板巖、頁(yè)巖與片巖

1、 名稱 特 點(diǎn) 板巖1. 巖石較厚，一般在1cm以上；2. 板狀構(gòu)造；3. 淺變質(zhì)巖，以礦物顆?；蛞噪[晶質(zhì)為主，基本沒(méi)有重結(jié)晶；4. 原巖為泥質(zhì)、粉質(zhì)或中酸性凝灰?guī)r，鏡下可見(jiàn)有泥質(zhì)和部分絹云母、綠泥石、硅質(zhì)，有時(shí)見(jiàn)少量得白云母、黑云母、石英等。 片巖1. 巖石較薄，厚度一般為100.2mm；2. 片狀結(jié)構(gòu)，片理構(gòu)造；3. 變質(zhì)巖，變質(zhì)程度較高，幾乎所有原巖都已重結(jié)晶；4. 顆粒粗大，其顆粒結(jié)構(gòu)主要是石英和長(zhǎng)石，石英含量一般比長(zhǎng)石多，長(zhǎng)石含量常少于25%。由片狀、柱狀和粒狀礦物組成。一般為鱗片變晶結(jié)構(gòu)、纖狀變晶結(jié)構(gòu)和斑狀變晶結(jié)構(gòu)。 頁(yè)巖1. 巖石很薄，厚度一般小于0.2mm；2. 頁(yè)片結(jié)構(gòu)，頁(yè)理

2、構(gòu)造，具有薄頁(yè)狀或薄片層狀的節(jié)理；3. 沉積巖，由泥質(zhì)沉積物經(jīng)沉積壓力和溫度成巖作用固結(jié)而成；4. 主要為粘土，混雜有石英、長(zhǎng)石的碎屑以及其他化學(xué)物質(zhì)。1.板巖板巖是具有特征板狀構(gòu)造的淺變質(zhì)巖石，以礦物顆?；蛞噪[晶質(zhì)為主，基本沒(méi)有重結(jié)晶。是一種變質(zhì)巖，原巖為泥質(zhì)、粉質(zhì)或中酸性凝灰?guī)r，鏡下可見(jiàn)有泥質(zhì)和部分絹云母、綠泥石、硅質(zhì)，有時(shí)見(jiàn)少量得白云母、黑云母、石英等。具變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。板巖是區(qū)域變質(zhì)作用得低級(jí)產(chǎn)物，溫度和均向壓力都不高，主要受應(yīng)力作用的影響。沿板理方向可以剝成薄片。板巖的顏色隨其所含有的雜質(zhì)不同而變化，含鐵的為紅色或黃色，含碳質(zhì)的為黑色或灰色，含鈣質(zhì)的遇鹽酸會(huì)起泡，因此一般以其顏色命名分

3、類，如灰綠色板巖、黑色板巖、鈣質(zhì)板巖等。常見(jiàn)類型有碳質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖、黑色板巖等；也可根據(jù)巖石的其他特點(diǎn)，如礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等，分為空晶石板巖、斑點(diǎn)狀板巖、粉砂質(zhì)板巖、硅板巖等。板巖可以作為建筑材料和裝飾材料。古代常用來(lái)作為房屋建筑的瓦片使用，現(xiàn)代也用來(lái)作為室內(nèi)裝修地板、外墻裝飾、園林路徑綠化等。 圖1 板巖 圖2 板巖 圖3 板巖 圖4 板巖 圖5 板巖用途碳質(zhì)板巖 碳質(zhì)板巖是一種含大量分散的炭化有機(jī)質(zhì)的板巖，能污手，但含灰分高，故不易燃燒。常形成于湖泊沼澤環(huán)境，與煤層共生。 圖6 碳質(zhì)板巖硅質(zhì)板巖 圖7 硅質(zhì)板巖 圖8 黑色板巖 圖9 紅板巖 圖10 灰板巖 圖11 綠板巖 圖12 斑點(diǎn)

