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岩石

科普小知识2021-10-17 11:03:39
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岩石为矿物的集合体,是组成地壳的主要物质。岩石可以由一种矿物所组成,如石灰岩仅由方解石一种矿物所组成;也可由多种矿物所组成,如花岗岩则由石英、长石、云母等多种矿物集合而成。组成岩石的物质大部分都是无机物质。岩石可以按照其成因因分为三大类,但由於自然界是连续体,很难真正依据我们的非类分成三种岩性,因此会存在一些过度性的岩石,好比说凝灰岩(火山灰尘与岩块落入地表或水中堆积胶结而成)就可能被归於沉积岩或火成岩,但大抵是我们还是可以分为主要的三大类:岩浆岩,沉积岩,变质岩。

中文名:岩石分类

外文名:Rockclassification

分类标:准根据岩石成因

种类:岩浆岩,沉积岩,变质岩

1、基本信息


岩浆岩,沉积岩,变质岩,这三种岩石是最基本的岩石。三大类岩石是可以通过各种成岩作用相互转化的,这也就形成了地壳物质的循环。

岩石为矿物的集合体,是组成地壳的主要物质。岩石可以由一种矿物所组成,如石灰岩仅由方解石一种矿物所组成;也可由多种矿物所组成,如花岗岩则由石英、长石、云母等多种矿物集合而成。组成岩石的物质大部分都是无机物质。岩石可以按照其成因因分为三大类,但由於自然界是连续体,很难真正依据我们的非类分成三种岩性,因此会存在一些过度性的岩石,好比说凝灰岩(火山灰尘与岩块落入地表或水中堆积胶结而成)就可能被归於沉积岩或火成岩,但大抵是我们还是可以分为主要的三大类。

2、沉积岩


顾名思义,就是由沉积作用形成的岩石。指暴露在地壳表层的岩石在地球发展过程中遭受各种外力的破坏,破坏产物在原地或者经过搬运沉积下来,再经过复杂的成岩作用而形成的岩石。沉积岩的分类比较复杂,一般可按沉积物质分为母岩风化沉积、火山碎屑沉积和生物遗体沉积。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。

占地表的66%,为地表的主要岩类。由原来已形成的岩石,受到风化作用后变为碎屑,或由生物的遗迹等,再经过侵蚀、沉积、及石化等作用而造成的岩石。这类岩石都成层状,最先沉积者在下部,时代较老;层次愈上者,则时代愈新,这叫做叠置层法则。当岩石沉积的时候往往含有生物的一还埋没后长可以完好保存历久就变成化石;在火成岩中则多无化石存在。

3、岩浆岩

顾名思义,就是直接由岩浆形成的岩石。指由地球深处的岩浆侵入地壳内或喷出地表后冷凝而形成的岩石。又可分为侵入岩和喷出岩(火山岩)。

地球内部的温度和压力都很高,所有组成物质〔指矿物质〕都呈现熔融状态的流体,名为岩浆。火成岩即由於岩浆侵入地壳内部,或流出地表面造成熔岩,在经冷却凝固而造成,如玄武岩及花岗岩等都是。火成岩是所有岩石中最原始的岩石。

4、变质岩

顾名思义,就是经历过变质作用形成的岩石。指地壳中原有的岩石受构造运动、岩浆活动或地壳内热流变化等内应力影响,使其矿物成分、结构构造发生不同程度的变化而形成的岩石。又可分为正变质岩和负变质岩。

原来的火成岩或沉积岩,再经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温和高压与热液的影响,可以改变其原来岩石的结构或组织,或使部分矿物消失,而产生他种新的矿物,因而成为另外一种与原岩不同的岩石,称为变质岩,如大理岩变自石灰岩;板岩变自页岩;石英岩变自砂岩等。典型的变质岩存在於前寒武纪或造山带区域,常有区域构造相关之劈理,或矿物的变化。

5、岩石分类


岩石的种类很多,但并不是每一种岩石都可以使用,这里除了审美的观点之外,更重要的是石头中的化学成分是否会影响水质,从而带来负面影响。

岩石总共分三类:岩浆岩,沉积岩,变质岩。

岩浆岩:侵入岩,花岗岩,喷出岩,安山岩,玄武岩,流纹岩

沉积岩:石灰岩,砾岩,砂岩,页岩

变质岩:片麻岩,大理岩,石英岩,板岩

对比三大类岩石的构造、结构、矿物成分特点

一、岩浆岩

岩浆岩是岩浆活动的产物。地下深处的岩浆,在巨大内压力的作用下,沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或直接喷出地表冷凝而成的岩石。其主要识别标志有。

(一)、岩浆岩中喷出岩附近保存有明显的火山活动痕迹,如,火山口、火山锥、熔岩流和柱状节理等;侵入岩常被其它岩石所包围。

(二)、岩浆岩的结构反映了岩浆结晶的特点。侵入岩中的各种矿物结晶良好,属全晶质结构,如花岗岩等;喷出岩是隐晶质或玻璃质,有的似煤渣状,用肉眼分不出其中的矿物成分。

