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1、岩石标本岩石标本火成岩一般指岩浆在地下或喷出地表冷凝形成的岩石。又称岩浆岩。是组成地壳的主要岩石。形成于不同的地质构造背景下,与许多金属和非金属矿产有密切的成因联系。因此,对火成岩的研究在地质学中占有重要的位置。igneous rocks一词,原意是指由地下深处的炽热的岩浆(熔融或部分熔融物质)在地下或在地表冷凝而形成的岩石。不少人认为火成岩与岩浆岩(magmatic rocks)是同义词,把这两个术语并用。但有一部分火成岩,特别是部分花岗岩,并不是岩浆冷凝产物,而是在较高温度下,由其他岩石在固态下,经过交代、改造、转变而成。因此,火成岩的含意,应理解为具有一般火成岩特征的(包括产状、结构、构
2、造和矿物共生组合)在高温或较高温条件下形成的岩石。1972年在加拿大蒙特利尔召开的国际地质联合会岩石学分类委员会火成岩分类分会决定采用火成岩一词。超基性岩超基性岩(ultrabasicrock)图片图片超基性岩(ultrabasicrock)图片火成岩的一个大类。SiO2含量小于45。常与超基性岩并用的术语是超镁铁岩,指镁铁矿物含量超过75的暗色岩石。大多数超基性岩都是超镁铁岩。超基性岩在地球上的分布有限,出露面积不超过火成岩总面积的0.5,而且主要是深成岩。主要造岩矿物是橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和角闪石。次要矿物为石榴子石、云母和斜长石等。副矿物有铬铁矿、尖晶石、钛铁矿、金属硫化物、铂族矿
3、物和磷灰石等。蚀变矿物为各种蛇纹石、绿泥石、次生角闪石、滑石、水镁石、伊丁石、皂石、碳酸盐矿物、玉髓和次生石英等。可分为深成岩和喷出岩,通常包括橄榄岩、苦橄岩、科马提岩、麦美奇岩、金伯利岩、玻基橄榄岩、玻基辉石岩等。其中橄榄岩是超基性岩中最常见的岩石。含有一定数量碱性镁铁矿物的超基性岩为碱性超基性岩,此类岩石一般与碱性岩共生,故划入碱性岩系列。根据橄榄石、辉石和角闪石的相对含量以及国际通用分类方案,将超基性深成岩划分为若干岩石类型:纯橄岩,橄榄绿色,橄榄石含量占90以上。副矿物为铬尖晶石等,其量不超过10。橄榄石为镁橄榄石和贵橄榄石,粒度由数毫米至数厘米,晶粒粗大的可形成巨晶纯橄岩。纯橄岩在超
4、基性岩中以独立岩相、透镜体、脉体、铬铁矿体的岩石外壳等形式产出。当岩石中出现大量斜长石时,过渡为橄长岩,一般被划为基性岩类。橄榄岩,主要由橄榄石和辉石组成,是超基性岩中最常见的岩石类型。辉石岩,主要由辉石和橄榄石组成。根据辉石的种类、含量又可分为不同的岩石类型。具镶嵌结构、粒状结构、包含(橄)结构等。辉石岩在超基性岩和基性超基性杂岩中呈单独岩相和岩脉产出。角闪石岩,主要由角闪石组成,可含少量橄榄石、辉石、斜长石和金属矿物。角闪石一般为褐色普通角闪石。在大颗粒角闪石中常包含橄榄石,从而形成包含(橄)结构。玻基橄榄岩,是一种超基性暗色熔岩,常与碱性玄武岩伴生。岩石具斑状和似斑状结构,斑晶为橄榄石和
5、含钛普通辉石,基质为黄褐色玻璃或由含钛辉石、金属矿物和少量斜长石组成的微晶集合体。当岩石中辉石含量超过橄榄石时可过渡为玻基辉石岩。苦橄岩是橄榄岩的浅成喷出相。主要产状是岩床、岩墙等小侵入体,其次是玄武质熔岩下部堆晶相。主要由橄榄石(含量为5070)和辉石组成。辉石多为普通辉石、含钛普通辉石,有时也出现铬透辉石、斜方辉石、基性斜长石、棕色角闪石、云母和金属矿物,偶尔见磷灰石。岩石为暗绿色,具微晶结构、粒状结构、嵌晶结构、填间结构等,常与玄武岩和辉绿岩伴生。当苦橄岩具斑状结构时则过渡为苦橄玢岩。超基性岩在化学成分上属硅酸不饱和系列。除辉石岩外,SiO2的含量均小于45,Al2O3、Na2O、K2O
6、含量低,而MgO、FeO含量很高。超基性岩多经蚀变作用,其中H2O、CO2含量往往较高,致使岩石的化学成分变化很大。超基性岩的镁铁比值MgO(原子比)或含镁系数MgO+MgO是具有重要意义的特征数值。根据这些数值可分为镁质超基性岩、铁质超基性岩和富铁质超基性岩。超基性岩常见的、较典型的结构有粒状结构、镶嵌结构、包含(橄)结构、网格结构、海绵陨铁结构,有时可出现变形、出溶和扭折结构等。超基性岩经常发生蛇纹石化、绿泥石化、透闪石化、次闪石化、滑石化、碳酸盐化、水镁石化和硅化等次生蚀变。其中以蛇纹石化最为常见。蛇纹石化超基性岩在地表或断层带内,经长期风化淋滤作用常形成由玉髓、蛋白石、菱镁矿、褐铁矿、
7、高岭石等组成的风化壳。根据超基性岩产出的地质环境和形态可分为:独立的超基性岩体,其中又分层状和似层状基性超基性侵入体,产于相对稳定的地质构造环境中、出露面积为几平方公里至数万平方公里不等。岩体的岩性具有明显的垂直分带和层状韵律构造。南非布什维尔德杂岩体是典型的层状岩体,中国康滇地区、秦巴地区有层状岩体出现。非层状基性超基性侵入体,出露于不同构造单元。分布于造山带的岩体呈陡倾斜的单斜或岩墙状,分布于稳定区的岩体多具同心环状构造岩体一般以纯橄岩、橄榄岩和辉石岩为主,但往往伴生辉长岩。在具环状构造的岩体的中央部分多为偏基性岩相。中国燕山、龙首山等地均有分布。蛇绿岩套中的超基性岩,此类岩石出露于蛇绿岩
