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文檔簡介

第三節(jié)、巖石

巖石:是在各種地質(zhì)作用下,按一定方式結(jié)合而成的礦物集合體,它是構(gòu)成地殼及地幔的主要物質(zhì)。研究巖石的意義:提供各種信息:巖石中攜帶大量的信息可供人們研究地球的歷史(礦物成分,化學(xué)組成,微量元素等)。玉石:翡翠,獨(dú)山玉,岫巖玉,漢白玉(米黃玉)等。建筑裝飾材料:花崗巖,大理巖,板巖,砂巖,石灰?guī)r等雕刻材料:大理巖,花崗巖,砂巖等。礦物和礦石的載體或本身構(gòu)成礦體:巖石的分類:

按巖石的成因可分為:巖漿巖(火成巖)—由于噴出作用或者侵入作用,因冷凝而固結(jié)形成的巖石,稱為巖漿巖(火成巖)。

沉積巖—經(jīng)沉積成巖作用形成的巖石

變質(zhì)巖—由變質(zhì)作用形成的巖石。

一、火成巖:

(如花崗巖化作用)巖漿作用占地殼總體積的65%非巖漿作用(如花崗巖化作用)(如花崗巖化作用)侵入作用噴出作用(火山作用)巖漿:是在地殼深處或上地幔天然形成的、富含揮發(fā)組分的高溫粘稠的硅酸鹽熔漿流體,它是形成各種巖漿巖和巖漿礦床的母體?;鸪蓭r==巖漿-大量揮發(fā)分巖漿==硅酸鹽熔漿-揮發(fā)組分巖漿高壓侵入地殼上部或噴出地表冷卻、凝固巖漿巖常見巖漿巖侵入型巖漿巖:花崗巖噴出型巖漿巖:玄武巖巖漿巖巖漿巖:主要由地殼深處或上地幔中形成的高溫熔融的巖漿,上升到地下淺處或噴出地表冷凝而成的巖石叫巖漿巖。巖漿巖的形成:

在地下深處形成的巖漿在上升過程中冷凝(侵入巖)或噴出地表后(噴出巖)冷凝形成

(一)巖漿巖的一般特征1.物質(zhì)成分特征化學(xué)成分礦物成分2.巖漿巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造:巖漿巖的結(jié)構(gòu)巖漿巖的構(gòu)造3.巖漿巖的產(chǎn)狀侵入巖的產(chǎn)狀噴出巖的產(chǎn)狀

(1)

化學(xué)成分:

O,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg,Ti占99.25%,SiO2是巖漿巖中的主要成分,平均占59.14%,其次是Al2O3占15.34%,

按其中SiO2的含量可巖漿巖分成:超基性巖(<45%)基性巖(45-52%)中性巖(52-65%)酸性巖(>65%)。1.物質(zhì)成分特征礦物的結(jié)晶順序:(2)礦物成分硅鋁礦物:主要由Si,Al的氧化物組成,色淺,因此也叫淺色礦物

如石英、長石等。。鐵鎂礦物:這些礦物中FeO,MgO含量較高,SiO2,Al2O3含量較少,由于其顏色多較暗,因此也叫暗色礦物或深色礦物。如橄欖石、角閃石、輝石、黑云母等。按其在火成巖分類命名中所起的作用分為三類:(1)主要礦物:是指那些在巖石中含量較多(>10%),劃分火成巖大類和巖石命名上起主要作用的礦物。如花崗巖中的鉀長石和石英。(2)次要礦物:是指點(diǎn)那些在巖石中含量較少,一般含量為5—10%的礦物,它的存在與否不影響火成巖大類的劃分和命名。但它可決定巖石種屬的命名如黑云母花崗巖中的黑云母就是次要礦物。(3)副礦物:是指在巖石中含量極少一般<l%,個別達(dá)5%的礦物。如鋯石、磷灰石、榍石、獨(dú)居石等。這些礦物在巖石分類、命名中不起作用。但可根據(jù)它的種類,含量,晶形及所含微量元素等特點(diǎn),在研究火成巖的生成條件,確定巖體形成時代和含礦性以及進(jìn)行巖體對比方面具有重要意義。按礦物的成因分為兩類(1)原生礦物:是指在巖漿冷凝過程中,直接由巖漿中結(jié)晶出來的礦物。如橄欖石、輝石、角閃石、鉀長石等。(2)次生礦物:是指原生礦物經(jīng)后期熱液交代蝕變或由表生作用形成的新礦物。如由橄欖石經(jīng)熱液蝕變形成蛇紋石,正長石熱液交代或表生風(fēng)化形成高嶺石等。造巖礦物的結(jié)晶順序火成巖中的造巖礦物不是全部同時從巖漿中結(jié)晶出來的,而是有先后次序。一般規(guī)律是熔點(diǎn)高的礦物先結(jié)晶,熔點(diǎn)低的礦物后結(jié)晶,而且還要受當(dāng)時巖漿成分和物理化學(xué)條件的制約。美國學(xué)者鮑文(1922年)根據(jù)實驗提出了巖漿冷卻過程中礦物結(jié)晶的先后順序,稱為鮑文反應(yīng)系列惑鮑文反應(yīng)原理。鮑文認(rèn)為:1結(jié)晶順序從上到下開始。2從巖漿中晶出的礦物是橄欖石、輝石、基性斜長石。一旦礦物從巖漿中晶出,巖漿的成分就發(fā)生了變化,隨著溫度的下降,打破了原來巖漿的物理化學(xué)平衡狀態(tài)。這樣先結(jié)晶的礦物在殘余巖漿中變成不穩(wěn)定,而是趨向于與殘余巖漿反應(yīng)形成其他礦物。鮑文認(rèn)為,這種反應(yīng)分為連續(xù)反應(yīng)系列和不連續(xù)反應(yīng)系列(假定原始巖漿為玄武巖漿)。連續(xù)反應(yīng)系列:是指鈉鈣長石系列的結(jié)晶順序。這一系列的礦物之間,在成分有連續(xù)反應(yīng)的漸變關(guān)系,而在晶體構(gòu)造上沒有發(fā)生質(zhì)的變化(皆為架狀構(gòu)造的鋁硅酸鹽類礦物)。不連續(xù)反應(yīng)系列:是指從橄欖石到黑云母的結(jié)晶順序,先晶出的礦物,暫不與殘余巖漿反應(yīng),當(dāng)溫度下降至某一特定溫度時,才與殘余巖漿發(fā)生反應(yīng),形成新礦物,如橄欖石與殘余巖漿反應(yīng)形成輝石,輝石與殘漿反應(yīng)形成角閃石,角閃石與殘余巖漿反應(yīng)形成黑云母。這一系列的礦物,它們之間不僅在成分上有較大變化,而且在晶體構(gòu)造上,也發(fā)生了質(zhì)的變化(硅酸鹽構(gòu)造由島狀—單鏈狀—雙鏈狀—層狀)。兩個系列最后合為一個系列即鉀長石一石英系列,它們是巖漿結(jié)晶的最后產(chǎn)物。共生規(guī)律:兩個系列的礦物是平行結(jié)晶的,在同一橫排位置上的礦物,結(jié)晶時間大致相同,于是它們就按照共生規(guī)律組合成一定類型的巖石。如輝石和基性斜長石共生組合成輝長巖,角閃石和中性斜長石共生組合成閃長巖等。同樣,兩種礦物不在同一橫行位置,而在縱向位置上距離越遠(yuǎn),則它們共生的可能性就越小。理論意義,它可以解釋火成巖中礦物的結(jié)晶順序與共生規(guī)律,可以部分的解釋火成巖多樣性的原因,還說明在酸性侵入巖中常有基性火成巖捕虜體存在的原因等。局限性:某些輝長巖中出現(xiàn)黑云母、石英,以及一些大規(guī)?;◢弾r體的形成等,用鮑文反應(yīng)原理都是無法解釋的。這是由于自然界地殼中的條件比實驗室的條件復(fù)雜得多。因此鮑文反應(yīng)原理有它的局限性,在應(yīng)用時不能生搬硬套?;鸪蓭r的結(jié)構(gòu):指巖石中礦物的結(jié)晶程度,礦物結(jié)晶顆粒的大小,礦物的形狀以及礦物之間相互關(guān)系所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)?;鸪蓭r的構(gòu)造:是指火成巖中不同礦物集合體之間或礦物集合體與巖石其它組份(如玻璃質(zhì)、氣孔、充填物)之間的排列方式和充填方式的外貌特征。(二)

