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文檔簡(jiǎn)介
第一節(jié)礦物學(xué)知識(shí)
一、概述
礦物的定義有狹義和廣義之分。狹義的礦物即通常人們所說(shuō)的礦物,即指巖石圈中的化學(xué)
元素的原子或離子通過(guò)各種地質(zhì)作用形成的,并在一定條件下相對(duì)穩(wěn)定的自然產(chǎn)物。隨著科學(xué)技
術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)范圍不斷擴(kuò)大,對(duì)礦物的認(rèn)識(shí)也不斷加深,因此,礦物還包括地幔
礦物、隕石礦物、宇宙礦物和人造礦物等,這是廣義的礦物概念。
礦物絕大部分是結(jié)品質(zhì)的單質(zhì)或化合物,具有比較固定的化學(xué)成分和晶體構(gòu)造,表現(xiàn)出一
定的幾何形態(tài)和物理化學(xué)性質(zhì),并以各種形態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài),多為固態(tài))存在于自然界中。
極少數(shù)的礦物以非晶質(zhì)的液態(tài)、氣態(tài)和膠態(tài)存在,其幾何形態(tài)與其成分、結(jié)構(gòu)之間沒(méi)有明顯的依
賴關(guān)系。
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦物有3000多種,其中絕大多數(shù)是晶質(zhì)固態(tài)的無(wú)機(jī)物。液態(tài)、氣態(tài)及有機(jī)
礦物總共只有幾十種。
按形成礦物的地質(zhì)作用,主要礦物分成三種成因類型。
1.巖漿礦物:即原生礦物,是由地下深處高溫高壓條件下的巖漿上升冷凝結(jié)晶而成的各種
礦物。如:橄欖石、輝石、角閃石、長(zhǎng)石、石英、云母等。
2.表生礦物:是原生礦物在地表常溫常壓條件下,經(jīng)過(guò)風(fēng)化、沉積作用所形成的一類礦物。
如:巖鹽、石膏、碳酸鹽礦物、鐵鋁的氫氧化物和粘土礦物等。
3.變質(zhì)礦物:是早期形成的礦物經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用(一般是在高溫高壓下)所形成的礦物。如:
石榴石、紅柱石、蛇紋石等。變質(zhì)礦物和表生礦物又成為次生礦物。
二、礦物的概念
1、礦物是地殼中的化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下所形成的自然均質(zhì)體。
地質(zhì)作用指火山爆發(fā),地震,巖石風(fēng)化等。
2、礦物數(shù)量
世界上礦物有3000多種,常見(jiàn)的有50多種,而和土壤形成有關(guān)的造巖礦物有20?30多
種。
3、類型
根據(jù)礦物形成原因可分為:
原生礦物——由地殼內(nèi)部巖漿冷卻后形成的礦物。
次生礦物一一由原生礦物進(jìn)一步風(fēng)化形成的新的礦物。
如:方解石是有碳酸鈣溶液沉淀而來(lái)的;高嶺石是由鉀長(zhǎng)石風(fēng)化來(lái)的。
三、礦物的主要特征
(一)、物理性質(zhì)
礦物的物理性質(zhì)是多方面的。不同的礦物由于成分、構(gòu)造不同,其物理性質(zhì)也各不相同。
因此,礦物的物理性質(zhì)也是鑒定礦物的重要依據(jù)。其中,最有鑒定意義的有:顏色、條痕、光澤、
解理、斷口、硬度等,此外,透明度、彈性、比重等。
1、顏色
礦物的顏色最容易引起人們的注意,有些礦物就是按其顏色來(lái)命名的,如:
黃銅礦、赤鐵礦等,所以,顏色是鑒定礦物的重要特征之一。礦物的顏色主要是礦物對(duì)可見(jiàn)光中
不同波長(zhǎng)的光波選擇吸收的結(jié)果,所呈顏色為反射光波或透過(guò)光波的混合色。根據(jù)顏色的成因,
可以分為以下三種:
1.自色:礦物本身所固有的顏色稱為自色。自色與礦物的成分和構(gòu)造有關(guān),主要是因?yàn)榈V
物成分中含有色素離子而引起的,常見(jiàn)的色素離子有Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Cu。自色形成另一
個(gè)原因,是礦物晶體構(gòu)造的均一性受到破壞而引起的。如食鹽受到陰極射線的刺激,而使無(wú)色透
明的食鹽呈現(xiàn)出粉紅、天藍(lán)等各種顏色。白色較穩(wěn)定,故在礦物鑒定上意義較大。磁鐵礦的鐵黑
色,孔雀石的翠綠色等都是自色。
2.他色:礦物因外來(lái)的帶色雜質(zhì)、氣泡等有色體的機(jī)械混入,而染的顏色叫他色。他色與
礦物本身的化學(xué)成分及構(gòu)造無(wú)關(guān),易變化而不穩(wěn)定,如無(wú)色透明的水晶可被染成紫色、玫瑰色、
黑色等便是一個(gè)很好的例子。
3.假色:由于礦物內(nèi)部裂縫、解理面及表面的氧化膜引起的光波的干涉而產(chǎn)生的顏色稱為
假色。如石膏、方解石內(nèi)部解理所形成的“暈色”,斑銅礦表面氧化膜造成的藍(lán)、紫色等都是假
色。
2、條痕
條痕就是礦物粉末的顏色,將礦物在未上釉的瓷板上進(jìn)行刻劃,其留下的粉
末痕跡就是條痕。條痕色可以消去假色,減弱他色,保存白色,所以條痕比礦物本身呈現(xiàn)的顏色
更為固定,因而更具有鑒定意義。如黃鐵礦是淡黃色,條痕卻是黑色;黃銅礦是銅黃色,條痕卻
是綠黑色。鑒定條痕,只限于硬度比瓷板小的礦物,因硬度比瓷板大的礦物,刻劃后所得之粉末
就是瓷板的粉末了。
3、礦物透明度和光澤
透明度是指礦物允許可見(jiàn)光透過(guò)的程度,通常以礦物碎片邊緣能否透見(jiàn)他物為準(zhǔn)。根據(jù)礦
物透過(guò)可見(jiàn)光的能力,可將礦物的透明度分為透明、半透明和不透明三種。
光澤是礦物表面反射可見(jiàn)光波的能力,據(jù)此,通常將礦物的光澤分為如下三種:
1.金屬光澤:礦物表面反射光的能力很強(qiáng),光耀奪目,如同光亮的金屬器皿表面的光澤,
如黃鐵礦、黃銅礦等。一般具有金屬光澤的礦物,條痕為黑色或深色,不透明的礦物常具有金屬
光澤。
2.半金屬光澤:礦物表面反射光的能力較弱,呈弱金屬狀光亮,如磁鐵礦、赤鐵礦。
3.非金屬光澤:這種光澤最為常見(jiàn),較上述光澤為弱,依反光強(qiáng)弱,又分為金剛光澤和玻
璃光澤。金剛光澤的光亮很強(qiáng),如金剛石;玻璃光澤的反光像玻璃一樣,如方解石、板狀石膏。
據(jù)統(tǒng)計(jì)具玻璃光澤的礦物為數(shù)最多,約占礦物總數(shù)的70%。透明或半透明的淺色礦物,通常具有
非金屬光澤。
上面所講的光澤,都是指礦物的晶面或解理面來(lái)說(shuō)的,在礦物斷口或集合體上,由于表面
不平,有細(xì)縫和小孔等,使一部分反射光發(fā)生散射或互相干擾,造成一些特殊的光澤。具有玻璃
光澤的淺色礦物的斷口處常呈油脂光澤,如石英的斷口;土狀粉末礦物呈土狀光澤;具有平行纖
維狀礦物呈絲絹光澤,如纖維石膏、石棉等;具極完全解理的云母片狀礦物呈珍珠光澤,如云母、
滑石等。
4、硬度
礦物抵抗刻劃、壓入和研磨的能力稱為硬度。硬度的大小,決定于晶體構(gòu)造
的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間距離的大小、電位高低、化學(xué)鍵能等。礦物的硬度比較固定,在鑒定上意義重大。
礦物硬度的大小,通常是與摩氏硬度計(jì)中不同硬度的礦物相互刻劃進(jìn)行比較而確定。摩氏
硬度包括十種礦物,從硬度最小的滑石到硬度最大的金剛石依次定為十個(gè)等級(jí),見(jiàn)表『1。
表1-1摩氏硬度表
硬度12345678910
礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石正長(zhǎng)石石英黃玉剛玉金剛石
必須指出:摩氏硬度計(jì)僅是硬度的一種等級(jí),它只表明硬度的相對(duì)大小,不表示其絕對(duì)值
的高低,絕不能認(rèn)為金剛石的硬度為滑石的十倍。
在野外工作時(shí),為了迅速而方便地確定礦物的相對(duì)硬度,常利用下列工具:指甲(2-2.5)、
銅具(3)、小刀(5-5.5)、鋼鏤(6-7),來(lái)試驗(yàn)未知礦物的硬度。
5、解理和斷口
Bi-lMKM
礦物在外力(如敲打)作用下,沿著?定結(jié)晶方向破裂成光滑平面的性能稱
為解理,裂開(kāi)后形成的光滑平面稱為解理面。如礦物受到外力作用后,不沿一定的方向裂開(kāi),而
是沿任意方向裂開(kāi),且破裂面呈凹凸不平的表面,這種破裂面稱為斷口。
