岩石的概念和分类岩石 ( rock) ----经地质作用形成的矿物集合体称为岩石,构成地球固体部分 。
单矿岩 ( monomineralic rock)
----由一种矿物组成,如大理岩;
复矿岩 ( polymineralic rock)
----由两种以上的矿物组成 。
岩石按成因分成 岩浆岩(火成岩)、沉积岩和 变质岩 三大类 。
第二节 岩浆岩 ( magmatic rock )
1、概 述岩浆 ( magma)
----地表下面存在的高温高压熔融的硅酸盐物质 。
岩浆岩 ( magmatic rock)
----由 岩浆 ( magma )凝结形成的岩石称为 岩浆岩 或 火成岩 ( igneous rock)。 岩浆岩主要由硅酸盐矿物组成 。
按照岩浆岩的产状划分:
喷出岩 extrusive rock----
岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石侵入岩 intrusive rocks----
未喷出地表,在地下深处冷凝固结的岩石深成岩 plutonic rock---较深处形成的侵入岩浅成岩 hypabyssal rock--较浅处形成的侵入岩组成岩浆岩的矿物 主要为长石,石英,黑云母,
角闪石,辉石和橄榄石 。
浅色矿物 ( light-colored mineral) ----长石、石英等,SiO2和 Al2O3含量高。
暗色矿物 ( dark-colored mineral) ----角闪石、辉石和橄榄石(铁镁矿物)等,因为 FeO,MgO含量高。
组成岩浆岩的元素 主要为氧、硅、铝、铁、镁、
钙、钾、钠八种元素。
一般按岩石中 SiO2的含量将其分为:
酸性,中性,基性,超基性岩浆岩酸性岩浆岩,SiO2大于 65%,浅色矿物为主 ;
中性岩浆岩,SiO2 = 52— 65%,一般浅色矿物稍多于暗色矿物,或大致相等;
基性岩浆岩,SiO2 = 45— 52%,一般暗色矿物与浅色矿物大致相等或前者稍多 ;
超基性岩浆岩,SiO2小于 45%,一般无浅色矿物或极少,主要由暗色矿物组成 。
少数岩石钾、钠含量特高,称 碱性岩
2,岩浆岩的组构组构 ( 结构 和 构造 ) 反映其形成条件,
是研究和区分岩石的重要内容之一 。
结构 ( texture)--指岩石中矿物颗粒本身的特点及颗粒之间的相互关系。
构造 ( structure) --主要指岩石中不同颗粒集合体分布与排列的特点,即某一部分颗粒与其它部分颗粒的关系,是比结构较为宏观的组构 。
岩浆岩的主要结构与构造显晶质结构 ( 粒状结晶结构 )- - - - 粒度较粗,肉眼即可辨别不同颗粒。分为粗粒 ( 直径> 5mm),中粒 (5-2 m m) 和细粒 (2 — 0.2mm) 结构。
隐晶质结构 -- - - 致密状,晶粒细小 ( < 0,2m m),肉眼不能辨认。
玻璃质结构 -- - - 非晶质,玻璃状。
等粒结构 ---- 矿物全部是结晶质粒状,同种主要矿物颗粒大小大致相等。是侵入岩常见结构斑状结构 ---- 岩石中矿物颗粒分成截然不同的两部分,大的称为 斑晶,
小的称 基质,基质为玻璃质、隐晶质,其中散布有较大斑晶。斑晶先结晶,所以晶形较好,粒较大。
结构不等粒结构 -- - - 岩石中同种主要矿物颗粒大小不等。深成体边缘、浅成体或喷出岩似斑状结构 -- - - 类似斑状结构,但基质为显晶质,斑晶则更粗大。若斑晶中发现基质的包裹体,说明斑晶形成较晚。
