岩石的主要鑑定特徵

時間 2021-12-18 21:55:09

1樓:中地數媒

2.2.1 岩漿巖特徵

(1)形成和產狀

岩漿沿斷裂侵入地殼岩層中或破碎帶中冷卻形成的岩石和噴出地表形成的岩石均稱為岩漿巖或火成岩。侵入在地殼岩層內部的岩漿經緩慢冷卻而形成的岩石,稱為侵入巖。根據岩漿的侵入深度可分為淺成侵入巖和深成侵入巖兩種。

侵入巖結晶成岩時間很長。地質學家們曾做過估算,乙個2000公尺厚的花崗岩體完全冷卻結晶大約需要64000年。岩漿噴出或者溢流到地表,冷凝形成的岩石稱為噴出巖。

噴出巖由於岩漿溫度急劇降低,固結成岩時間較短。1公尺厚的岩漿噴出後冷卻成岩,只需數小時,而全部結晶成細粒或隱晶質玄武岩,大約需要10多天。根據岩漿侵入的規模和形態,侵入岩體的主要產狀和型別有以下幾種:

岩盤 侵入地層間的岩體,下部有岩漿通道,主要為基性巖,規模一般可達幾萬平方千公尺,厚幾十至上千公尺。根據其剖面形態可細分為巖盆或巖蓋。

岩漿巖的形成和型別

岩漿巖產狀型別示意圖

岩床或巖席 沿地層層間侵入的板狀岩體,厚度(幾十厘公尺至幾百公尺)較小而面積較大(數平方千公尺至上百平方千公尺),基性-超基性巖為主。

岩牆 比較規則而又近似直立的岩漿侵入體,長度一般為寬度的幾十倍至幾百倍。如果形態不很規則,又常稱為岩脈。

巖株 穿刺岩層近似圓柱形侵入體,高達幾十千公尺,大到幾平方千公尺,巖株深部與岩基連成一體,成為岩基的一部分。巖株周圍伸出的枝狀侵入體,稱為巖枝; 如形態不規則,稱為巖瘤。

岩基 規模巨大的侵入體,面積大於100平方千公尺至數萬平方千公尺。

噴出巖的型別較為簡單,主要為火山熔岩流和火山灰、火山彈等。它們既可以形成於大陸環境,也可以形成於海底環境。

(2)岩石型別和鑑定特徵

雖然岩漿巖有近千種型別,但最常見的和最有代表性的岩石只有10餘種,其餘都是它們的過渡型別或變種。在岩石學上,主要用二氧化矽以及石英的含量將岩漿巖首先劃分為超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖和鹼性巖五大類,然後按它們的形成環境或產狀將其分為噴出巖和侵入巖兩大成因型別,最後根據岩石的礦物組成、結構、構造再進行岩類的確定和岩石命名。

岩漿巖的結構是指組成岩石礦物的結晶程度、晶粒大小、晶形發育完整程度及其相互關係,反映岩石的生成環境與成因。

結晶程度可根據晶質與非晶質成分的比例分為全晶質結構(結晶礦物佔岩石的100%)、半晶質結構(佔50%)和玻璃質結構(無結晶礦物)。非晶質礦物為玻璃質成分。全晶質結構岩石是在岩漿溫度緩慢下降環境中冷凝結晶而成的,為侵入巖的特徵。

玻璃質結構是在岩漿溫度急劇下降條件下形成的,為噴出巖和部分淺成侵入巖的特徵。

晶粒大小(教科書中稱顆粒大小)指岩石中礦物晶粒的大小和比例。肉眼和一般放大鏡下能分辨顆粒的岩石稱晶質結構,在顯微鏡下能分辨顆粒的岩石稱隱晶質結構,否則為玻璃質結構。岩石學上將直徑大於5公釐的晶粒定為粗粒,2~5公釐的定為中粒,0.