火成巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造:按結(jié)晶程度

根據(jù)巖石中結(jié)晶礦物和玻璃質(zhì)兩者含量比例,將火成巖的結(jié)構(gòu)分為三類。1.全晶質(zhì)結(jié)構(gòu):即巖石中全部由結(jié)晶礦物組成。這是巖漿在溫度下降較緩慢慢條件下結(jié)晶而成,多見于較深的侵入巖中,如花崗巖。2.半晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石中由部分結(jié)晶礦物和部分玻璃質(zhì)組成,多見于噴出巖中及部分淺成侵入體的邊緣部分,如流紋巖。3.玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石中全部由火山玻璃組成。這是由于巖漿在快速冷凝的條件下形成的,主要出現(xiàn)在酸性噴出巖,如黑耀巖。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu):肉眼不能分辨出礦物顆粒,但在顯微鏡下可分辨礦物顆粒。玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu):顯微鏡下也無法分辨出礦物顆粒按礦物的自形程度1.自形晶結(jié)構(gòu):是指組成巖石的主要礦物均具完整的晶體外形。具此結(jié)構(gòu)的巖石,一般是在深度較大,溫度下降緩慢,又有足夠空間,因而晶體可自由生長,形成完整的晶形,如純橄欖巖。2.半自形晶結(jié)構(gòu):是指巖石中部分礦物晶面完整,部分為不規(guī)則外形。具此結(jié)構(gòu)的巖石,是在巖漿冷凝過程中,結(jié)晶中心較多,沒有足夠空間,部分晶體生長受到限制。因而只有晶體的部分晶面才發(fā)育完整,如輝長巖。3.他形晶結(jié)構(gòu)是指巖石中的礦物無一完整晶面,形狀不規(guī)則,具此結(jié)構(gòu)的巖石,是在巖漿冷凝速度較快,很多晶體幾乎同時結(jié)晶,互相妨礙的結(jié)果,如細(xì)晶巖。按礦物顆粒的大小

1.按礦物顆粒的絕對大小,可分如下結(jié)構(gòu)類型:(1)顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石中礦物顆粒憑肉眼或借助放大鏡即可分辨出礦物顆粒者,稱為顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)礦物顆粗直徑大小分為:粗粒結(jié)構(gòu)——礦物顆粒直徑>5mm中粒結(jié)構(gòu)——礦物顆粒直徑5一1mm細(xì)粗結(jié)構(gòu)——礦物顆粒直徑1-0.1mm(2)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石中礦物顆粒不能用肉眼或放大鏡分辨(晶粒小于1毫米),但能在顯微鏡下辨認(rèn)其顆粗,故又可稱為顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。肉眼觀察時,巖石表面呈致密狀,微呈粗糙,不平坦,有時與玻璃質(zhì)難區(qū)別。但隱晶質(zhì)無強(qiáng)玻璃光澤。如石英斑巖的基質(zhì)部分。等粒結(jié)構(gòu):巖石中礦物全部為顯晶質(zhì)、粒狀,且主要礦物顆粒大小近于相等的結(jié)構(gòu)。按其結(jié)晶粒度大小又分為粗粒、中粒和細(xì)粒結(jié)構(gòu)。粗粒(>5mm),中粒(1-5mm),細(xì)粒(<1mm)細(xì)粒中粒中粒粗粒按礦物顆粒之間的相對大小,可分如下結(jié)構(gòu)類型:(1)等粒結(jié)構(gòu):主要指巖石中間種礦物顆粗直徑大小,基本上相等。如橄欖巖。(2)斑狀結(jié)構(gòu):巖石中礦物顆粗大小可明顯的分為二群,相對粗大的一群稱為斑晶;相對細(xì)小的一群稱為基質(zhì)(石基)。斑晶和基質(zhì)相對大小相差較懸殊,基質(zhì)一般為細(xì)粒、隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)。(3)似斑狀結(jié)構(gòu):巖石中礦物全部為顯晶質(zhì)、粒狀,但主要礦物顆粒大小不相等,且明顯可分為斑晶和基體兩部分的結(jié)構(gòu)。斑狀結(jié)構(gòu):巖石中較大的礦物散布在呈隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì)存在的物質(zhì)之間,這種結(jié)構(gòu)稱為斑狀結(jié)構(gòu)。大的晶體稱斑晶,其它隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)的部分稱為基質(zhì)?;|(zhì)斑晶不等粒結(jié)構(gòu)*:巖石中礦物全部為顯晶質(zhì)、粒狀,但主要礦物顆粒大小不相等的結(jié)構(gòu)。似斑狀結(jié)構(gòu):巖石中礦物全部為顯晶質(zhì)、粒狀,但主要礦物顆粒大小不相等,且明顯可分為斑晶和基體兩部分的結(jié)構(gòu)。按礦物之間的相互關(guān)系1.交生結(jié)構(gòu):兩種礦物同時結(jié)晶、互相穿插,有規(guī)律地生長在一起。2.反應(yīng)邊結(jié)構(gòu):早結(jié)晶的礦物被晚結(jié)晶的礦物所包裹,鐵鎂礦物之間常見此現(xiàn)象。3.環(huán)帶結(jié)構(gòu):同種礦物的不同端元組份的互相包裹,斜長石中常見此現(xiàn)象。4.包含結(jié)構(gòu):較大顆粒的礦物晶體中包有其它礦物的小顆粒。按火成巖結(jié)構(gòu)的這四方面的特點(diǎn),可劃分以下常見的結(jié)構(gòu)類型:1.花崗結(jié)構(gòu):其特點(diǎn)是巖石中造巖礦物的結(jié)晶順序,符合鮑文反應(yīng)原理,即暗色鐵鎂礦物較斜長石自形,堿性長石和斜長石相比自形程度差,而石英為它形不規(guī)則顆粒充填于間隙中,又稱為半自形粒狀結(jié)構(gòu)。花崗巖常發(fā)育此種結(jié)構(gòu)。2.文象結(jié)構(gòu):特點(diǎn)是許多石英呈一定外形(尖棱形、楔形、象形文字形)有規(guī)律地鑲嵌生在鉀長石的晶體中?;◢弬ゾr常具此結(jié)構(gòu)。3.輝長結(jié)構(gòu):基性斜長石和輝石的自形程度及含量幾乎相等,均呈等軸粒狀半自形。是輝長巖的典型結(jié)構(gòu)。4.輝綠結(jié)構(gòu):其特點(diǎn)是基性斜長石和輝石顆粒大小相差不多,而自形程度顯著不同,肉眼觀察可見在白色或微帶綠色的細(xì)長柱狀或板狀長石晶體所組成的三角形空隙中,充填著他形的黑綠色的輝石。如輝綠巖。顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)等粒結(jié)構(gòu)不等粒結(jié)構(gòu)似斑狀結(jié)構(gòu)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)斑狀結(jié)構(gòu)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)