8、套的最底部和堆积岩相的下部,前者是板块俯冲和缝合线上的上地幔岩局部熔融后的残余物,后者多为岩浆结晶的辉石岩、橄榄岩和橄长岩。碱性玄武岩和金伯利岩中超基性岩岩石包体,在中国和世界许多碱性玄武岩和金伯利岩中出现尖晶石二辉橄榄岩和石榴子石二辉橄榄岩的包体。它们是玄武岩和金伯利岩喷发时所携带的上地幔岩石碎块,有时也称之为幔源包体。现代洋底超基性岩,在现代洋壳中存在超基性岩。它的成因与大洋中脊残留地幔有关。陨石超基性岩,已陨落的石陨石绝大多数由超基性岩组成。与超基性岩有关的矿产主要是铬铁矿、铜镍矿、钒钛磁铁矿、铂矿、金刚石等。响岩响岩(phonolite)图片图片成分与霞石正长岩相当的喷出岩。用锤击成分
9、与霞石正长岩相当的喷出岩。用锤击打这种岩石,丁当作响,故名。浅绿或浅打这种岩石,丁当作响,故名。浅绿或浅褐灰色,脂肪光泽,致密。常具斑状结构,褐灰色,脂肪光泽,致密。常具斑状结构,有时为无斑隐晶结构。主要矿物成分是碱有时为无斑隐晶结构。主要矿物成分是碱性长石、似长石和碱性暗色矿物。有时有性长石、似长石和碱性暗色矿物。有时有铁黑云母和贵橄榄石。碱性长石以透长石铁黑云母和贵橄榄石。碱性长石以透长石为主,次为歪长石、正长石、钠长石;而为主,次为歪长石、正长石、钠长石;而斜长石少见。似长石中常见的有霞石、白斜长石少见。似长石中常见的有霞石、白榴石、方沸石、方钠石、黝方石、蓝方石榴石、方沸石、方钠石、黝
10、方石、蓝方石等。辉石多含钠质,常见霓辉石和霓石,等。辉石多含钠质,常见霓辉石和霓石,有时有透辉石和钛辉石。角闪石也以富钠有时有透辉石和钛辉石。角闪石也以富钠质为特征,如棕闪石、红钠闪石、钠铁闪质为特征,如棕闪石、红钠闪石、钠铁闪石、钠闪石。只以斑晶形式出现。副矿物石、钠闪石。只以斑晶形式出现。副矿物有磁铁矿、磷灰石、锆石、榍石、三斜闪有磁铁矿、磷灰石、锆石、榍石、三斜闪长石、黑榴石等。长石、黑榴石等。按岩石中似长石种类,把响岩分为以下种按岩石中似长石种类,把响岩分为以下种属:属:霞石响岩,通称响岩。主要由碱性霞石响岩,通称响岩。主要由碱性长石、霞石和碱性暗色矿物组成。具规则长石、霞石和碱性暗色
11、矿物组成。具规则晶形轮廓的透长石、霞石、碱性辉石常构晶形轮廓的透长石、霞石、碱性辉石常构成斑晶。如果基质中霞石较多,常形成自成斑晶。如果基质中霞石较多,常形成自形的六方形和长方形切面,则称为响岩结形的六方形和长方形切面,则称为响岩结构;如果基质以碱性长石为主,且晶体近构;如果基质以碱性长石为主,且晶体近于平行排列,霞石、碱性暗色矿物充填于于平行排列,霞石、碱性暗色矿物充填于长石微晶之间,则称粗面结构。长石微晶之间,则称粗面结构。白榴石白榴石响岩,为灰白色或深灰色岩石,具斑状结响岩,为灰白色或深灰色岩石,具斑状结构。透长石、白榴石和少量碱性辉石常构构。透长石、白榴石和少量碱性辉石常构成斑晶,但不
12、具霞石斑晶。有时白榴石仅成斑晶,但不具霞石斑晶。有时白榴石仅见于基质中。白榴石中常含辉石、磁铁矿、见于基质中。白榴石中常含辉石、磁铁矿、磷灰石、透长石等包裹体,呈放射状或同磷灰石、透长石等包裹体,呈放射状或同心圆状排列。白榴石不稳定,常被透长石、心圆状排列。白榴石不稳定,常被透长石、钾霞石等交代而保留白榴石假象,这种响钾霞石等交代而保留白榴石假象,这种响岩称假白榴石响岩。按似长石种属还可岩称假白榴石响岩。按似长石种属还可分出方钠石响岩、方沸石响岩、蓝方石响岩和黝分出方钠石响岩、方沸石响岩、蓝方石响岩和黝方石响岩。响岩平均化学成分方石响岩。响岩平均化学成分()为:为:SiO257.45,TiO2
13、0.41,Al2O320.60,Fe2O32.35,FeO1.03,MnO0.13,MgO0.30,CaO1.50,Na2O8.84,K2O5.23,H2O2.04,P2O50.12。响岩是一种很少见的岩石响岩是一种很少见的岩石,约占所有喷出岩的约占所有喷出岩的0.1常呈小岩流或充填于破火山口中。一般见于碱常呈小岩流或充填于破火山口中。一般见于碱性岩分布区。中国山西紫金山、江苏娘娘山、辽性岩分布区。中国山西紫金山、江苏娘娘山、辽宁顾家和西藏巴毛穷宗有分布。宁顾家和西藏巴毛穷宗有分布。角斑岩(keratophyre)图片泛指富钠的海相硅铝质中性喷出岩。与细碧岩伴生,且有成因联系。由德国地质学家C
14、.W.冈贝尔于1874年提出。原指产于德国的菲希尔特山的一种含钠长石的、野外肉眼观察极近似粗面岩的喷出岩。此类岩石的特征矿物是钠长石或钠长石更长石。此外还有绿泥石、绿帘石、方解石。暗色矿物为黑云母和辉闪石类。角斑岩大多为斑状结构,显微镜下可见石英斑晶,且常有溶蚀现象。长石斑晶往往变化为绢云母和高岭土的集合体。闪石类矿物都是含钠质高的自形晶,但易变化为纤维假象角闪石。有时含辉石。基质中可含石英,很少见到玻璃质。角斑岩中常赋存有经济价值的矿床。如西班牙的里奥廷托的硫化物多金属矿床、中国甘肃白银厂的含金银多金属黄铁矿型铜矿床。也有人把日本的黑矿矿床与以上两矿床对比。细碧岩细碧岩(spilite)图片