結(jié)品質(zhì)的礦物才具有解理,非結(jié)晶質(zhì)的礦物不具解理,而斷口不論結(jié)晶質(zhì)或非結(jié)晶質(zhì)礦物都可發(fā)
生。解理面在礦物晶體上的分布完全決定于它的內(nèi)部構(gòu)造,礦物的解理發(fā)生在晶體構(gòu)造中,垂直
于鍵力最弱的方向。例如具有層狀構(gòu)造的云母類礦物,其每層內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力(鍵力)強(qiáng),
而層與層之間的結(jié)合力弱,故易沿著層間發(fā)生解理,由于解理直接決定于晶體的內(nèi)部構(gòu)造,具有
固定不變的一定方向,所以是礦物的主要鑒定特征。
按礦物受力時(shí),解理裂開(kāi)的難易、解理片之厚薄、大小及平整光滑的程度,將解理分為五
級(jí):
1.極完全解理:礦物極易裂成薄片狀,可用手剝開(kāi),解理面完整而光滑,斷口極難看見(jiàn),如云
母、綠泥石等。
2.完全解理:用小錘輕擊,即會(huì)沿解理面裂開(kāi)成小塊,解理面相當(dāng)光滑,斷口少見(jiàn),如方
解石、方鉛礦等。
3.中等解理:解理的完善程度較差,很少出現(xiàn)大的光滑平面,在礦物碎塊上,既可以看到
解理,也可以看到斷口,如角閃石、長(zhǎng)石、輝石等。
4.不完全解理:在外力擊碎的礦物上,很難看到解理面,大部分為不平坦的斷口,如石榴
石、磷灰石、錫石等。
5.極不完全解理:實(shí)際上是沒(méi)有解理,常具貝殼狀斷口,如石英。由此可見(jiàn),解理和斷口
出現(xiàn)的難易程度是互為消長(zhǎng)的。
沒(méi)有解理的礦物,斷口自然十分明顯。斷口可按形狀分為:貝殼狀(石英)、鋸齒狀(纖
維石膏)、參差狀(黃鐵礦)、土狀(高嶺石)及平坦?fàn)睿ㄉ呒y石)。
還須指出:由于晶格中構(gòu)造單位間的結(jié)合力在各個(gè)方向上可以相同,也可以不同,因而在
同一礦物上就可以具有不同方向和不同程度的幾組解理同時(shí)出現(xiàn)。例如云母具有一組極完全解
理;長(zhǎng)石、輝石具有兩組中等解理;方解石具有三組完全解理;螢石則有四組完全解理等。
6、比重
比重是指單礦物在空氣中的重量與同體積水在4°C時(shí)重量之比。比重大小
決定于組成礦物的元素的原子量和構(gòu)造的緊密程度。礦物的比重差別很大(從1到23),但絕
大多數(shù)礦物的比重介于2.5-4之間,比重小于2.5者為輕礦物,大于4的叫重礦物,介于二者之
間的叫中等比重礦物。肉眼鑒定礦物時(shí),只是用手來(lái)估量,只有當(dāng)?shù)V物的比重有很大差異時(shí),才
能作為鑒定特征。
7、礦物的其他物理性質(zhì)
1.磁性:礦物晶體在磁場(chǎng)中被磁化的性質(zhì)稱為磁性。按磁化率的大小及磁
學(xué)特點(diǎn),礦物的磁性,可分為逆磁性(磁化率負(fù)值)、無(wú)磁性(磁化率為零)、順磁性(磁化率
為不大的正值)及鐵磁性(磁化率為正值,切數(shù)值大)。礦物的磁性主要是由其成分中含有鐵、
鉆、鍥、格、帆、鈦等元素所致,含白然鐵及鐵、鎰氧化物的,一般稱為鐵磁性礦物,特別是磁
鐵礦分布較廣,在巖石磁性和古地磁研究中均有重要地位。
2.發(fā)光性:礦物在外加能量的光照射下而發(fā)光的性質(zhì)稱為發(fā)光性,如螢石可激發(fā)螢光,磷
灰石可激發(fā)磷光。
3.放射性:是含有鈾、牡、鐳等放射元素的礦物所特有的性質(zhì)。由于礦物的放射性元素衰
變而放出的a、B粒子和Y射線稱為礦物的放射性。根據(jù)礦物中放射性元素及其衰變產(chǎn)物的測(cè)定,
可以計(jì)算礦物或地層的同位素年齡。
4.感覺(jué)性質(zhì):人們感覺(jué)觀察到性質(zhì)。如燃燒自然硫及黃鐵礦的硫臭,錘擊毒砂的神臭,食
鹽咸味,鉀鹽的苦味,明磯的澀味,滑石的滑感,硅藻土的粗糙感等。
此外,尚有脆性、延展性、彈性等,對(duì)某些礦物亦有特殊的鑒定意義。
(-)礦物的形態(tài)
在自然界中,大多數(shù)礦物均呈不規(guī)則的粒狀集合體產(chǎn)出,發(fā)育良好的晶體比較少見(jiàn),但發(fā)
育良好的晶體具有重大的鑒定意義。
礦物的形態(tài)可以呈單獨(dú)的晶體(單體)出現(xiàn);也可以呈有規(guī)則的連生體(雙晶)出現(xiàn);更
多的是以各種集合體出現(xiàn)。
1、礦物單體的形態(tài)
結(jié)晶質(zhì)礦物在適宜的條件下,常常可以形成規(guī)則的幾何外形,如食鹽是立方
體,磁鐵礦是八面體,石榴石是菱形十二面體等。
在相同的生長(zhǎng)條件下,■定成分的同種礦物,常有生成某一形態(tài)的習(xí)性,稱為結(jié)晶習(xí)性。
根據(jù)晶體在三維空間發(fā)育的程度不同,可將礦物的結(jié)晶習(xí)性分為三類:
1.一向延長(zhǎng)型:晶體沿著一個(gè)方向延伸呈柱狀、針狀,如角閃石、電氣石。
2.二向延長(zhǎng)型:晶體沿著二個(gè)方向延伸呈板狀、片狀,如板狀石膏、云母。
3.三向延長(zhǎng)型:晶體在三維空間發(fā)育均等,呈粒狀。如石榴石、黃鐵礦。
2、雙晶
品體極少單個(gè)出現(xiàn),通??偸窃S多個(gè)礦物晶體聚集在一起,如果這些晶體無(wú)規(guī)律地生長(zhǎng)在
同一基底上,叫晶簇(如石英晶簇)。而同種物質(zhì)的晶體呈有規(guī)則的連生,叫雙晶。雙晶可以是
兩個(gè)晶體,也可以是兩個(gè)以上晶體的連生。如正長(zhǎng)石的穿插雙晶(卡氏雙晶)及斜長(zhǎng)石的聚片雙
晶,常常是區(qū)別這兩類長(zhǎng)石的重要依據(jù)。
3、礦物集合體的形態(tài)
白然界的礦物大多是以集合體的形態(tài)出現(xiàn),在研究礦物集合體形態(tài)時(shí),對(duì)于
品質(zhì)礦物來(lái)說(shuō),則以其特有的外貌為依據(jù)。
1.顯晶集合體:用放大鏡可以分辨出各個(gè)礦物顆粒界限的,叫顯晶集合體。常見(jiàn)的形態(tài)有:
(1)纖維狀、放射狀集合體:由針狀、柱狀礦物平行排成纖維狀(如石膏)或由一點(diǎn)向外
呈放射狀排列(如陽(yáng)起石)。
(2)片狀、鱗片狀集合體:由片狀晶體集合如云母。
(3)粒狀集合體:由粒狀晶體集合,如方解石及黃鐵礦。
2.隱晶或膠態(tài)集合體:這類集合體的個(gè)體,肉眼難于分辨,多為地表形成的礦物所具有的
形態(tài)。常見(jiàn)的形態(tài)有:
(1)結(jié)核體:結(jié)晶質(zhì)或膠質(zhì)圍繞某一中心向外沉積而成的瘤狀體。內(nèi)部常常呈同心層狀或
放射狀,其大小極不一致,如鈣質(zhì)結(jié)核等。
(2)鮑狀和豆?fàn)罴象w:由許多如同魚(yú)子大小的圓球群所組成的叫酬?duì)罴象w,如果是象
豌豆大小的叫豆?fàn)罴象w,兩者都具有同心層狀構(gòu)造。
(3)鐘乳狀體:指形同葡萄狀、腎狀、乳房狀、石筍狀的礦物集合體。大部分由溶液或膠
體在洞穴表面因蒸發(fā)失水凝聚而成,其內(nèi)部常呈同心層狀。
礦物集合體形態(tài)多種多樣,其它還有土狀、皮殼狀、樹(shù)枝狀等。
四、礦物的類型
礦物的分類方法很多,在土壤學(xué)上主要按原生礦物和次生礦物的分類方法。
目前常用的分類方法是根據(jù)礦物的化學(xué)成分類型分類:共分5類:
(-)自然元素礦物
這類礦物較少,包括人們熟悉的礦物,如金、自然銀、自然汞、自然銅、硫磺、金剛石、石
墨等。
金剛石(Diamond),顏色豐富多彩:無(wú)色、白色、灰色、黃色、紅色、臉色、綠色或黑色,
條痕是白色。主要用于鉆探研磨方而,還廣泛用于微波、激光、三極管、高靈敏度溫度計(jì)等尖端
技術(shù)方面。同時(shí)是一種價(jià)值不菲、眾所矚目的寶石。在已知礦物中為最硬的一種,不能被任何
其他礦物刻劃。透明金剛石琢磨后稱鉆石。
在我國(guó)的山東、遼寧、湖南省沅水流域、貴州、西藏等都有豐富的金剛石資源。
(二)硫化物類礦物
本類是金屬元素與硫的化合物。大約有200多種,許多銅、鉛、鋅、鋁、睇等金屬礦床,就
是由這類礦物富集而成的。
1、辰砂(HgS)又叫朱砂,顏色和條痕為朱紅色,硬度2——2.5,比重為8.09——8.20,新
鮮面具金剛光澤。暴露在空氣中比較穩(wěn)定,為重要的煉汞礦物。
2、黃鐵礦FeS2顏色為淺黃色,條痕為黑色,硬度6―6.5
3、黃銅礦CuFeS2顏色為金黃色條痕黑色,硬度3.5—4
黃銅礦與黃鐵礦、金的顏色基本一致,容易相混,但黃銅礦與黃鐵礦的條痕為黑色,而
金的條痕為金黃色;另外硬度不同,金硬度為2.5——3。
