒结构:岩石中同种主要矿物颗粒大小不等。
斑状及似斑状结构:组成岩石的主要矿物颗粒大小相差悬殊,粗大的称为斑晶,细小的称为基质。当基质是隐晶质或玻璃质时叫斑状结构,基质是显晶质时叫似斑状结构。
六、岩浆岩的主要矿物成分
组成岩浆岩的矿物种类繁多,但其中最主要的是橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英等七种。后三种含SiO2和 Al2O3较高,不含铁镁,颜色较浅,所以又叫浅色矿物;前四种含铁较高,含SiO2较低,颜色较深,呈黑或暗绿,所以又叫暗色矿物。这七种矿物在不同种类岩石中组合和相对含量都不相同,故在岩浆岩鉴定时,主要任务之一就是正确鉴定出岩石中这些矿物的种类及其相对含量。
暗色矿物和浅色矿物的相对含量随岩石而异。一般说来,暗色矿物越多,岩石颜色越深,比重较大,岩石偏向基性;浅色矿物越多;岩石颜色越浅,比重较小,岩石趋于酸性。例如,暗色矿物含量在橄榄岩中超过90%,辉长岩中40-50%,闪长岩中20-30%,花岗岩中常小于10%。
在鉴定矿物时,特别要注意岩石中辉石与角闪石,斜长石与钾长石的区别以及石英的有无及含量。岩石中辉石一般呈粒状、短柱状,断面近似正方形或圆形,多出现于超基性岩中。角闪石则呈长柱状,断面近似菱形或椭圆形,多出现于中酸性岩石中。斜长石一般为灰白色,窄板状,有时可见明暗相间的聚片双晶;钾长石则易成浅肉红色,宽板状,有时可见半明半暗的卡斯巴双晶。石英在岩石中一般呈浅灰色,粒状,因无解理面呈不平坦断口,断口油脂光泽,且易与钾长石共生。
七、肉眼鉴定岩浆岩的方法
主要是从岩石的颜色、矿物成分、结构和构造四个方面进行。
岩浆岩的颜色主要取决于岩石中SiO2含量多小,一般SiO2含量多,浅色矿物多,岩石呈现白色、深灰色、肉红色等浅色;SiO2含量少时,暗色矿物多,岩石呈深灰、绿、黑色等深色;因此根据岩石颜色和主要矿物成分,可划分出岩浆岩的大类——即酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩,观察岩浆岩的颜色时宜远观,看其总体色调。需要注意的是非晶质的喷出岩中则不能用岩石的颜色来定岩石的酸、中、基。如黑耀岩为酸性,但为黑色。
再根据岩石的结构、构造确定它属于深成岩、浅成岩、还是喷出岩。然后按岩浆岩分类简表上纵横栏交汇即初步确定出岩的名称。
岩石中的中、粗粒矿物一般可直接用肉眼观察,颗粒较小的细较小的细粒结构常借助于放大镜,以便较准确地识别矿物成分。
八、常见岩浆岩的特征
橄榄岩:超基性深成侵入岩,一般呈绿色或黑绿色,中粒一粗粒结构,块状构造。主要由大致等量的橄榄石和辉石组成,可含少量角闪石、黑云母等,没有石英,橄榄石含量达90%以上者叫纯橄榄岩,<40%者向辉石岩过渡。岩石常受蛇纹石化,并含磁铁矿等金属矿物。
辉石岩:是一种几乎全部由辉石>(>90%)组成的超基性深成侵入岩,可含少量橄榄石、角闪石、磁铁矿等金属矿物,辉石晶粒粗大,橄榄石镶嵌其间,颜色暗棕或灰黑,结构构造与橄榄岩相似。
苦橄岩:苦橄岩为超基性岩的喷出岩,呈淡绿色至黑色。隐晶质结构,块状构造,有时具气孔或杏仁构造。主要由橄榄石(50-70%)和辉石(<40%)组成,可含少量基性斜长石、普通角闪石。若具斑状结构,则称苦橄玢岩。自然界分布较少,常与玄武岩共生,多产于玄武岩底部附近。
