岩石
第二节、 岩石
自然界有各种各样的岩石,按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
一、岩浆岩
岩浆岩的形成:
地壳下部,由于放射性元素的集中,不断地蜕变而放出大量的热能,使物质处于高温(1000"C以上)、高压(上部岩石的重量产生的巨大压力)的过热可塑状态。成分复杂,但主要是硅酸盐,并含有大量的水汽和各种其他的气体。当地壳变动时,上部岩层压力一旦减低,过热可塑性状态的物质就立即转变为高温的熔融体,称为岩浆。岩浆内部压力很大,不断向地壳压力低的地方移动,以致冲破地壳深部的岩层,沿着裂缝上升。上升到一定高度,温度、压力都要减低。当岩浆的内部压力小于上部岩层压力时,迫使岩浆停留下,冷凝成岩浆岩。
岩浆的成分:
主要有SiO2、TiO2、A1203、Fe203、FeO、MgO、 MnO、CaO、K2O、Na2O等。
依其含SiO2量的多少,分为:
基性岩浆:特点是富含钙、镁和铁,而贫钾和钠,粘度较小,流动性较大。
酸性岩浆:富含钾、钠和硅,而贫镁、铁、钙,粘度大,流动性较小。
岩浆岩的分类:(成岩的地质环境)
(1)   深成岩:
岩浆侵入地壳某深处(约距地表3km)冷凝而成的岩石。由于岩浆压力和温度较高,温度降低缓慢,组成岩石的矿物结晶良好。
(2)   浅成岩:
岩浆沿地壳裂缝上升距地表较浅处冷凝而成的岩石。由于岩浆压力小,温度降低较快,组成岩石的矿物结晶较细小。
(3)   喷出岩:
岩浆沿地表裂缝一直上升喷出地表,这种活动叫火山喷发
,对地表产生的一切影响叫火山作用,形成的岩石叫喷出岩。在地表的条件下,温度降低迅速,矿物来不及结晶或结晶较差。肉眼不易看清楚。
岩浆岩的产状:
是反映岩体空间位置与围岩的相互关系及其形态特征。由于岩浆本身成分的不同,受地质条件的影响,岩浆岩的产状大致有下列几种:
岩基:
深成巨大的侵入岩体,范围很大,常与硅铝层连在一起。形状不规则,表面起伏不平。与围岩成不谐和接触,露出地面大小决定当地的剥蚀深度。
岩株:
与围岩接触较陡,面积达几平方公里或几十平方公里,其下部与岩基相连,比岩基小。
岩盘:
岩浆冷凝成为上凸下平呈透镜状的侵入岩体,底部通过颈体和更大的侵入体连通,直径可大至几千米。
岩床:
岩浆沿着成层的围岩方向侵入,表面无凸起,略为平整,范围一米至几米。
岩脉:
沿围岩裂隙冷凝成的狭长形的岩浆体,与围岩成层方向相交成垂直或近于垂直。另外,垂直或大致垂直地面者,称为岩墙。
(一)岩浆岩的矿物成分
组成岩浆岩的矿物,根据颜色,可分为浅色矿物和深色矿物两类:
浅色矿物: 有石英、正长石、斜长石及白云母等。
深色矿物: 有黑云母、角闪石、辉石及橄榄石等。
根据SiO2的含量,岩浆岩可分为下面几类:
(1)酸性岩类
(SiO2含量>65%):
矿物成分以石英、正长石为主,并含有少量的黑云母和角闪石。岩石的颜色浅,比重轻。
(2)中性岩类
(SiO2含量65%~52%):
矿物成分以正长石、斜长石、角闪石为主,并含有少量的黑云母及辉石。岩石的颜色比较深,比重比较大。
(3)基性岩类
(SiO2含量52%~45%):
矿物成分以斜长石、辉石为主,含有少量的角闪石及橄榄石。岩石的颜色深,比重也比较大。
(4)超基性岩类
(SiO2<45%):
矿物成分以橄榄石、辉石为主,其次有角闪石,一般不含硅铝矿物。岩石的颜色很深,比重很大。
(二)岩浆岩的结构和构造
(1) 结构
