三大巖類鑒定特征
巖漿巖的肉眼鑒定
一、巖石的概念
巖石是一種或多種礦物或巖屑組成的集合體,是地質作用的產物。目前巳知的巖石的1000多種,按其成因分成巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類。
二、巖漿巖的概念
巖漿:是在地下深處形成的富含揮發(fā)成分的高溫、粘稠的硅酸鹽熔融體。
巖漿巖:是熔融狀態(tài)的巖漿巖冷凝而成的巖石。
三、巖漿巖的分類
巖漿巖的種類很多,主要根據SiO2的含量將巖漿巖分為超基性巖、基性巖、中性巖和酸性巖四大類;按巖漿的產出狀態(tài)(或冷凝深度)可分為侵入巖和噴出巖,侵入巖又可分為深成侵入巖(簡稱深成巖)和淺成侵入巖(簡稱淺成巖)詳見下表:
巖漿巖分類簡表
巖類
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SiO2的百分含量
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主要礦物成分
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產狀
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深成巖
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淺成巖
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噴出巖
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主要構造
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致密塊狀
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致密塊狀、氣孔狀
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氣孔、流紋、杏仁等
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主要結構
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全晶質中粗粒、似斑狀
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細粒、斑狀、
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斑狀、隱晶質、玻璃質
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超基性巖
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<45%
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橄欖石、輝石
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橄欖巖、輝石巖
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苦橄玢巖
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苦橄巖
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基性巖
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45—52%
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斜長石、輝石(角閃石)
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輝長巖
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輝綠巖
