小桔整理了三大巖石的主要礦物、結構、構造和成因。帶你全面了解如何在野外區分三大巖石。
根據巖石的結構、構造、主要礦物成分及成因來區分三大巖類:
三大類巖石的主要區別
三大巖類肉眼鑑別方法
1、巖漿巖的鑑別方法
根據巖石的外觀特徵對巖漿巖進行鑑定時,首先要注意巖石的顏色,其次是巖石的結構和構造,最後分析巖石的主要礦物成分。
深成巖、淺成巖、噴出巖產狀、結構、構造的區別
巖漿巖顏色的深淺,是巖石所含深色礦物多少的反映。
一般來說,從酸性到基性(超基性巖分布很少),深色礦物的含量是逐漸增加的,因而巖石的顏色也隨之由淺變深。如果巖石是淺色的,那就可能是花崗巖或正長巖等酸性或偏於酸性的巖石。
但不論是酸性巖或基性巖,因產出部位不同,還有深成巖、淺成巖和噴出巖之分,究竟屬於那一種巖石,需要進一步對巖石的結構和構造特徵進行分析。
巖漿巖的結構和構造特徵,是巖石生成環境的反映。
如果巖石是全晶質粗粒、中粒或似斑狀結構,說明很可能是深成巖。如果是細粒、微粒或斑狀結構,則可能是淺成巖或噴出巖。如果斑晶細小或為玻璃質結構,則為噴出巖。如果具有氣孔、杏仁或流紋狀構造,則為噴出巖無疑。
舉例:假定需要鑑別的,是一塊含有大量石英,顏色淺紅,具全晶質中粒結構和塊狀構造的巖石。
淺紅色屬淺色,淺色巖石一般是酸性或偏於酸性的,這就排除了基性或偏於基性的不少深色巖石。
但酸性的或偏於酸性的巖石中,又有深成的花崗巖和正長巖,淺成的花崗斑巖和正長巖,以及噴出的流紋巖和粗面巖。
但它是全晶質中粒結構和塊狀構造,因此可以肯定,是深成巖。這就進一步排除了淺成巖和噴出巖。但究竟是花崗巖還是正長巖,這就需要對巖石的主要礦物成分作仔細地分析之後,才能得出結論。
在花崗巖和正長巖的礦物組成中,都含有正長石,同時也都含有黑雲母和角閃石等深色礦物。但花崗巖屬於酸性巖,酸性巖除含有正長石、黑雲母和角閃石外,一般都含有大量的石英。
而正長巖屬於中性巖,除含有大量的正長石和少許的黑雲母與角閃石外,一般不含石英或僅含有少許的石英。礦物成分的這一重要區別,說明被鑑別的這塊巖石是花崗巖。
2、沉積巖的鑑別方法
鑑別沉積巖時,可以先從觀察巖石的結構開始,結合巖石的其他特徵,先將所屬的大類分開,然後再作進一步分析,確定巖石的名稱。
從沉積巖的結構特徵來看,如果巖石是由碎屑和膠結物兩部分組成,或者碎屑顆粒很細而不易與膠結物分辨,但觸摸有明顯含砂感的,一般是屬於碎屑巖類的巖石。如果巖石顆粒十分細密,用放大鏡也看不清楚,但斷裂面暗淡呈土狀,硬度低,觸摸有滑膩感的,一般多是粘土類的巖石,具結晶結構的可能是化學巖類。
鑑別碎屑巖時,可先觀察碎屑粒徑的大小,其次分析膠結物的性質和碎屑物質的主要礦物成分。根據碎屑的粒徑,先區分是礫巖、砂巖還是粉砂巖。根據膠結物的性質和碎屑物質的主要礦物成分,判斷所屬的亞類,並確定巖石的名稱。
舉例:假定有一塊由碎屑和膠結物質兩部分組成的巖石,碎屑粒徑介子0.5~0.25mm之間,點鹽酸起泡強烈,說明這塊巖石是鈣質膠結的中粒砂巖。進一步分析碎屑的主要礦物成分,發現這塊巖石除含有大量的石英外,還含有約30%左右的長石。最後可以確定,這塊巖石是鈣質中粒長石砂巖。
主要的有頁巖和泥巖兩種,他們在外觀上都有粘土巖的共同特徵,但頁巖層理清晰,一般沿層理能分成薄片,風化後呈碎片狀,可以與層理不清晰、風化後呈碎塊狀的泥巖相區別。