4、狀板巖 圖13 紫色板巖（中國(guó)地質(zhì)博物館藏品） 圖13 泥板巖2.片巖片巖是具有明顯片狀構(gòu)造的變質(zhì)巖，其變質(zhì)程度比千枚巖高，幾乎所有的原巖物質(zhì)都已經(jīng)重結(jié)晶，所以顆粒粗大，其顆粒結(jié)構(gòu)主要是石英和長(zhǎng)石，石英含量一般比長(zhǎng)石多，長(zhǎng)石含量常少于25%，其變斑晶為變質(zhì)礦物，主要有十字石、藍(lán)晶石。片巖特征是有片理構(gòu)造，是常見(jiàn)的區(qū)域變質(zhì)巖石。由片狀、柱狀和粒狀礦物組成。一般為鱗片變晶結(jié)構(gòu)、纖狀變晶結(jié)構(gòu)和斑狀變晶結(jié)構(gòu)。 圖14 片巖 圖15 片巖 圖16 片巖 常見(jiàn)礦物有片狀礦物云母，粒狀礦物以石英、長(zhǎng)石為主。常含有紅柱石、藍(lán)晶石、石榴石、堇青石、十字石、綠簾石類及藍(lán)閃石等特征變質(zhì)礦物。 片巖的類型主要取決于原

5、巖類型，也與經(jīng)歷的溫度壓力條件密切相關(guān)。主要有云母片巖類、鈣硅酸鹽片巖類、綠片巖類、鎂質(zhì)片巖類、閃石片巖類、藍(lán)閃片巖類等。云母片巖其原巖主要為泥質(zhì)巖和中酸性火山巖、鈣質(zhì)砂頁(yè)巖等。礦物成分以云母為主，其次有石英、斜長(zhǎng)石、石榴石、藍(lán)晶石、十字石等。云母片巖分布較廣泛，在區(qū)域變質(zhì)巖分布地區(qū)經(jīng)?？梢?jiàn)。巖石具斑狀變晶結(jié)構(gòu)，變斑晶為鐵鋁榴石。基質(zhì)為白云母、黑云母、石英及少量斜長(zhǎng)石。變斑晶有時(shí)具殘縷結(jié)構(gòu)。 圖17 云母片巖 圖18 云母片巖綠片巖原巖一般為中性至基性的火山巖、火山碎屑巖和鈣質(zhì)白云質(zhì)泥灰?guī)r等，經(jīng)低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用形成，是綠片巖相中常見(jiàn)的典型巖石。礦物成分主要有綠泥石、綠簾石、陽(yáng)起石、鈉長(zhǎng)石、石英

6、、方解石、白云母，副礦物有磁鐵礦、榍石、磷灰石等。 圖19 綠泥片巖 圖20 綠泥片巖 圖21 綠泥片巖滑石片巖和蛇紋石片巖由超基性巖和含鐵鎂的白云質(zhì)泥灰?guī)r在溫度較低的情況下變質(zhì)而成。主要由滑石和蛇紋石組成，也含陽(yáng)起石、綠泥石等。 圖22 滑石片巖（臺(tái)灣花蓮） 圖23 滑石片巖（臺(tái)灣花蓮）角閃石片巖原巖成分與綠片巖相似，由基性巖和鈣質(zhì)白云質(zhì)泥灰?guī)r在溫度較高的情況下變質(zhì)形成。主要礦物為普通角閃石，其次為石英、斜長(zhǎng)石。 圖24 角閃石片巖（臺(tái)灣花蓮縣） 圖25 角閃石片巖（臺(tái)灣東澳漁港）藍(lán)閃石片巖藍(lán)閃石片巖的特點(diǎn)是有含鈉的角閃石和含鈉的輝石，其它常見(jiàn)礦物有白云母、綠泥石、綠簾石、石榴石、石英、鈉長(zhǎng)

