巖石的肉眼鑒定,對學(xué)地質(zhì)的學(xué)生和剛剛工作的學(xué)生來說,是一個必須逾越、不可回避的難題,怎么解決這個問題?我的回答是,無捷徑可走,只有踏踏實(shí)實(shí)的去學(xué)習(xí),去積累。
巖石隨處可見,它構(gòu)成了地球的表層——地殼。巖石記錄了地殼變遷的歷史,是一部沒有文字的史書。要認(rèn)識地球就得從識別巖石開始。目前,已知的巖石種類不下萬種之多,精確地區(qū)分巖石需要用精密儀器或顯微鏡。但概略鑒別時,憑肉眼觀察巖石的某些特征也可以識別巖石的大致種類。
自然界有各種各樣的巖石,按成因可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。 各類巖石的形成、礦物的組成和巖石特征,都與其物質(zhì)組成、成因有關(guān),是其形成環(huán)境的物質(zhì)反映。因此,在進(jìn)行巖石的肉眼鑒定之前,應(yīng)對三大類巖石,各自的物質(zhì)來源、它們的形成環(huán)境、以及在形成后可能產(chǎn)生的變化,心中有一定的了解。同時,由于巖石是礦物的集合體,所以扎實(shí)的礦物學(xué)知識與礦物肉眼鑒定技能,是野外肉眼鑒定巖石的基礎(chǔ)。
下面就自然界中三大類巖石的肉眼鑒定問題,依據(jù)三大類巖石的物質(zhì)來源、形成環(huán)境、常見礦物類別、產(chǎn)出狀態(tài),進(jìn)行最為概略的介紹。
地表之下,由成分復(fù)雜但主要是硅酸鹽為主的,并含有大量的水汽和各種其他的氣體的高溫熔融體硅酸巖漿,冷凝而形成巖石。
1、物質(zhì)來源:為高溫的熔融體,稱為巖漿。(1000℃以上)
2、形成的常見礦物:鮑文系列中的八種(族、系列)礦物及其它礦物。
深色礦物:橄欖石、輝石、角閃石、黑云母;
淺色礦物:白云母、石英、斜長石系列、鉀長石系列;
以及一些金屬和非金屬礦物。例如:磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、鉛鋅礦、螢石等等。
3、形成時的環(huán)境:地表以下和地表面。高溫液體巖漿冷凝結(jié)晶礦物集合而成。
4、形成的巖石:可分為侵入巖和噴出巖兩大類巖石。其中,
侵入巖類:
深成巖(約距地表 3km左右):由于巖漿壓力和溫度較高,溫度降低緩慢,組成巖石的礦物結(jié)晶良好。肉眼清晰可見礦物晶體。
淺成巖(距地表較淺處):由于巖漿壓力小,溫度降低較快,組成巖石的礦物結(jié)晶較細(xì)小。大部分礦物晶體肉眼可見,有些不可見。
噴出巖類:
巖漿噴出地表。在地表的條件下,溫度降低迅速,礦物來不及結(jié)晶或結(jié)晶較差。肉眼不易看清楚。
5、巖漿巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造:
結(jié)構(gòu):是指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、晶粒的大小、形狀及其相互結(jié)合的情況。 巖漿巖的結(jié)構(gòu)特征,是巖漿成分和巖漿冷凝時物理環(huán)境的綜合反映。
據(jù)礦物結(jié)晶程度可分為:
半晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石由結(jié)晶的礦物顆粒和部分未結(jié)晶的玻璃質(zhì)組成
全晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石全部由結(jié)晶的礦物顆粒組成
非晶質(zhì)結(jié)構(gòu):巖石全部由熔巖冷凝的玻璃質(zhì)組成(玻璃質(zhì))
據(jù)礦物粒度大小可分為:分為顯晶質(zhì)(肉眼可見);隱晶質(zhì)(肉眼不可見);
據(jù)相對大小可分為:
等粒結(jié)構(gòu)(全晶質(zhì)): 同一種礦物的結(jié)晶顆粒大小近似者。
似斑狀結(jié)構(gòu)(全晶質(zhì)): 巖石中的同一種主要礦物,其結(jié)晶顆粒如大小懸殊。
斑狀結(jié)構(gòu)(半晶質(zhì)): 由結(jié)晶顆粒和基質(zhì)(隱晶或玻璃質(zhì))組成。
據(jù)絕對大。ㄡ槍θз|(zhì)結(jié)構(gòu)中)
粗粒結(jié)構(gòu):礦物的結(jié)晶顆粒大于 5mm
中粒結(jié)構(gòu): 礦物的結(jié)晶顆粒 5 ~ 2mm
細(xì)粒結(jié)構(gòu):礦物的結(jié)晶顆粒 2 ~ 0 .2mm
微粒結(jié)構(gòu): 礦物的結(jié)晶顆粒小于 0.2mm
據(jù)礦物自形程度可分為:
自形晶:巖石主要由自形晶組成。
半自形晶結(jié)構(gòu):巖石主要由半自形晶組成。
它形晶結(jié)構(gòu):巖石主要由它形晶組成。
構(gòu)造:是指礦物在巖石中的組合方式和空間分布情況。構(gòu)造的特征,主要取決于巖 漿冷凝時的環(huán)境。巖漿巖常見構(gòu)造
塊狀構(gòu)造: 礦物在巖石中分布雜亂無章,不顯層次,呈致密塊狀。如花崗巖、花崗斑巖等一系列深成巖與淺成巖的構(gòu)造。
流紋狀構(gòu)造: 由于熔巖流動,由一些不同顏色的條紋和拉長的氣孔等定向排列所形成的流動狀構(gòu)造。這種構(gòu)造僅出現(xiàn)于噴出巖中,如流紋巖所具的構(gòu)造。
氣孔狀構(gòu)造: 巖漿凝固時,揮發(fā)性的氣體未能及時逸出,以致在巖石中留下許多圓形、橢圓形或長管形的孔洞。氣孔狀構(gòu)造常為玄武巖等噴出巖所具有。
杏仁狀構(gòu)造: 巖石中的氣孔,為后期礦物(如方解石、石英等)充填所形成的一種形似杏仁的構(gòu)造。如某些玄武巖和安山巖的構(gòu)造。氣孔狀構(gòu)造和杏仁狀構(gòu)造,多分布于熔巖的表層。
其它構(gòu)造:帶狀構(gòu)造、晶腺和晶洞、枕狀構(gòu)造等
6、產(chǎn)出狀態(tài):巖基、巖株、巖墻、巖脈、巖床、巖盤等。
7、巖漿巖分類(據(jù)SiO2 的含量)
酸性巖類:SiO2>65%。礦物成分以石英、正長石為主,并含有少量的黑云母和角閃石。巖石的顏色淺,比重輕。
中性巖類:SiO2:65%~52%。礦物成分以正長石、斜長石、角閃石為主,并含有少量的黑云母及輝石。巖石的顏色比較深,比重比較大
基性巖類:SiO2含量:52%~45%。礦物成分以斜長石、輝石為主,含有少量的角閃石及橄欖石。巖石的顏色深,比重也比較大。
超基性巖:SiO2<45%。礦物成分以橄欖石、輝石為主,其次有角閃石,一般不含硅鋁礦物。巖石的顏色很深,比重很大。
二、沉積巖類
沉積巖是在地表和地表下不大深的地方,由松散堆積物在溫度不高和壓力不大的條件下形成的。它是地殼表面分布最廣(約占75%)的一種層狀的巖石。
1、物質(zhì)來源:母巖風(fēng)化產(chǎn)物、生物遺骸、深源物質(zhì)(火山物質(zhì))、宇宙物質(zhì)。
2、常見礦物:石英、長石、鋁土礦、赤鐵礦、錳礦、褐鐵礦、石膏、巖鹽、方解石等等。
3、形成時的環(huán)境:地表河流、沼澤、湖泊、沙漠、冰川、海洋等環(huán)境沉積而成。
4、形成的巖石:
碎屑巖母巖風(fēng)化碎屑物質(zhì)沉積形成:1.礫巖 2.砂巖 3.粉砂巖 4.粘土巖
化學(xué)巖及生物化學(xué)巖 母巖風(fēng)化溶解物質(zhì)沉淀形成
5、沉積巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造:
結(jié)構(gòu):組成沉積巖物質(zhì)碎屑的自身特點(diǎn)。如:粒度 圓度 球度 形狀 比重等。