主要的有石灰巖、白雲巖和泥灰巖等。它們的外觀特徵都很類似,所不同的,主要是方解石、白雲石及粘土礦物的含量有差別。所以在鑑別化學巖時,要特別注意對鹽酸試劑的反應。石灰巖遇鹽酸強烈起泡,泥灰巖遇鹽酸也起泡,但由於泥灰巖的粘土礦物含量高,所以泡沫混濁,幹後往往留有泥點。白雲巖遇鹽酸不起泡,或者反應微弱,但當粉碎成粉未之後,則發生顯著泡沸現象,並常伴有噬噬的響聲。
3、變質巖的鑑別方法
鑑別變質巖時,可以先從觀察巖石的構造開始。根據構造,首先將變質巖區分為片理構造和塊狀構造的兩類。然後可進一步根據片理特徵和主要礦物成分,分析所屬的亞類,確定巖石的名稱。
舉例:
假定有一塊具片理構造的巖石,其片理特徵既不同於板巖的板狀構造,也不同於雲母片巖的片狀構造,而是一種粒狀的淺色礦物與片狀的深色礦物,斷續相間成條帶狀分布的片麻構造。
因此可以判斷,這塊巖石屬於片麻巖。是什麼片麻巖呢,經分析,淺色的粒狀礦物主要是石英和正長石,片狀的深色礦物是黑雲母,此外還含有少許的角閃石和石榴子石,可以肯定,這塊巖石是花崗片麻巖。
塊狀構造的變質巖,其中常見的主要是大理巖和石英巖。兩者都是具變晶結構的單礦巖,巖石的顏色一般都比較淺。但大理巖主要由方解石組成,硬度低,遇鹽酸起泡;而石英巖幾乎全部由石英顆粒組成,硬度很高。
首先根據巖石結晶程度,可把巖石結構分為如下三種:
火成巖三種結構構造特徵
小桔溫馨提示:以下內容為選讀
(1)超基性巖和基性巖結構類型
巖石由一些粒狀或短柱狀礦物組成,主要礦物多為自形晶和半自形晶,粒度大小相近,彼此多成直線接觸,互相鑲嵌。這種結構是橄欖巖、輝石巖等超基性巖類中常見的典型結構。
泛指巖石中一種礦物大晶體中包含小晶體的結構。大礦物稱主晶,被包裹的小礦物稱客晶,後者可以是一種礦物,也可以是幾種礦物。
大顆粒的輝石或角閃石或斜長石中包裹著橄欖石小晶體,構成一種特徵的包含嵌晶結構,被包裹的橄欖石常受到熔蝕圓化,表明先結晶的橄欖石被巖漿熔蝕過,以後又被後結晶的輝石、角閃石、斜長石等大晶體所包裹。
基本特徵是大量金屬礦物呈它形晶充填在矽酸鹽造巖礦物之間,或這類矽酸鹽礦物鑲嵌在大量金屬礦物的基底上,類似沉積砂巖中的基底式膠結結構。
原生礦物被取代以後,已形成化學成分和晶體結構都不同的新生礦物,但仍然保留著原礦物的晶形,有的甚至還保存著原礦物的解理、裂紋等內部結構,這類結構稱為假象結構,能形成假象結構的原生礦物通常是化學性質不夠穩定、容易被交代蝕變的礦物。
巖石為斑狀結構,除部分較大的斑晶礦物結晶體外,基質全部或幾乎全部由玻璃質組成。
鬣刺結構的基本特徵是巖石中橄欖石和輝石常呈細長的針狀或複雜形態的中空骸晶,骸晶內部多為空心或被玻璃質充填,骸晶邊部呈鋸齒狀,這些骸晶近平行或雜亂地排列在更細小骸晶狀單斜輝石和脫玻化玻璃組成的基質中。
淺色礦物基性斜長石和輝石、橄欖石等暗色礦物的數量約各佔一半,它們粒度大小近似,自形程度大致相同,在巖石中均勻分布,互相成不規則狀排列,反映組成巖石的主要造巖礦物斜長石和輝石是同時從巖漿中結晶的,是一種共結關係。
狹義的輝綠結構指的是自形程度高的斜長石不規則排列成三角形格架,空隙中充填一顆粒度大小與斜長石相當的輝石,斜長石相對於輝石更佔優勢。
廣義的輝綠結構則把凡是斜長石自形程度高於輝石等暗色礦物的結構都稱為輝綠結構。