辉长岩:基性深成侵入岩,中粒至粗粒结构,块状结构。主要矿物成分是斜长石和辉石,次要矿物有角闪石、橄榄石等,暗色矿物与浅色矿物含量大致相等。
辉绿岩:基性浅成岩。暗绿或黑绿色,矿物成分与辉长岩相似,但粒较细,长条形斜长石自形程度好,辉石以它形充填其间,为辉绿结构。具斑状结构者称辉绿玢岩。
玄武岩:是分布广泛的基性喷出岩。黑色、黑灰色或暗紫色,气孔构造和杏仁构造发育,斑状结构或隐晶质结构,一般常见的斑晶为长条形斜长石、橄榄石(可蚀变为褐红色伊丁石或蛇纹石)或辉石,而角闪石、黑云母少见,玄武岩常具柱状节理,若为水下喷发的,易形成枕状构造。
闪长岩:中性深成侵入岩,浅灰一灰白色,等粒中粒结构,块状构造,主要矿物为白色斜长石和普通角闪石(20-30%),有时暗色矿物以黑云母或辉石为主,石英含量很少(<5%)或没有。
安山岩:中性喷出岩,分布比闪长岩广泛,灰绿色、紫红色等。块状构造或气孔构造,杏仁构造,气孔不如玄武岩发育,基质为隐晶质。斑晶多为斜长石(常具聚片双晶)及角闪石,有时暗色矿物为辉石或黑云母。
闪长玢岩:成分与闪长岩相似的中性浅成岩,主要区别是呈脉状产出,斑状结构,斑晶常为角闪石或斜长石。
花岗岩:是分布广泛的一种酸性深成侵入岩。一般呈灰白、浅肉红色,细一粗粒结构,似斑状结构,块状构造。主要由钾长石、斜长石和石英组成,其中钾长石含量多于斜长石,石英含量20-50%。暗色矿物含量在10%以下,主要为黑云母或角闪石。
花岗斑岩:成分与花岗岩相似的浅成岩,斑状结构。斑晶主要为钾长石和石英,有时也黑云母、角闪石;基质成分与斑晶相似,但为微晶隐晶质。
流纹岩:酸性喷出岩。岩石呈粉红,浅紫红色等。具气孔、杏仁、流纹构造,斑状结构。斑晶主要是石英,透长石或正长石及斜长石,暗色矿物少见。基质较细,属隐晶质。
沉积岩的肉眼鉴定
一、沉积岩的颜色
沉积岩颜色往往反映了岩石的成分和生成的环境。白色的沉积多为纯净的高岭土、石英、盐类等成分组成;深灰色到黑色一般说明岩石中含有有机质成分或分散状硫化铁等杂质,是在还原环境下生成的岩石;肉红色或深红色的岩石可能含有较多的正长石或氧化铁,含三价铁氧化物的沉积岩是在氧化环境下生成;含二价铁的硅酸盐组成绿色沉积岩,代表弱氧化或弱还原条件。
二、沉积岩的构造
沉积岩的构造是指沉积岩中物质成分的分布特点及排列方式。沉积岩的一个重要特点是有层状构造,即层理和层面构造。
1、层理构造:层理构造是沉积岩特有的构造。它是区别于岩浆岩和变质岩的主要标志之一,它在外观上是由于上下沉积物的颗粒大小、成分、颜色和形状不同而显示出来的成层现象。层与层之间的接触面称为层面,每个单层厚度不等,它可以分为:
块状层:单层厚度>1m
厚层:单层厚度0.5-1m
中厚层:单层厚度0.1-0.5m
薄层:单层厚度0.01-0.1m
极薄层:单层厚度<0.01m
按形状还可以分为:平行层理
斜层 理
交错层理
波状层理
递变层理
2、层面构造:是各种地质作用在沉积物层面上留下的痕迹,可以帮助我们了解沉积岩形成的条件,主要的层面构造有:波痕、泥裂、雨痕、虫迹等。