岩浆岩的结构,是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒的大小、形状及其相互结合的情况。岩浆岩的结构特征,是岩浆成分和岩浆冷凝时物理环境的综合反映。
结晶程度上:
半晶质结构:
岩石由结晶的矿物颗粒和部分未结晶的玻璃质组成
全晶质结构:
岩石全部由结晶的矿物颗粒组成
非晶质结构:
岩石全部由熔岩冷凝的玻璃质组成(玻璃质)
颗粒大小上:
相对大小:
等粒结构(全晶质):同一种矿物的结晶颗粒大小近似者
似斑状结构(全晶质):岩石中的同一种主要矿物,其结晶颗粒如大小悬殊
斑状结构(半晶质):由结晶颗粒和基质组成
绝对大小(针对全晶质结构中):
粗粒结构:矿物的结晶颗粒大于5mm;
中粒结构:矿物的结晶颗粒5~2mm;
细粒结构:矿物的结晶颗粒2~0.2mm;
微粒结构:矿物的结晶颗粒小于0.2mm。
注:似斑状结构岩石中,晶形比较完好的粗大颗粒称为斑晶,小的结晶颗粒称为石基。
(2)构造
岩浆岩的构造:
是指矿物在岩石中的组合方式和空间分布情况。构造的特征,主要取决于岩浆冷凝时的环境。
岩浆岩最常见的构造主要有:
块状构造
、流纹状构造
、气孔状构造
、杏仁状构造
块状构造:矿物在岩石中分布杂乱无章,不显层次,呈致密块状。如花岗岩、花岗斑岩等一系列深成岩与浅成岩的构造。
流纹状构造:由于熔岩流动,由一些不同颜色的条纹和拉长的气孔等定向排列所形成的流动状构造。这种构造仅出现于喷出岩中,如流纹岩所具的构造。
气孔状构造:岩浆凝固时,挥发性的气体未能及时逸出,以致在岩石中留下许多圆形、椭圆形或长管形的孔洞。气孔状构造常为玄武岩等喷出岩所具有。
杏仁状构造:岩石中的气孔,为后期矿物(如方解石、石英等)充填所形成的一种形似杏仁的构造。如某些玄武岩和安山岩的构造。气孔状构造和杏仁状构造,多分布于熔岩的表层。
(三)常见的岩浆岩
(1)岩浆岩的分类及其鉴定方法
岩浆岩的分类:
根据岩浆岩的形成条件、产状、矿物成分和结构、构造等方面,将岩浆岩分为三大类:即深成岩、浅成岩、喷出岩,每类中又根据成分的不同又可分出具体的各类,见表1-3。
岩浆岩的肉眼鉴定方法:
确定岩浆岩的产状:对岩石标本鉴定之前,首先了解它的野外产状。
观察岩石的结构、构造,如等粒块状为深成的花岗岩。
确定矿物成分:根据矿物的颜色、晶形、解理等特征,初步确定几种主要的造岩矿物,判断出哪些是主要矿物,哪些是次要矿物,大致目估各种矿物的颗粒大小及百分含量。在观察矿物成分时首先观察与鉴定浅色矿物,如有石英,当数量较多时,则该岩石为酸性岩,再看长石存在的情况,如不含长石,即为无长石的岩应属超基性岩类。此时,若暗色矿物以橄榄石为主的为橄榄岩,若以辉石为主的则为辉岩。如果岩石含长石,必须定出是正长石还是斜长石,确定主次,以区分酸性、中性或基性岩。
按次序说,观察岩石整体的颜色要优先于岩石的结构构造、矿物成分及其他特征。
鉴定岩浆岩时,必须注意岩石的风化面的颜色,往往风化面的颜色不代表岩石的本色,风化严重的岩石必须打开新鲜面进行观察,这样才能确定其真正的本色。
在现场对岩石鉴定时,只是初步的鉴定,要准确地定出岩石名称,必须结合室内仪器鉴定,只有经室内外综合研究,最后才能作出正确的分类定名。
(2)常见的岩浆岩
1、 酸性岩类
花岗岩:是深成侵入岩。多呈肉红色、灰色或灰白色。矿物成分主要的为石英和正长石,其次有黑云母、角闪石和其他矿物。全晶质等粒结构(也有不等粒或似斑状结构),块状构造。根据所含深色矿物的不同,可进一步分为黑云母花岗岩、角闪石花岗岩等。花岗岩分布广泛,性质均匀坚固,是良好的建筑石料。