在一顆較大的輝石晶體中,雜亂地包含著自形一半自形的長條狀斜長石。輝石的數量多於斜長石,粒度也明顯大於斜長石,輝石相對於斜長石更佔優勢。
在相對較大較自形的板條狀斜長石微晶構成的多角形空隙中,充填著數個細小的輝石、橄欖石、磁鐵礦等粒狀故物。斜長石微晶的排列方式,可以雜亂無規則,也可以近於平行或呈放射狀。
在細板條狀斜長石微晶之間的不規則空隙內,充填著玻璃質(或其脫玻化的產物綠泥石、沸石等次生礦物雛晶)或隱晶物質,也可有少量粒狀礦物的輝石和磁鐵礦等。
在雜亂排列的斜長石微晶搭成的格架中,充填物質既有輝石、磁鐵礦等粒狀礦物,又有基性火山玻璃或隱晶物質。這是介於間粒結構和間隱結構之間的過渡類型,又可稱為「填間結構」。
在玻璃質基質中,雜亂地分布著一定數量的斜長石微晶和一些塵點狀磁鐵顆粒。這種結構在安山巖中最常見,又稱為「安山結構」。
這是細碧巖特有的結構。細碧巖是富Na(Na2O 含量>4%)的海相基性熔巖。在細碧巖中,常由鈉質斜長石(鈉長石-更長石)板條狀晶體搭成格架,格架中充填團塊狀、棉絮狀的細晶輝石或隱晶綠泥石、綠簾石、方解石等蝕變產物及鐵-鈦氧化物等金屬礦物微細粒晶體。
(2)中酸性巖結構類型
巖石為全晶質半自形結構。以礦物自形程度論,通常暗色礦物自形程度最好,其次是斜長石,鉀長石自形程度較差,而石英完全呈它形充填於其他礦物粒間。
這是二長巖中常見的典型結構,其特徵是主要礦物組成為斜長石和鉀長石,且二者含量相近,斜長石自形程度明顯高於鉀長石和石英,鉀長石結晶較晚,有的形成較大的它形晶,包嵌著自形斜長石和一些暗色礦物。
這是二長巖中常見的典型結構,其特徵是主要礦物組成為斜長石和鉀長石,且二者含量相近,斜長石自形程度明顯高於鉀長石和石英,鉀長石結晶較晚,有的形成較大的它形晶,包嵌著自形斜長石和一些暗色礦物。
在一些具斑狀結構的鹼性火山熔巖中,基質由自形程度較高的的霞石、方鈉石等似長石類礦物組成,這些似長石類礦物微晶常呈矩形、方形、六邊形或短柱狀、長板狀,並常呈定向排列,包圍著霞石、霓(輝)石等斑晶礦物。
由極細小(< 0.02mm )的粒狀和細纖維狀的長英質礦物及隱晶質和少量分散的玻璃質組成的集合體,稱為霏細結構。
在酸性火山熔巖中,常見一種由中心向四周呈放射狀排列的長英質纖維構成的球粒。
雛晶是開始結晶的晶芽,還不具有結晶物質的特徵,在正交偏光鏡間沒有明顯的光性反映。按照雛晶的發育程度及其形態特徵,可分出球雛晶、串珠雛晶、針雛晶、羽雛晶等。
(3)脈巖典型結構
這是細晶巖特有的結構,為典型的細粒它形粒狀結構。
這是煌斑巖的特徵結構。煌斑巖是一類暗色脈巖,其成分特徵是SiO2 含量變異於超基性巖—中性巖範圍內,富含Mg、Fe、Mn、Ti、Ba,富含F、Cl、CO2、H2O 等揮發分,礦物組成中暗色礦物佔優勢,產狀通常為淺成相,少量為噴出相。
(4)火山碎屑巖典型結構
火山碎屑巖中粒徑小於2mm 的碎屑物含量超過50% ,並被更細小的火山塵物質膠結而成的結構,稱之為凝灰結構。按照碎屑物種類,可分為巖屑凝灰結構、晶屑凝灰結構和玻屑凝灰結構。
這是一種含有較多的塑性巖屑或塑性玻屑的凝灰結構,是熔結凝灰巖的特徵結構。
(五)典型斑狀結構
組成巖石的礦物顆粒分為大小明顯不同的兩群,大顆粒散布在小顆粒、隱晶質乃至玻璃質之中,大顆粒礦物稱斑晶,小顆粒礦物和隱晶質、玻璃質則稱為基質。