7、石等。主要由基性巖和砂巖變質(zhì)而成。藍(lán)閃石的出現(xiàn)代表高壓的變質(zhì)條件，往往分布在造山帶的核部，如伴隨著榴輝巖，則與板塊俯沖后下地殼巖石折返有關(guān)。 圖26 藍(lán)閃石片巖 圖27 藍(lán)閃石片巖 圖28 砂質(zhì)片巖 圖29 砂質(zhì)片巖 圖30 白云母石英片巖 圖31 石墨片巖 圖32 絹云母石墨片巖 圖33 石灰質(zhì)片巖 圖34 石英片巖3.頁(yè)巖頁(yè)巖是由泥質(zhì)沉積物經(jīng)成巖作用后固結(jié)而成的巖石。具有明顯的頁(yè)理構(gòu)造。成分復(fù)雜，但都具有薄頁(yè)狀或薄片層狀的節(jié)理，主要是由黏土沉積經(jīng)壓力和溫度形成的巖石，但其中混雜有石英、長(zhǎng)石的碎屑以及其他化學(xué)物質(zhì)。根據(jù)其混入物的成分，可分為：鈣質(zhì)頁(yè)巖、鐵質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、黑色頁(yè)巖、

8、油母頁(yè)巖等其中鐵質(zhì)頁(yè)巖可能成為鐵礦石，油母頁(yè)巖可以提煉石油，黑色頁(yè)巖可以作為石油的指示地層。 圖35 頁(yè)巖 圖36 頁(yè)巖 圖37 頁(yè)巖 圖38 頁(yè)巖 頁(yè)巖形成于靜水的環(huán)境中，泥沙經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的沉積，所以經(jīng)常存在于湖泊、河流三角洲地帶，在海洋大陸架中也有頁(yè)巖的形成，頁(yè)巖中也經(jīng)常包含有古代動(dòng)植物的化石。有時(shí)也有動(dòng)物的足跡化石，甚至古代雨滴的痕跡都可能在頁(yè)巖中保存下來(lái)。 由黏土物質(zhì)硬化形成的微小顆粒易裂碎，很容易分裂成為明顯的巖層。粘土巖的一種。成分復(fù)雜，除粘土礦物（如高嶺石、蒙脫石、水云母、拜來(lái)石等）外，還含有許多碎屑礦物（如石英、長(zhǎng)石、云母等）和自生礦物（如鐵、鋁、錳的氧化物與氫氧化物等）。具頁(yè)狀

9、或薄片狀層理。用硬物擊打易裂成碎片。是由粘土物質(zhì)經(jīng)壓實(shí)作用、脫水作用、重結(jié)晶作用后形成。由極細(xì)的粘土、泥質(zhì)，經(jīng)過(guò)緊壓固結(jié)、脫水、重結(jié)晶后形成的，具有薄頁(yè)狀層理構(gòu)造的粘土巖，稱為頁(yè)巖。（頁(yè)理是鱗片狀的粘土礦物在壓緊過(guò)程中，平行排列而成的）頁(yè)巖致密，硬度低，表面光澤暗淡。含有機(jī)質(zhì)的呈灰黑、黑色。含鐵的呈褐紅、棕紅等色，還有黃色、綠色等多種顏色。頁(yè)巖抗風(fēng)化力弱，在地形上常形成低山低谷。頁(yè)巖不透水，往往成為不透水層或隔水層。 物理性能頁(yè)巖的硬度一般為普氏硬度系數(shù)1.53，結(jié)構(gòu)比較致密的，其普氏硬度系數(shù)可以達(dá)到45，有的硬質(zhì)頁(yè)巖的硬度更高。頁(yè)巖的顆粒組成與它的自然顆粒級(jí)和成巖原因有關(guān)，顆粒組成變化的波動(dòng)

