三大类岩石的比较
自然界中矿物以一定的规律由一种或多种组成的集合体,称为岩石。有些岩石是由一些矿物组成,如纯大理岩是由方解石组成;而多数是由两种以上矿物组成,如花岗岩是由正长石、云英和云母等多种矿物组成。
岩石是组成地壳的主要物质成分。自然界的岩石种类很多,按不同的成因可分为三类,即岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石,也称火成岩或喷出岩。沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石;变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩,由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。
地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主,它们约占大陆面积的75%,洋底几乎全部为沉积物所覆盖。
1、 三大类岩石的形成成因及其相关作用:
(1)、岩浆岩
岩浆在地下深处有很高的压力和温度。当构造运动使岩石圈局部压力降低时,岩浆就向岩石圈压力降低的方向运移。由于运移途中物理、化学条件的变化,岩浆也不断改变自己的性质和成分,最后岩浆上升到地壳上部或喷出地表,冷凝成岩石。包括岩浆的形成、运移和冷凝成岩的整个活动过程,称为岩浆作用。由岩浆冷凝而成的岩石叫岩浆岩,岩浆岩约占地壳总质量的95%,是三大类岩石的主体。岩浆作用包括喷出作用(火山活动)和侵入作用,分别生成喷出岩(火山岩)和侵入岩。
岩浆喷出地表的活动称为喷出作用,由岩浆喷出作用形成的岩石称为喷出岩。岩浆喷出物有气体、液体和固体三类:
火山碎屑物经压缩胶结形成火山碎屑岩,它是岩浆岩与沉积岩的过度岩类,因有外力作用参与其形成,故可划归沉积岩大类。
岩浆上升到地下某一深处,占据一定空间,基本停止运移,最后冷凝结晶,这种活动称为侵入作用,由岩浆侵入作用所形成的岩石称为侵入岩。岩浆在距地表3km以下冷凝结晶者称为浅成侵入作用,其所形成的岩石称为浅成岩。
(2)、沉积岩
沉积岩的形成是一个长期而复杂的地质作用过程,一般可分为四个阶段:
(3)、变质岩
变质岩是由变质作用而形成的岩石,主要分布在古老的前寒武纪地层中及其他各个地质时期的地壳活动带、岩浆侵入体周围及断裂带内。
地壳中原来的岩石由于受构造运动、岩浆活动等内动力的影响,使其矿物成分、结构构造,甚至化学成分发生不同程度的变化,这些变化总称为变质作用。一方面它是在地下一定深处较高的温度、较大压力条件下进行的,因而不同于在常温常压条件下进行的外动力地质作用;另一方面,这种作用是在固态下进行的,所以也不同于岩浆作用。
根据变质因素和变质方式的不同,变质作用可以分为以下几种类型:
2、 三大类岩石的矿物成分
(1)、 岩浆岩
组成岩浆岩的常见矿物不过20余种,分别是长石(60.2%),石英(12.4%),橄榄石、辉石、角闪石(16.3%),黑云母、白云母(5.2%),磷灰石(0.6%),磁铁矿、钛铁矿(4.1%),其他(1.2%)。其中主要是硅酸盐类矿物的长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石等,所以他们被称为岩浆岩的造岩矿物。
组成岩浆岩的主要造岩矿物分类如下:
a、 硅铝矿物。硅铝矿物中SiO2和Al2O3的含量较高而不含铁镁,如长石、石英、白云母等,颜色较浅,常呈灰白色、肉红色,所以又称为浅色矿物。
b、 铁镁矿物。这类矿物中FeO和MgO的含量较高,SiO2的含量较低,如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等,颜色较深,常呈黑绿色、墨绿色,所以又称为深色矿物(暗色矿物)。