同種礦物的斑晶在巖漿運動過程中聚集成堆,形成聚合斑晶,稱為聚斑結構,如粗面巖中的透長石斑晶常聚集成聚斑結構。
多種礦物斑晶聚集成堆形成的聚合斑晶稱為聯斑結構。如輝石安山巖中可見到輝石、角閃石、斜長石斑晶聚集成的聯斑結構。
在一些火山熔巖特別是中性火山巖(如安山巖)中,含揮發分的角閃石和黑雲母斑晶的周邊形成一圈不透明的暗色邊緣,稱為暗化邊。
火山巖或淺成相巖石通常都具有斑狀結構,斑晶礦物常常遭受熔蝕,被熔蝕的斑晶常呈邊緣圓化、港灣狀、碎塊狀、骸晶狀等殘缺不全的形態。
這是花斑巖特有的結構。花崗斑巖的一個結構變種,巖石特徵是斑狀結構,斑晶是鉀長石和石英,基質則由鉀長石和石英構成顯微文象結構。
巖石由大小不同的兩群礦物粒組成,大者斑晶,小者為基質。
(6)典型礦物交生結構
巖漿中早先結晶的礦物或捕虜晶礦物與熔漿發生反應,生成另一種與之成分不同但有反應關係的礦物,這種反應作用不徹底,反應生成的礦物完全或局部呈周邊包圍著原有礦物,稱為反應邊結構。
次生礦物沿原有礦物的外緣進行交代,形成一個次生礦物的外殼,這種環邊結構稱為次變邊結構。當次生礦物交代作用強烈時,原有礦物大部分被次生礦物取代,剩少量殘餘被包裹於次生礦物之中。
在基性和超基性巖的斜方輝石、單斜輝石、鎂鐵閃石等暗色造巖礦物中,沿一定的結晶方向有規律地分布著許多磁鐵礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、鈦鐵晶石等不透明金屬礦物的小條片,這種結構稱為希勒結構。
砂鍾是古代計時的一種容器,兩頭大中間小,用砂粒通過量來計時。礦物晶體在不同結晶方位上成分不同,表現出顏色、幹涉色和消光位的差異在形態上似砂鍾狀,稱為砂鍾結構。
一種礦物在另一種礦物中均勻交生,交生礦物在較大範圍內具有同一消光方位。兩種礦物交生常構成楔形、尖稜形連晶,形似古代的象形文字,故名文象結構。
條紋結構常見於條紋長石。條紋長石是富鉀相鹼性長石和富鈉相鹼性長石的交生連晶,可簡稱為紋長石。其中含量較多的物相稱為主晶,含量較少的物相稱為嵌晶或條紋。
一種礦物中有另一種礦物的顯微嵌晶,這些小嵌晶成乳滴狀、放射狀、花瓣狀,形似細小的蠕蟲,在正交偏光鏡間清晰可見,且這些蠕蟲狀嵌晶常具有相同的光性方位。在花崗質巖石中常見的這種蠕蟲結構,通常是斜長石或鉀長石中分布著蠕蟲狀石英嵌晶,故又稱之為蠕英石。
這是更長環斑花崗巖的典型結構。更長環斑花崗巖的基本特徵是:巖石為似斑狀結構,鉀長石大斑晶成自形,常呈渾圓形或球體,其外圍環繞著—圈斜長石(多為更長石或鈉更長石,少數為中長石);基質由中細粒的石英、鉀長石和黑雲母組成。
(7)火成巖構造
任何火成巖體,包括侵入巖體和噴出巖體,在巖漿冷凝固結過程中,都存在下列兩個階段:
火成巖構造除流動構造和原生節理構造外,還有一些是巖漿在結晶過程中,由於結晶作用本身的特性及結晶時所發生的各種作用造成的巖石構造。
1、巖漿結晶過程中處於流動狀態所形成的構造
流線、流面構造
流紋構造
假流紋構造
塊狀熔巖構造
繩狀熔巖構造
枕狀構造
2、火成巖的原生節理及裂隙構造
巖漿冷凝時,體積要逐漸收縮而產生壓縮作用,火成巖體便因產生裂隙而形成各類型的節理。侵入巖和噴出巖的結晶條件不同,侵入巖的冷凝作用是在抵制巖漿上升的上覆巖層壓力下進行的;噴出巖是處在近大氣壓條件下凝固的,因此它們的原生節理形態各有特徵。
