自然地理學(xué) 地質(zhì)三

四、巖石四、巖石★巖石

巖石是在地質(zhì)作用下，由一種或多種礦物有規(guī)律組合而成的地質(zhì)體。巖漿巖：約占地殼重量的94％；沉積巖：約占地殼重量的5％，但占陸地分布面積的75％；變質(zhì)巖：約占地殼重量的1％.★有關(guān)巖石成因爭(zhēng)論的起源◆火成論——認(rèn)為所有巖石皆與巖漿作用有關(guān)（最后獲勝）；赫頓（英，JamesHutton，1726—1797）◆水成論——認(rèn)為所有巖石都是在水中沉積而成的；維爾納（德，AbrahamGottlobWerner，1750—1817）——地質(zhì)學(xué)因而在十八世紀(jì)末奠基。1、巖漿巖◆來(lái)自上地幔的巖漿沿巖石圈破裂帶上升，經(jīng)過(guò)冷凝、結(jié)晶而形成的巖石稱(chēng)為巖漿巖或火成巖。◆根據(jù)巖漿冷凝的位置和條件的差異，在地殼深處冷凝結(jié)晶而成的稱(chēng)“深成巖”，在接近地表處冷凝結(jié)晶成的稱(chēng)“淺成巖”，噴出地表冷凝而成的稱(chēng)“噴出巖”。深成巖和淺成巖統(tǒng)稱(chēng)為“侵入巖”。巖漿巖是一種硅酸鹽巖石，SiO2含量高。（1）巖漿巖的礦物組成超基性巖基性巖中性巖酸性巖SiO2含量＜45％45～52％52～65％＞65％主要礦物橄欖石輝石輝石鈣斜長(zhǎng)石角閃石長(zhǎng)石長(zhǎng)石、石英、云母代表巖石橄欖巖輝長(zhǎng)巖玄武巖閃長(zhǎng)巖安山巖正長(zhǎng)巖粗面巖花崗巖流紋巖鮑文反應(yīng)系列（美國(guó)，1922）深色礦物淺色礦物巖石種類(lèi)橄欖石超基性巖輝石基性斜長(zhǎng)石基性巖中性斜長(zhǎng)石中性巖角閃石黑云母酸性斜長(zhǎng)石酸性巖正長(zhǎng)石白云母石英巖漿降溫（2）巖漿巖的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造◆產(chǎn)狀（據(jù)巖體形狀與上覆巖層的關(guān)系）可分為：

整合侵入體巖盆（巖蓋）：一般是由粘性較大的中、酸性巖漿順巖層層理貫入，并將上覆巖層拱起而成的中間凸起、邊部變薄的穹窿狀巖體。巖床：流動(dòng)性較大的巖漿順著巖層層理侵入形成的板狀巖體稱(chēng)巖床，其特點(diǎn)是主要由基性巖構(gòu)成。