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玄武巖
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中性巖
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52—66%
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斜長石、角閃石(黑云母)
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閃長巖
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閃長玢巖
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安山巖
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酸性巖
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>66%
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鉀長石、斜長石、石英、(黑云母、角閃石)
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花崗巖
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花崗斑巖
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流紋巖
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四、巖漿巖的構造
巖漿巖的構造是指組成巖石的礦物集合體之間的排列和充填方式所反映的形態(tài)特征。巖漿巖的構造除與巖漿本身性質有關外,還取決于形成時的環(huán)境。常見的巖漿巖構造有:
塊狀構造(致密塊狀構造):礦物分布均勻,無一定的排列方向,巖石無空洞,礦物緊密結合,它是巖漿巖最常見的構造,尤其在侵入巖中更為常見。
氣孔構造或杏仁構造:這種構造是噴出巖的常見構造,在熔巖冷卻時,尚未逸出的氣體被保留在巖石中形成大小不等的空洞,稱氣孔構造?;匀蹘r的氣孔多半呈圓形、橢圓形;酸性熔性巖中氣孔多為不規(guī)則狀。氣孔的拉長方向往往代表熔巖流動方向。當氣孔被后期形成的鈣質或硅質礦物所充填時,稱為杏仁構造。
流紋構造:為酸性噴出巖的常見構造,它是由不同顏色不同成分的條紋或拉長的氣孔定向排列表現(xiàn)出來的一種流動構造。
五、巖漿巖的結構
巖漿巖的結構是指巖石組分(礦物、玻璃質等)的結晶程度、顆粒大小和自形程度等。由于冷凝時的物理化學條件(如溫度、壓力、粘度、冷卻速度等)不同,巖漿巖可具有不同的結構。
按礦物的結晶程度和顆粒的絕對大小可分為:
全晶質結構:巖石全由結晶礦物組成。其中,肉眼能分辨的稱顯晶質結構,多見于侵入巖;肉眼不能分辨的稱隱晶質結構,多見于噴出巖。
顯晶質結構又可按顆粒大小分為:粗粒結構(d>5mm)中粒結構(d=2-5mm)和細粒結構(d<2mm)。觀察時要選擇同種礦物測量,通常以長石為標準。
玻璃質結構:巖石由非晶質物質組成,顯微鏡下不能看到礦物顆粒。它是由于熔巖迅速冷卻而形成一種較均勻的玻璃狀固態(tài)物質。
顯晶質、隱晶質和玻璃質結構區(qū)別如下表:
顯晶質
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隱晶質
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玻璃質
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巖石斷面粗糙,礦物顆粒清楚,能在標本中確定礦物成分
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巖石斷面平整,礦物顆粒不明顯,故不能在標本中確定礦物成分
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巖石斷面光滑常見貝殼狀斷口,斷面玻璃光澤或油脂光澤