侵入巖的原生節理 在侵入巖,特別是深成巖中有四組特徵性的節理,它們是:橫節理、縱節理、層節理和斜節理。其類型劃分是根據節理與流線、流面構造的相對方位來確定的。
噴出巖的原生節理 噴出巖中的節理主要是在沒有上覆巖層壓力下冷凝收縮而成。由於冷凝作用,在剛固結的巖石中產生垂直收縮方向的張性裂隙,彼此近乎120°的夾角,結果產生橫切面呈六邊形的柱狀節理,如節理髮育受到限制,也可形成五邊形或四邊形的柱狀節理。
3、由結晶作用特點及巖石組份充填空間方式所形成的構造
塊狀構造 巖石中各種組份部分無定向地均勻分布所構成的一種構造。這是火成巖中最常見的構造之一,它表明巖石形成條件在所佔空間的範圍內都是相同的。
斑雜構造 巖石中的不同組份部分在結構上或礦物成分上差異很大,因此整個巖石看起來是不均勻的,產生斑雜構造的原因很多,可由析離體和捕虜體所形成,也可由不均勻、不徹底的同化混染或不均勻的交代作用形成。
帶狀構造 也是一種不均勻的構造,是由於巖石各部分的成分和粒度有差異並相間成帶分布而成。例如在輝長巖中常見到深色礦物橄欖石、輝石與淺色礦物斜長石交替排列成帶狀構造。
球狀構造 在某些深成巖中,特別是花崗巖、閃長巖和輝長巖中,偶有球狀分結物產生。這種球體是由一些礦物圍繞某些中心呈同心層狀分布而成的。
在北京密雲的更長環斑花崗巖中就有球狀構造,球體是由淺色的條紋長石、斜長石和深色的黑雲母、角閃石等組成同心環狀。球體構造是由於巖漿熔體中某些組份脈動式過飽和形成;也有一些是由於巖漿與捕虜體發生反應而生成的。有時在花崗巖中可見到全由黑雲母所組成的球體,這種球體可能是同一巖漿早期凝固部分的包裹體(同源包體)。
石泡構造 在粘性較大的酸性熔巖中,有時可見到大小不一的球狀體。它是酸性熔巖表面凝固時由於氣體多次逸出,及因冷凝體積收縮而產生的一些具有空腔的多層同心球狀體,這就是石泡。每一層常由放射纖維狀鉀長石或長英質組成,空腔內常有微細的次生石英、玉髓等礦物充填。
晶洞構造 侵入巖中近於圓形或橢圓形的原生孔洞稱為晶洞,以花崗巖中最常見。晶洞大小不一,直徑可由數釐米至數十釐米,有些達1~2米。在晶洞壁上常發育有晶形完好的晶體,這時又稱為晶簇構造。晶體以石英、長石、電氣石、螢石等常見。晶洞一般被看作巖漿在冷卻過程中的體積收縮而成,也可能是由於巖漿在凝固時氣體逸出的結果。
氣孔構造和杏仁構造 富含氣體的巖漿噴溢到地面時,由於壓力降低,氣體發生膨脹而形成氣孔;有一部分氣孔,特別是熔巖底部的一些氣孔,是下伏巖層中氣體上升運動的結果,可形成管狀孔洞。這些孔洞在巖漿凝固成熔巖時被保存下來,稱為氣孔構造。如果氣孔總體積佔熔巖總體積30%以上,則可稱為多孔構造。若氣孔超過50%時,可稱為熔渣構造。
不同粘度的巖漿所形成的氣孔特點不一樣。粘度較小的基性巖漿所形成的熔巖中,氣孔常較圓;粘度較大的酸性巖漿形成的熔巖中,氣孔多為不規則形狀。此外,同一層熔巖的不同部位,氣孔分布的特點也不一樣,一般頂部氣孔大且較圓;底部氣孔較不規則,有時沿熔巖流方向被拉長成彎曲管狀;中部氣孔少,形成緻密層。
在氣孔中如果充填有沸石、玉髓、方解石、石英等次生或熱液礦物,宛如杏仁,則稱為杏仁(狀)構造。
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