15、图片一种隐晶质、富钠贫钙、含钠质斜长石的基性一种隐晶质、富钠贫钙、含钠质斜长石的基性火山岩。细碧岩一词由火山岩。细碧岩一词由A.布龙尼亚于布龙尼亚于1827年提年提出,用以描述无斑或少斑、高钠富次生矿物的出,用以描述无斑或少斑、高钠富次生矿物的喷出岩。细碧岩的喷出岩。细碧岩的SiO2含量(重量)与玄武含量(重量)与玄武岩的相仿,但变化范围较大,约岩的相仿,但变化范围较大,约4455;富;富碱,并常以碱,并常以Na2O含量含量(一般为一般为46.5)显著高显著高于于K2O为特征。细碧岩的基本矿物组分是酸为特征。细碧岩的基本矿物组分是酸性斜长石(即钠长石或更长石)、绿泥石和铁性斜长石(即钠长石或更
16、长石)、绿泥石和铁钛氧化物,有时含绿帘石、阳起石、方解石和钛氧化物,有时含绿帘石、阳起石、方解石和少量石英,偶尔含辉石和橄榄石。少量石英,偶尔含辉石和橄榄石。细碧岩的结构构造与玄武岩的相仿,但以填间细碧岩的结构构造与玄武岩的相仿,但以填间结构、间粒结构和块状构造为常见。细碧岩常结构、间粒结构和块状构造为常见。细碧岩常以海底熔岩流的形式产出。与水接触的熔岩的以海底熔岩流的形式产出。与水接触的熔岩的前峰或表层因淬冷作用前峰或表层因淬冷作用,其中的钠长石和其中的钠长石和(或或)辉辉石微晶石微晶,呈骸晶结构,铁钛氧化物呈树枝状结构;呈骸晶结构,铁钛氧化物呈树枝状结构;同时可能出现枕状构造同时可能出现枕
17、状构造,它的形态指示岩流顶面它的形态指示岩流顶面(枕状体向上突起和弯曲)和底面(向枕状体(枕状体向上突起和弯曲)和底面(向枕状体中心内凹或向下呈楔形)。枕状构造主要形成中心内凹或向下呈楔形)。枕状构造主要形成于水下斜坡,而不是在平坦的海底或地、洞穴于水下斜坡,而不是在平坦的海底或地、洞穴中。细碧岩也可以具气孔构造、杏仁构造以及中。细碧岩也可以具气孔构造、杏仁构造以及火山碎屑结构,但其数量和发育程底低于玄武火山碎屑结构,但其数量和发育程底低于玄武岩。细碧岩还可形成小侵入体。细碧岩一般与岩。细碧岩还可形成小侵入体。细碧岩一般与角斑岩、石英角斑岩以及相应成分火山碎屑岩角斑岩、石英角斑岩以及相应成分火
18、山碎屑岩共生共生,称为细碧称为细碧-角斑岩系;也可以与橄榄岩、角斑岩系;也可以与橄榄岩、辉石岩以及辉长质杂岩等组成蛇绿岩套。辉石岩以及辉长质杂岩等组成蛇绿岩套。细碧岩的成因,尚有争议,存在以下细碧岩的成因,尚有争议,存在以下3种流行种流行的观点:的观点:由细碧岩岩浆结晶形成,因为在细由细碧岩岩浆结晶形成,因为在细碧岩中见到众多的钠长石自形斑晶和燕尾状钠碧岩中见到众多的钠长石自形斑晶和燕尾状钠长石骸晶;长石骸晶;海底玄武岩在其结晶晚期或结晶海底玄武岩在其结晶晚期或结晶后不久,其中的钙质斜长石受海水中钠的置换,后不久,其中的钙质斜长石受海水中钠的置换,转变为钠长石,多余的钙参与了富钙的绿帘石转变为
19、钠长石,多余的钙参与了富钙的绿帘石和方解石的生成,由此产生细碧岩;和方解石的生成,由此产生细碧岩;玄武岩玄武岩经埋藏变质作用形成细碧岩。经埋藏变质作用形成细碧岩。玄武岩玄武岩(basalt)图片图片玄武岩(basalt)图片基性火山岩。是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质,也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。1546年,G.阿格里科拉首次在地质文献中,用basalt这个词描述德国萨克森的黑色岩石。汉语玄武岩一词,引自日文。日本在兵库县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩,故得名。玄武岩主要矿物是富钙单斜辉石和基性斜长石;次要矿物有橄榄石、斜方辉石、易变辉石、铁钛氧化物、碱性长石、石英或副长石、沸石、角闪
20、石、云母、磷灰石、锆石、铁尖晶石、硫化物和石墨等。按SiO2饱和程度和碱性强弱,玄武岩被分为两大类:拉斑玄武岩(即亚碱性玄武岩),是SiO2过饱和或饱和的岩石。不含橄榄石和霞石,以含斜方辉石、易变辉石为特征。它的SiO2与全碱的关系是(Na2O+K2O)/(SiO2-39)的值小于0.37。碱性玄武岩,SiO2不饱和,富碱。含橄榄石和副长石(如霞石)、沸石等,后两种矿物有时与碱性长石或钾质中长石、钾质更长石一起,呈填隙物产于基质中;不含斜方辉石、易变辉石,仅含富钙的单斜辉石,即透辉石质普通辉石。(Na2O+K2O)/(SiO2-39)的值大于0.37。上述两类玄武岩的进一步命名,一般以特征矿物
21、为依据。其中重要的种属是粗面玄武岩(碱性长石的含量超过长石总量10)、碧玄岩(副长石或沸石含量较高,并含橄榄石)、碱玄岩(不含橄榄石,其他同碧玄岩)、霞石岩及白榴岩(副长石为主要浅色矿物,不含或很少斜长石)、更长玄武岩(又名橄榄粗安岩,一种富含更长石的碱性玄武岩)、中长玄武岩(又名夏威夷岩,一种含中长石的碱性玄武岩)、细碧岩(含钠长石或更长石的海相拉斑玄武岩)、苦橄玄武岩(富含自形橄榄石的拉斑玄武岩)、高铝玄武岩(Al2O3大于16.5、矿物组成介于橄榄玄武岩和碱性玄武岩之间的造山带暗色岩石,已不常采用)。月球玄武岩是构成月球的主要岩石之一,由月球外层约200公里深处形成的岩泉,经多次喷发(至