波痕:系运动介质(流水、波浪、风)在砂质等非粘土沉积物层面上形成的一种波状起伏构造,它由一系列近于平行的呈线性延长的波峰和波谷组成,波形对称或不对称,延长方向一般垂直于介质运动方向。
泥裂:泥质或灰泥质沉积物因曝晒所发生的收缩龟裂纹,平面上呈不规则网格状,剖面上常呈“V”形,并为上覆沉积物充填。
雨痕:偶尔阵雨降落在泥质沉积物表面,撞击形成的小凹穴,呈圆形成椭圆形。
3、生物构造
含化石构造:岩石中包存了石化的生物遗体。
生物遗迹构造:是指保存在沉积层面上及层内的生物活动的痕迹。(虫孔、虫迹、足迹)。
4、化学成因构造:
结核构造:是一种成分、结构或颜色与围岩截然不同的矿物包裹体。成因可分为同生结核、成岩结核和后生结核。
缝合线构造:是碳酸盐岩石常见的一种构造,它在岩石剖面中呈锯齿状曲线,像动物头盖骨中的缝合线而得名,层面上是一个起伏不平的面。
三、沉积岩的结构
沉积岩的结构是指组成沉积岩的物质结晶程度、颗粒大小、形状及其相互关系。结构与沉积成因紧密相关,可分为碎屑岩所具有的碎屑结构;化学岩所见的化学结构;泥质岩特有的泥质结构;以及生物成因的生物结构等。
碎屑结构:由各种碎屑物质和胶结构所组成。按碎屑大小又可分为:
砾状结构:碎屑直径大于2mm。
砂状结构:碎屑直径介于0.05-2mm之间。
粉砂状结构:碎屑直径介于0.005-0.05mm之间。
泥质结构:由各种粘土矿物组成,质点大小皆小于0.005mm。
化学结构:矿物是通过胶体溶液或真溶液中以化学方式沉淀而生成的结构。它可以是隐晶的,也可以是显晶的。
生物结构:岩石中几乎全部或大部分由生物遗体(如贝壳等)组成。
四、沉积岩的物质成分
组成沉积岩的物质成分中常见的有矿物、岩屑、有机质和胶结物四种。
沉积岩中常见矿物有二十多种,一类为母岩风化后经搬运沉积下来的碎屑矿物。如石英、正长石、白云母等,另一类为沉积过程中新生矿物。如粘土、方解石等。
岩屑:是母岩经剥蚀搬运沉积下来的岩石碎屑。
有机质:如生物碎屑。
胶结物;胶结碎屑的物质。见的胶结物有硅酸盐、氧化硅、氧化铁、泥质,即钙质、硅质、铁质、泥质四种胶结物。根据硅质硬度大、泥质较松软、钙质加稀盐酸起泡、铁质呈红褐色(三价铁)或灰绿色(二价铁)等特征,可将上述四种胶结物区别开。
五、沉积岩的分类及常见的沉积岩
按成因可以分为:碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩、火山碎屑岩四大类,见沉积岩分类简表。
碎屑岩:碎屑物质以机械方式沉积,经胶结物胶结形成的岩石。
粘土岩:由粘土矿物及微小的碎屑物质组成。
化学及生物化学岩类:由化学方式在生物参与的作用下沉积形成的岩石。
火山碎屑岩:由落到地面上的火山碎屑物经胶结的成岩作用所形成的岩石。
沉积岩分类简类
分类
碎屑岩
火山碎屑岩
粘土岩
化学岩及生物化学岩
结构
碎屑结构
碎屑结构
泥质结构
生物结构或化学结构
砾状
结构
(>2mm)
砂状结构(2-0.05mm)
粉砂状结构
(0.05-0.005mm)
粒径
>100mm
粒径2-100mm
粒径
<2mm
粒径
<0.005mm
岩石名称
砾岩
砂岩
粉砂岩
集块岩
火山角
砾岩
凝灰岩
粘 土
泥 岩
页 岩