1~1.9公釐的定為細粒。

如果岩石中的晶粒大小大致相等,稱為等粒結構,否則,為不等粒結構,多見於深成侵入巖; 岩石中夾有特大的晶粒或晶塊與小的或不結晶的物質,形成斑狀結構,多見於淺成巖或噴出巖(見粗麵巖)。

根據礦物晶形發育的完整程度可以將晶粒劃分為自形結構(完整的晶體)、半自形結構(有部分完整的晶面)和他形結構(無發育完整的晶面),以此來推斷岩石形成時的時間和空間條件。自形結構說明礦物形成時有足夠的結晶時間與空間。

具有流紋構造與繩狀構造的火山熔岩

岩漿巖還有一些特有構造(即岩石內部和外部的巨集觀特徵),如噴出巖的氣孔狀構造。這些氣孔被後來的物質充填,就形成了杏仁狀構造。岩漿熔岩在地表流動時常留下流動的痕跡,有時好像幾股繩子擰在一起,岩石學家稱之為流紋構造、繩狀構造。

岩漿在水下噴發時熔岩與水的作用會形成很多橢球體,稱之為枕狀構造。侵入巖往往因成分結構較均一易形成塊狀構造。

雖然已知組成岩漿巖的礦物有1000多種,但比較常見的礦物僅10餘種,岩石學中把這些礦物稱為造岩礦物。下表為科學家估算的造岩礦物在地球岩漿巖中的平均含量。

岩石與礦物

礦物含量是岩石命名的主要依據,凡礦物含量大於5%的一般都可以參與定名。如石英閃長岩就指斜長石為50% 以上、角閃石10%以上、石英5%以上的一類岩石。下表是為初學者和岩礦愛好者根據上述特點總結出來的主要岩漿巖型別及其鑑定特徵。

岩石與礦物

礦物岩石愛好者可以根據岩漿巖的顏色、礦物成分、結構構造等特徵,用肉眼或借助於放大鏡鑑定出岩石的主要型別。簡易鑑定的方法和程式可以歸納為:

第一步,觀察新鮮岩石斷口的顏色和結構,先確定其成因型別。若岩石60%以上由明顯的晶質顆粒組成,則為侵入巖。然後,據顏色推測是基性巖還是酸性巖,為下一步觀察礦物成分做到心中有數。

第二步,觀察岩石的礦物成分和顏色,確定其主要型別。深色礦物(輝石、角閃石)越多,淺色礦物(石英、長石)越少,是橄欖岩或苦橄巖的可能性越大,否則是花崗岩或流紋岩。

第三步,目估各主要礦物(成岩礦物)的相對含量,並對照上表和下文中的典型岩性的描述和**確定具體型別和命名。

2.2.2 沉積岩特徵

(1)沉積岩的形成和沉積環境

沉積岩的體積只佔岩石圈的5%,但其分布面積卻佔陸地的75%,大洋底部幾乎全部為沉積岩或沉積物所覆蓋。沉積岩不僅分布極為廣泛,而且蘊藏著大量的沉積礦產,如煤、石油、天然氣、鹽類等,而且沉積型別鐵、錳、鋁、銅、鉛、鋅等,也占有很大的比重。

沉積岩是在地表或接近地表常溫常壓條件下,由風化作用、生物作用和某些火山作用產生的破碎物質經搬運、沉積和成岩等一系列地質作用後形成的。露出於地表的岩石和岩層,長期受到日曬、雨淋、風吹和動植物的生長活動,會漸漸被侵蝕、風化成碎塊、沙粒和塵土,部分被雨水和流水溶解。這些被風化侵蝕成的沙粒、塵土在重力、冰川、風特別是流水的搬運下,被運移到地表低窪的地方,如江河湖海等環境,沉澱堆積成層。