22、少5次)在月表结晶(约1050)而成。是月球上最年轻的岩石,形成于距今3337亿年间,几乎相当于已知的地球最古老岩石。月球玄武岩细粒、多孔,主要由辉石、斜长石和钛铁矿组成。其中辉石含量约5059,普通辉石多于易变辉石;斜长石约2029,为培长石或钙长石;钛铁矿含量约1018。次要矿物有橄榄石、铬铁矿钛尖晶石、陨硫铁、铁、方英石、金红石、磷灰石、白磷钙矿、铜、云母、镍黄铁矿及若干尚未鉴定出的矿物。月球玄武岩的化学成分变化较大,特别是Al2O3和FeO,分别变化于725和525之间,一般以贫硅,富钛、铁为特点。玄武岩结晶程度和晶粒的大小,主要取决于岩浆冷却速度。缓慢冷却(如每天降温几度)可生成几毫
23、米大小、等大的晶体;迅速冷却(如每分钟降温100),则可生成细小的针状、板状晶体或非晶质玻璃。因此,在地表条件下,玄武岩通常呈细粒至隐晶质或玻璃质结构,少数为中粒结构。常含橄榄石、辉石和斜长石斑晶,构成斑状结构。斑晶在流动的岩浆中可以聚集,称聚斑结构。这些斑晶在玄武岩浆通过地壳上升的过程中形成(历时几个月至几小时),也可在喷发前巨大的岩浆储源中形成。基质结构变化大,随岩流的厚薄、降温的快慢和挥发组分的多寡,在全晶质至玻璃质之间存在各种过渡类型,但主要是间粒结构、填间结构、间隐结构,较少次辉绿结构和辉绿结构。玄武岩构造与其固结环境有关。陆上形成的玄武岩,常呈绳状构造、块状构造和柱状节理;水下形成
24、的玄武岩,常具枕状构造。而气孔构造、杏仁构造可能出现在各种玄武岩中。在爆发性火山活动中,炽热的玄武质熔岩喷出火口,随其着地前固结程度的差异,形成不同形状的火山弹:纺锤形火山弹、麻花形火山弹、不规则状火山弹,以及牛粪状、饼状、草帽状或蛇形和扁平状溅落熔岩团。玄武岩分布广泛,遍及各大洋和各大洲。主要呈岩被、岩流产出,并经常伴生一些玄武质火山碎屑岩。少数玄武岩呈岩墙、岩床、岩株或其他形式的浅成侵入体。玄武岩的产状表现为两种喷发方式:裂隙式喷发,往往构成大面积的泛流玄武岩,裂隙式喷发通道经常表现为与玄武岩成分相仿的岩墙群,但它们往往被后来的岩流掩埋而不易发现。中国西南部大面积分布的峨嵋山玄武岩即是一例
25、,它形成于晚二叠世,分布面积约26万平方公里,一般厚度为6001500米,西部最厚处达3000米以上,属拉斑玄武岩类,显著富TiO2。在泛流玄武岩中,单个岩流平均厚度约10100米,流动距离可达100150公里以上一个地区的玄武岩往往由几次或几十次喷发形成,喷发间隔时间可长可短,有的长达几十万年。中心式喷发,构成玄武岩火山锥及其邻近的熔岩流和火山碎屑岩。中国东部,北起黑龙江,南至海南岛的广大地区,是一个以碱性玄武岩为主、兼有拉斑玄武岩的复合岩区,喷发于新生代,以中心式喷发为主,有数百座火山锥,尤以黑龙江-吉林、内蒙古高原、集宁-大同、南京地区、云南腾冲、广东雷琼地区和台湾为丰富。按产出的构造环
26、境,玄武岩分4种:发育于深海洋脊的玄武岩。大致以每年1.510(吨速率自洋脊涌出,属拉斑玄武岩类,故又名深海拉斑玄武岩,以低含量的K2O、TiO2、全铁和P2O5、高含量的CaO,区别于其他玄武岩。由于海底扩张,来自洋脊的深海拉斑玄武岩成为洋壳的主要组成。发育于洋盆内群岛和海山的玄武岩。一般由拉斑玄武岩和碱性玄武岩复合构成,其成因可能与上地幔热柱活动有关。发育于岛弧和活动大陆边缘的玄武岩。一般近深海沟一侧和早期发育的是拉斑玄武岩,规模大,分布广,并可能是细碧角斑岩系列的组成部分;向大陆方向,碱含量增高,为碱性玄武岩,但也可以有拉斑玄武岩与之共生,它们形成于岛弧和造山活动最后阶段或稳定以后,通常
27、规模较小而零散。所谓的高铝玄武岩以及共生的安山岩、英安岩、流纹岩等,出现于岛弧和造山带发育的中期。太古代晚期绿岩带的拉斑玄武岩,在成分和产状上可能相当于新生代岛弧的拉斑玄武岩。发育于大陆内部的玄武岩。它包括由裂隙喷发的大规模泛流拉斑玄武岩和少量的碱性玄武岩,它们受陆壳花岗物质混染。玄武岩由玄武岩浆结晶形成。据推断,美国夏威夷和俄罗斯堪察加的玄武岩浆直接来自地下6090公里深处,并常挟带近似上地幔的基本组成即二辉橄榄岩成分的深源捕虏体。因此,玄武岩浆起源于上地幔。利用玄武岩捕获的上地幔岩石包体,模拟进行的熔融试验表明,玄武岩浆可以由二辉橄榄岩部分熔融产生。与玄武岩有关的主要矿种是铜、铁、钛、钒、
28、钴、冰洲石等。与玄武岩中二辉橄榄岩深源包体有关的某些橄榄石、石榴子石以及来自玄武岩的富铝普通辉石、刚玉、锆石等巨晶,可以作为宝石。此外,有些玄武岩是铸石、岩棉、石灰的理想原料,火山灰可作肥料用,与火山活动有关的矿水可作医用。粗面岩粗面岩(trachyte)图片图片SiO2近于饱和而碱质较高的中性喷近于饱和而碱质较高的中性喷出岩。与粗面岩相当的深成岩是正长出岩。与粗面岩相当的深成岩是正长岩。其岩。其SiO2平均含量为平均含量为60左右,左右,Na2O+K2O为为813。粗面岩一般。粗面岩一般具块状构造,有时呈流状构造。通常具块状构造,有时呈流状构造。通常有数量不等的斑晶,基质为全晶质粗有数量不等