铝质岩、铁质岩、锰质岩、硅质岩、磷质岩、盐岩、碳酸盐岩(石灰岩、白云岩、生物灰岩)、可燃性有机岩(煤、石油)
六、沉积岩的肉眼鉴定方法及步骤:
1、首先观察岩石的颜色。
2、根据组成岩石成分的颗粒形态、大小及排列关系鉴定岩石属哪种结构,若是碎屑岩要认真观察它的胶结物的种类及胶结方式,及碎屑颗粒的大小、形态等。
3、根据岩石的外貌特征鉴定岩石的构造。
4、观察和鉴定岩石的物质成分特征,并估计其含量。
5、根据岩石的成分、结构构造,确定岩石类型并给岩石定名。
七、 一些常见沉积的简要特征
碎屑岩类
砾岩:粒径大于2mm的碎屑占50%以上,具砾状结构,层理发育差。砾石一般为圆或次圆状者称砾岩,砾石呈棱角和次棱角状者称角砾岩。主要由一种砾石成分(含量75%)组成的砾岩,称单成分砾岩,这样的砾岩一般分选性和磨圆度均好,如石英砾岩。砾石成分复杂者称复成分砾岩,一般分选不良,圆度变化也大。砾岩的胶结物有硅质、钙质、铁质和泥质等。
砂岩:粒径介于2-0.05mm之间的砂粒占50%以上,具砂状结构,各类层理均可发育,胶结物多硅质、钙质、铁质及泥质等。按砂粒大小可分为粗粒砂岩(粒径2-0.5mm)、中粒砂岩(粒径0.5-0.25mm)、和细粒砂岩(粒径0.25-0.05mm)。按成分又可分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩。石英砂岩中石英含量占75%以上,甚至95%以上,一般磨圆度高,分选好,颜色浅。长石砂岩中石英含量<75%,长石含量>25%,浅红色到浅灰色,圆度较差,分选中等或差。岩屑砂岩中石英含量<75%,岩屑含量>25%,甚至>60%,颜色深,圆度和分选都很差。
粉砂岩:粒径介于005-0.005mm的碎屑粒占50%以上,具粉砂状结构,多呈薄层状,水平或微波状层理,颗粒细小,肉眼难以辨认,放大镜下可识别石英颗粒或少量白云母。岩石断面粗糙,无滑感,可与粘土岩相区别。黄土则是未固结的粉砂,呈土黄色,松散状,层理不清,主要由石英、长石等粉砂组成,含粘土矿物及碳酸钙结核。
泥质岩类:分布最广的一类沉积岩,均为泥质结构,并常具水平层理,主要由各种粘土矿物组成。通常按固结程度分为以下三种:
粘土:未固结或弱固结的泥质岩,具吸水性和可塑性,在水中易泡软。单矿物粘土有高岭石粘土、蒙脱石粘土、水云母粘土等,但自然界多数为复矿物粘土。
泥岩:固结较紧的泥质岩,呈块状,吸水性和可塑性极弱,在水中不易泡软。成分较复杂,多水云母,含粉砂。
页岩:固结很好的泥质岩,成页片层,无吸水性和可塑性,水中不能泡软,可按其所含次要成分进一步命名,如炭质页岩、钙质页岩等。
化学岩及生物化学岩类:这类岩石结构多样,有碎屑结构和生物结构,但以化学结构为主。由于岩石多数为非晶质或隐晶质,肉眼不能分辩矿物颗粒,因此,要注意区分岩石种类众多的化学成分和矿物成分。其中主要的岩石种类有以下几种:
碳酸盐岩:主要由钙镁的碳酸盐组成,分布广泛,在沉积岩中仅次于页岩和砂岩,结构以碎屑结构和化学结构为主,最主要的岩石有石灰岩和白云岩。
石灰岩:主要由方解石组成,常呈灰或灰白色,由于含有机质多少不等,颜色可由浅灰到黑色,一般较致密,断口呈贝壳状,硬度不大,加稀盐酸起泡剧烈。常因结构不同而给予不同的名称,如豹皮灰岩、鲕状灰岩和竹叶状灰岩等。灰岩中常含有粘土矿物、硅质等杂质,含量较多时称为泥灰岩、硅质灰岩等。