由於地殼的下沉,源源不斷的新沉積物一層又一層地覆蓋在老沉積物上,將其埋藏,並經過成千上萬年的脫水、壓實,這些沉積物又形成了新的岩石——沉積岩。

沉積岩的**物質可以是岩漿巖、變質岩或更老的沉積岩的風化碎屑,或動植物的遺體與殘骸。沉積學上稱前者為陸源碎屑岩,如砂岩、泥岩等; 後者為有機碎屑岩或有機巖,如有些石灰岩、煤與油頁岩等。還有一部分完全由水中溶解物經蒸發沉澱而成的沉積岩又可稱為化學沉積岩,如鹽巖、石膏等。

沉積岩都是層狀分布的,並且絕大部分或多或少地含有化石。

形成沉積岩的地方通常包括大陸環境、海陸混合環境和海洋環境三大類。大陸環境可分成:陸地環境,主要有山前和山谷地帶(坡積扇和沖積扇)、河流(河床)、湖泊、沼澤環境和洞穴環境以及冰川與沙漠環境;海陸混合環境又稱海陸過渡環境,包括濱海、三角洲、邊緣潟湖和河口灣環境; 海洋環境分淺海、半深海和深海環境。

不同環境中形成的沉積岩型別和特點是不一樣的。

沉積岩的形成和沉積環境

(2)沉積岩的型別和特徵

沉積岩有數十種型別,我們可以簡單地將其歸為兩大類,即陸源碎屑岩和生物與化學巖,常見的沉積岩型別和特點綜合如下:

岩石與礦物

續表區分沉積岩、岩漿巖與變質岩的最重要特徵是結構和構造。沉積岩的結構是指組成岩石的主要顆粒的形狀、大小及其與充填、膠結物之間的相互關係,主要有礫狀、砂狀、粉砂狀、泥狀或黏土狀等結構型別。砂岩的砂粒狀和礫岩的礫石狀結構可用肉眼或放大鏡識別,砂粒和礫石的大小、形狀以及礫石的表面特徵可以在放大鏡下觀察。

像河邊、海灘的砂、礫石,往往都有一定的圓度和不同的粒度。根據砂岩粒度的大小,可以將砂岩劃分為粗砂岩(粒徑0.5~2公釐)、中砂岩(粒徑0.

25~0.5公釐)和細砂岩(粒徑0.05~0.

25公釐)。對於砂、礫岩來說,充填、膠結物的成分也很重要。常見的膠結物有矽質、鈣質、鐵質和泥質等。

沉積岩的構造是指岩石本身的內部和外部的巨集觀特徵,主要由各組分有規律的排列和組合所致。沉積岩最重要的構造為層理構造,它們往往是由成分不同、大小不

一、顏色各異的顆粒有規律排列顯示的,代表水流或風等介質在搬運、堆積泥砂或生物碎屑時留下的痕跡和記錄。根據紋層排列的特點,層理可以再細分為:

1)交錯層理(斜層理)。由水流或風帶動砂丘移動所致,反映了較強的水流(風),層理面傾斜方向代表水流(風)的方向,故可用來指示和推斷岩石形成時的古水流方向或古風向。

2)波狀層理。代表由較弱的水流(風)在沉積物表面形成的起伏的波痕,反映了較弱的水或風動力環境。

3)水平層理。它是靜水環境下細沉積物一層一層地堆積的結果。

4)水平紋理。主要是沉積物在靜水環境下,由於其成分變化而顯示的層狀構造,比水平層理薄而且更有規則,延續得較遠。

沉積岩的層理型別

粉砂岩層面上的波痕

各種沉積岩的識別主要從觀察岩石成分、結構和構造以及膠結物特徵入手,可以按以下方法和程式進行:

第一步,根據岩石的層理構造和成分,確定所見岩石是否為沉積岩;然後,觀察岩石的結構、構造,確定是何種沉積岩。若岩石由明顯的顆粒組成,可見礫石和砂粒,而且層理發育,斷口粗糙,顯然是碎屑岩,否則是生物化學巖。