29、的斑晶,基质为全晶质粗面结构,当碱性长石微晶呈宽板状或面结构,当碱性长石微晶呈宽板状或近等轴粒状无定向排列时,称正长斑近等轴粒状无定向排列时,称正长斑岩结构。有时可见球粒结构。粗面岩岩结构。有时可见球粒结构。粗面岩主要由碱性长石组成,并含少量斜长主要由碱性长石组成,并含少量斜长石、石英和铁镁矿物。据次要矿物种石、石英和铁镁矿物。据次要矿物种属,可对粗面岩作进一步命名,常见属,可对粗面岩作进一步命名,常见的有石英粗面岩、黑云母粗面岩、钠的有石英粗面岩、黑云母粗面岩、钠闪粗面岩、霓辉粗面岩、白榴粗面岩闪粗面岩、霓辉粗面岩、白榴粗面岩和蓝方粗面岩等。其中前两种岩石称和蓝方粗面岩等。其中前两种岩石称钙
30、碱性粗面岩,后三种称碱性粗面岩。钙碱性粗面岩,后三种称碱性粗面岩。关于粗面岩的成因关于粗面岩的成因,一种观点认为粗一种观点认为粗面质岩浆是派生岩浆,并且主要与岩面质岩浆是派生岩浆,并且主要与岩浆同化作用有联系。另一种观点认为浆同化作用有联系。另一种观点认为是碱性玄武岩浆分异作用的产物,分是碱性玄武岩浆分异作用的产物,分异作用有两种演化趋势。一是向碱度异作用有两种演化趋势。一是向碱度增大的方向发展,即碱性玄武岩增大的方向发展,即碱性玄武岩粗粗安岩安岩粗面岩粗面岩响岩;二是向酸度增响岩;二是向酸度增大的方向发展,即碱性玄武岩大的方向发展,即碱性玄武岩粗面粗面岩岩碱性流纹岩。碱性流纹岩。二长岩二长岩
31、(monzonite)图片图片一种中性侵入岩。碱性长石和斜一种中性侵入岩。碱性长石和斜长石含量大致相当,石英含量长石含量大致相当,石英含量K2O变化至变化至Na2OK2O或或Na2O2O。安山岩和粗面岩是两类常见的中性火山岩,安山岩和粗面岩是两类常见的中性火山岩,它们的典型结构分别是交织结构(又称安山它们的典型结构分别是交织结构(又称安山结构)和粗面结构。角斑岩是成分与粗面岩结构)和粗面结构。角斑岩是成分与粗面岩近似的富钠海相中性火山岩,它与细碧岩一近似的富钠海相中性火山岩,它与细碧岩一起构成独立的钠质海相火山岩系列。玻安岩起构成独立的钠质海相火山岩系列。玻安岩是高镁、低钛的安山质岩石,与拉斑
32、玄武岩、是高镁、低钛的安山质岩石,与拉斑玄武岩、细碧岩一起构成岛弧的早阶段火山岩系。冰细碧岩一起构成岛弧的早阶段火山岩系。冰岛岩是低铝、富铁的安山岩。安山岩可与玄岛岩是低铝、富铁的安山岩。安山岩可与玄武安山岩、英安岩、流纹岩组成钙碱性岩石武安山岩、英安岩、流纹岩组成钙碱性岩石系列,冰岛岩可与大量玄武岩以及英安岩、系列,冰岛岩可与大量玄武岩以及英安岩、流纹岩组成拉斑质岩石系列流纹岩组成拉斑质岩石系列,它们同属亚碱性它们同属亚碱性岩系岩系,产于活动大陆边缘或火山岛弧。一些富产于活动大陆边缘或火山岛弧。一些富钾的安山岩、粗安岩、粗面岩钾的安山岩、粗安岩、粗面岩,可以与玄武岩可以与玄武岩组成一套独特的
33、岩石组成一套独特的岩石,称为橄榄安粗岩组合,称为橄榄安粗岩组合,也产于岛弧或活动大陆边缘以及裂谷带。鉴也产于岛弧或活动大陆边缘以及裂谷带。鉴于中性岩既可以与基性岩或酸性岩密切共生,于中性岩既可以与基性岩或酸性岩密切共生,也可以与碱性岩有亲缘关系,因此它的成因也可以与碱性岩有亲缘关系,因此它的成因十分复杂。即使是安山岩,也因它产出构造十分复杂。即使是安山岩,也因它产出构造环境不同而有不同的成因解释。环境不同而有不同的成因解释。碳酸岩碳酸岩(carbonatite)图片图片在空间上和成因上与碱超基性杂岩体有关的、主在空间上和成因上与碱超基性杂岩体有关的、主要由碳酸盐矿物组成的火成岩。要由碳酸盐矿物
34、组成的火成岩。carbonatite一词一词由挪威地质学家及矿物学家由挪威地质学家及矿物学家W.C.布勒格于布勒格于1921年正式引入地质文献。年正式引入地质文献。岩石呈浅灰至灰白色;粒状结构,细至粗粒,有岩石呈浅灰至灰白色;粒状结构,细至粗粒,有时呈巨晶结构;常为块状构造,有时见原生条带、时呈巨晶结构;常为块状构造,有时见原生条带、球粒和球体构造。化学成分特殊,与一般硅酸盐球粒和球体构造。化学成分特殊,与一般硅酸盐岩浆岩相比岩浆岩相比,富富CaO及及CO2,贫,贫SiO2及及Al2O3;与沉积碳酸盐岩相比,富与沉积碳酸盐岩相比,富SiO2及及Fe、Mg、Al、Ti、P等的氧化物等的氧化物,而
35、而CaO及及CO2较低。主要组成较低。主要组成矿物为方解石、白云石及铁白云石,偶尔见菱铁矿物为方解石、白云石及铁白云石,偶尔见菱铁矿。此外矿。此外,还富含多种(还富含多种(180种左右)次要矿物和种左右)次要矿物和副矿物,如辉石类、金云母、磷灰石、天青石、副矿物,如辉石类、金云母、磷灰石、天青石、铈族稀土氟碳酸盐矿物、磁铁矿、铌钽矿物、铀铈族稀土氟碳酸盐矿物、磁铁矿、铌钽矿物、铀钍矿物、萤石、碳硅石等。一般根据所含碳酸盐钍矿物、萤石、碳硅石等。一般根据所含碳酸盐矿物分为:方解石碳酸岩、白云石碳酸岩、铁白矿物分为:方解石碳酸岩、白云石碳酸岩、铁白云石碳酸岩和菱铁矿碳酸岩等。碳酸岩主要呈中云石碳酸