4、雄黃(Realgar)成分AsS加熱后會(huì)釋放出強(qiáng)烈的大蒜味,雌黃溶于硝酸后,硫可溶解出
來(lái)。
5、雌黃(Orpiment)成分As2s3加熱后會(huì)釋放出強(qiáng)烈的大蒜味。
(=)氫氧化物類礦物
這類礦物分布相當(dāng)廣泛,共180多種。包括重要造巖礦物石英以及鐵、鋁鎰、鋁、鈦等的氧
化物或氫氧化物。
1、石英:
是最常見(jiàn)的礦物之一。占地殼重量的12.6%,其含量?jī)H次于長(zhǎng)石。
晶體為六方柱狀,或錐狀,在晶面I:有明顯的條紋。此外,還有還有一些致密的塊狀集合體
或隱晶質(zhì)礦物集合體。
顏色種類多,有白色、灰色、紫色、紅色、黃色黑色等,常見(jiàn)的是無(wú)色透明。
石英的硬度7,用小刀刻不動(dòng)。斷口為貝殼狀;
石英的晶體具有典型的玻璃光澤,隱品質(zhì)的石英礦物具有脂肪光澤。
對(duì)土壤肥力的作用:純石英不含養(yǎng)分,在土壤中主要以砂粒存在,可以改善粘重土壤的通透
性。
無(wú)色透明的晶體為水晶,透明,具有玻璃光澤。
紫水晶含有鎰離子;煙水晶含有機(jī)質(zhì);
薔薇石英,又叫芙蓉石,含鐵缽。
由二氧化硅膠體沉積而成的隱晶質(zhì)礦物,白色、灰白色者稱玉髓;
白、灰、紅等不同顏色組成的同心層狀稱瑪瑙;
不純凈、紅綠各色稱碧玉;黑、灰各色者稱燧石。
含有水分、硬度稍低、具脂肪或蠟狀光澤為蛋白石。
2、赤鐵礦:Fe2O3
常呈酶狀、腎狀,顏色為赤紅色,條痕為櫻紅色,半金屬光澤。
3、磁鐵礦:Fe3O4條痕為黑色,有很強(qiáng)的磁性。
4、褐鐵礦:FeO(OH).nH2O
常呈腎狀、土塊狀,顏色呈褐色至黑色,但條痕比較固定為黃褐色,半金屬光澤到土狀光澤。
5、剛玉(Corundun)成分為聞2。3顏色多變,條痕為白色,玻璃光澤或金剛光澤。
6、紅寶石(Ruby)剛玉的紅色變種,條痕為白色。
7、藍(lán)寶石(Sapphire)剛玉的藍(lán)色變種,條痕為白色。
(四)含氧鹽類礦物
1硅酸鹽類礦物
這類礦物有800多種,約占已知礦物的1/3。占地殼重量的3/4。是構(gòu)成地殼的主要造巖礦
物。
第二節(jié)巖石學(xué)知識(shí)
巖石圈中的各種礦物很少單獨(dú)存在,而是以一定的規(guī)律結(jié)合在一起。這種結(jié)合規(guī)律是受巖石
形成的地質(zhì)作用及其所處外界條件所控制的。巖石即指由各種地質(zhì)作用形成的,由一種或多種礦
物組成的集合體。有些巖石只含有一種礦物稱為單礦物巖石,如大理巖、白云巖等。大多數(shù)礦物
都是由兩種以上的礦物組成,稱為復(fù)礦物巖石,如花崗巖是由石英、正長(zhǎng)石和云母的集合體構(gòu)成
的。
巖石的種類很多,根據(jù)其生成方式的不同,可將巖石分為三大類:巖漿巖(火成巖)、沉
積巖和變質(zhì)巖。這三類巖石在地表的分布面積以沉積巖為最廣,達(dá)75%以上。若以地表以下16
公里厚度的地殼的重量計(jì)算,那么巖漿巖和由巖漿巖變質(zhì)的變質(zhì)巖要占地殼重量的95%,沉積巖
和由沉積巖變質(zhì)的變質(zhì)巖只占5%o
土壤是由巖石經(jīng)風(fēng)化作用和成土作用而形成的,母巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)和風(fēng)化特點(diǎn)都與土壤
的理化性質(zhì)等有直接關(guān)系。因此,我們必須對(duì)各類巖石進(jìn)行研究。
自然界的礦物并不都是獨(dú)立存在的,而經(jīng)常是有規(guī)律的以集合體形式存在.
巖石:由一種或多種礦物有規(guī)律組合而成的礦物集合體.
根據(jù)巖石產(chǎn)生的原因,可分為三大類:
巖漿巖——由熔融的巖漿上升到地殼不同深度或噴出地表冷凝結(jié)晶而成。
沉積巖——在地表?xiàng)l件下,各類巖石風(fēng)化破壞后的產(chǎn)物,經(jīng)搬運(yùn)、沉積、成巖作用形成
的巖石。
變質(zhì)巖——各類巖石,在地球內(nèi)力作用下,經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用形成的巖石。
地球內(nèi)部呈熔融狀態(tài)的巖漿噴出地表面,或者上升到接近于地表的不同深度的地殼中,冷
卻、固化后形成的巖石,稱為巖漿巖,又稱火成巖。
一、巖漿巖
巖漿是地殼深處和上地幔富含揮發(fā)成分的復(fù)雜的硅酸鹽與金屬硫化物、氧化物的熔融體,
其中含有揮發(fā)性成分(S02、S03、1120、$、F、C1等)。另外,巖漿中也含有地殼中的各種元素。
一般認(rèn)為,上地幔的軟流層是巖漿的來(lái)源。巖漿根據(jù)其化學(xué)成分的不同可分為三類:超基
性巖漿,此種巖漿含Si02很少,一般小于40%,含鐵、鎂多,含揮發(fā)成分少,色暗:基性巖漿,
或稱玄武巖巖漿,含Si0252-40%,含鐵、鎂亦較多,但比超基性巖漿少,含揮發(fā)性成分較多,
色暗;酸性巖漿,或稱花崗巖巖漿,含Si02大于65%,含鐵、鎂少,含鉀、鈉、鋁多,并含有
大量揮發(fā)成分,色淺。巖漿的成分不是固定不變的,常在巖漿運(yùn)動(dòng)或凝固的過(guò)程中發(fā)生變化,也
可以由于吸收周圍巖石的成分而改變性質(zhì)。
(一)巖漿活動(dòng)和巖漿巖的產(chǎn)狀
由于巖漿的溫度很高,又在高壓的作用下,因此它的內(nèi)壓力很大,具有很大的物理一化學(xué)
活性。巖漿可以順著地殼脆弱地帶侵入上部或沿著構(gòu)造裂隙噴出地表,這種巖漿沿著地殼上層壓
力減小的方向上升的活動(dòng)稱為巖漿活動(dòng)或巖漿作用。根據(jù)巖漿的活動(dòng)情況,可以分為噴出活動(dòng)和
侵入活動(dòng)兩種。
巖漿巖的產(chǎn)狀是指巖漿冷凝后所形成的巖體的形態(tài)、大小和圍巖的關(guān)系,以及它形成時(shí)所處
的構(gòu)造環(huán)境而言。
1噴出活動(dòng)和噴出巖體
巖漿沖破上復(fù)巖層溢出或噴出地表,甚至噴至空中,這種活動(dòng)稱噴出活動(dòng),也叫火山噴發(fā)
或火山作用?;鹕絿姲l(fā)形成各種巖石并構(gòu)成各種形式的火山。由噴出活動(dòng)所形成的巖石叫噴出巖,
該巖體稱為噴出巖體。噴出巖體包括:
(1)巖蓋:噴出地表呈菌形的巖體。
(2)巖流:巖漿沿著傾斜的地面流動(dòng),則形成巖流。
(3)巖鐘:濃而粘的巖漿由火山口溢出后,形成似鐘狀的巖體。
2侵入活動(dòng)和侵入巖體
巖漿由地殼深處上升,在地殼的不同部位凝固成巖石,這樣的巖漿活動(dòng),稱為侵入活動(dòng)。
由侵入活動(dòng)所形成的巖石叫侵入巖,該巖體稱為侵入巖體。侵入巖體由于其生成的環(huán)境不同,則
表現(xiàn)在巖體的形狀和構(gòu)成巖石的性質(zhì)上,都有很大的差異。侵入巖體形成的深度不一,位于地殼
深處的(一般在地下5公里至10-20公里的深處)稱為深成侵入巖體;在地殼淺部(小于5公里)
稱淺成侵入巖體。一般來(lái)說(shuō),深成侵入巖體規(guī)模大,淺成侵入巖體規(guī)模小。這些侵入巖體原本埋
在地下深處,由于地殼隆起,上復(fù)巖石被風(fēng)化剝蝕而被揭露出來(lái)。與侵入巖體相應(yīng)的巖石分別稱
為深成侵入巖和淺成侵入巖。
深成侵入巖體包括:
(1)巖基:巖體非常龐大,可連綿數(shù)十里或千里,形狀很難推定。巖體愈往深處體積愈大,
與地殼深處相連。
(2)巖株:巖株是較巖基為小的侵入巖體,其形狀略成圓柱形,巖株往下很深與巖基相連。
淺成侵入巖體包括:
(1)巖墻(巖脈):巖墻是狹長(zhǎng)的侵入體,橫穿圍巖的層理或片理,似“墻狀”,故稱巖
墻,或稱巖脈。
(2)巖床:巖體沿圍巖的層面或片理,順著巖層侵入,形成的層狀巖體。
(-)巖漿巖的結(jié)構(gòu)
研究巖漿巖時(shí),不只要知道它是由什么礦物成分組成的,而且要知道這些礦物在結(jié)晶時(shí)的
物理化學(xué)條件怎樣。因?yàn)閹r漿冷凝時(shí)的環(huán)境條件可影響組成巖石的礦物結(jié)晶程度、顆粒大小、形
狀,以及彼此間的結(jié)合方式等等。巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小和形狀,以及礦物間結(jié)合關(guān)
系所表現(xiàn)出來(lái)的巖石特征,稱為巖石的結(jié)構(gòu)。
巖漿巖的結(jié)構(gòu),根據(jù)結(jié)晶程度可分為:
1.全品質(zhì):巖石中的礦物均為品質(zhì)的。
2.半晶質(zhì):巖石中的礦物一部分為晶質(zhì)的,一部分為非晶質(zhì)的。