块状构造 ---- 各部分均匀展布,无定向排列,为岩浆岩最常见构造。
流动构造 - - -- 部分 ( 先结晶的 ) 矿物晶粒定向排列,反映岩浆在已结晶出部分晶体,是粥状时,
曾有过流动。在喷出岩中,有时可见不同成分的隐晶质或玻璃质构成大致平行的弯曲细纹,也是岩浆半凝固时流动造成,称 流纹构造 。
组构构造气孔构造 - - -- 岩石中有圆形或拉长圆形的空洞,洞壁较圆滑,为岩浆迅速减压冷凝时,气体析出,在粘稠的岩浆中成为气泡。
气孔如被后来形成的硅质、钙质矿物充填,则形成,杏仁构造,。
3,最主要的岩浆岩喷出岩 岩浆喷出地表时,温度,压力突然下降,水蒸气等挥发分大量逸失,岩浆很快冷却,矿物迅速结晶,晶体还来不及充分长大,岩浆已经固化 。 所以喷出岩一般粒度较细,
甚至根本来不及结晶,成为玻璃质 。
侵入岩 特别是在地下很深的部位,在相对密封的条件下冷凝的岩浆,由于周围岩石导热性差,岩浆冷凝缓慢,且压力高,挥发分逸散慢,在漫长的地质时间里,矿物晶体可以充分发育成长 。
主要岩浆岩分类简表超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩小于 45% 45-52% 52-65% 65-75%
分类主要矿物结构产状橄榄石富钙斜长石辉石角闪石钾长石石英富钠斜长石黑云母玻璃质结构 黑曜岩、珍珠岩、橙玄玻璃等火山玻璃喷出岩斑状、隐晶质、细粒结构苦橄玢岩金伯利岩玄武岩 安山岩 流纹岩浅成侵入体斑状、细粒、
隐晶质结构苦橄玢岩 辉绿岩 闪长玢岩 花岗斑岩深成侵入体显晶质结构、
似斑状结构橄榄岩 辉长岩 闪长岩 花岗岩第三节 沉积岩 ( Sedimentary rock )
1、概 述沉积岩 ----是在地表或接近地表的条件下,
母岩由于海,河,湖等流水以及风,冰川等外力地质作用剥蚀,搬运,沉积而 固结形成 的岩石 。
沉积岩按其沉积成因分为:
碎屑沉积,化学沉积,生物沉积 。
成岩作用过程在地质时代里,沉积物逐层堆积,较老的沉积物被较新的覆盖掩埋,上覆的沉积物逐渐加厚,原来的沉积物逐渐被深埋,由于上覆沉积物的压力,原来松散的沉积物逐渐脱水、被压实,同时由于粒间水的溶解、沉淀作用,使颗粒互相胶结而固化成岩。
沉积岩的物质成分、颜色物质成分:矿物、岩屑、化学沉淀物、有机质和胶结物。
颜 色:决定于沉积颗粒成分,
胶结物成分,
沉积环境。
2、沉积岩的结构和构造沉积岩的结构绝大多数沉积岩具 碎屑结构,除 碎屑结构外,部分沉积岩还可有 化学结构 和 生物结构 。
碎屑结构 由岩石或矿物等的碎屑与胶结物两部分组成 。 碎屑 的 分选 和 磨圆程度 及其 与胶结物的比例,反映搬运距离和沉积动力学特点。 胶结物 的成分等反映沉积和成岩作用的特点。
砾状 ( > 2mm) 结构粗砂 2 — 0.5mm
中砂 0.5 — 0.25mm
砂状 (2 —
0.05mm) 结构 细砂 0.25 — 0.05mm
粉砂状 (0.05 — 0.005mm) 结构碎屑结构泥 质 ( < 0.005mm) 结构按照碎屑的粒度碎屑结构可分为:
化学结构 为盐类等化学沉积的特征,
由于各晶粒同时结晶,形成自形程度一致的等粒 (它形 )结构 。
生物结构 以含有大量生物遗体或其碎片 (多已石化 )为特征 。
沉积岩的构造沉积岩最重要的特点是成层性,都有 层理构造 和 层面构造 。
层理构造 表现为成分或结构,颜色等不同的物质呈层状分布 。 每一层的顶,底面称为 层面 。