白云岩:主要由白云石组成,与灰岩相似,所不同者是白云岩加稀盐酸可起泡微弱,肉眼不易观察,但可耳闻咝声,其粉末加稀盐酸可起泡。
铁质岩:含有大量铁的氧化物、碳酸盐或硫化物的岩石,如果其中铁矿物含量高,达到工业要求时则可成为铁矿石,如赤铁矿,菱铁矿岩。
锰质岩:富含锰的氧化物或碳酸盐,在成因及分布特点上皆与铁质岩相似,但其量少于铁质岩,锰质岩加H2O2强烈起泡。
硅质岩:由生物或化学成因的二氧化硅组成,分布上仅次于碳酸盐岩,常见的岩石有碧玉岩和燧石岩等,颜色多呈灰白色—灰—灰黑色,隐晶质,致密坚硬,不易氧化。
磷质岩:含大量磷酸钙的沉积岩,目前把含P2O5为8-19.5%的含磷岩石称为磷质岩,P2O5含量大于19.5%者(相当于含50%磷灰石,称为磷灰石)称为磷块岩,磷质岩颜色较深,结构构造与碳酸盐相似,常见的岩石有结核磷块岩和层状磷块岩。
铝质岩:富含氧化铝(Al2O3>SiO2)和铝的氢氧化物矿物的岩石,铝质岩常呈灰色,矿物成分难辨,常见的结构有泥质结构,粉砂质结构,外貌上与泥质岩相似,但铝质岩的硬度及比重较大,有时有磁性,若铝质岩中Al2O3>40%,Al2O3:SiO2>2:1时,称铝土矿。根据成因可分为红土地型铝土矿和沉积型铝土矿两种。
蒸发岩:又称盐类岩、盐岩,主要由钾、钠、钙、镁的氯化物或硫酸盐类矿物组成,产于炎热干燥环境的泻湖及盐湖中,以化学结构为主,易深解、质软、易变形、破碎。常见的有盐岩、钾盐、石膏等。
可燃有机岩:主要由碳及碳氢化合物组成,主要有泥炭、煤、石油、油页岩及沥青等。油页岩一般呈棕黑色,质地细致,比重轻(1.3-1.8),富弹性,坚韧而不易破碎,小刀可削成薄片卷起,以指甲刻划可出现油脂光泽的刻痕。
集块岩:岩石中的火山碎屑大于100mm者占50%以上,常混有火山角砾、火山灰等,分选性差。
火山角砾岩:主要由直径2-100mm的火山喷发碎屑构成,胶结物一般为凝灰质。碎屑多为中一酸性熔岩角砾和其它岩石角砾,分选性差,层理不明显。
凝灰岩:是分布最广的一种火山碎屑岩,主要由直径小于2mm的火山灰组成,一般具有层理。碎屑以中酸性的晶屑、玻屑为主,呈各种较浅的颜色,表面具粗糙感。
变质岩的肉眼鉴定
一、变质岩的矿物成分
变质岩是由岩浆岩和沉积岩变质而形成的,因而矿物组成既与岩浆岩、沉积岩有密切的关系,又可形成一些新的矿物组合。矿物种类比岩浆岩、沉积岩更为复杂多样。
岩浆岩中的主要矿物(长石、石英、云母、角闪石、辉石等)往往也是变质岩的主要矿物,但在相对含量上差别可能很大。例如,岩浆岩中石英含量一般不超过30-40%,而在变质岩中可很高,甚至超过90%;在富含石英、长石的岩浆岩中,暗色矿物一般不超过20-30%,而在变质岩中可超过50%。沉积岩的典型矿物(如粘土、盐类矿物)除方解石、白云母等以外,只能在浅变质时作为残余矿物存在。
除继承矿物外,变质作用能形成特有的、只有在变质岩中才大量存在的变质矿物,变质矿物的种类与变质程度有关。属于低级变质的矿物主要有绢云母、绿泥石、蛇纹石、红柱石、滑石等;属于中级变质的矿物主要有云母、硬绿泥石、透闪石、阳起石、绿帘石、蓝晶石等;属于中-高级变质的有石榴石、透辉石、斜长石等;属于高级变质的有夕线石,紫苏辉石及正长石等。
