岩石學概述
岩石(shí)就是天(tiān)然產出的(de),由一種或多種礦物或火(huǒ)山玻璃、生物遺骸、膠體組成的的,具有一定結構構造的礦物集合體,少數岩石可由玻璃或(huò)膠體或生物遺骸組成,是地質作用的產物。岩石構成了地球的岩石圈,也就是整個地殼和地幔的固態部分。
岩石的類型是多種多樣的,歸納起來(lái)可以(yǐ)將它們分為三大類(lèi):
(1) 岩漿岩:又稱火成岩,是由地殼深處或上地幔中形成的高溫熔融的岩漿,在侵入地下或噴出地表冷凝而成的岩石。或(huò)者(zhě)簡單地說(shuō),由岩漿冷凝固結而成的岩石稱為岩漿岩。
(2) 沉積岩:是由地殼風化產物、生物有關物質、火山碎屑物等,在(zài)外營力作用下搬運、沉積、固結而(ér)成(chéng)。如砂岩、灰岩。
(3) 變質岩:由岩漿岩、沉積岩經變(biàn)質(zhì)作用轉化而成的岩石。如大理岩(yán)、片(piàn)麻岩等
三大岩(yán)類可以相互轉化(圖4 -2),岩漿岩(yán)、變質岩經風化、搬運、沉積、成岩作用,可形成沉積岩;岩漿(jiāng)岩(yán)、沉積岩經變質作用(重結晶、交代、碎裂等),可轉變為變質岩;而沉積岩、變質岩(yán)經重熔作用可形成岩漿,冷凝為岩(yán)漿岩(yán)。
岩漿岩
岩漿岩又稱(chēng)火成岩,是由岩漿噴(pēn)出地表或侵入地殼冷卻(què)凝固所形成(chéng)的岩石,有明顯的礦物晶體顆粒或氣孑乚,約占地殼總體(tǐ)積的65%,總質量的95%。岩漿是在地殼深處或上地幔產生的高(gāo)溫熾熱、黏稠、含有揮發分的矽酸鹽熔融(róng)體,是形(xíng)成各種岩漿(jiāng)岩和岩漿礦床的母體(tǐ)。
(一)岩漿
岩漿的(de)發生、運移、聚集、變化及冷凝成岩的全部過程,稱為岩漿作用。岩漿作用主要(yào)有(yǒu)兩種方式:噴出作用和侵入作用。黏度也是岩漿很重要的性質之一,它代表著岩漿流動的狀態和程度。岩漿中Si02的含量對黏度影響最大,其次是Al203和(hé)CrZ03,它們的含量增高,岩漿黏度會明顯增大(圖(tú)4 -3)。酸性岩中Si02、Al2 03的含量很高,因此,黏度也最大;溶解在岩漿中的揮發分(fèn)可以降低岩漿的黏度、降低礦物的熔點,使岩(yán)漿容易流動,結晶時間延長;此外,岩漿(jiāng)的溫度高,黏度相(xiàng)應變小;岩漿承受的壓力加大,岩漿的黏度(dù)也增(zēng)大。
(二》岩漿岩的分類
在劃(huá)分岩漿岩類型時,岩石化學成分中的酸度(dù)和堿度是主要考慮因素之一。岩石的酸度,是指岩石中Si0:的含量(liàng)。通常,Si02含(hán)量高時(shí),酸(suān)度也高(gāo);Si0,含量低時(shí),酸度也低。而岩石酸(suān)度低時,說明它的基性程度比較高。根據Si02含量,將(jiāng)岩(yán)漿岩劃分為(wéi)四大類。
1超基性岩類