36、岩和菱铁矿碳酸岩等。碳酸岩主要呈中心型侵入杂岩体产出,产状有中心岩株体、环状、心型侵入杂岩体产出,产状有中心岩株体、环状、锥状及放射状岩墙、岩床、岩流及岩被等。已知锥状及放射状岩墙、岩床、岩流及岩被等。已知中心岩株由顶到底达中心岩株由顶到底达1万米。碳酸岩常发生强烈万米。碳酸岩常发生强烈分离结晶作用、熔离作用和碱交代作用。碳酸岩分离结晶作用、熔离作用和碱交代作用。碳酸岩的分布与深断裂有关,主要产于古老地台边缘断的分布与深断裂有关,主要产于古老地台边缘断裂系及褶皱带内中间地块断裂带。空间上它经常裂系及褶皱带内中间地块断裂带。空间上它经常与碱性岩超基性杂岩体或金伯利岩共生。除南与碱性岩超基性杂岩体
37、或金伯利岩共生。除南极洲外,所有大陆都有碳酸岩的分布。极洲外,所有大陆都有碳酸岩的分布。成因说法不同,有下列几种:成因说法不同,有下列几种:超基性岩浆衍生超基性岩浆衍生的碳酸盐岩浆结晶生成的碳酸盐岩浆结晶生成;碱超基性岩浆分离出碱超基性岩浆分离出的富的富CO2热液交代碱性岩或超基性岩生成热液交代碱性岩或超基性岩生成;富富CO2的含矿热液充填围岩裂隙形成碳酸岩伴生的的含矿热液充填围岩裂隙形成碳酸岩伴生的矿产种类多矿产种类多,这是它与其他岩浆岩的重要区别。主这是它与其他岩浆岩的重要区别。主要矿产有铈族稀土、铌、铀要矿产有铈族稀土、铌、铀(钍钍)、铁、钛、磷、铁、钛、磷、铜、铅、锌、蛭石、萤石及碳酸
38、盐原料等。铜、铅、锌、蛭石、萤石及碳酸盐原料等。酸性火山玻璃岩酸性火山玻璃岩(acidvolcanicglass)图片图片黑曜岩、松脂岩和珍珠岩的统称。其组成物质的黑曜岩、松脂岩和珍珠岩的统称。其组成物质的80100为火山玻璃为火山玻璃,是流纹质和英安质岩浆在地表是流纹质和英安质岩浆在地表快速冷凝的产物。三者主要的区别是含水量不同,快速冷凝的产物。三者主要的区别是含水量不同,其中黑曜岩含水量很低(其中黑曜岩含水量很低(Na2O,Al2O3(K2O+Na2O)。MgO/SiO2近于近于1,当岩石强烈碳酸盐化时当岩石强烈碳酸盐化时,Mg(被被Ca(替代,替代,使使(MgO+CaO)含量与含量与Si
39、O2近于相等。近于相等。岩浆富含岩浆富含H2O及及CO2,导致岩石强烈蚀变。导致岩石强烈蚀变。在微量元素在微量元素方面,含一般超基性岩所共有的以方面,含一般超基性岩所共有的以Cr、Ni、Co为主的相容元素和含为主的相容元素和含Rb、Cs、Ba、Sr、Zr、Nb、Th、REE、P等为主的不相容元素等为主的不相容元素REE主要含在钙钛矿和磷灰石中。金伯利岩以主要含在钙钛矿和磷灰石中。金伯利岩以LREE很富集的简很富集的简单线形单线形REE配分型式和配分型式和La/Yb比值大部分为比值大部分为80200为特征为特征,比大多数其他幔源镁铁质、超镁铁质岩比大多数其他幔源镁铁质、超镁铁质岩浆岩高,这一特征
40、反映了金伯利岩母岩浆的特征。浆岩高,这一特征反映了金伯利岩母岩浆的特征。金伯利岩常呈岩筒、岩墙产出。有经济价值的原生金刚石矿床产于岩筒中。岩筒的面积一般不足金伯利岩常呈岩筒、岩墙产出。有经济价值的原生金刚石矿床产于岩筒中。岩筒的面积一般不足1万万平方米,少数达平方米,少数达1平方公里,最大的未超过平方公里,最大的未超过2平方公里,常成群出现,著名的南非金伯利岩就是由十平方公里,常成群出现,著名的南非金伯利岩就是由十多个著名的岩筒组成的岩筒群。金伯利岩岩墙厚度小,一般小于多个著名的岩筒组成的岩筒群。金伯利岩岩墙厚度小,一般小于2米米,但长度大,最长达但长度大,最长达65公里,成公里,成群出现则构
41、成岩墙群,少数呈环状岩墙。金伯利岩岩床、金伯利岩火山口、火山口湖以及火山沉积群出现则构成岩墙群,少数呈环状岩墙。金伯利岩岩床、金伯利岩火山口、火山口湖以及火山沉积是少见的。金伯利岩形成的地质时代,自太古宙延续至新生代是少见的。金伯利岩形成的地质时代,自太古宙延续至新生代,就世界范围看就世界范围看,主要形成于中生代晚主要形成于中生代晚期,但在一个相当规模的金伯利岩带或区域往往是多时代的。期,但在一个相当规模的金伯利岩带或区域往往是多时代的。金伯利岩成因仍在探索中通过橄榄岩金伯利岩成因仍在探索中通过橄榄岩CO2-H2O系统的高压高温实验研究,金伯利岩岩浆被认为是系统的高压高温实验研究,金伯利岩岩浆
42、被认为是在富在富CO2条件下由金云母、菱镁矿、石榴二辉橄榄岩组成的碳化橄榄岩地幔在条件下由金云母、菱镁矿、石榴二辉橄榄岩组成的碳化橄榄岩地幔在405010(帕和帕和10001300的温压条件下的似低共熔作用产生的。并提出了来自地幔深部的以的温压条件下的似低共熔作用产生的。并提出了来自地幔深部的以C-H-O为主的还原为主的还原蒸汽的释放和渗透的底辟模式蒸汽的释放和渗透的底辟模式,使得在使得在260公里上下深度的大陆地盾地温线切割了橄榄岩公里上下深度的大陆地盾地温线切割了橄榄岩-CO2-H2O系统的固相线系统的固相线,从而发生了部分熔融和熔融底辟体的绝热上升。由更深部位快速上升的金伯利岩岩浆从而发
43、生了部分熔融和熔融底辟体的绝热上升。由更深部位快速上升的金伯利岩岩浆可能形成携带金刚石的金伯利岩。对存在可能形成携带金刚石的金伯利岩。对存在C-O-H流体的地幔橄榄岩的熔化条件流体的地幔橄榄岩的熔化条件(P.T.fO2) 已开展研究已开展研究,这将有助于大陆下的地幔的金伯利岩岩浆和金刚石成因的认识。这将有助于大陆下的地幔的金伯利岩岩浆和金刚石成因的认识。普遍认为,形成金伯利岩并富含金刚石的最有利的大地构造环境,是具有古老大陆克拉通地壳和其普遍认为,形成金伯利岩并富含金刚石的最有利的大地构造环境,是具有古老大陆克拉通地壳和其后长期有稳定盖层的地域。后长期有稳定盖层的地域。不是所有的金伯利岩都含金