(三)、岩浆岩中的矿物或矿物集合体在空间排列及填充方式上有如下特点:

1、岩石中矿物颗粒的排列不显示方向性,而呈均匀分布。

2、岩石无论在颜色上还是在粒度上,都是不均匀的,从整块岩石来看,显得斑斑块块,杂乱无章。

3、有熔岩流动的痕迹,例如,不同颜色的条纹和拉长的气孔。

4、有由挥发成分逸散后留下的孔洞。这种构造往往为喷出岩所具有。

5、有气孔被后来的次生矿物所充填而形成的杏仁状构造。

(四)、除火山碎屑外,岩浆岩不具备层理构造,不含化石。


二、沉积岩

沉积岩是在地壳表面常温常压下,由风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩等作用形成。主要识别标志如下。

(一)、沉积岩的颜色、成分和结构表现出明显的层状结构,不同的岩层叠置在一起好像一部巨厚的“书”。因此,层理构造是沉积岩最重要的构造特征之一,也是区别于岩浆岩和变质岩的最重要的标志。

(二)沉积岩除层理构造外,它的层面上经常保留有自然作用产生的一些痕迹,它经常标志着岩层的特性,并反映沉积岩的形成环境。

1、波痕:是由风、流水和波浪作用在层面上留下的一种波状起伏痕迹。

2、泥裂:又叫龟裂,指在粘土质或砂质沉积岩表面,由于干燥收缩而形成的不规则的多边形裂纹。

3、雨痕:雨滴打击未固结的细粒沉积物表面所留下的痕迹。但比较少见。

(三)、沉积岩的结构:

1、碎屑岩结构:特点是岩石可分为碎屑和胶结物两部分。

2、泥质结构:多为粘土矿物形成的结构。

3、化学结构:是通过化学溶液沉淀结晶而成。

4、生物结构:由生物遗体或碎片组成,如介壳结构等。

(四)、生物遗迹:指岩层中含有古代动物和植物的遗迹或遗骸,即化石。这是沉积岩的重要特征。但不是所有的沉积岩都具有的特征。

三、变质岩

地壳中已生成的岩石,在岩浆活动、地壳运动产生的高温、高压条件下,使得原来岩石的成分、性质发生改变,由此形成的岩石称为变质岩。变质岩以其特有的变质矿物、结构和构造区别于岩浆岩和沉积岩。

(一)、变质岩的矿物

变质岩中含有仅在变质作用下才能形成的变质矿物。最常见的具有特征性的变质矿物有:滑石、石墨、红柱石、石榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、阳起石等。

(二)、变质岩的结构

1、变晶结构。在变质过程中矿物重新结晶所形成的结构。最常见的变晶结构有:①等粒变晶结构:矿物晶粒大小大致相等,多呈它形,互相镶嵌很紧,不具定向排列。如大理岩、石英岩等。②斑状变晶结构:与岩浆岩的斑状结构相似,在细粒的基质上分布着一些大的晶体——变斑晶。如某些片麻岩和片岩常具有这种结构。③鳞片状变晶结构:片状矿物(云母、绿泥石等)定向排列,如各种片岩。

2、变余结构。由于重结晶作用不彻底,原岩的矿物成分和结构特征可以被保留下来,称为变余结构,也称残余结构。

此外,还有压碎结构、交代结构等。

(三)、变质岩的构造

变质岩中最常见的片理构造也是鉴别某些变质岩的重要根据。岩石中片状、板状和柱状矿物,在压力作用下呈平行排列的现象叫片理构造。具体可分为如下几类:

1、板状构造:岩石易剥成板状,破裂面光滑平整,肉眼难以分辨矿物颗粒。

2、千枚状构造:在岩石的破裂面上可看到强烈的丝绢光泽和皱纹。

3、片状构造:岩石中大量片状矿物和粒状矿物都呈平行排列,构成较薄而清晰的片理。

6、三大类岩石鉴别方法


鉴别岩石有各种不同的方法,但最基本的是根据岩石的外观特征,用肉眼和简单工具(如小刀、放大镜等)进行的鉴别方法。

(一)岩浆岩的鉴别方法

根据岩石的外观特征对岩浆岩进行鉴定时,首先要注意岩石的颜色,其次是岩石的结构和构造,最后分析岩石的主要矿物成分。

(1)先看岩石整体颜色的深浅。岩浆岩颜色的深浅,是岩石所含深色矿物多少的反映。一般来说,从酸性到基性(超基性岩分布很少),深色矿物的含量是逐渐增加的,因而岩石的颜色也随之由浅变深。如果岩石是浅色的,那就可能是花岗岩或正长岩等酸性或偏于酸性的岩石。但不论是酸性岩或基性岩,因产出部位不同,还有深成岩、浅成岩和喷出岩之分,究竟属于那一种岩石,需要进一步对岩石的结构和构造特征进行分析。

(2)分析岩石的结构和构造。岩浆岩的结构和构造特征,是岩石生成环境的反映。如果岩石是全晶质粗粒、中粒或似斑状结构,说明很可能是深成岩。如果是细粒、微粒或斑状结构,则可能是浅成岩或喷出岩。如果斑晶细小或为玻璃质结构,则为喷出岩。如果具有气孔、杏仁或流纹状构造,则为喷出岩无疑。