一般从超基性岩到酸性岩,铁镁矿物逐渐减少,硅铝矿物则逐渐增多,岩石颜色又深变浅,相对密度也由大变小。
a、 主要矿物。是指在岩石中含量一般大于10%的矿物,他们是划分岩石大类的依据。如花岗岩中的钾长石和石英都是主要矿物,没有它们便不能称为花岗岩。
b、 次要矿物。是指在岩石中含量较少,一般占1%~10%的矿物,其存在与否不影响岩石大类的划分,但对进一步命名有作用。如石英在角闪岩中可有可无,若含有少量石英时则称为石英角闪岩。
c、 副矿物。指在岩石中含量最少,通常不到1%的矿物,肉眼不易看见,因此对一般分类命名不起作用。常见的副矿物有磁铁矿、磷灰石、钛铁矿等。
a、原生矿物。是指直接从岩浆中结晶出来的矿物。如长石、石英、云母、、
橄榄石、辉石、角闪石等。
b、次生矿物。是指原生矿物形成以后,由于受到热水溶液或风化作用所形成的新矿物。如铁镁矿物在热水溶液作用下所形成的蛇纹石、绿泥石等;长石风化形成的高岭石等。
(2)沉积岩
沉积岩的矿物组成主要是原来地表的岩石,由于风化作用,使原岩在新的环境下形成新的矿物和胶结物质组成,这些矿物与原岩物质组成有相同之处,亦有不同之处,目前已发现的矿物种类很多,而组成沉积岩物质成分90以上的矿物,仅有20余种。按成因类型可分为:
(3)、变质岩
组成变质岩的矿物种类很多,一部分是与原岩相同的,如火成岩和沉积岩中的长石、石英、云母、方解石、黏土矿物等;另一部分则是在变质过程中产生的,只有在变质岩中才出现的矿物(称为变质矿物)。,如绢云母、石榴子石、绿泥石、滑石、蛇纹石、红柱石、硅灰石、石墨等。变质矿物是在特定环境下产生的,可以作为鉴别变质岩的重要标志。
3、 三大类岩石的结构
(1)、岩浆岩
岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及其空间结合方式,岩浆岩的结构类型繁多。
按结晶程度划分的类型有全晶质结构、半晶质结构和玻璃质结构。
a、 全晶质结构。组成岩石的矿物全部结晶是侵入岩常见的结构。如花岗岩。
b、 半晶质结构。组成岩石的矿物既有晶质又有玻璃质。常见于喷出岩,有时也见于浅成岩体的边缘,如石英斑岩。
c、 玻璃质结构。岩石全部由玻璃质矿物组成,是少数喷出岩的结构。玻璃质结构的岩石断面光滑,常具有玻璃光泽和贝壳状断口,如黑曜岩。
a、 显晶质结构。肉眼或放大镜能辨认出矿物颗粒之间的界线,据其粒径大小又可分为:粗粒结构:粒径大于5mm,是深成岩常见的结构;中粒结构:粒径为0.1~5mm,也是深成岩常见的结构;细粒结构:粒径为0.1~1mm,一般是浅成岩所具有的结构。
b、 隐晶质结构。用肉眼和放大镜不能分辨出矿物颗粒,但在显微镜下能够鉴别。隐晶质岩石结构致密,断口微显粗糙,无玻璃光泽和贝壳状断口,常见于喷出岩中。
影响岩浆岩矿物结晶程度及晶粒绝对大小的因素主要是岩石的形成环境和岩浆成分。深成岩在地下深处形成,冷却迅速,质点没有充分时间结晶,故只能形成半晶质、隐晶质和玻璃质。在相同的环境条件下,由于酸性岩浆温度低,粘度大,因此其结晶程度比基性岩差,结晶粒径也比基性岩小。
a、 等粒结构。岩石中主要矿物粒径相差不多。它是深成岩常见的结构。
b、 斑状结构和似斑状结构(不等粒结构)。岩石由粒径大小悬殊的两部分矿物所构成的结构称为不等粒结构。其中粗大者称为斑晶,细小者称为基质。如基质为隐晶质或玻璃质者称为斑状结构,常见于部分浅成岩或喷出岩;如基质为显晶质者称为似斑状结构,常见于部分深成岩或浅成岩。斑状结构中的斑晶,一般在地下深处先结晶,晶粒较粗大。随后,携带着斑晶的岩浆上升浅处或喷出地表,因迅速冷却而形成基质。似斑状结构中的斑晶和基质大体同时形成,其斑晶是由于某一组分过剩,首先饱和结晶而成的。