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按礦物顆粒的相對大小可分為:
等粒結構:巖石中同種主要礦物顆粒大小大致相等。
不等粒結構:巖石中同種主要礦物顆粒大小不等。
斑狀及似斑狀結構:組成巖石的主要礦物顆粒大小相差懸殊,粗大的稱為斑晶,細小的稱為基質。當基質是隱晶質或玻璃質時叫斑狀結構,基質是顯晶質時叫似斑狀結構。
六、巖漿巖的主要礦物成分
組成巖漿巖的礦物種類繁多,但其中最主要的是橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、斜長石、鉀長石和石英等七種。后三種含SiO2和 Al2O3較高,不含鐵鎂,顏色較淺,所以又叫淺色礦物;前四種含鐵較高,含SiO2較低,顏色較深,呈黑或暗綠,所以又叫暗色礦物。這七種礦物在不同種類巖石中組合和相對含量都不相同,故在巖漿巖鑒定時,主要任務之一就是正確鑒定出巖石中這些礦物的種類及其相對含量。
暗色礦物和淺色礦物的相對含量隨巖石而異。一般說來,暗色礦物越多,巖石顏色越深,比重較大,巖石偏向基性;淺色礦物越多;巖石顏色越淺,比重較小,巖石趨于酸性。例如,暗色礦物含量在橄欖巖中超過90%,輝長巖中40-50%,閃長巖中20-30%,花崗巖中常小于10%。
在鑒定礦物時,特別要注意巖石中輝石與角閃石,斜長石與鉀長石的區(qū)別以及石英的有無及含量。巖石中輝石一般呈粒狀、短柱狀,斷面近似正方形或圓形,多出現(xiàn)于超基性巖中。角閃石則呈長柱狀,斷面近似菱形或橢圓形,多出現(xiàn)于中酸性巖石中。斜長石一般為灰白色,窄板狀,有時可見明暗相間的聚片雙晶;鉀長石則易成淺肉紅色,寬板狀,有時可見半明半暗的卡斯巴雙晶。石英在巖石中一般呈淺灰色,粒狀,因無解理面呈不平坦斷口,斷口油脂光澤,且易與鉀長石共生。
七、肉眼鑒定巖漿巖的方法
主要是從巖石的顏色、礦物成分、結構和構造四個方面進行。
巖漿巖的顏色主要取決于巖石中SiO2含量多小,一般SiO2含量多,淺色礦物多,巖石呈現(xiàn)白色、深灰色、肉紅色等淺色;SiO2含量少時,暗色礦物多,巖石呈深灰、綠、黑色等深色;因此根據巖石顏色和主要礦物成分,可劃分出巖漿巖的大類——即酸性巖、中性巖、基性巖和超基性巖,觀察巖漿巖的顏色時宜遠觀,看其總體色調。需要注意的是非晶質的噴出巖中則不能用巖石的顏色來定巖石的酸、中、基。如黑耀巖為酸性,但為黑色。
再根據巖石的結構、構造確定它屬于深成巖、淺成巖、還是噴出巖。然后按巖漿巖分類簡表上縱橫欄交匯即初步確定出巖的名稱。
巖石中的中、粗粒礦物一般可直接用肉眼觀察,顆粒較小的細較小的細粒結構常借助于放大鏡,以便較準確地識別礦物成分。
八、常見巖漿巖的特征
橄欖巖:超基性深成侵入巖,一般呈綠色或黑綠色,中粒一粗粒結構,塊狀構造。主要由大致等量的橄欖石和輝石組成,可含少量角閃石、黑云母等,沒有石英,橄欖石含量達90%以上者叫純橄欖巖,<40%者向輝石巖過渡。巖石常受蛇紋石化,并含磁鐵礦等金屬礦物。
輝石巖:是一種幾乎全部由輝石>(>90%)組成的超基性深成侵入巖,可含少量橄欖石、角閃石、磁鐵礦等金屬礦物,輝石晶粒粗大,橄欖石鑲嵌其間,顏色暗棕或灰黑,結構構造與橄欖巖相似。
苦橄巖:苦橄巖為超基性巖的噴出巖,呈淡綠色至黑色。隱晶質結構,塊狀構造,有時具氣孔或杏仁構造。主要由橄欖石(50-70%)和輝石(<40%)組成,可含少量基性斜長石、普通角閃石。若具斑狀結構,則稱苦橄玢巖。自然界分布較少,常與玄武巖共生,多產于玄武巖底部附近。
輝長巖:基性深成侵入巖,中粒至粗粒結構,塊狀結構。主要礦物成分是斜長石和輝石,次要礦物有角閃石、橄欖石等,暗色礦物與淺色礦物含量大致相等。
輝綠巖:基性淺成巖。暗綠或黑綠色,礦物成分與輝長巖相似,但粒較細,長條形斜長石自形程度好,輝石以它形充填其間,為輝綠結構。具斑狀結構者稱輝綠玢巖。
玄武巖:是分布廣泛的基性噴出巖。黑色、黑灰色或暗紫色,氣孔構造和杏仁構造發(fā)育,斑狀結構或隱晶質結構,一般常見的斑晶為長條形斜長石、橄欖石(可蝕變?yōu)楹旨t色伊丁石或蛇紋石)或輝石,而角閃石、黑云母少見,玄武巖常具柱狀節(jié)理,若為水下噴發(fā)的,易形成枕狀構造。
閃長巖:中性深成侵入巖,淺灰一灰白色,等粒中粒結構,塊狀構造,主要礦物為白色斜長石和普通角閃石(20-30%),有時暗色礦物以黑云母或輝石為主,石英含量很少(<5%)或沒有。