10、幅度較大，從而影響頁(yè)巖的其他性能。根據(jù)形成巖石時(shí)沉積情況的不同，頁(yè)巖的塑性指數(shù)范圍在523，有的頁(yè)巖的塑性指數(shù)甚至超出了這一范圍。故有的頁(yè)巖實(shí)際上是不能作為燒結(jié)磚的原料的。頁(yè)巖原料的干燥敏感性的高低，表現(xiàn)為多種多樣的形式。通常用干燥敏感性系數(shù)來(lái)衡量，它的范圍一般在0.4-1.6之間，對(duì)于有些塑性非常高的頁(yè)巖來(lái)說(shuō)，它的干燥敏感性系數(shù)可能更高。頁(yè)巖的干燥線收縮率，根據(jù)其種類不同也有很大的變化，其變化范圍在2.5%-10%。 化學(xué)性能不同的頁(yè)巖，其化學(xué)成分指標(biāo)也是不一樣的，自然界存在的頁(yè)巖，其化學(xué)成分含量變化也是比較大的。一般隋況下，頁(yè)巖的Si02，含量在45%80%之間波動(dòng)，A12O3量在12%-

11、25%之間波動(dòng)，F(xiàn)e2O3含量在2%-10%之間波動(dòng)，CaO含量在0.2%-12%之間波動(dòng)，MGO含量在0.1%-5%之間波動(dòng)。 黑色頁(yè)巖。含較多的有機(jī)質(zhì)與細(xì)分散狀的硫化鐵，有機(jī)質(zhì)含量達(dá)310%，外觀與碳質(zhì)頁(yè)巖相似，其別在于黑色頁(yè)巖不染手。 富含有機(jī)質(zhì)及分散黃鐵礦、菱鐵礦而顯黑色，很少化石，常具極薄層理，外貌似炭質(zhì)頁(yè)巖，但不染手。厚度大時(shí)，可成為良好的生油巖系。一般是在溫濕氣候下的湖泊、沼澤的還原環(huán)境形成。黑色頁(yè)巖中發(fā)現(xiàn)有鈾、銅、鉬、釩、鎳等金屬礦床。黑色頁(yè)巖可以作為石油的指示地層。 圖39 黑色頁(yè)巖 炭質(zhì)頁(yè)巖。其因含有大量分散的炭化有機(jī)質(zhì)組分而顯黑色，巖石較松軟，能染手，含炭分高，不易燃燒。

12、炭質(zhì)頁(yè)巖生成于湖泊-沼澤、瀉湖-沼澤環(huán)境中，常見(jiàn)于煤系地層的頂?shù)装?。成分?fù)雜，除了粘土礦物（如高嶺石、蒙脫石、水云母、拜來(lái)石等）外，還含有許多碎屑礦物（如石英、長(zhǎng)石、云母等）和自生礦物（如鐵、鋁、錳的氧化物與氫氧化物等），屬于粘土巖，頁(yè)理構(gòu)造，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)（粒徑<0.005mm）。 圖40 炭質(zhì)頁(yè)巖 圖41 炭質(zhì)頁(yè)巖 圖42 炭質(zhì)頁(yè)巖（武都西隧道）高碳質(zhì)頁(yè)巖又稱多金屬碳質(zhì)頁(yè)巖，為我國(guó)特有的一種多金屬?gòu)?fù)雜礦產(chǎn)資源，主要分布在我國(guó)貴州遵義、湖南張家界、湖北都昌、云南和浙江富陽(yáng)等地區(qū)。多金屬碳質(zhì)頁(yè)巖中含有大量的石墨，鎳、鉬主要以硫化物的形式存在，并且以超細(xì)粒度與黃鐵礦共生。礦石類型為黃鐵礦型鉬鎳多