花岗斑岩:是浅成侵入岩。成分与花岗岩相似,所不同的是具斑状结构,斑晶为长石或石英,石基多由细小的长石、石英及其他矿物组成。
流纹岩:是喷出岩,呈岩流产出。常呈灰白、紫灰或浅黄褐色。具典型的流纹构造,斑状结构,细小的斑晶常由石英或长石组成。在流纹岩中很少出现黑云母和角闪石等深色矿物。
2、中性岩类
正长岩:是深成侵入岩。肉红色、浅灰或浅黄色。全晶质等粒结构,块状构造。主要矿物成分为正长石,其次为黑云母和角闪石,一般石英含量极少。其物理力学性质与花岗岩相似,但不如花岗岩坚硬,且易风化。
正长斑岩:是浅成侵入岩,与正长岩所不同的是具斑状结构,斑晶主要是正长石,石基比较致密。一般呈棕灰色或浅红褐色。
粗面岩:是喷出岩。常呈浅灰、浅褐黄或淡红色。斑状结构,斑晶为正长石,石基多为隐晶质,具细小孔隙,表面粗糙。
闪长岩:是深成侵入岩。灰白、深灰至黑灰色。主要矿物为斜长石和角闪石,其次有黑云母和辉石。全晶质等粒结构,块状构造。闪长岩结构致密,强度高,且具有较高的韧性和抗风化能力,是良好的建筑石料。
闪长斑岩:是浅成侵入岩。灰色或灰绿色。成分与闪长岩相似,具斑状结构,斑晶主要为斜长石,有时为角闪石。岩石中常有绿泥石、高岭石和方解石等次生矿物。
安山岩:是喷出岩。灰色、紫色或灰紫色。斑状结构,斑晶常为斜长石。气孔状或杏仁状构造。
3、基性岩类
辉长岩:是深成侵入岩。灰黑至黑色。全晶质等粒结构,块状构造。主要矿物为斜长石和辉石,其次有橄榄石。角闪石和黑云母。辉长岩强度高,抗风化能力强。
辉绿岩:是浅成侵入岩。灰绿或黑绿色。具特殊的辉绿结构(辉石充填于斜长石晶体格架的空隙中),成分与辉长岩相似,但常含有方解石、绿泥石等次生矿物。强度也高。
玄武岩:是喷出岩。灰黑至黑色。成分与辉长岩相似。呈隐晶质细粒或斑状结构,气孔或杏仁状构造。玄武岩致密坚硬、性脆,强度很高。
二、沉积岩
概况:
沉积岩是在地表和地表下不大深的地方,由松散堆积物在温度不高和压力不大的条件下形成的。它是地壳表面分布最广的一种层状的岩石。
成岩过程:出露地表的各种岩石------风化破坏------形成岩石碎屑、细粒粘土矿物、溶解物质------被流水等运动介质搬运到河、湖、海洋等低洼的地方沉积下来------长期压密、胶结、重结晶等复杂的地质过程------形成了沉积岩。
此外如沉积过程中的生物活动和火山喷出物的堆积,在沉积岩的形成中也有重要的意义。
(一)沉积岩的物质组成和分类
1. 沉积岩的物质组成
碎屑物质:
由先成岩石经物理风化作用产生的碎屑物质组成。(原生矿物的碎屑、岩石的碎屑、火山灰等)。
粘土矿物:
是一些由含铝硅酸盐类矿物的岩石,经化学风化作用形成的次生矿物。这类矿物的颗粒极细(<0.005mm,具有很大的亲水性、可塑性及膨胀性。
化学沉积矿物:
是由纯化学作用或生物化学作用,从溶液中沉淀结晶产生的沉积矿物。如方解石、白云石、石膏、石盐、铁和锰的氧化物或氢氧化物等。
有机质及生物残骸由生物残骸或有机化学变化而成的物质。如贝壳、泥炭及其它有机质等。
2.沉积岩的分类
碎屑岩类:
主要由碎屑物质组成的岩石。其中由先成岩石风化破坏产生的碎屑物质形成的,称为沉积碎屑岩,如砾岩、砂岩及粉砂岩等;由火山喷出的碎屑物质形成的,称为火山碎屑岩,如火山角砾岩、凝灰岩等。
粘土岩类:
主要由粘土矿物及其他矿物的粘土粒组成的岩石,如泥岩、页岩等。
化学及生物化学岩类:
主要由方解石、白云石等碳酸盐类的矿物及部分有机物组成的岩石,如石灰岩、白云岩等。
(二)沉积岩的结构和构造
1、沉积岩的结构
组成物质、颗粒大小及其形状等方面的特点。