安山巖:中性噴出巖,分布比閃長巖廣泛,灰綠色、紫紅色等。塊狀構造或氣孔構造,杏仁構造,氣孔不如玄武巖發(fā)育,基質為隱晶質。斑晶多為斜長石(常具聚片雙晶)及角閃石,有時暗色礦物為輝石或黑云母。
閃長玢巖:成分與閃長巖相似的中性淺成巖,主要區(qū)別是呈脈狀產出,斑狀結構,斑晶常為角閃石或斜長石。
花崗巖:是分布廣泛的一種酸性深成侵入巖。一般呈灰白、淺肉紅色,細一粗粒結構,似斑狀結構,塊狀構造。主要由鉀長石、斜長石和石英組成,其中鉀長石含量多于斜長石,石英含量20-50%。暗色礦物含量在10%以下,主要為黑云母或角閃石。
花崗斑巖:成分與花崗巖相似的淺成巖,斑狀結構。斑晶主要為鉀長石和石英,有時也黑云母、角閃石;基質成分與斑晶相似,但為微晶隱晶質。
流紋巖:酸性噴出巖。巖石呈粉紅,淺紫紅色等。具氣孔、杏仁、流紋構造,斑狀結構。斑晶主要是石英,透長石或正長石及斜長石,暗色礦物少見?;|較細,屬隱晶質。
沉積巖的肉眼鑒定
一、沉積巖的顏色
沉積巖顏色往往反映了巖石的成分和生成的環(huán)境。白色的沉積多為純凈的高嶺土、石英、鹽類等成分組成;深灰色到黑色一般說明巖石中含有有機質成分或分散狀硫化鐵等雜質,是在還原環(huán)境下生成的巖石;肉紅色或深紅色的巖石可能含有較多的正長石或氧化鐵,含三價鐵氧化物的沉積巖是在氧化環(huán)境下生成;含二價鐵的硅酸鹽組成綠色沉積巖,代表弱氧化或弱還原條件。
二、沉積巖的構造
沉積巖的構造是指沉積巖中物質成分的分布特點及排列方式。沉積巖的一個重要特點是有層狀構造,即層理和層面構造。
1、層理構造:層理構造是沉積巖特有的構造。它是區(qū)別于巖漿巖和變質巖的主要標志之一,它在外觀上是由于上下沉積物的顆粒大小、成分、顏色和形狀不同而顯示出來的成層現(xiàn)象。層與層之間的接觸面稱為層面,每個單層厚度不等,它可以分為:
塊狀層:單層厚度>1m
厚層:單層厚度0.5-1m
中厚層:單層厚度0.1-0.5m
薄層:單層厚度0.01-0.1m
極薄層:單層厚度<0.01m
按形狀還可以分為:平行層理
斜層 理
交錯層理
波狀層理
遞變層理
2、層面構造:是各種地質作用在沉積物層面上留下的痕跡,可以幫助我們了解沉積巖形成的條件,主要的層面構造有:波痕、泥裂、雨痕、蟲跡等。
波痕:系運動介質(流水、波浪、風)在砂質等非粘土沉積物層面上形成的一種波狀起伏構造,它由一系列近于平行的呈線性延長的波峰和波谷組成,波形對稱或不對稱,延長方向一般垂直于介質運動方向。
泥裂:泥質或灰泥質沉積物因曝曬所發(fā)生的收縮龜裂紋,平面上呈不規(guī)則網格狀,剖面上常呈“V”形,并為上覆沉積物充填。
雨痕:偶爾陣雨降落在泥質沉積物表面,撞擊形成的小凹穴,呈圓形成橢圓形。
3、生物構造
含化石構造:巖石中包存了石化的生物遺體。
生物遺跡構造:是指保存在沉積層面上及層內的生物活動的痕跡。(蟲孔、蟲跡、足跡)。
4、化學成因構造:
結核構造:是一種成分、結構或顏色與圍巖截然不同的礦物包裹體。成因可分為同生結核、成巖結核和后生結核。
縫合線構造:是碳酸鹽巖石常見的一種構造,它在巖石剖面中呈鋸齒狀曲線,像動物頭蓋骨中的縫合線而得名,層面上是一個起伏不平的面。
三、沉積巖的結構
沉積巖的結構是指組成沉積巖的物質結晶程度、顆粒大小、形狀及其相互關系。結構與沉積成因緊密相關,可分為碎屑巖所具有的碎屑結構;化學巖所見的化學結構;泥質巖特有的泥質結構;以及生物成因的生物結構等。
碎屑結構:由各種碎屑物質和膠結構所組成。按碎屑大小又可分為:
礫狀結構:碎屑直徑大于2mm。
砂狀結構:碎屑直徑介于0.05-2mm之間。
粉砂狀結構:碎屑直徑介于0.005-0.05mm之間。
泥質結構:由各種粘土礦物組成,質點大小皆小于0.005mm。
化學結構:礦物是通過膠體溶液或真溶液中以化學方式沉淀而生成的結構。它可以是隱晶的,也可以是顯晶的。
生物結構:巖石中幾乎全部或大部分由生物遺體(如貝殼等)組成。
四、沉積巖的物質成分
組成沉積巖的物質成分中常見的有礦物、巖屑、有機質和膠結物四種。
沉積巖中常見礦物有二十多種,一類為母巖風化后經搬運沉積下來的碎屑礦物。如石英、正長石、白云母等,另一類為沉積過程中新生礦物。如粘土、方解石等。
巖屑:是母巖經剝蝕搬運沉積下來的巖石碎屑。
有機質:如生物碎屑。