(3)分析岩石的主要矿物成分。确定岩石的名称,这里可以举例说明。假定需要鉴别的,是一块含有大量石英,颜色浅红,具全晶质中粒结构和块状构造的岩石。浅红色属浅色,浅色岩石一般是酸性或偏于酸性的,这就排除了基性或偏于基性的不少深色岩石。但酸性的或偏于酸性的岩石中,又有深成的花岗岩和正长岩,浅成的花岗斑岩和正长岩,以及喷出的流纹岩和粗面岩。但它是全晶质中粒结构和块状构造,因此可以肯定,是深成岩。这就进一一步排除了浅成岩和喷出岩。但究竟是花岗岩还是正长岩,这就需要对岩石的主要矿物成分作仔细地分析之后,才能得出结论。在花岗岩和正长岩的矿物组成中,都含有正长石,同时也都含有黑云母和角闪石等深色矿物。但花岗岩属于酸性岩,酸性岩除含有正长石、黑云母和角闪石外,一般都含有大量的石英。而正长岩属于中性岩,除含有大量的正长石和少许的黑云母与角闪石外,一般不含石英或仅含有少许的石英。矿物成分的这一重要区别,说明被鉴别的这块岩石是花岗岩。

(二)沉积岩的鉴别方法

鉴别沉积岩时,可以先从观察岩石的结构开始,结合岩石的其他特征,先将所属的大类分开,然后再作进一步分析,确定岩石的名称。

从沉积岩的结构特征来看,如果岩石是由碎屑和胶结物两部分组成,或者碎屑颗粒很细而不易与胶结物分辨,但触摸有明显含砂感的,、一般是属于碎屑岩类的岩石。如果岩石颗粒十分细密,用放大镜也看不清楚,但断裂面暗淡呈土状,硬度低,触摸有滑腻感的,一般多是粘土类的岩石,具结晶结构的可能是化学岩类。

1.碎屑岩鉴别碎屑岩时。可先观察碎屑粒径的大小,其次分析胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分。根据碎屑的粒径,先区分是砾岩、砂岩还是粉砂岩。根据胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分,判断所属的亚类,并确定岩石的名称。

例如有一块由碎屑和胶结物质两部分组成的岩石,碎屑粒径介子0.5~0.25mm之间,点盐酸起泡强烈,说明这块岩石是钙质胶结的中粒砂岩。进一步分析碎屑的主要矿物成分,发现这块岩石除含有大量的石英外,还含有约30%左右的长石。最后可以确定,这块岩石是钙质中粒长石砂岩。

2.粘土岩常见的粘土岩。主要的有页岩和泥岩两种,他们在外观上都有粘土岩的共同特征,但页岩层理清晰,一般沿层理能分成薄片,风化后呈碎片状,可以与层理不清晰、风化后呈碎块状的泥岩相区别。

3.化学岩常见的化学岩。主要的有石灰岩、白云岩和泥灰岩等。它们的外观特征都很类似,所不同的,主要是方解石、白云石及粘土矿物的含量有差别。所以在鉴别化学岩时,要特别注意对盐酸试剂的反应。石灰岩遇盐酸强烈起泡,泥灰岩遇盐酸也起泡,但由于泥灰岩的粘土矿物含量高,所以泡沫混浊,干后往往留有泥点。白云岩遇盐酸不起泡,或者反应微弱,但当粉碎成粉未之后,则发生显著泡沸现象,并常伴有噬噬的响声。

(三)变质岩的鉴别方法

鉴别变质岩时,可以先从观察岩石的构造开始。根据构造,首先将变质岩区分为片理构造和块状构造的两类。然后可进一步根据片理特征和主要矿物成分,分析所属的亚类,确定岩石的名称。

例如有一块具片理构造的岩石,其片理特征既不同于板岩的板状构造,也不同于云母片岩的片状构造,而是一种粒状的浅色矿物与片状的深色矿物,断续相间成条带状分布的片麻构造,因此可以判断,这块岩石属于片麻岩。是什么片麻岩呢,经分析,浅色的粒状矿物主要是石英和正长石,片状的深色矿物是黑云母,此外还含有少许的角闪石和石榴子石,可以肯定,这块岩石是花岗片麻岩。

块状构造的变质岩。其中常见的主要是大理岩和石英岩。两者都是具变晶结构的单矿岩,岩石的颜色一般都比较浅。但大理岩主要由方解石组成,硬度低,遇盐酸起泡;而石英岩几乎全部由石英颗粒组成,硬度很高。

7、岩石风化


岩石的风化主要表现在外观缝隙增多,岩石的风化主要表现在外观上裂隙增多,强度上抗压强度降底。取同样的两样岩石,一块放在自然环境下,一块放在加热或冷却的容器中,经过一段时间,一是观察岩石表面裂隙发展情况,与原岩有一个对比,再是进行岩石的抗压强度试验,对比两块岩石的强度,可以验证温度对风化的影响。