產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

不整合侵入體巖基：出露面積一般大于100km2，甚至＞幾萬(wàn)km2，厚達(dá)10—30km；多由花崗巖類(lèi)巖石構(gòu)成，巖體切穿圍巖層理。巖株：出露面積＜100km2，平面形狀多為渾圓形；主要由中、酸性巖石組成，與圍巖呈不諧和關(guān)系。巖墻和巖脈：巖漿沿著巖層裂隙或斷層貫入所形成的板狀巖體稱(chēng)巖墻，其產(chǎn)狀一般較陡。而一種近似巖墻的巖體稱(chēng)為巖脈。一般說(shuō)，巖墻與圍巖之間沒(méi)有成因上的聯(lián)系，而巖脈則有成因上的密切關(guān)系。◆結(jié)構(gòu)地表巖漿的溫度約700—1500℃；巖漿冷卻速度：慢快；結(jié)晶：粗細(xì)；偉晶（＞10mm）→粗粒（5～10mm）→中粒（2～5mm）→細(xì)粒（0.2～2mm）→隱晶質(zhì)（顯微鏡下可見(jiàn)）→玻璃質(zhì)。巖漿冷卻速度先慢后快：斑狀結(jié)構(gòu)?！魳?gòu)造塊狀構(gòu)造斑雜構(gòu)造流紋構(gòu)造氣孔構(gòu)造杏仁構(gòu)造礦物無(wú)序排列（深成巖）；礦物成分和結(jié)構(gòu)上的差別（淺成巖）；礦物和氣孔因熔巖流動(dòng)而定向排列（噴出巖）；熔巖氣體揮發(fā)而殘留氣孔（噴出巖）；巖石中的氣孔被次生礦物充填而成（噴出巖）。（3）巖漿巖的主要類(lèi)型酸性巖中性巖基性巖超基性巖噴出—淺成花崗斑巖正長(zhǎng)斑巖輝綠玢巖—深成輝巖顏色淺（帶紅）—中（帶灰）—暗（帶綠黑）比重2.52.72.72.82.93.13.1——3.5橄欖巖輝長(zhǎng)巖閃長(zhǎng)斑巖玄武巖安山巖粗面巖流紋巖閃長(zhǎng)巖正長(zhǎng)巖花崗巖2、沉積巖沉積巖是在地表或接近地表的常溫常壓條件下，先成巖石的風(fēng)化作用產(chǎn)物以及生物作用和火山作用的產(chǎn)物，在原地或經(jīng)外力搬運(yùn)所形成的沉積層，再經(jīng)成巖作用而成的巖石。沉積巖是地球陸地上分布面積最廣的巖石類(lèi)型，約達(dá)75﹪，而在我國(guó)更達(dá)77.3％；其中最多的是頁(yè)巖，其次為砂巖和石灰?guī)r。沉積巖沉積巖冰川三角洲沖積平原海洋濁流瀉湖湖泊河流沙丘洪積扇（1）沉積巖的形成過(guò)程風(fēng)化——機(jī)械的、化學(xué)的、生物的；剝蝕與搬運(yùn)——機(jī)械的、化學(xué)的；沉積——機(jī)械的、化學(xué)的、生物的；成巖——壓固、膠結(jié)、重結(jié)晶。（2）沉積巖的基本特征①層理：水平層理，交錯(cuò)層理；②結(jié)構(gòu)●碎屑結(jié)構(gòu)：是指由碎屑物質(zhì)被膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)。碎屑巖?！窕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)：指由化學(xué)成因形成的（如粒狀、鮞狀等）和生物遺體所構(gòu)成的（如貝殼結(jié)構(gòu)、珊瑚結(jié)構(gòu)等）結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)巖或生物化學(xué)巖。

指沉積巖的異體包裹物，其形狀多樣，大小由幾毫米至幾十厘米，成分與周?chē)鷰r石顯著不同。如石灰?guī)r中的燧石結(jié)核、砂巖中的鐵結(jié)核等等。④結(jié)核：

③層面構(gòu)造如波痕、雨痕、干裂等等。⑤化石（3）沉積巖的主要類(lèi)型①碎屑巖類(lèi)由碎屑物質(zhì)經(jīng)壓緊、膠結(jié)而成；包括：礫巖和角礫巖、砂巖、粉砂巖、黃土②粘土巖類(lèi)由50％以上粘土物質(zhì)組成，具有典型的泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，硬度低。如泥巖、頁(yè)巖等等③生物化學(xué)巖類(lèi)包括：硅質(zhì)巖、石灰?guī)r、白云巖等等3、變質(zhì)巖◆巖漿巖、沉積巖或先成變質(zhì)巖等固態(tài)原巖在地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)等作用下，導(dǎo)致其礦物成分、化學(xué)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生變化，稱(chēng)為變質(zhì)作用，所形成的巖石即為變質(zhì)巖?！粲蓭r漿巖變質(zhì)而成的巖石稱(chēng)為正變質(zhì)巖，而由沉積巖變質(zhì)而成的巖石稱(chēng)為副變質(zhì)巖?！糇冑|(zhì)巖是具有一定結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的重結(jié)晶巖石。①變質(zhì)作用因素◆溫度：是變質(zhì)作用最主要、最活躍的因素——地?zé)?、巖漿熱、摩擦熱高溫使巖石重結(jié)晶，產(chǎn)生新的高溫變質(zhì)礦物?！魤毫Γ喊o壓力（上覆巖石荷重造成）和定向壓力（構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或巖漿活動(dòng)引起），高壓使巖石中的礦物定向排列，產(chǎn)生片理構(gòu)造，并形成比重大的新礦物?！艋瘜W(xué)性質(zhì)活躍的氣體和溶液：主要由巖漿中分異出來(lái)。通過(guò)與圍巖的化學(xué)反應(yīng)形成新的變質(zhì)礦物?！魟?dòng)力變質(zhì)作用（構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所致）：構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等等?！艚佑|熱變質(zhì)作用（巖漿熱力）：斑點(diǎn)板巖、角巖、大理巖、石英巖等等?！艚佑|交代變質(zhì)作用（巖漿分異的化學(xué)性質(zhì)活躍的氣體和溶液）：矽卡巖◆區(qū)域變質(zhì)作用（構(gòu)造運(yùn)動(dòng)＋巖漿活動(dòng)）：板巖、千枚巖、片巖、片麻巖等等?！艋旌蠋r化作用或超變質(zhì)作用（區(qū)域變質(zhì)作用之高溫深處）：混合花崗巖。②變質(zhì)作用類(lèi)型及其巖石結(jié)束噴出地表的巖漿巖漿的溫度隨巖漿的成分而變化：酸性巖漿的溫度約為700—900℃，中性巖漿的溫度約為900—1000℃，基性巖漿的溫度約為1000—1200℃。偉晶（花崗偉晶巖）斑雜構(gòu)造（閃長(zhǎng)斑巖）斑雜構(gòu)造（閃長(zhǎng)斑巖）流紋構(gòu)造（流紋巖）流紋構(gòu)造（流紋巖）氣孔構(gòu)造（玄武巖）杏仁構(gòu)造（玄武巖）雁蕩山浙江流紋巖雁蕩山流紋巖的結(jié)構(gòu)花崗巖福建漳浦海濱三清山江西黃山安徽山東嶗山的花崗巖石蛋粗面巖廣東西樵山粗面巖正長(zhǎng)巖安山巖閃長(zhǎng)斑巖閃長(zhǎng)巖玄武巖輝長(zhǎng)巖橄欖巖橄欖巖風(fēng)化成蛇紋巖產(chǎn)金剛石的金伯利巖山東常林鉆石湖南鉆石來(lái)自地下150—200公里深處的巖漿噴發(fā)而成?！麸L(fēng)化——地表的巖石在陽(yáng)光、空氣、水和生物的作用下遭受破壞的現(xiàn)象?！裎锢恚C(jī)械）風(fēng)化：巖石發(fā)生機(jī)械破碎，但其化學(xué)成分沒(méi)有顯著改變?！窕瘜W(xué)風(fēng)化：巖石在水、O2