膠結物;膠結碎屑的物質。見的膠結物有硅酸鹽、氧化硅、氧化鐵、泥質,即鈣質、硅質、鐵質、泥質四種膠結物。根據硅質硬度大、泥質較松軟、鈣質加稀鹽酸起泡、鐵質呈紅褐色(三價鐵)或灰綠色(二價鐵)等特征,可將上述四種膠結物區(qū)別開。
五、沉積巖的分類及常見的沉積巖
按成因可以分為:碎屑巖、粘土巖、化學巖和生物化學巖、火山碎屑巖四大類,見沉積巖分類簡表。
碎屑巖:碎屑物質以機械方式沉積,經膠結物膠結形成的巖石。
粘土巖:由粘土礦物及微小的碎屑物質組成。
化學及生物化學巖類:由化學方式在生物參與的作用下沉積形成的巖石。
火山碎屑巖:由落到地面上的火山碎屑物經膠結的成巖作用所形成的巖石。
沉積巖分類簡類
分類
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碎屑巖
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火山碎屑巖
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粘土巖
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化學巖及生物化學巖
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結構
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碎屑結構
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碎屑結構
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泥質結構
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生物結構或化學結構
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礫狀
結構
(>2mm)
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砂狀結構(2-0.05mm)
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粉砂狀結構
(0.05-0.005mm)
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粒徑
>100mm
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粒徑2-100mm
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粒徑
<2mm
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粒徑
<0.005mm
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巖石名稱
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礫巖
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砂巖
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粉砂巖
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集塊巖
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火山角
礫巖
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凝灰?guī)r
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粘 土
泥 巖
頁 巖
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鋁質巖、鐵質巖、錳質巖、硅質巖、磷質巖、鹽巖、碳酸鹽巖(石灰?guī)r、白云巖、生物灰?guī)r)、可燃性有機巖(煤、石油)