(2)巖漿巖的構(gòu)造:指巖石外表的整體特征,指礦物集合體的排列方式和充填方式。

常見的構(gòu)造類型有:塊狀構(gòu)造:其特點(diǎn)是組成巖石的礦物在整塊巖石中均勻分布,巖石各部分在成分和結(jié)構(gòu)上是一致的。如花崗巖體中心相。帶狀構(gòu)造:表現(xiàn)為顏色、粒度不同的礦物集合體相間排列成條帶。主要在基性巖、超基性巖中。流紋構(gòu)造:粘度較大的巖漿在流動過程中,形成不同顏色的條紋,或由拉長的氣孔。長條狀礦物沿一定方向排列,所表現(xiàn)出來的熔巖流的流動構(gòu)造。氣孔構(gòu)造和杏仁構(gòu)造:巖漿上升地表,由于壓力降低,揮發(fā)分的溢出,并聚集而成的圓形或橢圓形的空洞,當(dāng)巖漿冷凝后被保存在巖石內(nèi)叫氣孔構(gòu)造。若空洞被巖漿期后礦物充填,則形成杏仁構(gòu)造。枕狀構(gòu)造*:當(dāng)熔巖自海底溢出或從陸地流入海中,由于收縮成一個一個的橢球狀、袋狀、面包狀。柱狀節(jié)理構(gòu)造*:是一種多邊形的柱體,是由于熔巖緩慢冷卻收縮面成。深成侵入巖(>3km)淺成侵入巖(0-3km)噴出巖(三)巖漿巖的產(chǎn)狀火山錐熔巖流熔巖被巖盤巖盆巖墻巖床巖脈巖基巖株深成巖:巖基,巖株淺成巖:巖盆,巖盤,巖床,巖墻,巖脈(1)侵入巖的產(chǎn)狀巖脈熔巖流:熔巖沿斜坡流動形成。熔巖被:熔巖流規(guī)模較大時,稱熔巖被。

(2)噴出巖的產(chǎn)狀火山錐:由熔巖及火山碎屑物組成,形似錐狀。噴發(fā)中的火山-冰島非洲的乞力馬扎羅火山海南島北部的死火山長白山休眠火山-天池火山口與寄生火山口五大連池火山錐與熔巖原火山熔巖流滾滾熔巖流熔巖結(jié)構(gòu)熔巖表面形態(tài)五大連池繩狀熔巖壟崗地貌熔巖流入海夏威夷鏡泊湖五大連池因1719—1721年火山噴發(fā),堵塞嫩江支流小白河而成5個相連的湖泊,>600km2錐形火山(四)火成巖的分類巖石的化學(xué)成分,根據(jù)SiO2的含量。1、超基性巖類:SiO2〈45%橄欖巖—苦橄巖類2、基性巖類:SiO245——52%輝長巖—玄武巖類3、中性巖類:SiO252——65%(1)閃長巖類—安山巖類(2)正長巖類—粗面巖類4、酸性巖類:SiO2〉65%花崗巖類—流紋巖類5、堿性巖類,它SiO2的含量與中性巖類相似,但K2O+Na2O含量較大。霞石正長巖—響巖類6、脈巖類7、火山碎屑巖類巖漿巖的分類及各類巖石的特點(diǎn)常見的巖漿巖橄欖巖(超基性侵入巖)常見的巖漿巖常見的巖漿巖常見的巖漿巖2003年8月,于西藏拉薩色拉寺野外實習(xí)地點(diǎn)出露的由花崗閃長巖形成的風(fēng)蝕蘑菇2002年7月,北京周口店野外實習(xí)花崗閃長巖觀測點(diǎn)-花崗巖采石場析離體

2002年7月,北京周口店巖漿的種類1、一元論:玄武巖(1)海底或大陸都有大面積玄武巖存在。(2)實驗證明玄武巖漿可以分異形成超基性、基性、中性、酸性。(3)自然界也存在這種分異的事實。2、二元論:花崗巖、玄武巖(1)大陸——花崗巖,分布量大,玄武巖不能分異如此多的花崗巖,且花崗巖多于玄武巖,分異花崗巖只占5%。(2)大洋——玄武巖3、三元論和多元論:花崗巖、玄武巖、橄欖巖、安山巖分異出來的橄欖巖應(yīng)與玄武巖、輝長巖共生,而實際有許多獨(dú)立的橄欖巖存在于深大斷裂處。環(huán)太平洋廣泛分布的安山巖。目前多數(shù)人傾向三元論和多元論的觀點(diǎn)。巖漿的來源大體說來,有的巖漿產(chǎn)生于地殼,有的產(chǎn)生于上地幔,不可一概而論。玄武巖:應(yīng)來自于上地幔,是上地幔橄欖巖在較大的深度下溶融的產(chǎn)物?;◢弾r:巖漿成因說:1、上地幔物質(zhì)或由玄武巖漿分異而成的;2、地殼下部硅鋁物質(zhì)深熔作用的產(chǎn)物(重溶T640—730℃)?;◢弾r化說:陸殼花崗巖體有很大一部分已存在的巖石在一定物理化學(xué)條件下,由于某些新加入成分(如水熱溶液、巖漿物質(zhì)等)發(fā)生擴(kuò)散交代而形成的。橄欖巖:多數(shù)人認(rèn)為部分由玄武巖漿分異產(chǎn)生的;另一部分是由上地幔物質(zhì)局部溶融形成的,形成獨(dú)立的巖體。安山巖:一部分由玄武巖漿分異產(chǎn)生的;另一部分是由海底玄武巖俯沖到深處,經(jīng)過再溶或再改造而形成安山巖漿,然后沿著深斷裂侵入到地殼上部或噴出地表,形成巨大的安山巖帶。課堂作業(yè)1、巖漿巖可以分為哪幾類?劃分依據(jù)如何?各類的代表巖石名稱?各類巖石在礦物組成上有何特點(diǎn)?2.海底地形單元劃分及其特征。二、沉積巖定義:在地表或接近地表的常溫常壓下,任何先成的巖石遭受風(fēng)化剝蝕作用的破壞產(chǎn)物,以及生物作用、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,以經(jīng)成巖作用而成的巖石。研究意義:1沉積巖的分布十分廣泛。據(jù)統(tǒng)計地球表面70%以上都是沉積巖,但是如以16公里深度計算,沉積巖僅占地殼總重量的5%。從而說明沉積巖主要分布在一球的表層,我國(已經(jīng)地質(zhì)測量的地區(qū))地表面積77.3%是沉積巖。在巖石類型上,頁巖分布最廣,砂巖次這,石灰?guī)r屬第三位,三者總計占沉積巖99%。2由于沉積巖分布于地表或地下不太深的地帶,因此它與地下水的賦存狀態(tài)和運(yùn)移規(guī)律有著密切的關(guān)系。沉積巖與各種工程控建筑,如鐵路、橋梁、水利工程等關(guān)系更加密切。在對建筑物基底及周圍巖石應(yīng)力特性的研究,如塑性或彈性變形、抗壓、抗拉、抗剪性能的研究中,往往也需要沉積巖石學(xué)方面的知識。