、CO2

等作用下發(fā)生的化學(xué)分解，可形成新礦物。

●生物風(fēng)化：由于生物的活動(dòng)使巖石在原地遭受的破壞?！耧L(fēng)化殼：指地殼表層在風(fēng)化作用下，形成一層薄的殘積物外殼，其不連續(xù)地覆蓋于基巖之上。

●物理風(fēng)化物理風(fēng)化作用的方式主要有：熱力（溫差）風(fēng)化、融凍（冰凍）風(fēng)化、層裂等?！鵁崃︼L(fēng)化：日夜和季節(jié)溫度變化可使巖石表里產(chǎn)生不均的膨脹與收縮而最終破碎；▲融凍風(fēng)化：巖石裂隙和孔隙中的水分因冰凍而最終使巖石破碎，又稱(chēng)冰劈作用；▲層裂：地下深處的巖石，因承受上覆巖石的巨大靜壓力，呈堅(jiān)實(shí)致密狀。巖石一旦上升，上覆巖石被剝蝕而出露地表，靜壓力釋放，體積膨脹而破碎。熱力風(fēng)化球狀風(fēng)化陽(yáng)春的花崗巖石蛋天涯海角融凍風(fēng)化洛基山新疆阿爾金山●化學(xué)風(fēng)化▲溶解作用：水溶解礦物的現(xiàn)象；礦物溶解的難易主要決定于礦物的溶解度。因此礦物有易溶礦物和難溶礦物，一般說(shuō)來(lái)，其難易順序如下：氯化物＞硫酸鹽＞碳酸鹽＞硅酸鹽。常見(jiàn)的造巖礦物，其溶解度大小順序如下：方解石＞白云石＞橄欖石＞輝石＞角閃石＞斜長(zhǎng)石＞鉀長(zhǎng)石＞黑云母＞白云母＞石英。▲氧化作用：礦物在氧的作用下，使其中低價(jià)元素變?yōu)楦邇r(jià)元素，低價(jià)化合物變?yōu)楦邇r(jià)化合物的現(xiàn)象；如:黃鐵礦氧化為褐鐵礦FeS2→→Fe2O3

·3H2O

▲水化作用：如:硬石膏水化成石膏（體積增大30％）CaSO4→→CaSO4·2H2O▲水解作用：水使礦物分解并形成新礦物的現(xiàn)象。如:正長(zhǎng)石水解為高嶺石＋SiO2