第二步,根據顆粒大小確定其碎屑岩具體型別,如中粒砂岩或細粒砂岩或泥岩等。

樂山大佛雕刻在三疊紀紅色砂岩中,該岩石有明顯的砂狀結構和層狀構造(層理)

第三步,根據顆粒成分和膠結物型別進一步確定其岩性型別,如中粒鈣質石英砂巖、泥質膠結細礫岩等。若是泥岩、黏土巖或生物化學巖,則主要通過鑑定岩石的礦物成分或古生物化石碎片進行識別。化學巖一般緻密較硬,貝殼狀斷口發育,而泥岩或黏土巖較軟,黏舌頭,水平層理和紋理發育。

用滴稀鹽酸和燃燒的辦法可區分碳酸鹽岩(石灰岩)、矽質巖和鐵質巖以及油頁岩等型別。

2.2.3 變質岩特徵

(1)變質岩的形成

形成變質岩的主要變質作用有兩大類:一類是動力變質作用,是指岩層在構造活動帶(如板塊碰撞帶和巨大斷裂帶),受到強烈擠壓和高溫(主要是擠壓摩擦熱)的影響後,岩石發生結構、構造和成分的變化及岩石的變形而形成新的岩石的過程; 另一類是區域熱變質作用,是指已有岩層受到大規模岩漿侵入或火山噴發影響(主要是熱烘烤)後,岩石結構和礦物成分發生變化,形成新的岩石的作用。變質岩還包括那些在侵入體附近受岩體岩漿烘烤或被岩漿熱液物質交代而形成的新岩石。

由沉積岩變質形成的,稱為副變質岩; 由岩漿巖和變質岩轉化而成的,稱為正變質岩。

變質作用和變質岩的形成

(2)變質岩的型別和特徵

根據變質岩的母岩型別和形成機制,將最常用的變質岩分類簡化後介紹如下:

岩石與礦物

變質岩最主要的鑑定特徵是變質礦物型別、結構和岩石構造。特徵的變質礦物以片狀、纖維狀、針狀和長柱狀礦物為主,如絹雲母、黑雲母、白雲母、透閃石、陽起石、角閃石、紅柱石、藍晶石、矽線石等; 還有密度大的礦物,如石榴子石、剛玉、尖晶石等。此外,十字石、蛇紋石、滑石、綠泥石、透輝石等也是典型的變質礦物。

變質岩的構造特徵是其區別於其他岩石的最重要的特徵。除石英岩、大理岩為塊狀構造外,其餘均具有各種片理構造和反映擠壓特徵的褶皺、腸狀構造。主要變質構造如下:

由沉積岩(石灰岩)變質而成的變質岩(大理岩),緊密褶皺,小斷裂發育

千枚狀構造:原岩中的礦物成分未全部重結晶,其礦物成分尚不易辨認。但礦物定向排列明顯,裂面上有大量絹雲母顯絲絹光澤,小褶皺與撓曲發育。

片狀構造:大量片狀和少量粒狀礦物平行排列,岩石中礦物全部重結晶,肉眼可辨出礦物顆粒。

片麻狀構造:以淺色粒狀結晶礦物為主,暗色片狀礦物圍繞粒狀礦物作定向排列。

板狀構造:岩石因受擠壓後形成一組平行破裂面,又稱為板狀劈理,礦物有輕微重結晶。

塊狀構造:主要岩石為變粒巖、石英岩、大理岩等。

變質岩的鑑定可以分兩步。首先觀察岩石的結構和構造確定其大類,即是板岩、千枚岩、片岩、片麻岩還是粒狀巖或是變質砂岩等; 然後根據岩石內的主要礦物成分確定其岩類。例如,用肉眼看以片狀礦物為主,顯片狀構造,我們可以將其先定為片岩。

經過仔細觀察,發現該標本的主要礦物為黑雲母,次要礦物為石榴子石。因此,最後將其命名為石榴子石黑雲母片岩。

岩石的特徵 15,三大類岩石的特徵成因

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