3沉積巖和有用礦產(chǎn)的關(guān)系也很密切,在沉積巖中不僅礦產(chǎn)種類多,而且儲量大。據(jù)統(tǒng)計:世界上沉積和沉積變質(zhì)礦產(chǎn)占世界礦產(chǎn)儲量80%;而可燃性有機(jī)巖(石油、天然氣、油頁巖及煤等)和鹽類礦產(chǎn)幾乎全部為沉積類型;放射性和黑色金屬(鐵、錳)等礦產(chǎn),沉積類型也占有主要的地位。很多沉積巖本身就是礦產(chǎn),如石灰?guī)r或泥灰?guī)r均可作建筑材料,用制石灰、水泥等原料。裸露巖石沉積巖外力侵蝕、搬運(yùn)、堆積風(fēng)、流水、冰川、海浪特點(diǎn)一層一層的沉積(層理結(jié)構(gòu))常含有化石常見的沉積巖:頁巖、砂巖、石灰?guī)r沉積巖的形成及野外表現(xiàn)沉積巖:由沉積物經(jīng)壓實、固結(jié)、脫水、膠結(jié)、重結(jié)晶作用變成堅硬的巖石。2002年9月,陜西2000年8月,北京靈山珍珠湖2003年7月,北京居庸關(guān)長城(一)沉積巖的化學(xué)成分沉積巖和巖漿巖的化學(xué)成分十分接近,主要由SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5以及CO2、H2O等十多種氧化物所組成。說明沉積巖的物質(zhì)成分主要來自巖漿巖。但是由于沉積巖是在常溫常壓下,氧氣充足,水分豐富的條件下形成的,所以在化學(xué)成分上仍有其特殊性。1.Fe2O3與FeO的對比關(guān)系,在巖漿巖中Fe2O3<FeO,沉積巖中Fe2O3>FeO。2.K、Na的含量,巖漿巖中二者近于相等或Na>K,沉積巖中K>Na。因為巖石風(fēng)化所形成的膠體礦物對于K有很強(qiáng)的吸附作用,而Na則多流入海洋。含K的礦物白云母比較穩(wěn)定,可保留在沉積巖內(nèi)。3.沉積巖中一般Al>Ca+Na+K,而巖漿巖中Al<Ca+Na+K,因為巖石風(fēng)化后常形成富含Al的礦物(如粘土礦物、鋁土礦等)。4.沉積巖中常有大量的H2O、CO2和有機(jī)質(zhì),而巖漿巖沒有機(jī)質(zhì),H2O及CO2含量也極微。1.碎屑礦物:碎屑礦物有長石、石英、白云母及某些重礦物等。其中石英最多,長石、云母次之,重礦物常有鋯石、磷灰石、石榴石、金紅石、十字石等。而橄欖石、輝石、角閃石、黑云母則少見。2.粘土礦物:硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物分解后的新生礦物,主要為高嶺石、膠嶺石(蒙脫石)、水云母等。3.化學(xué)沉積礦物:化學(xué)沉積礦物為石英、蛋白石、玉髓、方解石、白云石、菱鐵礦、石膏、褐鐵礦、鋁土礦、軟錳礦、海綠石、磷灰石,鉀鹽、光鹵石等。4.粘土礦物和部分鹽類礦物是沉積巖中特有的礦物。5.沉積巖的物質(zhì)成分,除上述礦物外,尚有有機(jī)物質(zhì)、火山噴發(fā)物質(zhì)以及極少量宇宙物質(zhì)(如隕石)等。(二)沉積巖的礦物成分巖漿巖與沉積巖中礦物成分比較:(1)在巖漿巖中常見的暗色礦物如橄欖石、角閃石、輝石等鐵鎂礦物,在沉積巖中較少。(2)巖漿巖和沉積巖中都比較多的礦物鉀長石、酸性斜長石、石英。游離SiO2在巖漿巖中多以石英出現(xiàn),而在沉積巖中尚有大量的玉髓和蛋白石。(3)在巖漿巖中少有的礦物粘土礦物、巖鹽、碳酸鹽礦物,在沉積巖中則占了主要地位。繼承礦物:是由母巖風(fēng)化剝蝕的產(chǎn)物,主要是鉀長石、石英和巖屑中的礦物。自生礦物:即在沉積成巖過程中生成的新礦物,如方解石、白云石、菱鐵礦、粘土礦物(如高嶺石)等

碎屑巖中的礦物存在方式:碎屑:巖屑、礦屑、生物碎屑膠結(jié)物:充填在礦物顆粒之間,含量一般在25%左右。主要膠結(jié)物成分類型:泥質(zhì)膠結(jié):硬度小,易碎,斷面呈土狀鈣質(zhì)膠結(jié):硬度較泥質(zhì)大,呈灰白色,遇酸起泡(CaCO3)硅質(zhì)膠結(jié):硬度大,呈灰色(SiO2)鐵質(zhì)膠結(jié):硬度較大,呈黃褐色或磚紅色還原條件下也可呈綠色。(三)沉積巖的顏色影響沉積巖顏色的因素:

1)碎屑成分、礦物成分

含碳質(zhì)、瀝清質(zhì)和細(xì)粒黃鐵礦時多呈灰色、灰黑色和黑色。含海綠石、孔雀石等多呈綠色、石英砂巖多呈白色。

2)膠結(jié)物成分膠結(jié)物是硅質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì)時多色較淺,而鐵質(zhì)較深。

3)成巖或成巖后的環(huán)境變化含F(xiàn)e,氧化條件下呈紅色或黃褐色,還原條件下呈綠色等。對巖石顏色的描述:

主要采用類比法:如磚紅色,土黃色,豬肝色等。(四)沉積巖的結(jié)構(gòu)是由組成沉積巖的物質(zhì)成分、形態(tài)、性質(zhì)、大小及含量決定。沉積巖絕大多數(shù)具有碎屑結(jié)構(gòu),。根據(jù)其成因可分為:碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、生物結(jié)構(gòu)(1)碎屑結(jié)構(gòu):>0.005mm,碎屑沉積巖所具有的結(jié)構(gòu),按碎屑大小可分為:礫狀結(jié)構(gòu):>2mm(有磨圓,無磨圓時稱角礫狀結(jié)構(gòu))砂狀結(jié)構(gòu):(2-0.005mm)

粗砂:2-0.5mm

中砂:0.5-0.1mm

細(xì)砂:0.1-0.05mm

粉砂:0.05-0.005mm礫砂泥2004年7月,北京鷲峰公園竹葉狀結(jié)構(gòu)(內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)):系未固結(jié)的灰?guī)r經(jīng)海浪打擊破碎而成,多呈扁平狀,形似竹葉。(2)泥質(zhì)結(jié)構(gòu):<0.005mm,為粘土巖類所具有的結(jié)構(gòu)。(3)結(jié)晶結(jié)構(gòu):為化學(xué)巖經(jīng)重結(jié)晶作用形成。晶質(zhì)結(jié)構(gòu):結(jié)晶顆粒直徑>0.01mm隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu):0.01-0.001mm。(4)膠狀結(jié)構(gòu):<0.001mm,多由膠體化學(xué)沉積形成。化學(xué)巖常具有的結(jié)構(gòu)(5)生物結(jié)構(gòu):含較多的生物遺體和生物碎片。生物化學(xué)巖常具有的結(jié)構(gòu)4.沉積巖的構(gòu)造是指沉積巖中各組成部分的空間分布和它們相互之間的排列關(guān)系。常見的沉積巖構(gòu)造有:(1)層理構(gòu)造:由不同顏色、形狀、粒度表現(xiàn)出來。

層面:層與層之間的接觸面。

巖層:上下兩層面之間的巖石。據(jù)巖層的單層厚度可分為:塊狀層理:>1m

厚層狀層理:1-0.5m

中厚層狀層理:0.5-0.1m

薄層狀層理:0.1-0.01m

頁片狀層理:<0.01m按層理形態(tài)可分為:水平層理:波狀層理:斜層理:2003年7月,北京居庸關(guān)長城(2)塊狀構(gòu)造:巖石層理不清楚,礦物顆粒無定向排列。(3)鮞狀構(gòu)造:具有同心圓狀之圓形或橢圓形球粒,形似魚籽。直徑一般在0.5-2mm,大于

2mm者稱豆?fàn)顦?gòu)造。是膠體物質(zhì)圍繞鮞核一層一層沉積而成。5.沉積巖的其它特征(1)波痕:當(dāng)經(jīng)過砂層表面的水流或風(fēng)力達(dá)到一定速度時,或在水波浪的振蕩下,砂粒發(fā)生移動,可在砂層表面上出現(xiàn)波狀起伏的痕跡,叫波痕。(2)泥裂:在干旱或暴曬的情況下,粘土沉積物表面上形成的干裂,裂隙被后來的沉積物充填并保存下來。平面上呈多邊形。剖面呈楔形。(3)疊層構(gòu)造:藍(lán)綠藻絲狀體分泌物將細(xì)碎屑粘結(jié)。(4)化石:印模或?qū)嶓w對稱波痕不對稱波痕(迎風(fēng)面緩)(5)皺紋構(gòu)造:由于重力或地質(zhì)作用形成(6)蟲跡:蠕蟲或其它爬行動物的爬痕或洞穴。(7)雨(雹)跡:(8)結(jié)核:在沉積巖中常集中起來呈球狀或不規(guī)則狀的與周圍巖石成分明顯不同的沉積物或礦物集合體。如鐵結(jié)核或錳質(zhì)結(jié)核。(9)縫合線:壓溶作用形成,石灰?guī)r或白云巖中(二)沉積巖的分類及各類巖石的特點(diǎn)沉積巖分類表1.火山碎屑巖類:火山噴出的碎屑物質(zhì)經(jīng)短距離的搬運(yùn)或就地沉積下來,經(jīng)壓實、固結(jié)或熔結(jié)成巖。