44、刚石,含金刚石较富的金伯利岩岩体已知为数不多。尚未解决的一个问不是所有的金伯利岩都含金刚石,含金刚石较富的金伯利岩岩体已知为数不多。尚未解决的一个问题是金刚石是由富题是金刚石是由富CO2的金伯利岩岩浆直接晶出的还是混入金伯利岩中的上地幔捕虏晶,还是两种的金伯利岩岩浆直接晶出的还是混入金伯利岩中的上地幔捕虏晶,还是两种情况都存在。已知上地幔石榴二辉橄榄岩和榴辉岩中赋存有金刚石。虽然尚有不同的看法,但人们情况都存在。已知上地幔石榴二辉橄榄岩和榴辉岩中赋存有金刚石。虽然尚有不同的看法,但人们对含金刚石的贫与富常有以下经验性或统计的规律:对含金刚石的贫与富常有以下经验性或统计的规律:具火山碎屑结构的金
45、伯利岩,若富含镁铝榴具火山碎屑结构的金伯利岩,若富含镁铝榴石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄岩等上地幔包体或其矿物包体,则金刚石富且质量好石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄岩等上地幔包体或其矿物包体,则金刚石富且质量好,含地壳围岩含地壳围岩碎屑多的碎屑多的,则较贫。则较贫。具斑状结构的金伯利岩含金刚石较富,呈显微斑状结构的较贫。具斑状结构的金伯利岩含金刚石较富,呈显微斑状结构的较贫。富含橄榄富含橄榄石且颗粒粗大的金伯利岩石且颗粒粗大的金伯利岩,含金刚石富含金刚石富,而富含金云母的金伯利岩而富含金云母的金伯利岩,含金刚石贫。含金刚石贫。橄榄石含橄榄石含Mg和和Cr越高越高,含金刚石也越富含金刚石也越富,
46、铬铁矿含量高和铬铁矿中铬铁矿含量高和铬铁矿中Cr/(Cr+Al)90,金刚石含量高,富,金刚石含量高,富Cr贫贫Al的透辉的透辉石石(Cr2O31.2)含量较多以及镁铝榴石含含量较多以及镁铝榴石含Cr高高(Cr2O32.5),金刚石含量也高。,金刚石含量也高。橄榄岩橄榄岩(peridotite)图片图片橄榄石和辉石组成的超基性深成岩。橄橄榄石和辉石组成的超基性深成岩。橄榄石一般为镁橄榄石和贵橄榄石;辉石榄石一般为镁橄榄石和贵橄榄石;辉石为斜方辉石和单斜辉石;少量矿物有石为斜方辉石和单斜辉石;少量矿物有石榴子石、云母、斜长石等;副矿物为铬榴子石、云母、斜长石等;副矿物为铬尖晶石、钛铁矿以及其他金
47、属矿物。在尖晶石、钛铁矿以及其他金属矿物。在中国西藏的一些超基性岩中还发现了金中国西藏的一些超基性岩中还发现了金刚石、石墨、碳硅石、锆石等矿物。在刚石、石墨、碳硅石、锆石等矿物。在化学成分上橄榄岩以化学成分上橄榄岩以SiO2K2O为特征。安山岩与玄武岩常不易区别,一般认为,为特征。安山岩与玄武岩常不易区别,一般认为,SiO252,色率色率256毫米)砾岩、大砾(毫米)砾岩、大砾(64256毫米)毫米)砾岩、卵石(砾岩、卵石(464毫米)砾岩和细砾毫米)砾岩和细砾(24毫米毫米)砾岩。根据砾石成分的复杂性,砾岩可分为单成砾岩。根据砾石成分的复杂性,砾岩可分为单成分砾岩和复成分砾岩。根据砾岩在地质
48、剖面中的分砾岩和复成分砾岩。根据砾岩在地质剖面中的位置,可分为底砾岩和层间砾岩。底砾岩位于海位置,可分为底砾岩和层间砾岩。底砾岩位于海侵层序的底部侵层序的底部,与下伏岩层呈不整合或假整合接触与下伏岩层呈不整合或假整合接触,代表了一定地质时期的沉积间断。如河北唐山震代表了一定地质时期的沉积间断。如河北唐山震旦系底部长城统石英岩质砾岩。层间砾岩整合地旦系底部长城统石英岩质砾岩。层间砾岩整合地产于地层内部,不代表任何侵蚀间断。如中国北产于地层内部,不代表任何侵蚀间断。如中国北方寒武系和奥陶系的竹叶状灰岩。方寒武系和奥陶系的竹叶状灰岩。砾岩的形成决定于砾岩的形成决定于3个条件个条件:有供给岩屑的源区;
49、有供给岩屑的源区;有足以搬运碎屑的水流;有搬运能量逐渐衰减的有足以搬运碎屑的水流;有搬运能量逐渐衰减的沉积地区。因此,地形陡峭、气候干燥的山区,沉积地区。因此,地形陡峭、气候干燥的山区,活动的断层崖和后退岩岸是砾岩形成的有利条件。活动的断层崖和后退岩岸是砾岩形成的有利条件。巨厚的砾岩层往往形成于大规模的造山运动之后,巨厚的砾岩层往往形成于大规模的造山运动之后,是强烈地壳抬升的有力证据。砾岩的成分、结构、是强烈地壳抬升的有力证据。砾岩的成分、结构、砾石排列方位,砾岩体的形态反映陆源区母岩成砾石排列方位,砾岩体的形态反映陆源区母岩成分、剥蚀和沉积速度、搬运距离、水流方向和盆分、剥蚀和沉积速度、搬运
50、距离、水流方向和盆地边界等自然条件。愈靠近盆地边界,沉积物的地边界等自然条件。愈靠近盆地边界,沉积物的粒度愈大,其中陆源碎屑总含量也愈高。这些对粒度愈大,其中陆源碎屑总含量也愈高。这些对岩相古地理的研究都是非常重要的。此外,古砾岩相古地理的研究都是非常重要的。此外,古砾石层常是重要的储水层,砾岩的填隙物中常含金、石层常是重要的储水层,砾岩的填隙物中常含金、铂、金刚石等贵重矿产,砾岩还可作建筑材料。铂、金刚石等贵重矿产,砾岩还可作建筑材料。硅质岩硅质岩(siliceousrocks)由化学或生物化学作用形成的以二氧化硅为主要造岩成分的沉积岩。也称燧石岩。一由化学或生物化学作用形成的以二氧化硅为主