(1)    碎屑结构:由碎屑物质被胶结物胶结而成。
按碎屑粒径的大小,可分为:
砾状结构碎屑粒径大于2mm。
磨圆程度分:角砾状结构、砾状结构。
砂质结构碎屑粒径介于2~0.05mm之间。
2~0.5mm,为粗粒结构,如粗粒砂岩;
0. 5~0.25mm,为中粒结构,如中粒砂岩;
0.25~0.05mm,为细粒结构,如细粒砂岩。
粉砂质结构碎屑粒径0.05~0.005mm,如粉砂岩。
按胶结物的成分,可分为:
硅质胶结:由石英及其他二氧化硅胶结而成。 颜色浅,强度高。
铁质胶结:由铁的氧化物及氢氧化物胶结而成。 颜色深,呈红色,强度次于硅质胶结。
钙质胶结:由方解石等碳酸钙一类物质胶结而成。 颜色浅,强度比较低,容易遭受侵蚀。
泥质胶结:由细粒粘土矿物胶结而成。 颜色不定,胶结松散,强度最低,容易遭受风化破坏。
(2)泥质结构:几乎全部由小于0.005mm的粘土质点组成。是泥岩、页岩等粘土岩的主要结构。
(3)结晶结构:由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。由沉淀生成的晶粒极细,经重结晶作用晶粒变粗,但一般多小于1mm,肉眼不易分辨。结晶结构为石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构。
(4)生物结构:由生物遗体或碎片所组成,如贝壳结构、珊瑚结构等。是生物化学岩所具有的结构。
3、 沉积岩的构造
是指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。
沉积岩最主要的构造是层理构造。
层理构造:
是沉积岩成层的性质。由于季节性气候的变化,沉积环境的改变,使先后沉积的物质在颗粒大小、形状、颜色和成分上发生相应变化,从而显示出来的成层现象,称为层理构造。
层理分为:水平层理(图1-6a)
、斜层理(图1-6b)
、交错层理(图1-6c)
等。
岩层:
层与层之间的界面,称为层面
。上下两个层面间成分基本均匀一致的岩石,称为岩层。它是层理最大的组成单位。一个岩层上下层面之间的垂直距离称为岩层的厚度。
在短距离内岩层厚度的减小称为变薄;厚度变薄以至消失称为尖灭;两端尖灭就成为透镜体;大厚度岩层中所夹的薄层,称为夹层(图1-7)。
沉积岩内岩层的变薄、尖灭和透镜体,可使其强度和透水性在不同的方向发生变化;松软夹层,容易引起上覆岩层发生顺层滑动。
与岩浆岩的区别:
沉积岩的层理构造、层面特征和含有化石,是沉积岩在构造上区别于岩浆岩的重要特征。
在沉积岩的组成物质中,粘土矿物、方解石、白云石、有机质等,是沉积岩所特有的,是物质组成上区别于岩浆岩的一个重要特征。
(三)常见的沉积岩
1.常见的沉积岩的分类
常见的沉积分类,见表1-4。
2.常见的沉积岩
(1)碎屑岩类
A:火山碎屑岩
火山碎屑岩是由火山喷发的碎屑物质在地表经短距离搬运,或就地沉积而成。由于它在成因上具有火山喷出与沉积的双重性,所以是介于喷出岩和沉积岩之间的过渡类型。
1)火山集块岩
主要由粒径大于100mm的粗火山碎屑物质组成,胶结物主要为火山灰或熔岩,有时为碳酸钙、二氧化硅或泥质。
2)火山角砾岩
火山碎屑占90%以上,粒径一般为2~100mm,多呈棱角状,常为火山灰或硅质胶结。颜色常呈暗灰、蓝灰或褐灰色。
3)凝灰岩
一般由小于2mm的火山灰及细碎屑组成。碎屑主要是晶屑、玻屑及岩屑。胶结物为火山灰等。凝灰岩孔隙性高,重度小,易风化。
B:沉积碎屑岩
沉积碎屑岩又称为正常碎屑岩。是由先成岩石风化剥蚀的碎屑物质,经搬运、沉积、胶结而成的岩石。