構(gòu)造:是指其組成物質(zhì)的空間分布及其相互間的排列關(guān)系。沉積巖最主要的構(gòu)造是層理構(gòu)造。層理種類較多,最常見的有水平層理、斜層理、交錯層理、遞變層理等。
6、產(chǎn)出狀態(tài):呈層狀產(chǎn)出。
7、沉積巖分類:
碎屑巖類: 主要由碎屑物質(zhì)組成的巖石。其中由先成巖石風(fēng)化破壞產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)形成的,稱為沉積碎屑巖,如礫巖、砂巖及粉砂巖泥巖、頁巖等等;由火山噴出的碎屑物質(zhì)形成的,稱為火山碎屑巖,如火山角礫巖、凝灰?guī)r等。
化學(xué)及生物化學(xué)巖類: 主要由方解石、白云石等碳酸鹽類的礦物及部分有機(jī)物組成的巖石,如石灰?guī)r、白云巖等。
三、變質(zhì)巖類
是由原來的巖石(巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖)在地殼中受到高溫、高壓及化學(xué)氣體、液體成分的加入的影響,在固體狀態(tài)下發(fā)生礦物成分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化后形成的新的巖石。
1、物質(zhì)來源:三大類母巖。
2、常見礦物:
A. 原來巖石的礦物 如石英、長石、云母、角閃石、輝石、方解石、白云石等;
B. 變質(zhì)礦物,如石榴子石、滑石、綠泥石、蛇紋石等。(變質(zhì)巖特有的變質(zhì)礦物)
3、形成時的環(huán)境:高溫、高壓或在外來氣體、液體的加入。
4、形成的巖石:
片理狀巖類
A.片麻巖:具典型的片麻狀構(gòu)造,變晶或變余結(jié)構(gòu),因發(fā)生重結(jié)晶,一般晶粒粗大,肉眼可以辨識。片麻巖可以由巖漿巖變質(zhì)而成,也可由沉積巖變質(zhì)形成。主要礦物為石英和長石,其次有云母、角閃石、輝石等。此外有時尚含有少許石榴子石等變質(zhì)礦物。
B.片巖:具片狀構(gòu)造,變晶結(jié)構(gòu)。礦物成分主要是一些片狀礦物,如云母、綠泥石、滑石等,此外尚含有少許石榴子石等變質(zhì)礦物。
C.千枚巖:多由粘土巖變質(zhì)而成。礦物成分主要為石英、絹云母、綠泥石等。結(jié)晶程度比片巖差,晶粒極細(xì),肉眼不能直接辨別,外表常呈黃綠、褐紅、灰黑等色。由于含有較多的絹云母,片理面常有微弱的絲絹光澤。
塊狀巖類
大理巖:由石灰?guī)r或白云巖經(jīng)重結(jié)晶變質(zhì)而成,等粒變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為方解石,遇稀鹽酸強(qiáng)烈起泡,可與其他淺色巖石相區(qū)別。大理巖常呈白色、淺紅色、淡綠色、深灰色以及其他各種顏色,常因含有其他帶色雜質(zhì)而呈現(xiàn)出美麗的花紋。大理巖強(qiáng)度中等。
石英巖:結(jié)構(gòu)和構(gòu)造與大理巖相似。一般由較純的石英砂巖變質(zhì)而成,常呈白色,因含雜質(zhì),可出現(xiàn)灰白色、灰色、黃褐色或淺紫紅色。強(qiáng)度很高
5、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造:
結(jié)構(gòu): 和巖漿巖類似,幾乎全部是結(jié)晶結(jié)構(gòu)。但變質(zhì)巖的結(jié)晶結(jié)構(gòu)主要是經(jīng)過重結(jié)晶作用形成的,所以在描述變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)時,一般應(yīng)加“變晶”、“變余”二字以示區(qū)別。如粗粒變晶結(jié)構(gòu),斑狀變晶結(jié)構(gòu)等。
變余結(jié)構(gòu):變余礫狀和角礫狀結(jié)構(gòu)、變余砂狀結(jié)構(gòu)、變余花崗結(jié)構(gòu)等。