據(jù)碎屑顆粒的大?。?1)集塊巖:火山碎屑物質(zhì)>90%,碎屑直徑>64mm。(2)火山角礫巖:火山碎屑物質(zhì)>90%,碎屑直徑2-64mm。(3)凝灰?guī)r:碎屑直徑<2mm,由火山玻璃、礦物晶屑和巖屑組成。2.陸源碎屑巖:外力地質(zhì)作用產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)經(jīng)搬運(yùn)、沉積、成巖形成的巖石,一般碎屑含量50%以上。

(1)礫巖:>2mm(2)砂巖:2-0.05mm(粗砂2-0.5,中砂0.5-0.1,細(xì)砂0.1-0.05)(3)粉砂巖:<0.05-0.005mm

3.粘土巖類(泥質(zhì)巖):由50%以上的<0.005mm的碎屑組成。(1)粘土:為松散的土狀巖石。粘土>50%。(2)頁巖:由松散的粘土經(jīng)硬結(jié)成巖作用而成。具有沿層理面分裂成薄片的性質(zhì)。??梢婏@微層理,稱頁理。是由水云母等片狀礦物定向排列形成。(3)泥巖:其成分與頁巖相似,但頁理構(gòu)造不發(fā)育。4.化學(xué)巖及生物化學(xué)巖是介質(zhì)中一些化學(xué)溶解物經(jīng)搬運(yùn)、蒸發(fā)、化學(xué)反應(yīng)或生物作用而沉淀下來形成的巖石。(1)石灰?guī)r:由結(jié)晶細(xì)小的方解石組成,常含少量的白云石、粘土、菱鎂礦及石膏等混入物,多具結(jié)晶結(jié)構(gòu)。遇酸起泡(2)白云巖:主要由細(xì)小的白云石組成,常含少量的方解石、菱鎂礦及粘土等。外表特征與石灰?guī)r類似,遇酸不起泡或起泡微弱。(3)泥灰?guī)r:是碳酸鹽巖與粘土巖之間的過渡類型,粘土含量在

25~50%之間,若粘土含量在5~25%則稱為泥質(zhì)灰?guī)r。常具隱晶質(zhì)或微粒結(jié)構(gòu),遇酸起泡,且有黃色泥質(zhì)沉淀物。(4)硅質(zhì)巖:主要由蛋白石、玉髓及石英組成,此外尚含粘土、碳酸鹽,鐵的氧化物等。常具隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)條帶狀構(gòu)造,致密堅硬。(三)沉積相的概念**能表明沉積條件的巖性特征和古生物特征的有規(guī)律組合。相就是沉積物形成條件的物質(zhì)表現(xiàn)。大陸相——過渡相——海相大陸相過渡相海相1沖積相2河流相3湖泊相4沼澤相5沙漠相6冰川相1三角洲相2堡島碎屑巖相3潮坪-瀉湖碳酸鹽相1濱海相濱海碎屑巖相濱海碳酸鹽相2淺海相淺海碎屑巖相淺海碳酸鹽相3半深海及深海相沉積相的分類常見的沉積巖常見的沉積巖常見的沉積巖常見的沉積巖三、變質(zhì)巖已成巖石變質(zhì)巖巖漿活動、高溫高壓變質(zhì)作用由火成巖所形成的變質(zhì)巖稱為正變質(zhì)巖,由沉積巖所形成的變質(zhì)巖稱為副變質(zhì)巖。若變質(zhì)巖再度變質(zhì)可稱為復(fù)變質(zhì)巖。變質(zhì)巖是由變質(zhì)作用所形成的新巖石,稱為變質(zhì)巖。其前身稱為原巖。研究意義1.變質(zhì)巖在我國分布較廣,從前寒武系至新生界的地層中都有變質(zhì)巖。前寒武紀(jì)以前八分之七為變質(zhì)巖。2.變質(zhì)作用又是重要的成礦作用,已經(jīng)形成的礦床在變質(zhì)作用下可發(fā)生強(qiáng)烈的改造,同時變質(zhì)作用又可促成新礦床的形成。如前震旦系變質(zhì)鐵礦(鞍山式)、變質(zhì)礫巖金礦以及Cu、Co、Mn、U等金屬礦床;大理巖、菱鎂礦、硼、磷、石墨、滑石、石棉、剛玉等非金屬礦床。特別是變質(zhì)鐵礦,在世界上分布廣、儲量大,約占全世界鐵礦總儲量的三分之二以上。(一)變質(zhì)作用的概念地殼中已經(jīng)形成的巖石,無論是沉積巖,巖漿巖或已變質(zhì)的變質(zhì)巖,由于地殼運(yùn)動、巖漿活動等所造成的物理化學(xué)條件的改變,使原來的巖石,為適應(yīng)新的環(huán)境,達(dá)到新的平衡和穩(wěn)定,在巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造上發(fā)生一系列的變化,這種使巖石發(fā)生改變的作用,稱為變質(zhì)作用。(二)變質(zhì)作用的因素

是指在變質(zhì)作用過程中起作用的物理——化學(xué)條件,即引起巖石變質(zhì)的外部因素。

1、溫度是控制和影響變質(zhì)作用的重要因素之一起始溫度:以濁沸石、藍(lán)閃石、硬柱石、鈉云母、葉臘石等變質(zhì)礦物的首次出現(xiàn),作為變質(zhì)作用的開始。這些礦物出現(xiàn)時的溫度范圍為是在150℃—250℃之間,這就是變質(zhì)作用發(fā)生的起始溫度。終止溫度:原巖發(fā)生大規(guī)模熔融時的溫度,現(xiàn)確定為為650℃—1000℃之間。巖石在溫度升高時可以引起兩方面的變化:第一、引起重結(jié)晶作用。在高溫條件下,巖石內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)活動能力增大,導(dǎo)致質(zhì)點(diǎn)重新排列,使晶粒由小變大、由細(xì)變粗;例如石灰?guī)r在高溫條件下,晶粒變得比原來粗大而成為大理巖。第二、促進(jìn)原有礦物成分之間的化學(xué)反應(yīng),形成新的礦物組合,這種反應(yīng)是向著吸熱和脫水的方向進(jìn)行的。如泥質(zhì)巖中的高嶺石在高溫下可以變?yōu)榧t柱石和石英,其反應(yīng)為:吸熱

Al4[Si4O10](OH)8=2A12[SiO4]O+2SiO2+4H2O

高嶺石放熱紅柱石石英水熱能來源1地?zé)幔旱責(zé)峥偸请S深度的加大而增高。2巖漿熱:當(dāng)巖漿侵入時,攜帶大量的熱,使圍巖受到巖漿熱的影響。3構(gòu)造運(yùn)動所產(chǎn)生的磨擦熱,這種熱影響范圍較局限。4地球內(nèi)部物質(zhì)相轉(zhuǎn)變所釋放的熱。5放射性元素蛻變釋放的熱。2、壓力是控制變質(zhì)作用的重要物理因素,按其性質(zhì)分為兩類:靜壓力:是指巖石在地殼內(nèi)一定深度時,所承受的重力。

靜壓力的加大會使巖石的孔隙減小,變得致密堅硬。同時,在一定的溫度下,由于靜壓力的增加,常常生成一些比重增大,分子體積減小的礦物。例如紅柱石(比重為3.1)在靜壓力加大時,生成藍(lán)晶石(比重為3.6)又例如鈉長石在高壓條件下形成硬玉和石英的組合,其反應(yīng)如下:

NaAlSi3O8—→NaAlSi2O6+SiO2

鈉長石硬玉石英比重2.613.24—3.432.65分子體積10061.722.784.4其中,分子體積=分子量/比重。從上述可知,硬玉與石英的分子體積之和比鈉長石的分子體積要小。此外,靜壓力的加大還會使吸熱變質(zhì)反應(yīng)的溫度升高