常见的有:
1.砾岩及角砾石
砾状结构,由50%以上大于2mm的粗大碎屑胶结而成。由浑圆状砾石胶结而成的称为砾岩;由棱角状的角砾胶结而成的称为角砾岩。角砾岩的岩性成分比较单一,砾岩的岩性成分一般比较复杂,经常由多种岩石的碎屑和矿物颗粒组成。胶结物的成分有钙质、泥质、铁质及硅质等。
2.砂岩
砂质结构,由50%以上粒径介于2~0.05mm的砂粒胶结而成。按砂粒的矿物组成,可分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩等。按砂粒粒径的大小,可分为粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩。胶结物的成分对砂岩的物理力学性质有重要影响。根据胶结物的成分。又可将砂岩分为硅质砂岩、铁质砂岩、钙质砂岩及泥质砂岩几个亚类。硅质砂岩的颜色浅,强度高,抵抗风化的能力强。泥质砂岩一般呈黄褐色,吸水性大,易软化,强度和稳定性差。铁质砂岩常呈紫红色或棕红色,钙质砂岩呈白色或灰白色,强度和稳定性介于硅质与泥质砂岩之间。 砂岩分布很广,易于开采加工,是工程上广泛采用的建筑石料。
3.粉砂岩
粉砂质结构,常有清晰的水平层理。矿物成分与砂岩近似,但粘土矿物的含量一般较高,主要由粉砂胶结而成。结构较疏松,强度和稳定性不高。
(2)粘土岩类
A:页岩
是由粘土脱水胶结而成,以粘土矿物为主,大部分有明显的薄层理,呈页片状。可分为硅质页岩、粘土质页岩、砂质页岩、钙质页岩及碳质页岩。除硅质页岩强度稍高外,其余岩性软弱,易风化成碎片,强度低,与水作用易于软化而丧失稳定性。
B:泥岩:
成分与页岩相似,常成厚层状。以高岭石为主要成分的泥岩,常呈灰白色或黄白色,吸水性强,遇水后易软化。以微晶高岭石为主要成分的泥岩,常呈白色、玫瑰色或浅绿色,表面有滑感,可塑性小,吸水性高,吸水后体积急剧膨胀。
粘土岩夹于坚硬岩层之间,形成软弱夹层,浸水后易于软化滑动。
(3)化学及生物化学岩类
A:石灰岩
简称灰岩。矿物成分以方解石为主,其次含有少量的白云石和粘土矿物。常呈深灰、浅灰色,纯质灰岩呈白色。由纯化学作用生成的具有结晶结构,但晶粒极细。经重结晶作用即可形成晶粒比较明显的结晶灰岩。由生物化学作用生成的灰岩,常含有丰富的有机物残骸。石灰岩中一般都含有一些白云石和粘土矿物,当粘土矿物含量达25%~50%时,称为泥灰岩;白云石含量达25%~50%时,称为白云质灰岩。
石灰岩分布相当广泛,岩性均一,易于开采加工,是一种用途很广的建筑石料。
B:白云岩
主要矿物成分为白云石,也含有方解石和粘土矿物。结晶结构。纯质白云岩为白色,随所含杂质的不同,可出现不同的颜色。性质与石灰岩相似,但强度和稳定性比石灰岩为高,是一种良好的建筑石料。
白云岩的外观特征与石灰岩近似,在野外难于区别,可用盐酸起泡程度辨认。
三、变质岩
变质岩:
是由原来的岩石(岩浆岩、沉积岩和变质岩)在地壳中受到高温、高压及化学成分加入的影响,在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成的新的岩石。
变质作用:
在变质因素的影响下,促使岩石在固体状态下改变其成分、结构和构造的作用,称为变质作用。
变质作用的因素:
高温:
热源为:
一是炽热岩浆带来的热量;
二是地壳深处的高温;
三是构造运动所产生的热。
高温变质:
因为温度升高后,一方面能促使岩石发生重结晶,形成新的结晶结构,如石灰岩发生重结晶作用后晶粒增大,成为大理岩;另一方面还能促进矿物间的化学反应,产生新的变质矿物。