3.玻璃質(zhì):巖石呈玻璃狀,為非晶質(zhì)。
根據(jù)礦物顆粒的相對(duì)大小可分為:
1.等粒狀:巖石中礦物的顆粒大小比較一致,深成巖多為等粒狀結(jié)構(gòu)。
2.斑狀:巖石中礦物顆粒顯著不等,大者稱為斑晶,小者稱為石基;如果石
基為顯晶質(zhì)(肉眼可辨者)的,則稱為似斑狀結(jié)構(gòu)。斑狀結(jié)構(gòu)的形成,是由于巖漿在地球深
處有一部分先結(jié)晶而形成斑晶,以后巖漿繼續(xù)上升,由于冷卻很快,巖漿來(lái)不及結(jié)晶或結(jié)晶得很
小,從而形成石基。斑狀結(jié)構(gòu)多產(chǎn)生在淺成侵入巖中。
根據(jù)礦物顆粒的絕對(duì)大小可分為:
1.顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石中結(jié)晶顆粒的礦物成分均可辨認(rèn),一般可分為:
(1)粗粒結(jié)構(gòu):顆粒直徑大于5毫米。
(2)中粒結(jié)構(gòu):顆粒直徑為5-2毫米。
(3)細(xì)粒結(jié)構(gòu):顆粒直徑為2-0.2毫米。
2.隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石中的礦物顆粒,均不能識(shí)別出其礦物成分者,稱為隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。
(=)巖漿巖的構(gòu)造
巖漿巖的構(gòu)造是指組成巖石的礦物及其集合體在空間上的排列、配置、充填方式,亦即表
示礦物集合體或礦物集合體之間的各種巖石特征。巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造都是鑒定巖漿巖和重要特
征。
巖漿巖的主要構(gòu)造有:
1.塊狀構(gòu)造(均一構(gòu)造):組成巖石的礦物在整塊巖石中分布均勻,無(wú)定向排列,也無(wú)特
殊聚集現(xiàn)象,為侵入巖特別是深成巖所具有的構(gòu)造,如花崗巖等。
2.流紋狀構(gòu)造:由不同礦物成分或不同顏色的玻璃質(zhì)、隱晶質(zhì)組成條紋或者其中拉長(zhǎng)的氣
孔。長(zhǎng)條狀的礦物沿著一定方向排列,所表現(xiàn)出來(lái)的一種流動(dòng)構(gòu)造。流紋表示當(dāng)時(shí)熔巖流動(dòng)的方
向,這種構(gòu)造僅出現(xiàn)在噴出巖中,流紋巖常具有這種構(gòu)造。
3.氣孔狀構(gòu)造:巖漿噴出地面后由于壓力突然降低,氣體膨脹逸出,在巖石中形成了圓形、
長(zhǎng)條形、波浪形的空腔,在冷凝后保留下來(lái)的孔洞,稱為氣孔狀構(gòu)造。氣孔狀構(gòu)造是噴出巖所具
有的特征。有的巖石氣孔極多,以至巖石呈泡沫狀塊體,稱為泡沫構(gòu)造。這種巖石有時(shí)能在水中
漂浮,稱為浮巖。
4.杏仁狀構(gòu)造:當(dāng)氣孔被后來(lái)的次生礦物如方解石、沸石、蛋白石所填充,形成“杏仁”
狀的外觀,稱為杏仁狀構(gòu)造。
(四)巖漿巖的分類
自然界的巖漿巖有千百種之多,為了更好的研究和掌握它,就必須找出它們之間的一些存
在規(guī)律,以便進(jìn)行分類。
各種巖石的主要差異,在于其本身的化學(xué)成分及礦物成分的含量不同,這是巖石分類的基
礎(chǔ)。而巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造是巖石生成環(huán)境的具體反映,因此它是巖石分類的重要因素。
根據(jù)礦物成分和硅酸(SiO2)的含量變化規(guī)律,將巖漿巖分為酸性巖(含SiO2大于65%)、性
巖(含Si0252-659O、基性巖(含Si0240-52%)和超基性巖(含SiO2小于40%)四類。又按其
生成環(huán)境的不同(結(jié)構(gòu)、構(gòu)造),再將各類分為深成巖、淺成巖和噴出巖三種。
(五)主要的巖漿巖
1超基性巖類
本類巖石幾乎全部由鐵鎂礦物組成,占95%以上,如橄欖石和輝石,有時(shí)也見(jiàn)到一些角閃石
和黑云母,因此,在化學(xué)成分上Si02含量小于40%,而FeO、MgO卻比較高,比重較大。露出地
表的少量超基性巖,也往往遭到風(fēng)化,形成一些蛇紋石、滑石、綠泥石等次生礦物,改變了巖石
的性質(zhì)。本類巖石最主要的有橄欖巖和輝巖(或稱輝石巖)。
(1)橄欖巖:主要由橄欖石和輝石組成的巖石,兩者含量近似,各占50%左右,一般為暗
綠色或黑綠色,全晶質(zhì)粗?;蛑辛=Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造,易風(fēng)化,常變?yōu)樯呒y巖。
(2)輝巖:主要由輝石組成,也可以含有一些橄欖石、鐵礦等。輝石常形成粗大的晶體,
橄欖石則很小,散嵌在輝石的晶體之間,顏色多呈褐色或綠褐色。
橄欖巖或輝巖類中的橄欖石,在肉眼觀察下通常呈綠色,有時(shí)是褐色粒狀晶體,輝石則為黑
色。
2基性巖類
本類巖石$i02含量比超基性巖中的含量增多,占40-52%,而鐵鎂含量相對(duì)減少,所以在主
要礦物中出現(xiàn)了淺色礦物斜長(zhǎng)石,暗色礦物以輝石為主,淺色和喑色礦物含量近于相等。
(1)輝長(zhǎng)巖:輝長(zhǎng)巖是深成巖,它主要由輝石和基性斜長(zhǎng)石(鈣斜長(zhǎng)石)組成,另外也有
一些橄欖石、角閃石和黑云母等次要礦物。
輝長(zhǎng)巖中的斜長(zhǎng)石常呈長(zhǎng)薄片狀,具有平整的解理面,有時(shí)可見(jiàn)聚片雙晶的細(xì)線。輝石常呈
褐綠色,短柱粒狀,有時(shí)可見(jiàn)象階梯一樣的解理面。
輝長(zhǎng)巖為全晶質(zhì),中到粗粒的近等粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,這是深成侵入巖所具有的特征,多呈
巖株產(chǎn)出,也有呈巖床產(chǎn)出者,巖體較小。
(2)輝長(zhǎng)輝綠巖:基性巖類的淺成巖,也有稱之為輝長(zhǎng)粉巖的(具有斜長(zhǎng)石斑晶者稱為巖;
具有正長(zhǎng)石斑晶者稱斑巖)。它的礦物成分和輝長(zhǎng)巖的相同,顏色一般較深,其中礦物成分基本
上能辨認(rèn),為斑狀結(jié)構(gòu),斑晶為斜長(zhǎng)石。輝長(zhǎng)輝綠巖多呈巖脈產(chǎn)出。
(3)玄武巖:基性巖類的噴出巖,它的成分和輝長(zhǎng)巖形似。由于巖漿噴出地表之后,在常
溫常壓下冷卻快,結(jié)晶的條件不好,所以玄武巖經(jīng)常是致密隱晶質(zhì)、半晶質(zhì)或斑狀結(jié)構(gòu)。除斑狀
結(jié)構(gòu)外,一般很難用肉眼辨認(rèn)其中的礦物成分。結(jié)晶的礦物常??梢钥匆?jiàn)一些呈細(xì)長(zhǎng)條如針狀的
閃閃反光的斜長(zhǎng)石,暗綠色的輝石和綠色的橄欖石。很多玄武巖都有氣孔構(gòu)造,氣孔的多少不定,
有時(shí)氣孔中填充一些方解石、玉髓、綠泥石或綠廉石等礦物,稱為杏仁狀構(gòu)造。玄武巖的顏色很
深,多為黑、暗褐色。玄武巖常常有大面積的分布,多呈巖流、巖鐘和巖蓋產(chǎn)出。
玄武巖是暗色礦物多的巖石,較容易分解,其分解程度因巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造而異。致密的玄
武巖風(fēng)化極強(qiáng)烈,首先呈球狀剝蝕,碎成破片,其破片往往呈紅褐色的風(fēng)化外皮。粒狀玄武巖較
致密的玄武巖容易崩解或分解。
另外,多數(shù)的火山熔巖流一般是玄武巖質(zhì)的巖石,這種巖石通常是多孔質(zhì)的,由于含有鐵鎂
物質(zhì),所以風(fēng)化是迅速的。
3中性巖類(閃長(zhǎng)巖一安山巖類)
本類巖石SiO2含量比基性巖有所增加,占52-65%,而鐵鎂的含量相對(duì)減少很多。同時(shí)在本
類巖石中出現(xiàn)了K20,所以其主要礦物中淺色礦物更多了,淺色礦物中主要是含CaO和Na20的
中性斜長(zhǎng)石。暗色礦物中角閃石占主要地位,次要礦物有輝石、黑云母,如巖石Si02含量增加,
可出現(xiàn)少量石英和少量正長(zhǎng)石。
(1)閃長(zhǎng)巖:閃長(zhǎng)巖是中性巖的深成巖,主要由斜長(zhǎng)石(70%左右)和角閃石(30%)左右
組成,其次含有一些輝石、黑云母及磷灰石等。正長(zhǎng)石和石英??梢陨倭砍霈F(xiàn)。閃長(zhǎng)巖顏色多為
灰色、淡灰綠色,具有全晶質(zhì)中?;虼至=Y(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。