變晶結(jié)構(gòu):花崗變晶結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)等。
構(gòu)造:主要的是片理構(gòu)造和塊狀構(gòu)造。(片理構(gòu)造是變質(zhì)巖所特有的)。比較典型的片理構(gòu)造有下面幾種:
板狀構(gòu)造:片理厚,片理面平直,重結(jié)晶作用不明顯,顆粒細(xì)密,光澤微弱,沿片理面裂開則呈厚度一致的板狀,如板巖。
千枚狀構(gòu)造:片理薄,片理面較平直,顆粒細(xì)密,沿片理面有絹云母出現(xiàn),容易裂開呈千枚狀,呈絲絹光澤,如千枚巖。
片狀構(gòu)造:重結(jié)晶作用明顯,片狀、板狀或柱狀礦物沿片理面富集,平行排列,片理很薄,沿片理面很容易剝開呈不規(guī)則的薄片,光澤很強(qiáng),如云母片巖等。
片麻狀構(gòu)造:顆粒粗大,片理很不規(guī)則,粒狀礦物呈條帶狀分布,少量片狀、柱狀礦物相間斷續(xù)平行排列,沿片理面不易裂開,如片麻巖。
6、產(chǎn)出狀態(tài):
變質(zhì)巖的產(chǎn)狀視變質(zhì)作用類型不同表現(xiàn)不同,如動力變質(zhì)巖延斷裂帶分布(帶狀或線狀);接觸變質(zhì)巖延巖體邊緣分布呈帶狀;區(qū)域變質(zhì)巖成面狀或帶狀。
7、變質(zhì)巖分類:(略)
三大類巖石野外肉眼鑒別的基本方法
鑒別巖石有各種不同的方法,但最基本的是根據(jù)巖石的外觀特征,用肉眼和簡單工具(如小刀、放大鏡、鹽酸點(diǎn)滴等)進(jìn)行的鑒別方法。
野外三大類巖石的鑒定步驟如下:
首先,遠(yuǎn)觀巖層的產(chǎn)狀來辨別是哪一類巖石。不同巖類產(chǎn)狀不同。
⑴ 巖漿巖產(chǎn)狀常為:巖基、巖株、巖墻、巖脈、巖床、巖盤等。
⑵沉積巖產(chǎn)狀常為:層狀。
⑶變質(zhì)巖產(chǎn)狀常為:帶狀(沿斷裂帶、斷裂面)、面狀(區(qū)域變質(zhì))、環(huán)狀(沿侵入巖體)
其次,觀察巖石的構(gòu)造:來辨別是哪一類巖石。不同巖類成因不同則構(gòu)造不同。
⑴ 巖漿巖構(gòu)造:塊狀構(gòu)造;條帶狀構(gòu)造(礦物晶體冷凝分異形成,假層理);流動構(gòu)造;氣孔、杏仁構(gòu)造;最為常見。
⑵ 沉積巖構(gòu)造:交錯層理;斜層理;波狀層理;水平層理;平行層理;最為常見。
⑶ 變質(zhì)巖構(gòu)造:變余構(gòu)造(變余層狀、波狀、杏仁、流紋等);板狀構(gòu)造;千枚狀構(gòu)造;片狀構(gòu)造;片麻狀構(gòu)造;眼球狀構(gòu)造;斑點(diǎn)構(gòu)造;最為常見。
其三,觀察巖石的顏色:巖石最為醒目的特征之一。不同巖類顏色與組成巖石的礦物、碎屑和環(huán)境有關(guān)。
巖漿巖的顏色:取決于“色率”即暗色礦物的比率。(暗色礦物的含量多少)。
超基性巖:深色 色率高(暗色礦物含量高)
基性巖:過渡色率
中性巖:過渡色率
酸性巖:色淺 色率低(暗色礦物含量低)
沉積巖的顏色:取決于收集的碎屑、形成的環(huán)境、風(fēng)化的程度。
淺肉紅色:長石砂巖
白色:石英砂巖
灰色:巖屑砂巖
i.白色或很淺色調(diào):巖石不含色元素(如鐵、錳、有機(jī)質(zhì)),或含鈣量很高。
ii.灰色和黑色:巖石含有機(jī)質(zhì)(碳、瀝青質(zhì))或分散狀黃鐵礦、白鐵礦顆粒,含量多呈黑色,少呈灰色。沉積時為還原→強(qiáng)還原環(huán)境。
iii.紅黃色:巖石含鐵的氧化物或氫氧化物雜色的結(jié)果。沉積時為氧化環(huán)境,熱帶或亞熱帶干燥地區(qū)。
iv.綠色:多為含鐵低氧自身礦物顏色所致。如海綠石、鮞綠泥石等。
v.一般為氧化→還原環(huán)境。