a、 自形结构。岩石中的主要矿物晶形发育良好(自形晶)。
b、 半自形结构。岩石中的主要矿物晶形发育不完全(半自形晶),只有部分发育较好。由半自形晶组成或半自形晶与自形晶或它形晶混合组成的结构称为半自形结构。
c、 它形结构。岩石中的主要矿物都不具有规则的晶形(它形晶)。
矿物晶形的完整程度主要取决于矿物的晶出顺序。自形晶往往先结晶,半自形晶次之,它形晶较晚,因此根据晶形的完整程度可以大致确定其晶出顺序。
(2)、沉积岩
沉积岩按组成物质、颗粒大小及形状,可分为:
(3)、变质岩
4、 三大类岩石的构造
(1)、岩浆岩
岩浆岩的构造是指不同的矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其他部分之间的排列、充填方式的特征。它与结构的差别在于:结构是指矿物之间的特征,而构造是指矿物集合体之间的某些特征,是比较宏观的形象特征。岩浆岩常见的构造如下:
(2)、沉积岩
沉积岩常见的构造有:
沉积岩在形成过程中由于沉积环境的改变,所引起沉积物质成分、颗粒大小、形状或颜色的变化而显示出成层的现象称为层理。层理之间结合得较紧密。
当沉积物连续不断沉积所形成的单元岩层简称为层。相邻两个层之间的界面叫做层面,它是由于上下层之间产生较短的沉积间断而造成的。一个单元岩层上下层面之间的垂直距离称为岩层的厚度。根据层的厚度课分为块状(大于2mm)、厚层状(2~0.5m)、中层状(0.5~0.1m)、薄层状(小于0.1m)。
层理和层面之间的方向不一致,根据两者的关系,可对层理形态进行分类:当层理与层面延向方向相互平行时,称为平行层理;有时两者是斜交的,称为斜层理;若是多组不同方向的斜交层理相互交错,称为交错层理。有些岩层一端比较厚,而另一端逐渐变薄以至消失,这种现象称为尖灭层;若在不大的距离内两端都尖灭,而中间较厚则称为透镜体。
a、波痕:沉积过程中,沉积物由于受风力或水流的波浪作用,而在沉积层面上遗留下来波浪的痕迹。
b、泥裂:粘土沉积物表面,由于失水收缩而形成不规则的多边形裂缝,称为泥裂,裂缝内常被泥沙、石膏等物质填充。
C、雨痕:沉积物表面经受雨点、冰雹打击后遗留下来的痕迹。
(3)、变质岩
a、片麻状构造:部分成定向排列的片状或柱状矿物在长石、石英等粒状矿物中成断续分布、称片麻状构造。岩石不易沿片麻理方向裂开成平整的面。若片柱状矿物和粒状矿物分别集中,则可形成粒度不同或色调不同的条带状构造。
b、片状构造:变质过程中所形成的片状、长柱状矿物平等排列构成片理面,片理面可以较平直,也可波状弯曲。
c、千枚状构造:结晶程度较板状构造强,但肉眼尚不能分辨矿物颗粒;裂开面比较密集,不平整,表面有皱纹,并有强烈丝绢光泽。
d、板状构造:泥质(或粉砂质硅质)岩石在低温、高压条件下形成的平等破裂面,板理面光滑平整,由于原岩的矿物基本上未重结晶,故只有少量绢云母、绿泥石等在板理面上呈弱丝绢光泽。
5、 三大类岩石的分类和鉴别方法
(1)、岩浆岩。
岩浆岩分类的主要原则是:
岩浆岩的鉴别方法:
对岩浆岩手标本的观察,—般是观察岩石的颜色、结构、构造、矿物成分及其含量、最后确定岩石名称。
a、颜色:主要描述岩石新鲜面的颜色,也要注意风化后的颜色。直接描述岩石的总体颜色,如紫、绿、红、褐、灰等色。有的颜色介于两者之间,则用复合名称,如灰白色、黄绿色、紫红色等。岩浆岩的颜色反映在暗色矿物和浅色矿物的相对含量上。一船暗色矿物含量>60%称暗色岩;在30—60%的称中色岩;<30%则称浅色岩。
b、结构:根据岩石中各组分的结晶程度,可分为全晶质、半晶质、玻璃质等结构。岩浆岩结构的描述内容和方法:
c、构造:侵入岩常为块状构造,岩石中的矿物无定向排列;喷出岩常具气孔状、杏仁状和流纹状构造。要注意描述气孔的大小、形状、杏仁的充填物及气孔、杏仁有无定向排列。
d、矿物成分:矿物成分及其含量是岩浆岩定名的重要依据。岩石中凡能用肉眼识别的矿物均要进行描述。首先要描述主要矿物的成分、形状、大小、物理性质及其相对含量,其次对次要矿物也要作简单描述。
e、次生变化:岩浆岩固结后,受到岩浆期后热液作用和地表风化作用,往往使岩石中的矿物全部或部分受到次生变化,若变化较强,就应描述它蚀变成何种矿物。如橄揽石、辉石易成蛇纹石,角闪石、黑云母常变成绿泥石,而长石则变成绢云母、高岭石等。
f、岩石定名:在肉限观察和描述的基础上定出岩石名称。颜色+结构+岩石基本名称,如浅灰色粗粒花岗岩;灰黑色中粒辉长岩等。
(2)、沉积岩
沉积岩的分类:根据沉积岩的组成成分、结构、构造和形成条件,可分为碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩等。它们又可按胶结情况分为未胶结的松散沉积物和胶结的沉积岩。
a、 松散沉积物。松散沉积物又称为松散沉积岩,广泛分布于地表,可做工程建筑材料,也常做水工建筑物的地基。多呈疏松状态,一般孔隙度大,不紧密,透水性和含水量均较大,抗压强度较低。在建筑物作用下,易产生沉陷。松散沉积物的颗粒组成直接决定了其名称及物理力学的性质。根据松散沉积物颗粒的组成进行分类:
b、 胶结沉积岩。是由松散碎屑物质、生物残骸及其化学溶液沉淀后经压实、胶结、硬化而成的岩石。根据组成成分、结构、胶结物等可分为碎屑岩类、粘土岩类、化学岩及生物化学岩类。
沉积岩简易简单方法:各类沉积岩由于形成条件不同,其颜色、结构、构造和矿物成分亦不同,因此,反映出的特征也不相同,这些特征是鉴定沉积岩的主要标志。
a、 碎屑岩类。具有碎屑结构,即岩石由粗粒的碎屑和细粒的胶结物两部分组成。鉴定时要求对碎屑的大小、形状、成分、数量、胶结物的性质及胶结方式进行研究。碎屑按其大小可分为砾状结构、砂质结构和粉质结构等。砂质结构又可进一步分为粗砂结构、中砂结构和细砂结构。碎屑形状一般是指颗粒的圆滑程度,即分为滚度良好的、滚圆度中等的及滚圆度差的(带棱角的)。碎屑的成分在砂岩、粉砂岩中多为单一矿物组成,如石英、长石等。而在砾岩中的砾石成分除去外,还常有岩石碎屑、石英岩碎屑等。
b、 粘土岩类。颜色单一,为粘土质结构(泥质结构)。质地均匀细腻,主要由粘土矿物组成。粘土岩是由松软的粘性土,经过脱水、固结作用而形成的。由于颗粒细小,其成分用肉眼难以辨别,需利用精密仪器或化学分析来鉴定。一般粘土岩吸水性强,遇水后易于软化,具有可塑性和膨胀性,根据其层理清晰与否又可分为页岩与泥岩两类,页岩层理清晰,能沿层理分成薄片,风化后呈碎片状;泥岩则层理不清晰,风化后呈碎块状。
c、 化学岩及生物化学岩类。颜色单一,往往反映所含杂质的颜色。结构常见的有致密结构、结晶结构、鲕状结构及竹叶状结构等。致密结构肉眼难以辨认矿物颗粒的粗细;结晶结构反映在岩石表面内有闪闪发亮的矿物颗粒;竹叶状结构反映在岩石表面呈竹叶形状;鲕状结构反映在岩石表面呈2mm大小的圆形粒状,大者称豆状结构。
(3)、变质岩
变质岩的种类较多,它们生成时的物理化学条件和地质环境又有很大差别,故分类和命名方法尚难统一。通常是案变质岩特有的构造特征划分岩石的类型。·
班号:116121-10
学号:20121001738 王咸耀
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/1ad96f9fe55c3b3567ec102de2bd960591c6d9dd.html
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