在巖石中,斜長(zhǎng)石常呈長(zhǎng)條薄板狀,新鮮的巖石上??梢?jiàn)平整玻璃光澤較強(qiáng)的解理面,有
時(shí)甚至可見(jiàn)到平行而密集的聚片雙晶條紋。角閃石則經(jīng)常以它的長(zhǎng)柱狀晶體區(qū)別于輝石。
巖石中含有約10%的石英者,稱為石英閃長(zhǎng)巖,如含有黑云母較多者則稱黑云母閃長(zhǎng)巖。
閃氏巖常常呈巖株、巖蓋或巖脈等形態(tài)產(chǎn)出。
閃長(zhǎng)巖風(fēng)化后形成的土壤,根據(jù)母巖含有石英的有無(wú),所生成的土壤的性質(zhì)也不同。
石英閃長(zhǎng)巖由于其結(jié)構(gòu)是粗粒狀的,巖石的崩解和化學(xué)分解都比較容易,所形成的土壤大
致相似于花崗巖風(fēng)化物上形成的土壤。土壤一般是砂質(zhì)的,物理性質(zhì)良好,土壤的顏色一般是褐
或紅色,土壤中磷較豐富,而鉀往往較少。
(2)閃長(zhǎng)粉巖:閃長(zhǎng)玲巖是淺成巖,其礦物成分與閃長(zhǎng)巖相同,具斑狀結(jié)構(gòu),其斑晶為斜
長(zhǎng)石,多呈巖脈產(chǎn)出。
(3)安山巖:安山巖是中性巖類的噴出巖,它的成分和閃長(zhǎng)巖相同,只因其生成的環(huán)境不
同,表現(xiàn)出有不同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。安山巖經(jīng)常是致密隱品質(zhì)、半品質(zhì)或斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,有
的或多或少也具有氣孔或杏仁狀構(gòu)造。巖石的顏色常為褐色、紫紅色、灰色或灰綠色。
安山巖常形成大面積的巖流、巖被。
安山巖一般容易風(fēng)化,其風(fēng)化后形成的土壤多為壤土和粘壤土。土壤的養(yǎng)分含量也是不同
的,有富含鈣、磷、鉀的,也有磷、鉀缺乏的。
4中性巖類(正長(zhǎng)巖一粗面巖類)
本類巖石$道2的含量和閃長(zhǎng)巖類差不多,是硅酸正好飽和的巖石,故一般不
含石英,其主要礦物為正長(zhǎng)石,暗色礦物很少,多為黑云母、角閃石和輝石等。
(1)正長(zhǎng)巖:這種巖石幾乎全部由肉紅色或灰白色的正長(zhǎng)石組成,暗色礦物常有黑云母、
角閃石和輝石,一般無(wú)石英,副礦物有磷灰石、磁鐵礦等。正長(zhǎng)巖的顏色多為肉紅色、灰白色,
多半是中粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。
正長(zhǎng)巖的巖體一般不大,以巖株、巖脈等形態(tài)產(chǎn)生。
(2)正長(zhǎng)斑巖:正長(zhǎng)斑巖為淺成巖,其成分與正長(zhǎng)巖完全相同,主要特征是具正長(zhǎng)石斑品,
但暗色礦物也有成為斑晶的,其量很少。正長(zhǎng)斑巖多以巖脈形態(tài)產(chǎn)出。
(3)粗面巖:粗面巖為噴出巖,其成分完全與正長(zhǎng)巖相同,一般為灰白色或粉紅色,斑狀
結(jié)構(gòu),塊狀和氣孔狀構(gòu)造,斑晶為正長(zhǎng)石,以此與安山巖相區(qū)別。
粗面巖在自然界分布的不多,但較正長(zhǎng)巖為多,常以巖墻、巖床、巖被等形態(tài)產(chǎn)出。
5酸性巖類
(1)花崗巖:花崗巖是酸性深成巖,是以淺色礦物為主的巖石,淺色礦物中
以正長(zhǎng)石和石英為最多,酸性的斜長(zhǎng)石(主要是富鈉貧鈣的斜長(zhǎng)石)含量不多。暗色礦物主要是
黑云母(最多不超過(guò)15%)和角閃石,尚含有磷灰石、電氣石等次要礦物?;◢弾r一般為淺色(粉
紅色、灰白色等),全晶質(zhì)粗粒或中粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。正長(zhǎng)石多呈卡氏雙品,石英自形不好。
當(dāng)巖石中暗色礦物主要為角閃石時(shí),則稱為角閃花崗巖;若無(wú)暗色礦物或極少時(shí),則稱為白崗巖。
花崗巖多以巖基和巖株的形態(tài)產(chǎn)出。
花崗巖的風(fēng)化狀況與其結(jié)構(gòu)和礦物組成有密切關(guān)系,粗粒的含長(zhǎng)石(特別是斜長(zhǎng)石)、黑
云母多者容易風(fēng)化,富含石英和白云母的花崗巖,則難風(fēng)化。由于各種礦物受熱后的膨脹系數(shù)不
同,以致引起各礦物間產(chǎn)生裂隙,產(chǎn)生物理崩解。礦物解理發(fā)達(dá)的也容易發(fā)生物理崩解,同時(shí)促
進(jìn)了化學(xué)分解的進(jìn)行。正長(zhǎng)石的解理是較發(fā)達(dá)的,崩解后隨著風(fēng)化的進(jìn)行最后變成粘土和砂,并
釋放出鉀。角閃石、云母是解理發(fā)達(dá)的,所以崩解也較分解進(jìn)行得迅速。白云母分解緩慢,在土
壤中有時(shí)有相當(dāng)數(shù)量的白云母呈小片存在。
花崗巖風(fēng)化物形成的土壤,一般是砂壤質(zhì)或壤質(zhì)的土壤,物理性狀良好,水和空氣的流通
良好。
(2)花崗斑巖:花崗斑巖是淺成巖,礦物成分相同于花崗巖,為全晶質(zhì)的,具有似斑狀結(jié)
構(gòu),斑晶以長(zhǎng)石、石英為主,有時(shí)也有云母、角閃石等,石基部分具有相同的成分。
(3)石英斑巖:斑狀結(jié)構(gòu),斑晶主要是石英,此外還有透長(zhǎng)石(鉀長(zhǎng)石的一種),石基為
隱晶質(zhì)。
(4)流紋巖:流紋巖是酸性噴出巖,在礦物成分上基本相同于花崗巖,但結(jié)構(gòu)和構(gòu)造上有
顯著的不同。流紋巖具斑狀結(jié)構(gòu),斑晶為石英及無(wú)色透明的透氏石。根據(jù)其斑晶的成分可與中性
及基性噴出巖相區(qū)別。流紋巖的石基部分常為隱晶質(zhì)及玻璃質(zhì)。酸性噴出巖常具流紋狀構(gòu)造,是
由巖石中不同顏色或結(jié)構(gòu)部分所形成的條帶反映出來(lái)的,此外,也常有氣孔狀構(gòu)造,但氣孔的形
狀與基性巖不同,大多數(shù)氣孔為不規(guī)則的氣孔。
流紋巖多呈巖流或巖蓋產(chǎn)出。
6脈巖類
隨著各種深成巖的形成,往往形成一些沿圍巖或某些深成巖體之內(nèi)的裂縫充
填的特殊巖石,常呈脈狀產(chǎn)出,故稱脈巖。因常具有特殊的礦物成分和結(jié)構(gòu),因而將它單獨(dú)歸為
一類。脈巖實(shí)際上是一種淺成侵入巖,它的出現(xiàn)與一定的深成巖體有密切的關(guān)系。
據(jù)成分的特點(diǎn),脈巖可分為兩類,即未分脈巖和二分脈巖。未分脈巖是沒(méi)有經(jīng)過(guò)成分分異
的淺成巖,它的化學(xué)組成和礦物成分與其相聯(lián)系的深成母巖相一致。如前面已講過(guò)的呈脈狀產(chǎn)出
的輝綠巖、閃長(zhǎng)粉巖、正長(zhǎng)斑巖、花崗巖等。二分脈巖是經(jīng)過(guò)巖漿的分異作用,或集中了侵入巖
漿體中的淺色成分,或集中了侵入巖漿體的暗色成分侵入地殼中構(gòu)成。根據(jù)二分脈巖的顏色可分
為兩類:一為淺色脈巖,富含石英長(zhǎng)石等。如偉晶巖、細(xì)晶巖;一為深色脈巖,富含鐵鎂礦物如
煌斑巖。
(1)偉晶巖
偉晶巖是具有偉晶結(jié)構(gòu)的淺色脈巖。礦物結(jié)晶粗大,一般在一2厘米以匕
個(gè)別的甚至以米來(lái)衡量或以噸來(lái)計(jì)算。礦物成分有的相當(dāng)于花崗巖,有的相當(dāng)于閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖
或正長(zhǎng)巖。其中以花崗偉晶巖最常見(jiàn),也最重要?;◢弬ゾr其礦物成分與花崗巖相同,偉晶巖
化學(xué)成分復(fù)雜,富含稀土及放射性元素??筛患捎袃r(jià)值的礦床。
(2)細(xì)晶巖
細(xì)晶巖是因巖石具有細(xì)粒他形結(jié)構(gòu)而得名。細(xì)晶巖中淺色礦物大量集中,不
含或少含暗色礦物,故顏色淺,常呈灰白、黃白、淺紅、灰綠等色。在各類巖石中常有與其成分
相當(dāng)?shù)募?xì)晶巖,其中以花崗細(xì)晶巖最為常見(jiàn)。主要礦物成分為細(xì)粒石英和長(zhǎng)石,二者含量在90%
以上,又稱長(zhǎng)英巖。
(3)煌斑巖
煌斑巖是一種脈狀產(chǎn)出的暗色巖石,組成巖石的礦物主要是輝石、角閃石、
黑云母等暗色礦物,呈暗綠、黑色、黑褐色。粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶都是自形的角閃石、黑