二、变质岩的结构
变质岩的结构类型很多,按其成因可分为四大类,每类又有多种结构,现简述如下:
1、变余结构:是浅变质岩中常见的结构,它仍保留原来沉积岩、岩浆岩的结构。如变余砾(砂)状结构、变余泥质结构、变余斑状结构等。
2、变晶结构:在变质过程中经重结晶作用和变晶作用所形成的结构。它与岩浆岩的晶质结构虽有相似性,但也存在差异点。变晶结构的晶粒一般为全晶质;除变斑晶外,晶粒一般呈他形或半自形;各种矿物无明显的生成先后次序;柱状、片状矿物等呈定向排列或见粒状结构被拉长。常见的变晶结构有:粒状(花岗)变晶结构:由粒状矿物(长石、石英或方解石等)所组成,变晶矿物颗粒大小相近,似花岗岩结构。
角岩结构:泥质岩石经接触热变质形成的细粒变晶结构。
鳞片变晶结构:主要由云母、绿泥石、滑石等片状矿物组成。如与粒状矿物相结合,则可称鳞片粒状变晶结构。
纤维变晶结构:主要由阳起石、透闪石、夕线石等纤维状、长柱状矿物组成,当它们与粒状矿物相结合时,称纤维粒状变晶结构。
斑状变晶结构:变质过程中由于结晶能力的差异,形成颗粒较大,自形程度较高的变斑晶,如:石榴子石、红柱石、蓝晶石等。其基质的结构各异,从变余结构到粒状变晶结构等。
3、交代结构:在交代作用过程中形成,主要发育于高级变质岩和混合岩中,一般要在显微镜下才能看清,故本次实习不观察。
4、压碎结构:岩石在低温下受定向压力作用发生破碎面形成,是动力变质岩的典型特征。按破裂程度可分:碎裂结构、碎斑结构和糜棱结构等。
三、变质岩的构造
变质岩的构造按成因可分三大类,在各大类中还可分出若干种构造,常见的有:
1、变余构造:指变质作用后保留下来的原岩构造,如变余层理构造、变余气孔(杏仁)构造、变余流纹构造等。
2、变成构造:指变质过程中形成的构造,是变质岩中常见的、最具特征性的构造。常见的有:
板状构造:泥质(或粉砂质硅质)岩石在低温、高压条件下形成的平等破裂面,板理面光滑平整,由于原岩的矿物基本上未重结晶,故只有少量绢云母、绿泥石等在板理面上呈弱丝绢光泽。
千枚状构造:结晶程度较板状构造强,但肉眼尚不能分辨矿物颗粒;裂开面比较密集,不平整,表面有皱纹,并有强烈丝绢光泽。
片状构造:变质过程中所形成的片状、长柱状矿物平等排列构成片理面,片理面可以较平直,也可波状弯曲。
片麻状构造:部分成定向排列的片状或柱状矿物在长石、石英等粒状矿物中成断续分布、称片麻状构造。岩石不易沿片麻理方向裂开成平整的面。若片柱状矿物和粒状矿物分别集中,则可形成粒度不同或色调不同的条带状构造。
块状构造:岩石中各种矿物无定向排列,各部分大致均匀,如石英岩、大理岩等。
3、混合岩构造:混合岩化过程中,由脉体和基体两部分相互作用所形成。常见的有眼球状构造、条带状构造、肠状构造等,它们反映了混合岩化作用的强度。
四、常见变质岩的特征
大理岩:碳酸盐类的岩石(石灰岩和白云岩)经热接触变质或区域变质,矿物重结晶形成,一般呈白色,块状构造,花岗变晶结构。如果岩石虽有重结晶而无明显退色者称结晶灰岩。
大理岩中碳酸盐矿物占50%以上,由于原岩中多含杂质,故可形成各种钙镁硅酸盐矿物,如硅灰石、透闪石、蛇纹石等,它们也可参加命名,如蛇纹石大理岩等。