應(yīng)力:當(dāng)物體遭受定向外力作用,其內(nèi)部就會產(chǎn)生一種抵抗力。通常,它與地殼的構(gòu)造運(yùn)動及巖漿活動有關(guān)。它的強(qiáng)度各地變化很大,從縱向上說,越往地球深部,應(yīng)力有逐漸減弱以至消失的趨勢。在地殼的淺部,由于靜壓力不大,溫度較低,巖石具脆性,巖石在較大的應(yīng)力作用下,常常會發(fā)生礦物的晶格變形或晶粒破裂,乃至整個巖石的破碎。在地殼的深處,由于靜壓力較大,溫度較高,巖石的塑性程度較高,在應(yīng)力的作用下,組成巖石的礦物常沿垂直于應(yīng)力的方向上平行排列,形成片理。其次,應(yīng)力還能通過各種途徑來加速變質(zhì)反應(yīng)的速度,促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行,尤其是在地殼的淺處,巖石處于剛性狀態(tài)時,應(yīng)力的垂直分力可以迭加到靜壓力之上,這部分疊加的壓力稱為構(gòu)造超壓。它加大了靜壓力的強(qiáng)度,從而對變質(zhì)作用起著靜壓力同樣的作用。3、具化學(xué)活動性流體

變質(zhì)作用過程中少量流體(水、CO2及其它揮發(fā)性物質(zhì))也是變質(zhì)作用過程中的重要因素。巖石的裂隙和毛細(xì)孔內(nèi)及顆粒之間存在有流體,它們的含量大約占巖石總量的1—2%。其主要成分為H2O、O2、CO2以及數(shù)量不等的硼酸、鹽酸、硫化氫等。它們具有很大的化學(xué)活動性,在較高的溫度壓力條件下,這種流體呈超臨界狀態(tài),即一種氣液之間無明顯分界和區(qū)別的狀態(tài)。此時,流體的化學(xué)活動性還會大大地增加。具有化學(xué)活動性的流體對巖石變質(zhì)所起的作用主要表現(xiàn)在三個方面:第一,流體可以起著溶劑的作用,促進(jìn)巖石中某些組份的溶解和遷移,有利于變質(zhì)作用的進(jìn)行。第二,直接影響變質(zhì)作用的進(jìn)行。有些變質(zhì)反應(yīng)涉及到流體相,流體可以直接影響變質(zhì)反應(yīng)的方向和速度,尤其對于水化一脫水反應(yīng)、碳酸鹽化一脫碳酸鹽反應(yīng),流體中H2O和CO2的濃度是至關(guān)重要的。第三,以水為主的流體相對于巖石的部份重熔有一定的影響。一般來說,巖石的熔點(diǎn)是隨巖石的含水量升高而降低的。長英質(zhì)組份的熔點(diǎn)隨含水量的變化情況。當(dāng)含水8%時,即在飽和水的條件下,熔點(diǎn)為640±20℃,而在干的條件下,長英質(zhì)組份需在950℃才開始熔融??梢妿r石中的含水量對混合巖化的溫度條件是有影響的。具化學(xué)活動性流體在變質(zhì)作用中雖然重要,但在一般情況下,它并不是變質(zhì)作用中的一個獨(dú)立因素,只有在溫度、壓力的影響下它才會顯示其作用,而且隨著溫度的增高,其作用更加顯著。化學(xué)活動性流體能導(dǎo)致新的成分的加入,所以不僅能引起原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的改變,而且可以促使巖石的化學(xué)成分,礦物成分發(fā)生變化。時間指變質(zhì)作用持續(xù)的時間,也是變質(zhì)作用很重要的因素,往往被人忽視。有些變質(zhì)作用看來不易發(fā)生,但在長時間變質(zhì)因素持續(xù)作用下卻可以進(jìn)行,特別是變質(zhì)結(jié)構(gòu)的生成、巖石的塑性變形,都是很慢的過程,均與變質(zhì)作用經(jīng)歷的時間有關(guān)。應(yīng)當(dāng)指出,在變質(zhì)過程中控制變質(zhì)作用進(jìn)行的各種物理因素(溫度,壓力)化學(xué)因素(化學(xué)活動性流體)和時間并不是孤立存在的,它們幾乎是同時存在,而且是互相制約,互相影響的,只是在不同地質(zhì)條件下,在不同變質(zhì)時期內(nèi),某一種因素起著主導(dǎo)作用而已。一般來說溫度和時間是最重要的因素,其次是靜壓力。僅在地殼淺部,當(dāng)流體壓力小于或大于靜壓力時流體壓力才成為影響平衡的一個獨(dú)立因素。應(yīng)力對巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和變質(zhì)反應(yīng)的速度有重要的影響,一般認(rèn)為它不是決定變質(zhì)礦物共生組合的物化平衡因素。(三)變質(zhì)巖的化學(xué)成分一方面取決于原巖的化學(xué)成分,另一方面還與變質(zhì)作用類型和變質(zhì)強(qiáng)度有關(guān)。在變質(zhì)過程中,如果沒有組份的帶出和帶入,則變質(zhì)巖的化學(xué)成分基本上保持著原巖的化學(xué)成分。由于變質(zhì)巖的原巖多種多樣,化學(xué)成分也比較復(fù)雜,總的來說不外乎以下十幾種氧化物,主要有SiO2、Al2O3、Fe2O3,F(xiàn)e0、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O、CO2,以及TiO2、P2O5等。但不同變質(zhì)巖各種氧化物的含量變化極大,往往與原巖成分有關(guān)。原巖為粘土巖,則Al2O3值高;原巖為碳酸鹽巖CaO、MgO、CO2值高。(四)變質(zhì)巖的礦物成分貫通礦物——在變質(zhì)礦物中,有的形成時的溫度、壓力變化范圍可相當(dāng)寬廣,如石英、長石等。特征變質(zhì)礦物——有的礦物形成的溫度,壓力變化范圍比較狹窄。如:石榴子石、藍(lán)閃石、絹云母、綠泥石、陽起石、透閃石、滑石、硅灰石、石墨、蛇紋石、紅柱石、藍(lán)晶石等。在區(qū)域變質(zhì)作用條件下,原巖為泥質(zhì)巖石時:低級特征變質(zhì)礦物——絹云母,綠泥石等;中級特征變質(zhì)礦物——藍(lán)晶石、十字石等;高級變質(zhì)特征礦物——夕線石、紫蘇輝石等。原巖的化學(xué)成分不同,變質(zhì)巖中可能出現(xiàn)的礦物組合也不同。當(dāng)分析變質(zhì)巖的礦物成分時,要注意推斷原巖的化學(xué)成分和變質(zhì)作用種類和強(qiáng)度。一定的原巖,在一定的變質(zhì)作用和強(qiáng)度條件下可形成一定的組合。原巖成分不同,經(jīng)受相同的變質(zhì)作用和強(qiáng)度,會出現(xiàn)不同的礦物組合;原巖成分相同,經(jīng)受不同的變質(zhì)作用和強(qiáng)度,也將出現(xiàn)不同的礦物組合。(五)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu):是指巖石中礦物的顆粒大?。6龋⑿螤詈途w之間的相互關(guān)系等特征。(一)變晶結(jié)構(gòu)(二)變余結(jié)構(gòu)(殘余結(jié)構(gòu))(三)碎裂結(jié)構(gòu)(四)交代結(jié)構(gòu)碎裂結(jié)構(gòu)原巖在定向壓力作用下,當(dāng)壓力超過巖石或礦物的彈性極限時,礦物便發(fā)生彎曲、變形。如定向壓力進(jìn)一步增強(qiáng),超過其強(qiáng)度極限時,則發(fā)生破裂和韌性變形,形成各種碎裂結(jié)構(gòu)。變晶結(jié)構(gòu)是巖石在變質(zhì)作用過程中重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶作用所成的結(jié)構(gòu),為變質(zhì)巖中最常見的結(jié)構(gòu)。根據(jù)變晶礦物的粒度、形狀和相互關(guān)系等特點(diǎn)可進(jìn)一步劃分:變晶礦物顆粒的大小變晶礦物顆粒形態(tài)變晶礦物相互關(guān)系

相對大小絕對大小等粒變晶結(jié)構(gòu)不等粒變晶結(jié)構(gòu)斑狀變晶結(jié)構(gòu)粗粒變晶結(jié)構(gòu)(>3mm)中粒變晶結(jié)構(gòu)(1-3mm)細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)(<1mm)顯微變晶結(jié)構(gòu)鑲嵌粒狀變晶結(jié)構(gòu)縫合粒狀變晶結(jié)構(gòu)鱗片變晶結(jié)構(gòu)