层面构造 ----层面上的反映沉积岩形成时的构造标志,以 波痕,泥裂 较为常见 。
* 按照单层的厚薄,沉积岩构造分为,
块状构造 (层厚> l米 ),厚层构造 (0.5-l米 )、
中厚层构造 (0.5-0.1米 )薄层构造 (< 0.1米 )等构造类型 。 层厚薄及变化反映沉积环境的变化 。
* 按照层理的形态,沉积构造可分为,
水平层理,波状层理,斜层理 。
前者为水动力条件微弱,平静环境下形成;
后两者为波浪震荡摆动及流动介质作用形成 。
3,最主要的沉积岩砾岩 ( conglomerate )----砾石 (粒径>
2mm)> 50%,砾间通常为砂或泥砂质充填,胶结物可为泥质,铁质,铁的氧化物和氢氧化物,
钙质 ( CaCO3),硅质 ( SiO2)等 。 砾石一般均有一定磨圆,如保持原来尖棱者称 角砾岩 。
砂岩 ( sandstone )---- 碎屑 主要为砂,且>
50%,其成分一般以石英为主,常占砂粒的 70
% 以上; 胶结物 < 50%,一般为泥质,有时为钙质,硅质和铁质;又称为 基质 。
基质含量> 15 %的砂岩称 杂砂岩,分选不佳。
杂砂岩中,碎屑成分复杂,而且岩石碎屑较多时称 硬砂岩。
基质少,碎屑中石英砂粒> 95 %者称 石英砂岩。
砂 岩碎屑中长石> 25 %者为 长石砂岩。
粉砂岩 ( siltstone )----与砂岩成分类似类似,
碎屑粒度更细 。 与泥岩的区别是岩石断面粗糙,
放大镜下一般可以勉强看出为颗粒状集合体,
有时可认出石英微粒等 。
砾岩,砂岩和粉砂岩是典型的碎屑岩,是砾,
砂层经固结成岩形成 。
页岩 ( shale )和 泥岩 ----泥质结构,由粘士矿物组成,断口细腻,手摸之无粗糙感,放大镜下均 — 块状,看不出颗粒 。 典型的页岩层理薄如纸页;若层理较厚,则为 泥岩,统称 粘士岩 。
石灰岩 ( limestone )----简称灰岩,一般呈灰色,灰白色,并可因杂质染成其它颜色 。 由微粒方解石组成 。 致密块状,结晶粒状,鲕状,
生物碎屑等结构 。
许多灰岩具特殊的碎屑结构,碎屑本身仍为生物或化学成因的 CaCO3物质,或者是原来灰岩的碎屑,称为 内碎屑 。
灰岩成因较复杂,多为海洋中生物化学和机械综合作用形成 。 干旱的内陆湖泊中,有时也可有少量 CaCO3化学沉淀,但多不纯 。
白云岩 ( dolomite )----由白云石组成的岩石 。 外观与灰岩相似,但风化面常呈污浊的黄,黑等色,具刀砍状溶沟为其特征 。
且常呈结晶粒状结构,硬度较灰岩稍高 。
用稀盐酸试之 (粉末起泡,晶粒微起泡 )可以较准确地与灰岩区别 。
沉积岩除上列典型岩石外,常常有过渡性的岩石,如砂质泥岩,钙质页岩等 。
沉积岩一般按 颜色,构造,结构,
成分 顺序命名,如,黄白色厚层中粒长石砂岩,等 。
第四节 变质岩 (metamorphic rock)
1,概 述变质岩 ----是变质作用形成的岩石,是原来已存在的各种岩石,在特定的地质和物理化学条件下,矿物成分和组构发生变化,转化再造形成的岩石 。
一般是在 温度和压力升高 条件下进行的,岩石基本上仍 保持固态 。
变质作用的产生,可以是因为 构造运动,岩石被深埋 或 岩浆侵入 等引起 。
岩浆岩 ----正变质岩
沉积岩 ----副变质岩
变质岩的成分复杂,既可有原岩成分,又可有变质新生成分。
变质岩特有的矿物:石墨、滑石、蛇纹石、
石榴子石、蓝晶石、红柱石、夕线石、硅灰石等。