高压:
压力来源为:
一是上覆岩层重量产生的静压力;
二是构造运动或岩浆活动所引起的横向挤压力。
高压变质:
在静压力长期作用下,岩石的孔隙性减小,使岩石变得更加致密坚硬; 会使岩石的塑性增强,比重增大,形成石榴子石等比重大的变质矿物; 使岩石和矿物发生变形和破裂,形成各种破碎构造; 有利于片状、柱状矿物定向生长; 促进新的矿物组合和发生重结晶作用,而形成变质岩特有的片理构造。
新的化学成分的加入
来源:来自岩浆活动带来的含有复杂化学元素的热液和挥发性气体。
变质作用:
在温度和压力的综合作用下,这些具有化学活动性的成分, 容易与围岩发生反应,产生各种新的变质矿物,甚至会使岩 石的化学成分发生深刻的变化。
(一)变质岩的一般特征
1.矿物成分
变质岩的矿物成分:
原来岩石的矿物,如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石等外,变质矿物,如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等。(变质岩特有的变质矿物)
2. 结构和构造
变质岩的结构:和岩浆岩类似,几乎全部是结晶结构。但变质岩的结晶结构主要是经过重结晶作用形成的,所以在描述变质岩的结构时,一般应加"变晶"二字以示区别。如粗粒变晶结构,斑状变晶结构等。
变质岩的构造:主要的是片理构造和块状构造。(片理构造是变质岩所特有的)。比较典型的片理构造有下面几种:
(1)板状构造:片理厚,片理面平直,重结晶作用不明显,颗粒细密,光泽微弱,沿片理面裂开则呈厚度一致的板状,如板岩。
(2)千枚状构造:片理薄,片理面较平直,颗粒细密,沿片理面有绢云母出现,容易裂开呈千枚状,呈丝绢光泽,如千枚岩。
(3)片状构造:重结晶作用明显,片状、板状或柱状矿物沿片理面富集,平行排列,片理很薄,沿片理面很容易剥开呈不规则的薄片,光泽很强,如云母片岩等。
(4)片麻状构造:颗粒粗大,片理很不规则,粒状矿物呈条带状分布,少量片状、柱状矿物相间断续平行排列,沿片理面不易裂开,如片麻岩。
(二)常见的变质岩
1.常见的变质岩分类,见表1.5。
2.常见的变质岩
(1)片理状岩类
片麻岩:具典型的片麻状构造,变晶或变余结构,因发生重结晶,一般晶粒粗大,肉眼可以辨识。片麻岩可以由岩浆岩变质而成,也可由沉积岩变质形成。主要矿物为石英和长石,其次有云母、角闪石、辉石等。此外有时尚含有少许石榴子石等变质矿物。岩石颜色视深色矿物含量而定,石英、长石含量多时色浅,黑云母、角闪石等深色矿物含量多时色深。片麻岩进一步的分类和命名,主要根据矿物成分,如角闪石片麻岩、斜长石片麻岩等。
片麻岩强度较高,如云母含量增多,强度相应降低。因具片理构造,故较易风化。
片岩:具片状构造,变晶结构。矿物成分主要是一些片状矿物,如云母、绿泥石、滑石等,此外尚含有少许石榴子石等变质矿物。进一步的分类和命名是根据矿物成分,如云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩等。
片岩的片理一般比较发育,片状矿物含量高,强度低,抗风化能力差,极易风化剥落,岩体也易沿片理倾向坍落。
千枚岩:多由粘土岩变质而成。矿物成分主要为石英、绢云母、绿泥石等。结晶程度比片岩差,晶粒极细,肉眼不能直接辨别,外表常呈黄绿、褐红、灰黑等色。由于含有较多的绢云母,片理面常有微弱的丝绢光泽。
千枚岩的质地松软,强度低,抗风化能力差,容易风化剥落,沿片理倾向容易产生塌落。
(2)块状岩类