纖狀變晶結(jié)構(gòu)包含變晶結(jié)構(gòu)

篩狀變晶結(jié)構(gòu)殘縷結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)變余結(jié)構(gòu)

也叫殘余結(jié)構(gòu),是原巖在變質(zhì)作用過程中,由于重結(jié)晶作用不完全使原巖的結(jié)構(gòu)被部分殘留下來的結(jié)構(gòu)。其命名只要在原巖結(jié)構(gòu)名稱前加上“變余”即可。原巖為沉積巖:變余礫狀、砂狀、粉砂狀、泥狀結(jié)構(gòu)等;原巖為火成巖:變余斑狀、輝綠、花崗、凝灰結(jié)構(gòu)等;原巖為變質(zhì)巖:變余碎裂結(jié)構(gòu)、變余變晶結(jié)構(gòu)等。交代結(jié)構(gòu)發(fā)生交代變質(zhì)作用時,原巖中的礦物被取代、消失,與此同時形成新生礦物。這些作用既可以置換原有礦物,保持原巖的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行,也可以交代重結(jié)晶形成新礦物新結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行,從而產(chǎn)生不同的交代結(jié)構(gòu)。交代蠶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)交代凈邊結(jié)構(gòu)、交代穿孔結(jié)構(gòu)、交代蠕蟲結(jié)構(gòu)(六)變質(zhì)巖的構(gòu)造變質(zhì)巖的構(gòu)造是由巖石的組份在空間上的排列和分布所反映的巖石構(gòu)成方式,著重于礦物個體在方向和分布上的特征。變質(zhì)巖的構(gòu)造可繼承保留原巖的構(gòu)造特征,也可在不同的變質(zhì)作用中形成新的構(gòu)造。其構(gòu)造可分為三類:變余構(gòu)造、變成構(gòu)造和混合巖構(gòu)造

。變余構(gòu)造巖石經(jīng)變質(zhì)后,仍保留有原巖的構(gòu)造特征稱為變余構(gòu)造。變余構(gòu)造是恢復(fù)原巖性質(zhì)的重要標(biāo)志。正變質(zhì)巖中常見的變余構(gòu)造有:變余氣孔構(gòu)造、變余杏仁構(gòu)造、變余流紋構(gòu)造、變余枕狀構(gòu)造、變余斑雜構(gòu)造等。副變質(zhì)巖中常見的變余構(gòu)造有:變余層理構(gòu)造、變余斜層理構(gòu)造、變余韻律構(gòu)造、變余泥裂構(gòu)造、變余波痕構(gòu)造等。變成構(gòu)造經(jīng)變質(zhì)作用后形成的構(gòu)造稱為變成構(gòu)造,在變質(zhì)巖中占有重要地位。常見的主要類型有:斑點(diǎn)狀構(gòu)造板狀構(gòu)造千枚狀構(gòu)造片狀構(gòu)造片麻狀構(gòu)造條帶狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造斑點(diǎn)狀構(gòu)造巖石中由于某些組份的聚集,構(gòu)成2毫米左右大小的斑點(diǎn)。斑點(diǎn)的成分常為炭質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)或紅柱石等的雛晶。基質(zhì)的成分常為隱晶質(zhì)。隨著變質(zhì)作用溫度的升高,這些斑點(diǎn)可重結(jié)晶成變斑晶,并在巖石中呈瘤狀突起時則稱為瘤狀構(gòu)造。板狀構(gòu)造巖石在應(yīng)力作用下產(chǎn)生一組密集平行的破裂面(劈理構(gòu)造),可伴有輕微的重結(jié)晶,但肉眼不能分辨出顆粒。千枚狀構(gòu)造巖石中各組份基本已重結(jié)晶并呈定向排列,使巖石呈薄片狀,片理面上具絲絹光澤。

片狀構(gòu)造巖石具顯晶質(zhì)變晶結(jié)構(gòu),主要由鱗片、柱狀變晶礦物組成,作定向排列和分布,具有沿片理面劈開成不平整薄板狀的特征。

片麻狀構(gòu)造巖石具顯晶質(zhì)變晶結(jié)構(gòu),以粒狀變晶礦物為主,相間有鱗片狀、柱狀變晶礦物呈斷續(xù)的定向排列和分布。變質(zhì)巖——構(gòu)造特征條帶狀構(gòu)造

巖石中由礦物成分上,結(jié)構(gòu)上或其它特征上不同的部分成條帶狀分布并相間排列。塊狀構(gòu)造

巖石中的礦物成分和結(jié)構(gòu)呈均勻分布,無定向排列。

變質(zhì)巖——構(gòu)造特征混合巖構(gòu)造、原巖經(jīng)過混合巖化作用所形成的構(gòu)造叫混合巖構(gòu)造。其特征是通過混合巖中基體和脈體的形態(tài)綜合表現(xiàn)出來。如眼球狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、霧迷狀構(gòu)造等。主要的變質(zhì)巖動力變質(zhì)巖動力變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖稱動力變質(zhì)巖。因為動力變質(zhì)作用常與構(gòu)造運(yùn)動有關(guān),所以又稱構(gòu)造巖、碎裂變質(zhì)巖。動力變質(zhì)作用一方面引起巖石中的礦物變形、破碎,使其結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生改變,另一方面發(fā)生重結(jié)晶作用,使礦物成分發(fā)生變化,產(chǎn)生新礦物。這些變化與應(yīng)力性質(zhì)、強(qiáng)度和作用時間的長短及巖石本身的性質(zhì)有關(guān)。動力變質(zhì)巖在空間分布上常與斷裂構(gòu)造相聯(lián)系,作帶狀分布。因此,對動力變質(zhì)巖的研究,可以確定斷裂帶的存在和判斷斷裂帶的性質(zhì)。這對永久設(shè)施和工程建設(shè)以及找礦等,都是十分重要的。動力變質(zhì)動力變質(zhì)巖碎裂巖:具碎裂結(jié)構(gòu)的巖石稱為碎裂巖。剛性的原巖在應(yīng)力強(qiáng)烈擠壓條件下,被壓碎成大小不等的巖石碎塊,碎塊間幾乎沒有相對位移(與構(gòu)造角礫巖區(qū)別),碎塊之間相互適應(yīng),裂隙中常為磨碎的同成分物質(zhì)所充填,形成碎裂結(jié)構(gòu)。有時也有次生的鐵質(zhì)、硅質(zhì)或鈣質(zhì)充填,局部有重結(jié)晶現(xiàn)象。新生礦物絹云母、綠泥石有時也呈定向排列構(gòu)成片狀構(gòu)造。碎裂巖一般多保留有原有巖石的基本特征,命名時以“碎裂”二字加在原巖名稱之前,如碎裂花崗巖。若碎裂程度較深,原巖特征不易觀察出來,即可命名為碎裂巖。動力變質(zhì)巖糜棱巖具糜棱結(jié)構(gòu)和定向構(gòu)造的巖石,統(tǒng)稱為糜棱巖。它是原巖經(jīng)過強(qiáng)烈研磨作用的的產(chǎn)物,往往分布在斷裂帶兩側(cè),由于壓扭應(yīng)力的作用使巖石發(fā)生錯動、研磨粉碎而成。糜棱巖具有以下特征:(1)由極細(xì)的破碎顆粒組成,有時夾有原巖中尚未破碎的殘余部分(眼球體),這些殘余的眼球體常以其長軸方向平行于運(yùn)動方向。破碎顆粒一般小于0.5毫米。(2)巖性堅硬致密,有時甚至很像硅質(zhì)巖石,這是因為形成糜棱巖的壓力很大,以致破碎的細(xì)小顆粒彼此能夠緊密連接起來。(3)大部分糜棱巖具有明顯的帶狀構(gòu)造和眼球紋理構(gòu)造,這種構(gòu)造通過礦物粒度、成分和顏色等特征反映出來,這是在研磨過程中組成物質(zhì)發(fā)生流動、變形、重結(jié)晶以及新生礦物在應(yīng)力作用下定向排列所造成的。(4)糜棱巖原巖多為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的巖石,如花崗巖、片麻巖、石英砂巖等。但也有由基性火成巖、超基性巖等在高溫下發(fā)生強(qiáng)烈破碎作用而糜棱巖化的實例。糜棱巖中最常見的礦物組合是石英、長石,因為這些礦物在很寬的溫度、壓力范圍內(nèi)比較穩(wěn)定,而在沒有孔隙溶液存在時,它們是脆性的。(5)糜棱巖中也常見一部分新生礦物,如綠泥石、絹云母、白云母,綠簾石、滑石、蛇紋石等,這些礦物常作定向排列,致使條帶構(gòu)造更趨明顯。動力變質(zhì)巖的野外識別標(biāo)志動力變質(zhì)巖往往分布在斷裂帶,在野外具有如下特征:(1)常呈帶狀分布,寬度和延長變化很大,常常斜切地層。(2)在斷裂帶內(nèi)的巖石,常具碎裂結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu),條帶狀構(gòu)造,眼球狀構(gòu)造等……。(3)斷裂帶內(nèi)巖性變化復(fù)雜,具有各種類型的碎裂巖,顏色變化也多種多樣如綠色、紫色、黃綠色、黑色等……。(4)斷裂帶內(nèi)的巖石,次生節(jié)理、劈理·。各方向的擦痕,“斷層泥”等均較發(fā)育,破碎較為厲害。(5)由于沿斷裂帶常有水及其他溶液的活動,所以常出現(xiàn)硅化和形成一些次生礦物如綠泥石、綠簾石、方解石、葡萄石、葉蠟石、滑石等……。并有鐵染現(xiàn)象。(6)由于斷裂帶往往穿過不同的巖層,在地貌上常構(gòu)成陡崖或似巖脈狀,或成負(fù)地形。(7)由動力變質(zhì)作用形成的綠色片巖、藍(lán)閃石片巖等,往往突然出現(xiàn),又突然消失,與圍巖的巖性很不協(xié)調(diào)(甚至在附近很難找到這樣的巖性)。(8)在巖體中往往出現(xiàn)巖相帶突變的現(xiàn)象,如北京周口店房山侵入體中就有這種現(xiàn)象,而且很明顯,巖相帶發(fā)生了位移??傊畮r石受力后所產(chǎn)生的變化,必然在巖石上要留下痕跡,只要我們在工作中認(rèn)真調(diào)查是不難發(fā)現(xiàn)的。接觸變質(zhì)巖熱接觸變質(zhì)巖圍巖僅受巖漿高溫的烘烤,而使成分遷移,發(fā)生重結(jié)晶。一般物質(zhì)成分沒有帶入和帶出。熱接觸變質(zhì)巖的類型隨原巖成分和變質(zhì)作用強(qiáng)度不同而不同。接觸變質(zhì)巖類大理巖:原巖:各種碳酸鹽巖類。主要礦物成分:礦物組成以方解石、白云石等碳酸鹽類礦物為主,含量大于50%,常含有其他鈣硅酸鹽、鈣鋁硅酸鹽礦物如硅灰石、滑石、透輝石等;