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六、沉積巖的肉眼鑒定方法及步驟:
1、首先觀察巖石的顏色。
2、根據組成巖石成分的顆粒形態(tài)、大小及排列關系鑒定巖石屬哪種結構,若是碎屑巖要認真觀察它的膠結物的種類及膠結方式,及碎屑顆粒的大小、形態(tài)等。
3、根據巖石的外貌特征鑒定巖石的構造。
4、觀察和鑒定巖石的物質成分特征,并估計其含量。
5、根據巖石的成分、結構構造,確定巖石類型并給巖石定名。
七、 一些常見沉積的簡要特征
碎屑巖類
礫巖:粒徑大于2mm的碎屑占50%以上,具礫狀結構,層理發(fā)育差。礫石一般為圓或次圓狀者稱礫巖,礫石呈棱角和次棱角狀者稱角礫巖。主要由一種礫石成分(含量75%)組成的礫巖,稱單成分礫巖,這樣的礫巖一般分選性和磨圓度均好,如石英礫巖。礫石成分復雜者稱復成分礫巖,一般分選不良,圓度變化也大。礫巖的膠結物有硅質、鈣質、鐵質和泥質等。
砂巖:粒徑介于2-0.05mm之間的砂粒占50%以上,具砂狀結構,各類層理均可發(fā)育,膠結物多硅質、鈣質、鐵質及泥質等。按砂粒大小可分為粗粒砂巖(粒徑2-0.5mm)、中粒砂巖(粒徑0.5-0.25mm)、和細粒砂巖(粒徑0.25-0.05mm)。按成分又可分為石英砂巖、長石砂巖和巖屑砂巖。石英砂巖中石英含量占75%以上,甚至95%以上,一般磨圓度高,分選好,顏色淺。長石砂巖中石英含量<75%,長石含量>25%,淺紅色到淺灰色,圓度較差,分選中等或差。巖屑砂巖中石英含量<75%,巖屑含量>25%,甚至>60%,顏色深,圓度和分選都很差。
粉砂巖:粒徑介于005-0.005mm的碎屑粒占50%以上,具粉砂狀結構,多呈薄層狀,水平或微波狀層理,顆粒細小,肉眼難以辨認,放大鏡下可識別石英顆?;蛏倭堪自颇浮r石斷面粗糙,無滑感,可與粘土巖相區(qū)別。黃土則是未固結的粉砂,呈土黃色,松散狀,層理不清,主要由石英、長石等粉砂組成,含粘土礦物及碳酸鈣結核。
泥質巖類:分布最廣的一類沉積巖,均為泥質結構,并常具水平層理,主要由各種粘土礦物組成。通常按固結程度分為以下三種:
粘土:未固結或弱固結的泥質巖,具吸水性和可塑性,在水中易泡軟。單礦物粘土有高嶺石粘土、蒙脫石粘土、水云母粘土等,但自然界多數為復礦物粘土。
泥巖:固結較緊的泥質巖,呈塊狀,吸水性和可塑性極弱,在水中不易泡軟。成分較復雜,多水云母,含粉砂。
頁巖:固結很好的泥質巖,成頁片層,無吸水性和可塑性,水中不能泡軟,可按其所含次要成分進一步命名,如炭質頁巖、鈣質頁巖等。
化學巖及生物化學巖類:這類巖石結構多樣,有碎屑結構和生物結構,但以化學結構為主。由于巖石多數為非晶質或隱晶質,肉眼不能分辯礦物顆粒,因此,要注意區(qū)分巖石種類眾多的化學成分和礦物成分。其中主要的巖石種類有以下幾種:
碳酸鹽巖:主要由鈣鎂的碳酸鹽組成,分布廣泛,在沉積巖中僅次于頁巖和砂巖,結構以碎屑結構和化學結構為主,最主要的巖石有石灰?guī)r和白云巖。
石灰?guī)r:主要由方解石組成,常呈灰或灰白色,由于含有機質多少不等,顏色可由淺灰到黑色,一般較致密,斷口呈貝殼狀,硬度不大,加稀鹽酸起泡劇烈。常因結構不同而給予不同的名稱,如豹皮灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r和竹葉狀灰?guī)r等?;?guī)r中常含有粘土礦物、硅質等雜質,含量較多時稱為泥灰?guī)r、硅質灰?guī)r等。
白云巖:主要由白云石組成,與灰?guī)r相似,所不同者是白云巖加稀鹽酸可起泡微弱,肉眼不易觀察,但可耳聞咝聲,其粉末加稀鹽酸可起泡。
鐵質巖:含有大量鐵的氧化物、碳酸鹽或硫化物的巖石,如果其中鐵礦物含量高,達到工業(yè)要求時則可成為鐵礦石,如赤鐵礦,菱鐵礦巖。
錳質巖:富含錳的氧化物或碳酸鹽,在成因及分布特點上皆與鐵質巖相似,但其量少于鐵質巖,錳質巖加H2O2強烈起泡。
硅質巖:由生物或化學成因的二氧化硅組成,分布上僅次于碳酸鹽巖,常見的巖石有碧玉巖和燧石巖等,顏色多呈灰白色—灰—灰黑色,隱晶質,致密堅硬,不易氧化。
磷質巖:含大量磷酸鈣的沉積巖,目前把含P2O5為8-19.5%的含磷巖石稱為磷質巖,P2O5含量大于19.5%者(相當于含50%磷灰石,稱為磷灰石)稱為磷塊巖,磷質巖顏色較深,結構構造與碳酸鹽相似,常見的巖石有結核磷塊巖和層狀磷塊巖。