云母等暗色礦物,這是它的最大特點(diǎn)。硅鋁礦物(主要是斜長(zhǎng)石)少,且分布于細(xì)?;|(zhì)中。不
論基質(zhì)或斑晶中的暗色礦物均呈完好的白形晶,此為煌斑巖所特有。根據(jù)結(jié)構(gòu),很難和其他基性
巖脈相區(qū)別,可統(tǒng)稱為基性脈巖或深色脈巖。
7火山玻璃巖
火山玻璃巖是指由火山噴發(fā)出來(lái)的熔漿在地表急驟冷凝的條件下,形成一種幾乎完全由玻
璃質(zhì)構(gòu)成的巖石。結(jié)晶礦物極少,這種巖石多分布在古今火山區(qū),而以酸性玻璃巖最多,在構(gòu)造
上也往往出現(xiàn)流紋構(gòu)造和氣孔構(gòu)造。這類巖石很難確定它的礦物成分,主要按構(gòu)造、顏色、含水
性以及其他物理特征來(lái)鑒別。
(1)黑曜巖
黑曜巖呈黑色、灰黑色、深灰或淡紅色,幾乎全是玻璃質(zhì),具明顯的玻璃光澤及貝殼狀斷
口,很象冶金爐渣中的“玻璃頭”。硬度大,有時(shí)含少量石英和透長(zhǎng)石斑晶。巖石含水量小于
1%?因酸性玻璃質(zhì)黑曜巖最常見(jiàn),一般習(xí)稱“黑曜巖”,也可有中性玻璃質(zhì)黑曜巖,但少見(jiàn)。
(2)珍珠巖
珍珠巖外表與黑曜巖近似。但珍珠巖具有松脂光澤和略具流紋構(gòu)造。鏡片下觀察珍珠巖的
玻璃基質(zhì)中有球粒狀的珍珠結(jié)構(gòu)。含水約百分之幾。珍珠巖可作為制造膨脹珍珠巖(質(zhì)輕保溫)
的材料,在農(nóng)業(yè)中作疏松土壤用。
(3)浮巖
浮巖是具有多氣孔的玻璃質(zhì)巖石。基性、酸性都有,前者色深,后者色淺。質(zhì)輕(比重
0.3-0.4),能浮于水而得名。多分布于古代和現(xiàn)代火山口附近或火山頸中,同各種火山巖共生。
因?yàn)椴Aз|(zhì)是一種不穩(wěn)定物質(zhì),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的地質(zhì)年代后發(fā)生老化,變成不同程度的結(jié)晶物質(zhì),這
個(gè)過(guò)程稱“脫?;饔谩?。
(A)火山碎屑巖類
火山碎屑巖是由于火山噴發(fā)所產(chǎn)生的各種碎屑物質(zhì)經(jīng)過(guò)短距離搬運(yùn)或就地沉積形成的巖石。
火山碎屑巖是噴出巖和沉積巖過(guò)渡類型的巖石。從物質(zhì)成分上看,火山碎屑巖與相應(yīng)的熔巖有密
切關(guān)系,在空間分布上二者也經(jīng)常共生。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上則又與沉積碎屑巖有相似之處,但又有很
多差別?;鹕剿樾紟r的碎屑多具棱角,分選性很差,成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化很大,常缺乏穩(wěn)定的
層理。一般火山碎屑巖所含火山碎屑物應(yīng)占50%以
根據(jù)碎屑顆粒大小,可分為以下幾種:
(1)火山集塊巖
火山集塊巖有1/5以上的火山碎屑的直徑大于50毫米,碎屑帶棱角?;鹕郊瘔K巖成分主要
是各種中基性、基性熔巖塊及火山彈大小不一的巖塊堆積而成。形狀多半為紡錘形、梨形、面包
狀等。多氣孔,常分布在火山口附近或火山管道中,有的可在離火山口較遠(yuǎn)處堆積,由熔巖流或
火山灰所膠結(jié)。
(2)火山角礫巖
有1/3以上的火山碎屑介于2—50毫米之間。火山角礫巖主要為各種熔巖角礫,也可由一
些其它巖石的角礫組成,棱角明顯,分選性差,通常為火山灰所膠結(jié)。
(3)凝灰?guī)r
主要由火山灰所構(gòu)成的巖石堆積而成。組成巖石的碎屑較細(xì),小于2毫米,含量超過(guò)
半數(shù),其成分多屬火山玻璃、礦物晶屑和巖屑,此外尚有一些沉積物質(zhì)。碎屑也呈棱角狀。
由更細(xì)的火山碎屑物(火山塵)及火山灰次生變化物一蒙脫石、綠泥石、沸石等膠結(jié)。由于
粒度細(xì)小,從火山口噴出后在空氣中可漂浮兒十至兒百公里,甚至幾千公里,所以,一般遠(yuǎn)
離火山口堆積。凝灰?guī)r是火山碎屑巖類中分布最廣的一種,分選性較差,層狀構(gòu)造一般不明
顯。凝灰?guī)r成分變化較大,由于凝灰?guī)r粒度較細(xì),孔隙度高,顆粒表面積大,以及碎屑不
穩(wěn)定,所以容易發(fā)生次生變化,基性凝灰?guī)r分解后容易產(chǎn)生綠泥石、方解石、高嶺石、蒙脫
石等次生礦物。巖石顏色多呈灰白、灰色、也有黃色和黑紅色等。
二.沉積巖
沉積巖生成時(shí)的地質(zhì)營(yíng)力和保存環(huán)境與巖漿巖完全不同,它是外力地質(zhì)作用形成的。另外,
生物的遺骸或生物的新陳代謝作用所形成的物質(zhì)的沉積也可形成沉積巖。
(一)沉積巖的概念
沉積巖是各種地質(zhì)作用的沉積物,在地表和地下不太深的地方,在常溫常壓下,經(jīng)過(guò)壓緊、
硬結(jié)所形成的巖石。沉積巖的物質(zhì)來(lái)源于各種巖漿巖、變質(zhì)巖和早期形成的沉積巖,但因它的生
成環(huán)境與上述巖石不同,所以在礦物成分上是有差異的。如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等,
在地表常溫常壓下變得不穩(wěn)定而破壞,形成新的礦物。只有石英、正長(zhǎng)石、白云母等才能保存在
沉積巖中。因此,在沉積巖中很難看到角閃石、黑云母等,更不易看到橄欖石、輝石,而最常見(jiàn)
的是石英,其次是正長(zhǎng)石。
沉積巖占大陸面積的75%,是構(gòu)成土壤母質(zhì)的主要巖石之一。
(-)沉積巖的物質(zhì)成分
沉積巖中發(fā)現(xiàn)的礦物已達(dá)160種以上,但最常見(jiàn)的礦物不到20種。在一種巖石中所見(jiàn)到的
主要礦物通常不超過(guò)5-6種,而最常見(jiàn)的約1-3種。
沉積巖中的礦物成分主要是由母巖的風(fēng)化產(chǎn)物演變而來(lái)的,根據(jù)成因特點(diǎn),可分為三類:
(1)碎屑成分(繼承礦物):是母巖的機(jī)械破碎后繼承下來(lái),抵抗風(fēng)化能力較強(qiáng)的礦物,
如石英、正長(zhǎng)石、白云母及巖屑等。碎屑礦物呈碎屑狀大量存在于沉積巖中。
(2)粘土礦物:主要由含硅酸鹽礦物的巖石經(jīng)過(guò)化學(xué)風(fēng)化作用分解后產(chǎn)生的新的礦物。它
是沉積巖中數(shù)量較多的礦物,種類繁多,主要有高嶺石、蒙脫石、水云母、鋁土礦、微晶高嶺石、
伊利石等。常見(jiàn)的粒徑小于0.005毫米。
(3)化學(xué)和生物成因的新礦物:為溶液中沉積的礦物,包括從膠體溶液中及真溶液中或
生物作用沉積出來(lái)的礦物,如硅質(zhì)礦物(玉髓、蛋白石),碳酸鹽礦物(方解石、白云石),磷
酸鹽礦物(膠磷礦、磷灰石),氫氧化物(針鐵礦、鋁土礦),硫酸鹽礦物(石膏、硬石膏)等,
這些礦物均可單獨(dú)組成巖石,或可在其他巖石中作為次要成分。
(三)沉積巖的顏色
沉積巖的顏色多種多樣,它決定于沉積巖組成中的碎屑成分、礦物成分和膠
結(jié)成分,以及混入雜質(zhì)的顏色。沉積巖的顏色往往反映沉積環(huán)境——氧化或還原和成巖以后遭受
風(fēng)化的變化,所以顏色對(duì)鑒定巖石有著重要的意義。
一般情況下,沉積巖的顏色主要決定于組成沉積巖碎屑顆粒的顏色。如長(zhǎng)石砂巖常呈肉紅
色、白色或灰白色,這個(gè)特點(diǎn)在碎屑巖中較為典型。
此外,膠結(jié)物是泥質(zhì)、鈣質(zhì)、硅質(zhì)的沉積巖,顏色一般較淺,膠結(jié)物質(zhì)為鐵質(zhì)的沉積巖,
顏色一般較深或呈紅色。
沉積巖的顏色也常反映沉積物本身沉積時(shí)的環(huán)境條件:如紅色、黃褐色多因富含氧化鐵或
含水氧化鐵反映氧化環(huán)境;灰綠色、綠色多因富含氧化亞鐵;灰色、黑色多因富含有機(jī)物(如碳、
瀝青等)或分散狀的黃鐵礦顆粒,反映還原環(huán)境。不含色素的高嶺土、蛋白石、石膏、石英砂、
方解石、白云石等一般呈白色和灰白色,為大部分粘土巖、化學(xué)巖和部分碎屑巖所具有。
沉積巖在風(fēng)化作用過(guò)程中原來(lái)巖石成分發(fā)生變化,生成新的次生礦物,致使巖石變色,如
炭質(zhì)泥巖經(jīng)過(guò)風(fēng)化后可以變成灰色至白色;又如紅色頁(yè)巖因氧化程度不同,局部地方鐵離子還原
成亞鐵離子,而使巖石產(chǎn)生一些綠色斑點(diǎn)。
(四)沉積巖的結(jié)構(gòu)
巖石的質(zhì)點(diǎn)大小、形狀及膠結(jié)物的數(shù)量所形成的特征叫做結(jié)構(gòu)。