在四大岩漿岩類中,超基性岩類在地表分布很少,是(shì)四大岩漿岩類中最小的一個分支,僅占岩(yán)漿岩總麵積(jī)的0.4%基性岩體的規模也不大,常形成外觀呈透鏡狀、扁豆(dòu)狀的岩體(tǐ),它們好像一串大小不同(tóng)的珠子一樣沿著一定方向延伸,斷斷續(xù)續排列,有時可以追索上千(qiān)千米。超基(jī)性岩顏色比較深,大(dà)部分都是深灰色、墨綠色,密度(dù)也很大,一般都在(zài)3.0/cm3以上,因此很堅硬,常具致密塊狀構造。它的化學成分特征是酸度最低,Si02含量小於45%;堿度也很低(dī),一(yī)般情(qíng)況下(xià)K20+ Na:O不足1%;但鐵、鎂含量高(gāo),通(tōng)常Fe0+Fe20,在8% -16%之間,Mgo含量範圍較寬,在(zài)12% - 46%之(zhī)間(jiān)。超基性岩基本上由暗色礦物組成,主要是橄(gǎn)欖(lǎn)石和輝石,二者含量可以超過70%。其(qí)次(cì)為角閃(shǎn)石和黑雲(yún)母;不含石英,長石也很少(shǎo)。這類岩石最常見的侵人岩是橄欖岩,噴出岩是苦橄岩。
2.基(jī)性岩類
基性岩類顏色比超基性岩類(lèi)淺,密度(dù)也稍低,一般為(wéi)3 g/cm3。侵入岩很致密,噴(pēn)出
岩常具有氣孔狀和杏仁狀(zhuàng)構造。其化學成分的特征是Si02為45% - 52%,Al2 03可達
15%,Ca0可達10%;而鐵鎂含量各占6%左右。在礦物成分上,鐵鎂礦物約占40%,而(ér)且以輝(huī)石為主,其次是(shì)橄欖石、角閃石和黑雲母。基性岩和超基性岩的另一個(gè)區別是出現了大量斜長石。
這類(lèi)岩石的侵入(rù)岩(yán)代表是輝長岩,分布較少;而噴出岩的代表為玄武岩,卻有大麵積分布。雖然玄(xuán)武岩構(gòu)成的火山和台地在陸地上比較(jiào)多見(jiàn),但(dàn)是和海洋底部玄武岩的分布情況相比,就遜色得多(duō),因(yīn)為海洋底部幾乎全部(bù)由玄武岩形成。
輝長岩的成分和玄武(wǔ)岩很相近(jìn),但是結構差別較大。輝長岩形成於地下深處,斜長石和輝石同時結(jié)晶,因此,礦物顆粒形(xíng)態發育比較完整。玄(xuán)武岩一般(bān)由斑晶和基質(zhì)兩部分組成(chéng),斑(bān)晶主(zhǔ)要是斜長石、輝石、橄欖石,基質是岩漿噴發時來不及結晶的玻璃質或者是隻有在顯微鏡下才(cái)能(néng)看出的隱晶質。
3.中性(xìng)岩類
中性岩類岩石顏色較淺,多呈淺灰色,密度比基性岩類要小。化學(xué)成分(fèn)特征是Si02
含(hán)量為52% - 65%,鐵、鎂、鈣比基性岩低,Al:o:含量(liàng)16% -17%,比基性岩略高(gāo),而(ér)Na:O+K:0可(kě)達(dá)5%,比(bǐ)基性岩明顯增多。
中性岩類是基性岩類和酸性岩類的過渡類型。侵人岩(yán)的代表性岩石是閃長岩,噴出岩的代表性岩石是安山岩。閃長岩既可以向基性岩輝長岩過(guò)渡,也可以向酸性岩花崗岩過渡。同樣,噴出岩之間也關係密切,安山岩和玄武岩、流紋岩也(yě)常常共生在一起。
4.酸性岩類
酸性岩類中以人們(men)熟悉(xī)的花崗岩類出露最多,是大陸殼中分布(bù)最廣的一類深成岩,常形成巨大的岩體。噴出(chū)岩的代表岩石是流紋岩和英安岩。這類岩石的Si02含量(liàng)最高,一般超過66%,K:o+Na20平均在(zài)6% -8%之間,鐵(tiě)、鈣含量不高。
礦物成分的特點是淺色礦物大量出現,主要是石英、堿性長石和酸性斜長石。暗色礦物(wù)含量很低,隻占(zhàn)10%左右。