鋁質巖:富含氧化鋁(Al2O3>SiO2)和鋁的氫氧化物礦物的巖石,鋁質巖常呈灰色,礦物成分難辨,常見的結構有泥質結構,粉砂質結構,外貌上與泥質巖相似,但鋁質巖的硬度及比重較大,有時有磁性,若鋁質巖中Al2O3>40%,Al2O3:SiO2>2:1時,稱鋁土礦。根據成因可分為紅土地型鋁土礦和沉積型鋁土礦兩種。
蒸發(fā)巖:又稱鹽類巖、鹽巖,主要由鉀、鈉、鈣、鎂的氯化物或硫酸鹽類礦物組成,產于炎熱干燥環(huán)境的瀉湖及鹽湖中,以化學結構為主,易深解、質軟、易變形、破碎。常見的有鹽巖、鉀鹽、石膏等。
可燃有機巖:主要由碳及碳氫化合物組成,主要有泥炭、煤、石油、油頁巖及瀝青等。油頁巖一般呈棕黑色,質地細致,比重輕(1.3-1.8),富彈性,堅韌而不易破碎,小刀可削成薄片卷起,以指甲刻劃可出現(xiàn)油脂光澤的刻痕。
集塊巖:巖石中的火山碎屑大于100mm者占50%以上,?;煊谢鹕浇堑[、火山灰等,分選性差。
火山角礫巖:主要由直徑2-100mm的火山噴發(fā)碎屑構成,膠結物一般為凝灰質。碎屑多為中一酸性熔巖角礫和其它巖石角礫,分選性差,層理不明顯。
凝灰?guī)r:是分布最廣的一種火山碎屑巖,主要由直徑小于2mm的火山灰組成,一般具有層理。碎屑以中酸性的晶屑、玻屑為主,呈各種較淺的顏色,表面具粗糙感。
變質巖的肉眼鑒定
一、變質巖的礦物成分
變質巖是由巖漿巖和沉積巖變質而形成的,因而礦物組成既與巖漿巖、沉積巖有密切的關系,又可形成一些新的礦物組合。礦物種類比巖漿巖、沉積巖更為復雜多樣。
巖漿巖中的主要礦物(長石、石英、云母、角閃石、輝石等)往往也是變質巖的主要礦物,但在相對含量上差別可能很大。例如,巖漿巖中石英含量一般不超過30-40%,而在變質巖中可很高,甚至超過90%;在富含石英、長石的巖漿巖中,暗色礦物一般不超過20-30%,而在變質巖中可超過50%。沉積巖的典型礦物(如粘土、鹽類礦物)除方解石、白云母等以外,只能在淺變質時作為殘余礦物存在。
除繼承礦物外,變質作用能形成特有的、只有在變質巖中才大量存在的變質礦物,變質礦物的種類與變質程度有關。屬于低級變質的礦物主要有絹云母、綠泥石、蛇紋石、紅柱石、滑石等;屬于中級變質的礦物主要有云母、硬綠泥石、透閃石、陽起石、綠簾石、藍晶石等;屬于中-高級變質的有石榴石、透輝石、斜長石等;屬于高級變質的有夕線石,紫蘇輝石及正長石等。
二、變質巖的結構
變質巖的結構類型很多,按其成因可分為四大類,每類又有多種結構,現(xiàn)簡述如下:
1、變余結構:是淺變質巖中常見的結構,它仍保留原來沉積巖、巖漿巖的結構。如變余礫(砂)狀結構、變余泥質結構、變余斑狀結構等。
2、變晶結構:在變質過程中經重結晶作用和變晶作用所形成的結構。它與巖漿巖的晶質結構雖有相似性,但也存在差異點。變晶結構的晶粒一般為全晶質;除變斑晶外,晶粒一般呈他形或半自形;各種礦物無明顯的生成先后次序;柱狀、片狀礦物等呈定向排列或見粒狀結構被拉長。常見的變晶結構有:粒狀(花崗)變晶結構:由粒狀礦物(長石、石英或方解石等)所組成,變晶礦物顆粒大小相近,似花崗巖結構。
角巖結構:泥質巖石經接觸熱變質形成的細粒變晶結構。
鱗片變晶結構:主要由云母、綠泥石、滑石等片狀礦物組成。如與粒狀礦物相結合,則可稱鱗片粒狀變晶結構。
纖維變晶結構:主要由陽起石、透閃石、夕線石等纖維狀、長柱狀礦物組成,當它們與粒狀礦物相結合時,稱纖維粒狀變晶結構。
斑狀變晶結構:變質過程中由于結晶能力的差異,形成顆粒較大,自形程度較高的變斑晶,如:石榴子石、紅柱石、藍晶石等。其基質的結構各異,從變余結構到粒狀變晶結構等。
3、交代結構:在交代作用過程中形成,主要發(fā)育于高級變質巖和混合巖中,一般要在顯微鏡下才能看清,故本次實習不觀察。
4、壓碎結構:巖石在低溫下受定向壓力作用發(fā)生破碎面形成,是動力變質巖的典型特征。按破裂程度可分:碎裂結構、碎斑結構和糜棱結構等。
三、變質巖的構造
變質巖的構造按成因可分三大類,在各大類中還可分出若干種構造,常見的有:
1、變余構造:指變質作用后保留下來的原巖構造,如變余層理構造、變余氣孔(杏仁)構造、變余流紋構造等。
2、變成構造:指變質過程中形成的構造,是變質巖中常見的、最具特征性的構造。常見的有:
板狀構造:泥質(或粉砂質硅質)巖石在低溫、高壓條件下形成的平等破裂面,板理面光滑平整,由于原巖的礦物基本上未重結晶,故只有少量絹云母、綠泥石等在板理面上呈弱絲絹光澤。
千枚狀構造:結晶程度較板狀構造強,但肉眼尚不能分辨礦物顆粒;裂開面比較密集,不平整,表面有皺紋,并有強烈絲絹光澤。
片狀構造:變質過程中所形成的片狀、長柱狀礦物平等排列構成片理面,片理面可以較平直,也可波狀彎曲。
片麻狀構造:部分成定向排列的片狀或柱狀礦物在長石、石英等粒狀礦物中成斷續(xù)分布、稱片麻狀構造。巖石不易沿片麻理方向裂開成平整的面。若片柱狀礦物和粒狀礦物分別集中,則可形成粒度不同或色調不同的條帶狀構造。
塊狀構造:巖石中各種礦物無定向排列,各部分大致均勻,如石英巖、大理巖等。
3、混合巖構造:混合巖化過程中,由脈體和基體兩部分相互作用所形成。常見的有眼球狀構造、條帶狀構造、腸狀構造等,它們反映了混合巖化作用的強度。
四、常見變質巖的特征
大理巖:碳酸鹽類的巖石(石灰?guī)r和白云巖)經熱接觸變質或區(qū)域變質,礦物重結晶形成,一般呈白色,塊狀構造,花崗變晶結構。如果巖石雖有重結晶而無明顯退色者稱結晶灰?guī)r。
大理巖中碳酸鹽礦物占50%以上,由于原巖中多含雜質,故可形成各種鈣鎂硅酸鹽礦物,如硅灰石、透閃石、蛇紋石等,它們也可參加命名,如蛇紋石大理巖等。
石英巖:石英砂巖等硅質巖石經區(qū)域變質或熱接觸變質,重結晶形成,巖石的顏色、結構、構造與大理巖相同,但硬度大于小刀,石英含量占70%以上,可含少量(<10%)的長石和因雜質造成的其它礦物,如云母、綠泥石、角閃石等。含鐵石英巖是其重要變種,除石英外,含有數量不等的粒狀磁鐵礦和片狀赤鐵礦。
角巖:是泥質、粉砂質、砂質沉積巖的熱變質產物。巖石一般呈深色,細粒、致密堅硬,具角巖結構或斑狀變晶結構,斷面光滑平整或呈貝殼狀,富鋁粘土巖變質形成的角巖常有紅柱石斑晶,稱紅柱石角巖;由砂巖等變質形成的稱長英質角巖。
矽卡巖:主要是在中酸性侵入巖和碳酸鹽巖石接觸帶附近,由接觸交代作用所形成。巖石主要由石榴石和透輝石及某些其它鈣鐵硅酸鹽礦物組成。外表特征多變,顏色主要取決于礦物成分,常分為暗色、暗綠色或暗棕色等,不等粒的花崗變晶結構或斑狀變晶結構,塊狀構造或條帶狀構造。矽卡巖中常有多種金屬礦物存在,如磁鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鎢礦等。
云英巖:主要是花崗質巖石遭受高溫氣體和熱液交代作用形成,常呈淺色,塊狀構造,花崗變晶或磷片花崗變晶結構,顯微鏡下可見交代結構。礦物成分以石英(50-90%),白云母為主,并常見黃玉、電氣石等高溫氣成礦物,有時含黑鎢礦、錫石、輝鉬礦、輝鉍礦等金屬礦物。
板巖:由泥質、粉砂質或凝灰質巖石經輕度區(qū)域變質作用形成。變余泥質或粉砂質結構,板狀構造,板理面平整,有時尚可見變余層理構造,除板理面偶見細小不均勻的絹云母、綠泥石、石英外,以隱晶質為主,并有大量殘留的泥質和粉砂。硅質含量高者可形成硅板巖。
千枚巖:變質前的原巖與板巖相同,變質時遭受較強應力,變質程度較板巖稍深。原巖幾乎全部重結晶,但新生礦物顆粒很細,肉眼難于辨別,為細粒磷片變晶結構,千枚狀構造,薄的片理面上常見小的皺紋和微細綠泥石和絹云母的絲絹光澤,有時可見變斑晶。
片巖:由泥質、砂質等巖石變質形成,變質程度比千枚巖更深。礦物成分肉眼可辨認,主要由片狀物(云母、綠泥石、滑石)、柱狀礦物(角閃石等)和粒狀礦物(石英、長石等)組成,其中片狀、柱狀礦物至少大于30%,長石小于25%。鱗片變晶結構或斑狀變晶結構,有明顯的片理結構。巖石可按主要礦物成分命名,如云母片巖、綠泥石片巖等。
片麻巖:由各種巖石經較深變質作用形成,具中粗?;◢徸兙ЫY構,片麻狀狀構造。礦物成分中除含有構成片麻狀構造的片狀或柱狀礦物外,長英質礦物含量大于50%,且長石多于石英。命名時可按特征礦物+主要片狀或柱狀礦物 +長石種類+片麻巖的方式進行,如石榴黑云母斜長片麻巖;若無特征礦物,長石種類肉眼不能鑒別,這兩項可不參加命名。
動力變質巖:由動力變質作用形成,主要分布在斷裂破碎帶。按變形性質不同分為碎裂巖和糜棱巖兩大系列,前者以脆性變形為主,其顯著特征是巖石無定向或具弱定向構造,以裂隙為主,無或少有重結晶作用;后者以塑性變形為主,其主要特征是巖石具定向構造(如梳狀構造、片理構造等),并具有結晶作用。