1.依形狀分粒狀、礫狀、角礫狀
2.依直徑大小分
礫狀結(jié)構(gòu):巖屑顆粒直徑大于2毫米
砂狀結(jié)構(gòu):巖屑顆粒直徑在2-0.05毫米
粉砂狀結(jié)構(gòu):巖屑顆粒直徑在0.05-0.005毫米
泥狀結(jié)構(gòu):巖屑顆粒直徑小于0.005毫米
此外,在碳酸鹽類巖石中,如石灰?guī)r依其結(jié)晶情況又可分為結(jié)晶粒狀及致密狀(隱晶)結(jié)
構(gòu)。
(五)沉積巖的構(gòu)造
沉積巖最主要的構(gòu)造是層理構(gòu)造,其次為層面構(gòu)造。
1.層理構(gòu)造:層理是沉積巖的成層性質(zhì),。它的形成是由于先后沉積下來(lái)的沉積物,因顆
粒、大小、形狀、物質(zhì)成分和顏色不同顯示出來(lái)的成層現(xiàn)象,稱為層理構(gòu)造。層是層理的基本單
位,層與層之間的接觸面稱為層面。層面上往往分布有粘土礦物薄層或白云母細(xì)片,所以巖石易
于沿層面劈開(kāi)。層面的形成說(shuō)明沉積條件的改變或有短暫的停頓。
每個(gè)單層(巖層)的厚度(層的頂?shù)酌嬷g距離)、延展范圍各不相同。層的厚度代表沉
積物在單位地質(zhì)時(shí)間內(nèi)的堆積速度或地殼凹陷的程度。
根據(jù)巖層厚度可以分為:
巨厚層(塊狀層)>100厘米
厚層50-100厘米
中厚層10-50厘米
薄層1-10厘米
頁(yè)片層(微層)0.1-1厘米
微細(xì)層<0.1厘米
層理按形態(tài)和成因可以分為:
(1)水平層理:層面平直,層與層之間互相平行,這種層理是在沉積環(huán)境比較穩(wěn)定和在平
靜的水體中形成的,多出現(xiàn)于較深的海洋及湖泊沉積,故多見(jiàn)于粘土巖和碳酸鹽巖中。
(2)斜層理:層理與主要層理面斜交,即有的層理面是傾斜的。斜層理的方向代表了當(dāng)時(shí)
水流的方向。多由粗粒物質(zhì)組成,是河流沉積物的典型特征,常見(jiàn)于湖濱、海濱、三角洲中。砂
巖和粉砂巖中尤其常見(jiàn)。
(3)交錯(cuò)層理:由多組不同方向的斜層理互相交錯(cuò)切割而成的。其中水平層理較少出現(xiàn)。
其形成原因是在水流(或風(fēng))運(yùn)動(dòng)方向頻繁變化時(shí)形成的。
2.層面構(gòu)造:在沉積巖層面上經(jīng)常保留有自然作用產(chǎn)生的一些痕跡,它常常標(biāo)志著巖層的
特性,并反映巖石形成時(shí)的環(huán)境。
(1)波痕:在巖層層面上保留下來(lái)的,由風(fēng)、水流或波浪等作用形成一種波狀構(gòu)造,叫波
痕。波痕經(jīng)常保存在砂巖中,但在泥灰?guī)r和薄層灰?guī)r中也可見(jiàn)到。沉積巖最常見(jiàn)的是流水波痕和
浪成波痕。流水波痕不對(duì)稱,而浪成波痕是對(duì)稱的,風(fēng)成波痕的不對(duì)稱程度更高。根據(jù)波痕“頂
尖底圓”可確定層面是頂面或是底面。
(2)泥裂(干裂):粘土和粉砂質(zhì)沉積物中常含有一些膠體物質(zhì),當(dāng)露出水而后,受到曝
曬,表面失水收縮和裂開(kāi)形成不規(guī)則多角形裂縫就叫干裂,也稱泥裂。裂縫上開(kāi)下合,在剖面上
呈“V”形,尖端指向巖層底面,上部寬度2-3厘米,深度從幾毫米至幾厘米。薄層的粘土碎裂
后的碎片可以發(fā)生彎曲,形成泥卷。在現(xiàn)代的湖濱及稻田水溝中,當(dāng)干旱時(shí)都可見(jiàn)到這種現(xiàn)象。
干裂經(jīng)常為后來(lái)的沉積物所充填,所以在上覆沉積物的底面,常形成尖朝下的脊?fàn)钔黄?,叫龜?/p>
紋。
干裂最常見(jiàn)于河漫灘沉積中,湖灘、海灘(潮坪)沉積中也能見(jiàn)到,是沉積時(shí)暫時(shí)干涸的
標(biāo)志,指示當(dāng)時(shí)氣候比較干旱。干裂最常見(jiàn)于粘土巖中,薄層不純的泥質(zhì)石灰?guī)r中也偶爾能見(jiàn)到。
此外,層面還可見(jiàn)到雨痕(雨滴打落在潮濕而柔軟的泥質(zhì)沉積物的表面,多成圓形或橢圓
形),蟲(chóng)跡和生物化石的定向排列。
3.結(jié)核:結(jié)核是經(jīng)常出現(xiàn)于巖層內(nèi)的一種似球狀團(tuán)塊狀物質(zhì),在成分、結(jié)構(gòu)、顏色等方面
與圍巖有明顯的差異。成分以碳酸鈣最為普遍,此外還有硅質(zhì)、鐵質(zhì)、磷質(zhì)、鎰質(zhì)等,它是在沉
積過(guò)程中,膠體物質(zhì)圍繞某些質(zhì)點(diǎn)(如砂粒、貝殼和其它礦物等)為中心層層凝聚,形成其同心
結(jié)構(gòu)的結(jié)核,或是呈凝塊狀析出。有?種直徑小如魚(yú)子的結(jié)核叫酬?duì)铙w,如細(xì)狀石灰?guī)r。
4.縫合線和刀砍狀構(gòu)造:巖石剖面是呈頭蓋骨接縫樣子的鋸齒狀起伏的曲線,叫縫合線。
經(jīng)常見(jiàn)于碳酸鹽巖中,也出現(xiàn)于石英砂巖、硅質(zhì)巖、鹽巖中,一般認(rèn)為是沉積物固結(jié)過(guò)程中在上
覆沉積物的壓力下,由富含一氧化碳的淤泥水沿層面循環(huán)地發(fā)生選擇性溶解所致。在巖石中被方
解石充填的細(xì)小裂隙縫,經(jīng)差異風(fēng)化,方解石被溶解掉,在風(fēng)化面呈現(xiàn)的裂紋構(gòu)造,似刀砍狀,
稱為刀砍狀構(gòu)造。大多在白云巖中出現(xiàn)。
(六)沉積巖的分類
根據(jù)生成的方式,沉積巖可以分為三大類
1.機(jī)械沉積巖:是巖石的風(fēng)化產(chǎn)物,經(jīng)過(guò)風(fēng)、水等的搬運(yùn)、沉積和重新膠結(jié)、硬化的成巖
作用后形成的。
2.化學(xué)沉積巖:是巖石風(fēng)化時(shí)形成的可溶性物質(zhì),經(jīng)化學(xué)沉積作用形成的。
3.生物沉積巖:是由動(dòng)植物有機(jī)體的生物沉積作用形成的。
(七)常見(jiàn)的沉積巖
1礫巖類(粗碎屑巖)
凡是碎屑直徑在2毫米以上的碎屑含量大于50%的巖石都屬于此類。礫石的主要成分是比較
堅(jiān)硬的碎屑。膠結(jié)物常為鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、硅質(zhì)及粘土質(zhì)等。根據(jù)碎屑的圓化程度可分為:
(1)角礫巖:組成角礫巖碎屑(角礫)為棱角形或半棱角形,角礫巖?般是未經(jīng)搬運(yùn)或搬
運(yùn)不遠(yuǎn)的巖石,分選差。靠近母巖分布,其角礫成分完全取決于母巖的成分。它們常易遭受再剝
蝕和再沉積,必須在迅速埋藏的條件下才能保存下來(lái),成因很多,如冰川角礫巖,洞穴角礫巖(洞
穴垮塌形成的)、濱岸角礫巖(海岸垮塌造成)、斷層角礫巖等。
(2)礫巖:組成礫巖的碎屑,一般呈次圓狀或圓狀,是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期搬運(yùn)和長(zhǎng)期磨損的巖石,
比角礫巖分布廣泛,常成厚層。
根據(jù)礫石成分可分為單成分礫巖和復(fù)成分礫巖。礫石'成分單一,以某一種礫石為主(>75%)
稱單成分礫巖,系經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離搬運(yùn),反復(fù)磨蝕,最后只剩下穩(wěn)定的巖屑而成。單成分礫巖中礫石
多由石英巖、脈石英組成,分選性好,礫石圓度在次圓以上,如石英質(zhì)礫巖;礫石成分多種的稱
為復(fù)成分礫巖,礫石種類常在三、四種以上,有時(shí)一種礫巖中可含有十幾種不同成分,礫石圓度
較低,分選性差,是在快速侵蝕快速沉淀下生成,如山麓洪(沖)積礫巖,河成礫巖等。
2砂巖類(中碎屑巖)
在碎屑巖中,砂粒(粒度2-0.05毫米)含量大于50%的巖石叫做砂巖。砂巖分布很廣,僅
次于粘土巖,而多于石灰?guī)r。物質(zhì)組成大致可分為三類:各種巖石碎屑;石英、長(zhǎng)石和重礦物;
白云母及粘土礦物。通常以石英顆粒為主,占70%以匕長(zhǎng)石10-15機(jī)砂巖在其碎屑顆粒中可能
含有10-15%的巖屑,有許多砂巖則不含巖屑。
砂巖根據(jù)顆粒大小不同,可分為:
粗砂巖5佻以上的碎屑直徑在2-0.5毫米
中砂巖50%以上的碎屑直徑在0.5-0.25毫米
細(xì)砂巖50%以上的碎屑直徑在0.25-0.1毫米
根據(jù)其主要膠結(jié)物不同,可分為硅質(zhì)砂巖、鐵質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)砂巖、泥質(zhì)砂巖。顏色也可以定