結(jié)構(gòu)構(gòu)造:一般為粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。接觸變質(zhì)巖類接觸交代變質(zhì)巖在接觸帶中圍巖不僅受巖漿高溫的影響,同時還有從巖漿中析出的熱液和所攜帶的揮發(fā)性組份對圍巖進(jìn)行交代作用,由此所形成的接觸交代變質(zhì)巖石稱為矽卡巖。矽卡巖主要是在深度不大或中等深度的條件下,由中酸性侵入體與碳酸鹽巖石發(fā)生接觸交代作用形成的。接觸變質(zhì)巖類矽卡巖:矽卡巖的顏色變化較大,有褐綠、黑綠、褐紅、淺灰等色。粒度變化也大,常為等粒、不等粒變晶結(jié)構(gòu)及包含變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。塊狀、斑雜狀、條帶狀構(gòu)造等。矽卡巖的礦物成分較復(fù)雜,變化也大,鈣質(zhì)矽卡巖的礦物成分主要為鈣鋁-鈣鐵石榴石、鈣鐵輝石-透輝石、硅灰石、符山石等;鎂質(zhì)矽卡巖的礦物成分主要有鎂橄欖石、透輝石、尖晶石、金云母、硅鎂石。區(qū)域變質(zhì)巖類區(qū)域變質(zhì)巖是由區(qū)域變質(zhì)作用形成的巖石。它是在溫度、壓力、化學(xué)活動性流體等多種因素長時間綜合作用的結(jié)果。區(qū)域變質(zhì)巖分布面積很廣,分布的地區(qū)多是地質(zhì)歷史上地殼活動的中心地帶。如我國山東泰山、山西五臺山、中條山、呂粱山、河南嵩山、遼東半島以及秦嶺等地,均為區(qū)域變質(zhì)巖組成。就世界范圍而言,太古界、元古界都是由古老的區(qū)域變質(zhì)巖所構(gòu)成。過去研究區(qū)域變質(zhì)巖多是認(rèn)為溫度、壓力等都是隨地殼的深度而變化的,因而提出變質(zhì)作用深度帶的概念,即依據(jù)地殼深度不同劃分為淺、中、深三個變質(zhì)帶。區(qū)域變質(zhì)巖類板巖:具板狀構(gòu)造得巖石為板巖。原巖主要是泥質(zhì)巖、泥質(zhì)粉砂巖和中酸性凝灰?guī)r。重結(jié)晶不明顯,鏡下可見有泥質(zhì)和部分絹云母、綠泥石、硅質(zhì),有時見少量得白云母、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)作用得低級產(chǎn)物,溫度和均向壓力都不高,主要受應(yīng)力作用的影響。區(qū)域變質(zhì)巖類

千枚巖:具千枚狀構(gòu)造的巖石。其原巖類型與板巖相似,重結(jié)晶程度比板巖高,基本已重結(jié)晶。礦物組分主要是絹云母、綠泥石、石英、鈉長石等。當(dāng)原巖中含F(xiàn)eO較多時,可出現(xiàn)硬綠泥石、黑云母。顯微變晶結(jié)構(gòu)或基質(zhì)具顯微鱗片變晶的斑狀變晶結(jié)構(gòu)。

片理面具有強(qiáng)絲絹光澤。千枚巖中有時可見到很薄的“分結(jié)條帶”,系由長英質(zhì)條帶和云母質(zhì)條帶相間構(gòu)成,平行片理分布,因而使片理更加明顯。區(qū)域變質(zhì)巖類片巖:其特征是有片理構(gòu)造,是常見的區(qū)域變質(zhì)巖石。原巖已全部重結(jié)晶,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)。常見礦物有云母、綠泥石、滑石、角閃石、陽起石等。粒狀礦物以石英為主,長石次之。區(qū)域變質(zhì)巖類

石英巖:石英巖主要由石英組成的淺色粒狀巖石。粒狀變晶結(jié)構(gòu),一般為塊狀構(gòu)造。由砂巖和硅質(zhì)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用重結(jié)晶形成。由于石英在溫度作用下不易發(fā)生化學(xué)變化,在低溫至高溫的寬廣范圍內(nèi),主要引起重給晶作用。因此,石英巖在不同的變質(zhì)相條件下都可形成。區(qū)域變質(zhì)巖類片麻巖:一般具有片麻狀構(gòu)造或條帶狀構(gòu)造。原巖為泥質(zhì)巖、粉砂巖、砂巖和酸性中酸性巖漿巖或火山碎屑巖。具中粗粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)。主要由長石、石英和黑云母、角閃石等組成,有時深色礦物為輝石。原巖富鋁時,可有紅柱石、藍(lán)晶石、夕線石、十字石、剛玉、鐵鋁-鎂鋁石榴石、堇青石等,原巖富鈣時則可形成透輝石、陽起石、簾石、方柱石、鈣鋁榴石等。氣成熱液變質(zhì)巖巖漿期后的氣成熱液對已固結(jié)的巖漿巖

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