石英岩:石英砂岩等硅质岩石经区域变质或热接触变质,重结晶形成,岩石的颜色、结构、构造与大理岩相同,但硬度大于小刀,石英含量占70%以上,可含少量(<10%)的长石和因杂质造成的其它矿物,如云母、绿泥石、角闪石等。含铁石英岩是其重要变种,除石英外,含有数量不等的粒状磁铁矿和片状赤铁矿。
角岩:是泥质、粉砂质、砂质沉积岩的热变质产物。岩石一般呈深色,细粒、致密坚硬,具角岩结构或斑状变晶结构,断面光滑平整或呈贝壳状,富铝粘土岩变质形成的角岩常有红柱石斑晶,称红柱石角岩;由砂岩等变质形成的称长英质角岩。
矽卡岩:主要是在中酸性侵入岩和碳酸盐岩石接触带附近,由接触交代作用所形成。岩石主要由石榴石和透辉石及某些其它钙铁硅酸盐矿物组成。外表特征多变,颜色主要取决于矿物成分,常分为暗色、暗绿色或暗棕色等,不等粒的花岗变晶结构或斑状变晶结构,块状构造或条带状构造。矽卡岩中常有多种金属矿物存在,如磁铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白钨矿等。
云英岩:主要是花岗质岩石遭受高温气体和热液交代作用形成,常呈浅色,块状构造,花岗变晶或磷片花岗变晶结构,显微镜下可见交代结构。矿物成分以石英(50-90%),白云母为主,并常见黄玉、电气石等高温气成矿物,有时含黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿等金属矿物。
板岩:由泥质、粉砂质或凝灰质岩石经轻度区域变质作用形成。变余泥质或粉砂质结构,板状构造,板理面平整,有时尚可见变余层理构造,除板理面偶见细小不均匀的绢云母、绿泥石、石英外,以隐晶质为主,并有大量残留的泥质和粉砂。硅质含量高者可形成硅板岩。
千枚岩:变质前的原岩与板岩相同,变质时遭受较强应力,变质程度较板岩稍深。原岩几乎全部重结晶,但新生矿物颗粒很细,肉眼难于辨别,为细粒磷片变晶结构,千枚状构造,薄的片理面上常见小的皱纹和微细绿泥石和绢云母的丝绢光泽,有时可见变斑晶。
片岩:由泥质、砂质等岩石变质形成,变质程度比千枚岩更深。矿物成分肉眼可辨认,主要由片状物(云母、绿泥石、滑石)、柱状矿物(角闪石等)和粒状矿物(石英、长石等)组成,其中片状、柱状矿物至少大于30%,长石小于25%。鳞片变晶结构或斑状变晶结构,有明显的片理结构。岩石可按主要矿物成分命名,如云母片岩、绿泥石片岩等。
片麻岩:由各种岩石经较深变质作用形成,具中粗粒花岗变晶结构,片麻状状构造。矿物成分中除含有构成片麻状构造的片状或柱状矿物外,长英质矿物含量大于50%,且长石多于石英。命名时可按特征矿物+主要片状或柱状矿物 +长石种类+片麻岩的方式进行,如石榴黑云母斜长片麻岩;若无特征矿物,长石种类肉眼不能鉴别,这两项可不参加命名。
动力变质岩:由动力变质作用形成,主要分布在断裂破碎带。按变形性质不同分为碎裂岩和糜棱岩两大系列,前者以脆性变形为主,其显著特征是岩石无定向或具弱定向构造,以裂隙为主,无或少有重结晶作用;后者以塑性变形为主,其主要特征是岩石具定向构造(如梳状构造、片理构造等),并具有结晶作用。
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