名,如紅色砂巖。
根據(jù)碎屑成分可以分為石英砂巖、長(zhǎng)石砂巖、巖屑雜砂巖等。
(1)石英砂巖:凡石英碎屑含量達(dá)90%以上的砂巖,稱為石英砂巖。它是潮濕氣候條件下
風(fēng)化徹底或經(jīng)長(zhǎng)期搬運(yùn)分選而成。石英顆粒常磨得很圓,大小均一,表面光澤暗淡,膠結(jié)物大都
為硅質(zhì),有時(shí)是鈣質(zhì)、鐵質(zhì)等。常具波痕及交錯(cuò)層理,一般不含化石,厚度一般不大,但穩(wěn)定。
石英砂巖分布廣泛,約占砂巖總量的三分之一。
(2)長(zhǎng)石砂巖:主要由石英顆粒和長(zhǎng)石兩種碎屑成分形成。長(zhǎng)石碎屑含量>25%,石英<
75%,長(zhǎng)石以鉀長(zhǎng)石和酸性斜長(zhǎng)石為最常見(jiàn),也有云母。膠結(jié)物有泥質(zhì)、鈣質(zhì)、鐵質(zhì),硅質(zhì)的較
少,常為中一粗粒。分選性和磨圓度變化很大,顏色多呈淺紅和淺黃色。長(zhǎng)石砂巖外貌酷似花崗
巖及花崗細(xì)晶巖,但長(zhǎng)石砂巖具明顯的碎屑結(jié)構(gòu),石英含量常占優(yōu)勢(shì)。
大部分長(zhǎng)石砂巖在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū),山區(qū)花崗巖質(zhì)母巖遭到強(qiáng)烈侵蝕,并在原地迅速堆
積條件下形成,常分布在山間拗陷或邊緣拗陷等地區(qū),多為大陸(河流、湖泊)沉積。
(3)巖屑雜砂巖:又叫硬砂巖,是一種含有各種雜質(zhì)的巖石碎屑及部分礦物碎屑的砂巖(巖
石碎屑的含量在25%以匕石英含量小丁-75%,長(zhǎng)石含量小于10%)。碎屑具棱角狀,分選性差,
并常含有基性噴出巖和凝灰質(zhì)的碎屑。重結(jié)晶作用顯著,故巖性堅(jiān)實(shí)而致密。巖石顏色較深,多
灰、灰綠、灰黑色等。硬砂巖厚度常很大。這種巖石一般是在急劇隆起的山脈兩側(cè),因?yàn)樵馐軓?qiáng)
烈的風(fēng)化作用,侵蝕速度很快,各種巖石碎屑迅速堆積而形成,是地殼不穩(wěn)定地區(qū)的產(chǎn)物。
3粉砂巖
粉砂巖與砂巖類似,但顆粒更細(xì)。碎屑顆粒直徑在0.005-0.05毫米的叫粉砂,粉砂占50%
以上的巖石稱為粉砂巖。碎屑成分的特點(diǎn)是穩(wěn)定成分多。巖屑很少或無(wú),以石英為主,其次是長(zhǎng)
石、云母碎片、綠泥石和粘土礦物等。粉砂巖是介于細(xì)砂巖與粘土巖之間的過(guò)渡巖石,膠結(jié)物以
泥質(zhì)為主,其次是鈣質(zhì)、白云質(zhì)等。
粉砂巖顆粒細(xì)小,除云母外,肉眼難以辨認(rèn),在放大鏡下勉強(qiáng)可見(jiàn)細(xì)小石英等礦物。用手
搓有細(xì)砂粒感覺(jué),巖石斷面粗糙,以此與粘土巖有區(qū)別。
粉砂顆粒細(xì),呈懸浮搬運(yùn),不易磨細(xì),因此磨圓度不好,有棱角。因經(jīng)長(zhǎng)距離搬運(yùn),不穩(wěn)
定成分都淘汰了,故分選性好,多具微水平層理,斜層理少。粉砂巖多分布于河漫灘、沼澤、三
角洲及湖、海盆的淺水地帶。
粉砂巖在橫向及剖面上的分布有一定的規(guī)律。在橫向上,它一般分布在砂巖與粘土巖的過(guò)
渡地帶;在剖面上常與粘土巖、砂巖組成互層。
我國(guó)晉、峽、甘等省廣泛分布的黃土及黃土狀巖石,主要由未經(jīng)膠結(jié)的松散粉砂所組成的。
4粘土
一般為疏松的土狀巖石,較松軟,可用手捻散,易吸收水分,含粘土顆粒在3佻以I-.,成分
較純,往往由一種粘土礦物組成,典型的泥狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)濟(jì)價(jià)值高者,稱為粘土礦。按礦物成分主
要有:
(1)高嶺石粘土:主要由高嶺石組成,含量在90%以上,其次是埃洛石、水云母。疏松、
有滑膩感,多數(shù)為淺色,呈白、淺灰、淺黃色等色。常具貝殼狀斷口,具可塑性,遇水膨脹性不
強(qiáng)。
(2)蒙脫石粘土:又稱膨脫土、膨土巖、斑脫巖等,主耍由蒙脫石組成,其次為囊脫石、
伊利石等,以及石英、長(zhǎng)石、石膏、方解石等,呈白、肉紅、淺黃綠色、淡青綠色等。致密狀或
土狀,有滑膩感,吸水性強(qiáng),吸水后體積膨脹,可達(dá)原體積的10-30倍,并崩解,可塑性強(qiáng),粘
結(jié)性強(qiáng)。常由各種火山灰,尤其是酸性火山灰(凝灰?guī)r)風(fēng)化形成。
5頁(yè)巖
頁(yè)巖為粘土巖中固結(jié)很緊的巖石。其特點(diǎn)是有平行分裂的薄層狀構(gòu)造,稱頁(yè)理。典型的頁(yè)
巖層理薄如紙頁(yè)。頁(yè)理是鱗片狀的粘土礦物在壓緊過(guò)程中平行排列,層層累積而成的。常含有石
英、長(zhǎng)石、云母等礦物細(xì)小碎屑。頁(yè)巖致密,硬度低,不透水,表面光澤暗淡,顏色不一,一般
為灰或灰黃色。常因含有雜質(zhì)而有各種顏色。如含有機(jī)質(zhì)的呈灰黑或黑色;含高價(jià)氧化鐵的呈褐
紅、棕紅等色;含氧化鎰的呈黑、黑棕色(易染手)。因此也常用顏色來(lái)命名,如紅色頁(yè)巖、黑
色頁(yè)巖等。煤系中的頁(yè)巖往往含碳質(zhì)較高,稱碳質(zhì)頁(yè)巖;含碳酸鈣(10-30%)的稱為鈣質(zhì)頁(yè)巖,
分布較廣。常見(jiàn)于海相及內(nèi)陸湖沼沉積,色淺,加鹽酸起泡;含二氧化硅(85%)以上稱硅質(zhì)頁(yè)
巖,含磷灰石的叫磷質(zhì)頁(yè)巖。此外,還有混入一定砂質(zhì)成分者,稱砂質(zhì)頁(yè)巖。
頁(yè)巖抗物理風(fēng)化能力弱,容易碎裂,加上侵蝕作用,在地形上往往成為低山淺谷。頁(yè)巖不
透水,成為不透水層。
6泥巖
粘土巖若不具頁(yè)理而成塊狀、層狀,致密和固結(jié)程度較高者,稱為泥巖。顏色一般較淺,
性較堅(jiān)硬,遇水不易變軟,可塑性差。
7碳酸鹽巖
本類巖石主要以石灰?guī)r和白云巖為代表,在地殼中分布僅次于粘土巖和碎屑巖,約占沉積
巖總量的四分之一到五分之一,在我國(guó)約占沉積巖總出露面積的55%,特別在西南分布更廣。
碳酸鹽巖主要由方解石及白云石兩種礦物組成,以方解石為主的稱石灰?guī)r,以白云石為主
的稱白云巖,同時(shí)還含有粘土礦物及碎屑礦物(石英、長(zhǎng)石等)。當(dāng)這些成分含量超過(guò)50%時(shí),
碳酸鹽巖即過(guò)渡為粘土巖或碎屑巖。此外還有蛋白石、黃鐵礦、有機(jī)質(zhì)、石膏等,這些礦物含量
雖小,但可以反映當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境。
碳酸鹽是多種環(huán)境條件下各種成因的產(chǎn)物。有化學(xué)沉積、生物化學(xué)沉積,也有機(jī)械作用沉
積。沉積環(huán)境可以是淺水,也可以是較深水。根據(jù)現(xiàn)在對(duì)沉積巖沉積環(huán)境的研究,碳酸鹽巖的發(fā)
育需要極淺的水和豐富的生物,有許多是在10T5米深的海水中沉積,甚至在平均低潮線面以上
地帶沉積,當(dāng)然也有部分是在較深海沉積。
碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)可分碎屑結(jié)構(gòu)和晶粒結(jié)構(gòu)。它們?cè)谝欢ǔ潭壬戏从吵练e環(huán)境及成因,也是
巖石分類及鑒定的重要標(biāo)志。
(1)石灰?guī)r
石灰?guī)r主要由方解石組成,含量在50%以上,通常含有少量的白云石,以及粉砂、粘土、二
氧化硅。質(zhì)純者一般為淺色,有淡黃色、灰白、淡紅、褐紅等色。含有機(jī)質(zhì)多時(shí)則呈黑灰色以至
黑色,遇冷稀鹽酸即有泡沸現(xiàn)象,并有嘶嘶聲,是最顯著的特征。石灰?guī)r按其成因可分為多種類
型:
由化學(xué)作用沉淀而成的叫化學(xué)灰?guī)r。其中最為常見(jiàn),呈細(xì)粒致密狀,具有不同的成層厚度
的,叫普通石灰?guī)r。也可根據(jù)所含雜質(zhì)的特征命名。如硅質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等。具
酬?duì)罱Y(jié)構(gòu),鮑粒含量在50%以上,基質(zhì)和膠結(jié)物為灰泥和結(jié)晶的方解石,酬粒粒度小于2毫米,
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