膠體

4K[AlSi3O8]+6H2O→→

4KOH+Al4[Si4O10][OH]8+8SiO2在濕熱氣候條件下，高嶺石可繼續(xù)分解，析出其中的SiO2，形成鋁土礦（Al2O3·nH2O）而殘留于原地。又稱(chēng)水合作用，即礦物與水相結(jié)合的現(xiàn)象；●生物風(fēng)化生物在其成長(zhǎng)、新陳代謝和死亡過(guò)程中，都可引起巖石的破碎和分解。生物風(fēng)化作用很普遍，也是在已知各星體中只有地球才有的一種獨(dú)特的地質(zhì)作用。生物風(fēng)化作用的方式可分為兩種：生物的物理風(fēng)化作用；生物的化學(xué)風(fēng)化作用。黃山松生物風(fēng)化黃山生物風(fēng)化1生物風(fēng)化華山生物風(fēng)化2生物風(fēng)化柬埔寨生物風(fēng)化3生物風(fēng)化潮州古城墻剝蝕與搬運(yùn)——外力（如水流、波浪、風(fēng)、冰川等等）對(duì)巖石的破壞稱(chēng)為剝蝕?！饬L(fēng)化產(chǎn)物搬離原地稱(chēng)為搬運(yùn)。機(jī)械的搬運(yùn)：推移、躍移、懸移；化學(xué)的搬運(yùn)：真溶液、膠體溶液。剝蝕與搬運(yùn)1剝蝕與搬運(yùn)剝蝕與搬運(yùn)2剝蝕與搬運(yùn)剝蝕與搬運(yùn)3剝蝕與搬運(yùn)剝蝕與搬運(yùn)4剝蝕與搬運(yùn)沉積1沉積沉積2沉積沉積3沉積沉積4沉積成巖作用一●壓固作用：沉積物層因重壓而排出水分，孔隙度減少，體積縮小，沉積物固結(jié)變硬。這是粘土沉積物的主要成巖方式，如頁(yè)巖。含水礦物也會(huì)失水而變?yōu)樾碌V物，如：蛋白石→玉髓，石膏→硬石膏，褐鐵礦→赤鐵礦等等。成巖作用二●膠結(jié)作用：指填充在沉積物孔隙中的礦物質(zhì)將分散的顆粒粘結(jié)在一起。最常見(jiàn)的膠結(jié)物質(zhì)是硅質(zhì)SiO2、鈣質(zhì)CaCO3、鐵質(zhì)Fe2O3、粘土質(zhì)和火山灰等等。這是碎屑沉積物的主要成巖方式，如礫巖、砂巖。

★膠結(jié)方式之一▲基底膠結(jié)顆粒散布在膠結(jié)物之間，互相不接觸。這種膠結(jié)方式很牢固。★膠結(jié)方式之二▲孔隙膠結(jié)膠結(jié)物充填在顆粒的孔隙之間，顆?；ハ嘟佑|。這種膠結(jié)方式的牢固性比基底膠結(jié)稍差?！锬z結(jié)方式之三▲接觸膠結(jié)只有在顆粒的接觸處才有膠結(jié)物存在，巖石多孔隙，透水性強(qiáng)。這種膠結(jié)方式最不牢固。成巖作用三●重結(jié)晶作用：指沉積物受溫度和壓力影響，由非結(jié)晶→結(jié)晶、細(xì)粒結(jié)晶→粗粒結(jié)晶的作用。通常顆粒細(xì)、易溶解的沉積物容易產(chǎn)生重結(jié)晶作用而形成堅(jiān)硬巖石。這是化學(xué)巖和生物化學(xué)巖的主要成巖方式，如石灰?guī)r、白云巖。①層理不同的礦物成分、粒度大小、排列方位、顏色特征的巖石組分更迭出現(xiàn)所表現(xiàn)出的成層性。層理●碎屑結(jié)構(gòu)▲粒度：碎屑顆粒的大小稱(chēng)為粒度。礫（直徑＞2mm）、砂（2—0.05mm）、粉砂（0.05—0.005mm）、粘土（＜0.005mm）；▲磨圓度：指碎屑顆粒的棱角被磨蝕圓化的程度。它能反映碎屑生成的環(huán)境和搬運(yùn)距離。碎屑搬運(yùn)距離越長(zhǎng)，或者經(jīng)反復(fù)搬運(yùn)，其磨圓度越高。磨圓度分5級(jí)，即棱角狀、次棱角狀、次圓狀、圓狀和極圓狀。通常把棱角狀和次棱角狀的礫石稱(chēng)為角礫。

波痕干裂結(jié)核（燭臺(tái)石）臺(tái)灣結(jié)核新西蘭錳結(jié)核洋底化石凡是保存在地層中的地質(zhì)時(shí)期的生物遺體（如動(dòng)物骨骼、硬殼等）和遺跡（如動(dòng)物足印、蟲(chóng)穴、蛋、糞便、人類(lèi)石器等）都叫化石。但是，并不是所有古生物都能保存下來(lái)成為化石。大唇犀化石，甘