13、金屬礦，礦物組份除黃鐵礦外，主要金屬礦物有針鎳礦、膠硫鉬礦，其次有銻硫鎳礦、黃銅礦、閃鋅礦、銅蘭等組成。高碳質(zhì)頁(yè)巖的開(kāi)發(fā)利用主要是將其分離出鎳和鉬等礦物。油頁(yè)巖。含一定數(shù)量干酪根（>10%），黑棕色，淺黃褐色等，層理發(fā)育，燃燒有瀝青味。油頁(yè)巖與煤炭、石油、天然氣一樣屬于化石燃料，是非可再生資源、一次能源。 圖43 油頁(yè)巖 圖44 油頁(yè)巖 圖45 油頁(yè)巖油頁(yè)巖外觀多呈褐色泥巖狀，其相對(duì)密度為1.42.7。油頁(yè)巖中的礦物質(zhì)常與有機(jī)質(zhì)均勻細(xì)密地混合，難以用一般選煤的方法進(jìn)行選礦。含有大量粘土礦物的油頁(yè)巖，往往形成明顯的片理。主要包括油母、水分和礦物質(zhì)。油母。含量約10%50%（干基），是復(fù)雜的

14、高分子有機(jī)化合物，富含脂肪烴結(jié)構(gòu)，而較少芳烴結(jié)構(gòu)。油母的元素組成主要為碳、氫，以及少量的氧、氮、硫；其氫碳原子比為1.251.75。油母含量高，氫碳原子比大，則油頁(yè)巖產(chǎn)油率高。水分。為4%25%不等，與礦物質(zhì)顆粒間的微孔結(jié)構(gòu)有關(guān)。茂名油頁(yè)巖的水分含量較高，熱加工過(guò)程中消耗較多的熱量，且在干燥時(shí)易崩碎。礦物質(zhì)。主要有石英、高嶺土、粘土、云母、碳酸鹽巖以及硫鐵礦等。含量通常高于有機(jī)質(zhì)。油頁(yè)巖主要是由藻類等低等浮游生物經(jīng)腐化作用和煤化作用而生成。一些微小動(dòng)物、高等水生或陸生植物的殘?bào)w，如孢子、花粉、角質(zhì)等植物組織碎片，也參與油頁(yè)巖的生成。油頁(yè)巖（又稱油母頁(yè)巖）是一種高灰分的含可燃有機(jī)質(zhì)的沉積巖，它和

15、煤的主要區(qū)別是灰分超過(guò)40%，與碳質(zhì)頁(yè)巖的主要區(qū)別是含油率大于3.5%。油頁(yè)巖經(jīng)低溫干餾可以得到頁(yè)巖油，頁(yè)巖油類似原油，可以制成汽油、柴油或作為燃料油。除單獨(dú)成藏外，油頁(yè)巖還經(jīng)常與煤形成伴生礦藏，一起被開(kāi)采出來(lái)。 圖46 油頁(yè)巖燃燒 圖47 加拿大油頁(yè)巖開(kāi)采 圖48 遼寧北塔油頁(yè)巖開(kāi)采 硅質(zhì)頁(yè)巖。含有較多的玉髓、蛋白石等，SiO2含量在85%以上（普通頁(yè)巖平均含二氧化硅60%左右）。 其硅質(zhì)來(lái)源有陸源二氧化硅膠體，有海底火山噴發(fā)的硅質(zhì)或生物成因的。硅質(zhì)頁(yè)巖比普通頁(yè)巖硬度大，常與鐵質(zhì)巖、錳質(zhì)巖、磷質(zhì)巖及燧石等共生。 圖49 硅質(zhì)頁(yè)巖 圖50 硅質(zhì)頁(yè)巖鐵質(zhì)頁(yè)巖。是一種含少量鐵的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽（菱鐵礦）及鐵的硅酸鹽（鮞綠泥石、鱗綠泥石）的頁(yè)巖，常呈紅色或灰綠色，產(chǎn)于紅層、煤系地層及海相砂泥質(zhì)巖系中。多呈紅色或灰綠色。在紅層和煤系地層中較常見(jiàn)。 圖51 鐵質(zhì)頁(yè)巖 圖52 鐵質(zhì)頁(yè)巖鈣質(zhì)頁(yè)巖