大理岩:由石灰岩或白云岩经重结晶变质而成,等粒变晶结构,块状构造。
主要矿物成分为方解石,遇稀盐酸强烈起泡,可与其他浅色岩石相区别。大理岩常呈白色、浅红色、淡绿色、深灰色以及其他各种颜色,常因含有其他带色杂质而呈现出美丽的花纹。
大理岩强度中等,易于开采加工,色泽美丽,是一种很好的建筑装饰石料。
石英岩:结构和构造与大理岩相似。一般由较纯的石英砂岩变质而成,常呈白色,因含杂质,可出现灰白色、灰色、黄褐色或浅紫红色。强度很高,抵抗风化的能力很强,是良好的建筑石料,但硬度很高,开采加工相当困难。
四、三大类岩石的肉眼鉴别
鉴别岩石有各种不同的方法,但最基本的是根据岩石的外观特征,用肉眼和简单工具(如小刀、放大镜等)进行的鉴别方法。
(一)岩浆岩的鉴别方法
根据岩石的外观特征对岩浆岩进行鉴定时,首先要注意岩石的颜色,其次是岩石的结构和构造,最后分析岩石的主要矿物成分。
(1)先看岩石整体颜色的深浅。岩浆岩颜色的深浅,是岩石所含深色矿物多少的反映。一般来说,从酸性到基性(超基性岩分布很少),深色矿物的含量是逐渐增加的,因而岩石的颜色也随之由浅变深。如果岩石是浅色的,那就可能是花岗岩或正长岩等酸性或偏于酸性的岩石。但不论是酸性岩或基性岩,因产出部位不同,还有深成岩、浅成岩和喷出岩之分,究竟属于那一种岩石,需要进一步对岩石的结构和构造特征进行分析。
(2)分析岩石的结构和构造。岩浆岩的结构和构造特征,是岩石生成环境的反映。如果岩石是全晶质粗粒、中粒或似斑状结构,说明很可能是深成岩。如果是细粒、微粒或斑状结构,则可能是浅成岩或喷出岩。如果斑晶细小或为玻璃质结构,则为喷出岩。如果具有气孔、杏仁或流纹状构造,则为喷出岩无疑。
(3)分析岩石的主要矿物成分,确定岩石的名称,这里可以举例说明。假定需要鉴别的,是一块含有大量石英,颜色浅红,具全晶质中粒结构和块状构造的岩石。浅红色属浅色,浅色岩石一般是酸性或偏于酸性的,这就排除了基性或偏于基性的不少深色岩石。但酸性的或偏于酸性的岩石中,又有深成的花岗岩和正长岩,浅成的花岗斑岩和正长岩,以及喷出的流纹岩和粗面岩。但它是全晶质中粒结构和块状构造,因此可以肯定,是深成岩。这就进一一步排除了浅成岩和喷出岩。但究竟是花岗岩还是正长岩,这就需要对岩石的主要矿物成分作仔细地分析之后,才能得出结论。在花岗岩和正长岩的矿物组成中,都含有正长石,同时也都含有黑云母和角闪石等深色矿物。但花岗岩属于酸性岩,酸性岩除含有正长石、黑云母和角闪石外,一般都含有大量的石英。而正长岩属于中性岩,除含有大量的正长石和少许的黑云母与角闪石外,一般不含石英或仅含有少许的石英。矿物成分的这一重要区别,说明被鉴别的这块岩石是花岗岩。
(二)沉积岩的鉴别方法
鉴别沉积岩时,可以先从观察岩石的结构开始,结合岩石的其他特征,先将所属的大类分开,然后再作进一步分析,确定岩石的名称。
从沉积岩的结构特征来看,如果岩石是由碎屑和胶结物两部分组成,或者碎屑颗粒很细而不易与胶结物分辨,但触摸有明显含砂感的,、一般是属于碎屑岩类的岩石。如果岩石颗粒十分细密,用放大镜也看不清楚,但断裂面暗淡呈土状,硬度低,触摸有滑腻感的,一般多是粘土类的岩石,具结晶结构的可能是化学岩类。
1.碎屑岩鉴别碎屑岩时,可先观察碎屑粒径的大小,其次分析胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分。根据碎屑的粒径,先区分是砾岩、砂岩还是粉砂岩。根据胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分,判断所属的亚类,并确定岩石的名称。