vi.紫紅色、紅色、褐紅色、黃棕色:均由三價鐵離子所致。強(qiáng)氧化環(huán)境。黃色常見于炎熱干燥陸相沉積;紅色為炎熱潮濕的陸相或海相沉積。
變質(zhì)巖的顏色:指巖石總體的顏色。如:灰色、淺綠色、白色等。
其四,觀察巖石的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)是組成一個巖石物質(zhì)的自身特點(diǎn)。如:
巖漿巖 顯晶結(jié)晶礦物、隱晶礦物、玻璃質(zhì)礦物自身特點(diǎn)。
沉積巖 其搬運(yùn)的碎屑(巖屑、礦屑)、火山物質(zhì)、生物殘骸、宇宙物質(zhì)自身特點(diǎn)。
變質(zhì)巖 被變質(zhì)巖石、礦物自身特點(diǎn)。
其五,觀察各類巖石組成礦物,進(jìn)一步提供證實(shí)論據(jù)。
觀察巖石結(jié)構(gòu)的過程中,也鑒定了組成巖石的各種礦物。
共有礦物:石英、長石、云母、角閃石、輝石等
變質(zhì)特征礦物:石榴子石、紅柱石、藍(lán)晶石、石墨等
例如:有一巖層為灰黑色;墻狀產(chǎn)出;塊狀構(gòu)造;組成巖石的物質(zhì),為肉眼可見的礦物粗粒晶體;暗色礦物為輝石,含量約占90%左右,淺色礦物為長石,含量約占10%左右。礦物分為大小不同的兩群;暗色礦物晶形為較好的自形晶。未見風(fēng)化。巖石硬度較大。
分析:據(jù)野外巖石產(chǎn)狀判斷大致為巖漿巖;再據(jù)其構(gòu)造、結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析,該巖石全為肉眼可見的粗粒礦物晶體,且礦物具似斑狀結(jié)構(gòu)(斑晶、基質(zhì)全為顯晶質(zhì)),礦物成分為輝石和斜長石組合;
最后得出結(jié)論:該巖石為巖漿巖,且是巖漿巖中的基性“輝長巖”。
例如:有一巖層為灰白色;層狀產(chǎn)出;組成巖石的物質(zhì),為石英顆粒,含量約占97%,鋯英石1%,其他為硅質(zhì)膠結(jié)物;礦物顆粒為2~2.5mm左右,次圓狀,球度較好,分選好;層中可見,不太清晰的大型槽狀交錯層理;巖石硬度大。
分析:據(jù)野外巖石產(chǎn)狀判斷大致為沉積巖;再據(jù)其構(gòu)造、結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析,該巖石為碎屑物質(zhì)組成,基本上全為石英礦物碎屑,其結(jié)構(gòu)(粒度、圓度、球度、分選性)表明,這些碎屑經(jīng)過介質(zhì)搬運(yùn),其構(gòu)造形態(tài)更是說明了這一點(diǎn)。
最后得出結(jié)論:該巖石為沉積巖,且是沉積巖中的“礫巖”。
任何巖類的野外肉眼鑒定,都是要有扎實(shí)的礦物學(xué)基礎(chǔ)知識。因?yàn)閹r石是礦物的集合體。同時,無論是鑒定礦物、還是巖石,都是一個熟能生巧經(jīng)驗(yàn)積累的過程,沒有捷徑可走。作為一個學(xué)習(xí)地質(zhì)的學(xué)生,一定要有這樣幾種好的習(xí)慣:
地質(zhì)學(xué)科是一個理科專業(yè),巖石的野外肉眼鑒定過程,是一個將課堂的理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄苤R的過程,是一個綜合知識的過程。這一過程,既痛苦也快樂,痛苦的是知識綜合的過程,快樂的是征服自然的結(jié)果。
希望大家能不怕吃苦,靜下心來,依據(jù)實(shí)際的需求,復(fù)習(xí)礦物與巖石的肉眼鑒定,完成學(xué)習(xí)與工作任務(wù)。現(xiàn)在網(wǎng)上查閱很方便,你們都是電腦高手。衷心期望你們能成為地質(zhì)行業(yè)的有用之才。
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