2,变质岩的结构和构造
( 1) 结构 ----变晶结构 和 变余结构变质岩以具 变晶结构 为其特点 。
变晶结构 ----在变质过程中矿物重新结晶形成的结晶质结构 。 各种新生矿物基本上 同时结晶生长,自形程度相等 。
变余结构 ----变质岩中残余的原岩结构,如变余粒状结构,变余花岗结构等 。
变质岩结构中 粒度的划分,一般以
l和 3毫米为标准,> 3毫米为 粗粒,
l-3毫米为 中粒,< l毫米为 细粒 。
( 2)构造
板状构造 ----矿物颗粒细小,具有平直的破裂面。
千枚状构造 ----矿物细小,隐晶质片状或柱状矿物定向排列。
片状构造 ----细 -粗粒片状或柱状矿物定向排列。
片麻状构造 ----粒状矿物与片状或柱状矿物相间排列形成条带状近平行排列的构造。结晶粗大。
块状构造 ----结晶矿物无定向排列。
变质岩构造方面最大的特点是大多数具有 片理构造 。
片理构造 ----表现为片状矿物 (如云母等 )或柱状矿物 (如角闪石等 )按一定平面,即 片理面定向排列 。
片理的成因较复杂,受压力条件,原岩层理等控制,可以平行原岩层理,也可以与原岩层理斜交,也有些变质岩无片理 。
3,最主要的变质岩角岩 (hornfels )----为富泥质岩石在温度增高,压力不高条件下变成的岩石,有时可见有新生的黑云母,红柱石等矿物 。
大理岩 ( marble)----为灰岩在温度增高或温度,压力同时增高条件下变质形成 。 原来微粒的方解石重结晶成显晶质粗晶;岩石呈等粒变晶结构,多种颜色,以白色最常见 。
石英岩 ( quartzite )----由石英砂岩在温度增高或温度,压力同时增高条件下变质形成 。
在变变质时,原来石英颗粒长大,互相连成变晶结构 。
板岩 ( slate)----是富泥质岩石经浅变质形成,
原岩矿物成分还没有明显重结晶变粗,新生矿物很少,仍以隐晶质为主,偶见些细小的绢云母,绿泥石等 。 通常有密集的劈理,沿劈理方向易裂成板状碎块 。
千枚岩 ( phyllite )----为富泥质 (包括凝灰质 )
岩石经浅变质形成,主要由新生的绢云母 (微晶白云母 ),石英组成,并可有绿泥石等,粒极细,
具片理 (千枚理 ),岩石因含绢云母较高,呈丝绢状光泽 。
片岩 ( schist )----变质时温度,压力较高,新生矿物均呈显晶质,含大量 (> 30% )云母 (白云毋或黑云母 ),绿泥石,角闪石等 片状矿物,
具明显片理 。 浅色矿物常以石英为主,含量超过长石 。
片麻岩 ( gneiss )---- 较片岩粒度稍粗,一般为中,粗粒,片状矿物略少,因此,片理较断续,称为 片麻理,出现等粒状矿物较多;浅色矿物中长石含量超过石英 。 也是温度,压力较高条件下变质形成 。
变粒岩 ( granulite)----成分近于片麻岩,长石多于石英,片状,柱状矿物少,细粒 。
斜长角闪岩 ( amphibolite ) 主要由普通角闪石和斜长石组成,具片理 。
(五)矿产的概念矿石 (ore)---- 是一种富含有用矿物的特殊岩石,有用矿物含量达到工业利用价值 。
矿产地 或 矿点 ----有矿石发现的地段 。
矿床 ----由地质作用形成的有用矿物堆积体,
其质量和数量能够满足工业开采利用的要求 。
成矿作用 ----矿床的形成,实质上是一种特殊的岩石形成过程 。 不论是岩浆作用,沉积作用或变质作用,只要作用过程中能够导致有用组分富集,即为 成矿作用 。