例如有一块由碎屑和胶结物质两部分组成的岩石,碎屑粒径介子0.5~0.25mm之间,点盐酸起泡强烈,说明这块岩石是钙质胶结的中粒砂岩。进一步分析碎屑的主要矿物成分,发现这块岩石除含有大量的石英外,还含有约30%左右的长石。最后可以确定,这块岩石是钙质中粒长石砂岩。
2.粘土岩常见的粘土岩,主要的有页岩和泥岩两种,他们在外观上都有粘土岩的共同特征,但页岩层理清晰,一般沿层理能分成薄片,风化后呈碎片状,可以与层理不清晰、风化后呈碎块状的泥岩相区别。
3.化学岩常见的化学岩,主要的有石灰岩、白云岩和泥灰岩等。它们的外观特征都很类似,所不同的,主要是方解石、白云石及粘土矿物的含量有差别。所以在鉴别化学岩时,要特别注意对盐酸试剂的反应。石灰岩遇盐酸强烈起泡,泥灰岩遇盐酸也起泡,但由于泥灰岩的粘土矿物含量高,所以泡沫混浊,干后往往留有泥点。白云岩遇盐酸不起泡,或者反应微弱,但当粉碎成粉未之后,则发生显著泡沸现象,并常伴有噬噬的响声。
(三)变质岩的鉴别方法
鉴别变质岩时,可以先从观察岩石的构造开始。根据构造,首先将变质岩区分为片理构造和块状构造的两类。然后可进一步根据片理特征和主要矿物成分,分析所属的亚类,确定岩石的名称。
例如有一块具片理构造的岩石,其片理特征既不同于板岩的板状构造,也不同于云母片岩的片状构造,而是一种粒状的浅色矿物与片状的深色矿物,断续相间成条带状分布的片麻构造,因此可以判断,这块岩石属于片麻岩。是什么片麻岩呢,经分析,浅色的粒状矿物主要是石英和正长石,片状的深色矿物是黑云母,此外还含有少许的角闪石和石榴子石,可以肯定,这块岩石是花岗片麻岩。
块状构造的变质岩,其中常见的主要是大理岩和石英岩。两者都是具变晶结构的单矿岩,岩石的颜色一般都比较浅。但大理岩主要由方解石组成,硬度低,遇盐酸起泡;而石英岩几乎全部由石英颗粒组成,硬度很高。
(四)归纳
三大类岩石的主要区别参见表1-6。
岩 浆 岩
沉 积 岩
变 质 岩
主要
矿物
成分
全部为从岩浆岩中析出的原生矿物,成分复杂,但较稳定。浅色的矿物有石英、长石、白云母等;深色矿物有黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等
次生矿物占主要地位,成分单一,一般多不固定。常见的有石英、长石、白云母、方解石、白云石、高岭石等
除具有变质前原来岩石的矿物,如石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石、高岭石等外,尚有经变质作用产生的矿物,如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等
结构
以结晶粒状、斑状结构为特征
以碎屑、泥质及生物碎屑结构为特征。部分为成分单一的结晶结构,但肉眼不易分辨。
以变晶结构等为特征
构造
具块状、流纹状、气孔状、杏仁状构造
据层理构造
多具片理构造
成因
直接由高温熔融的岩浆经岩浆作用而形成岩浆作用而形成
主要由先成岩石的风化产物,经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成产物,经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成
由先成的岩浆岩、沉积岩和变质岩,经变质作用而形成岩,经变质作用而形成
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