51、要造岩成分的沉积岩。也称燧石岩。一般含般含SiO2在在80以上,常可达以上,常可达95以上。其中以上。其中SiO2矿物不是来自碎屑,而是来自生矿物不是来自碎屑,而是来自生物的硅质骨骼、壳体或碎片,由化学作用直接沉淀或交代作用产生。火山活动可提高物的硅质骨骼、壳体或碎片,由化学作用直接沉淀或交代作用产生。火山活动可提高海洋中的硅质含量,也是硅质岩中硅的主要物源。硅质岩中主要矿物是蛋白石、玉髓海洋中的硅质含量,也是硅质岩中硅的主要物源。硅质岩中主要矿物是蛋白石、玉髓和自生石英。硅质岩有两大类结构。一类是生物结构,在硅质岩中显微镜下可看到放和自生石英。硅质岩有两大类结构。一类是生物结构,在硅质岩中显
52、微镜下可看到放射虫、硅藻或硅质交代残留的钙藻等。另一类是非生物的化学沉淀结构。原生沉淀的射虫、硅藻或硅质交代残留的钙藻等。另一类是非生物的化学沉淀结构。原生沉淀的硅质一般是非晶质结构,但是经过成岩作用,非晶质蛋白石转变为结晶质玉髓和石英,硅质一般是非晶质结构,但是经过成岩作用,非晶质蛋白石转变为结晶质玉髓和石英,成为结晶质结构。硅质岩分为层状硅质岩和结核状硅质岩,以及不规则交代的硅质岩成为结晶质结构。硅质岩分为层状硅质岩和结核状硅质岩,以及不规则交代的硅质岩等构造。硅质岩有由硅质壳生物堆积的、化学沉淀的、成岩结核化的和硅质交代碳酸等构造。硅质岩有由硅质壳生物堆积的、化学沉淀的、成岩结核化的和硅
53、质交代碳酸盐岩的等数种成因。但是海水中硅质的富集往往与火山活动带来的硅质有联系。盐岩的等数种成因。但是海水中硅质的富集往往与火山活动带来的硅质有联系。硅质岩分为硅质岩分为3类:类:生物硅质岩生物硅质岩,如由放射虫球状体堆积而成的放射虫硅质岩;主要由硅质海绵骨针堆积如由放射虫球状体堆积而成的放射虫硅质岩;主要由硅质海绵骨针堆积并由化学沉淀的并由化学沉淀的SiO2胶结形成的海绵硅质岩;主要由硅藻组成,并由粘土质充填或混胶结形成的海绵硅质岩;主要由硅藻组成,并由粘土质充填或混杂胶结而成的硅藻土。放射虫硅质岩又可分两大类杂胶结而成的硅藻土。放射虫硅质岩又可分两大类,一类是地槽型放射虫硅质岩一类是地槽型
54、放射虫硅质岩,与深海与深海洋壳型蛇绿岩、混杂岩共生,在中国西藏的三叠系洋壳型蛇绿岩、混杂岩共生,在中国西藏的三叠系侏罗系、新疆的寒武系侏罗系、新疆的寒武系奥陶系奥陶系和内蒙的泥盆系中都有这类放射虫硅质岩和内蒙的泥盆系中都有这类放射虫硅质岩;另一类是地台型放射虫硅质岩另一类是地台型放射虫硅质岩,与浅海碳酸盐与浅海碳酸盐岩和碎屑岩共生,出现在地台的裂陷带,在中国广东下二叠统的当冲组和江浙一带的岩和碎屑岩共生,出现在地台的裂陷带,在中国广东下二叠统的当冲组和江浙一带的鸡山组都有这类放射虫硅质岩。硅藻土在陆相湖泊中沉积较丰富,在中国的山东、吉鸡山组都有这类放射虫硅质岩。硅藻土在陆相湖泊中沉积较丰富,在
55、中国的山东、吉林和云南等地,有多处第三纪沉积的硅藻土矿床。林和云南等地,有多处第三纪沉积的硅藻土矿床。化学硅质岩,由沉积的或交代碳酸盐或其他矿物的化学硅质岩,由沉积的或交代碳酸盐或其他矿物的SiO2为主要成分的岩石,质地坚为主要成分的岩石,质地坚硬,一般称为燧石岩。含氧化铁杂质的硬,一般称为燧石岩。含氧化铁杂质的,称铁质碧玉岩称铁质碧玉岩,常呈红色、绿色或黄色;含有机常呈红色、绿色或黄色;含有机炭的,称炭质碧玉岩,常呈黑色;燧石岩和碧玉岩在元古宙的地层中经常出现。炭的,称炭质碧玉岩,常呈黑色;燧石岩和碧玉岩在元古宙的地层中经常出现。凝灰硅质岩,由脱玻化玻屑为主要造岩成分的蛋白石岩,又称瓷土岩。
56、其中蛋白石凝灰硅质岩,由脱玻化玻屑为主要造岩成分的蛋白石岩,又称瓷土岩。其中蛋白石呈超显微状球体集聚状,孔隙多,质地较轻,含少量粘土成分,是火山灰沉积在湖、呈超显微状球体集聚状,孔隙多,质地较轻,含少量粘土成分,是火山灰沉积在湖、海中改造而成的一种特殊的硅质岩。凝灰硅质岩或瓷土岩常出现在中生代以后的地层海中改造而成的一种特殊的硅质岩。凝灰硅质岩或瓷土岩常出现在中生代以后的地层中,例如在黑龙江、嫩江一带有其分布中,例如在黑龙江、嫩江一带有其分布。磷质岩磷质岩(phosphaticrocks)图片图片富含磷酸盐矿物的化学生物化学沉积岩。富含磷酸盐矿物的化学生物化学沉积岩。又称磷块岩。又称磷块岩。P
57、2O5含量大于含量大于58%。磷酸。磷酸盐矿物主要是磷灰石的变种,常见的有羟盐矿物主要是磷灰石的变种,常见的有羟基磷灰石、碳磷灰石、氟磷灰石和氯磷灰基磷灰石、碳磷灰石、氟磷灰石和氯磷灰石。有些磷质岩中含铈、镧等稀土元素,石。有些磷质岩中含铈、镧等稀土元素,而成为稀土磷质岩。在显微镜下沉积磷质而成为稀土磷质岩。在显微镜下沉积磷质岩呈隐晶结构,层状构造,与黑色页岩、岩呈隐晶结构,层状构造,与黑色页岩、硅质岩或碳酸盐岩互层,有时呈透镜状、硅质岩或碳酸盐岩互层,有时呈透镜状、结核状或内碎屑团块或角砾状构造。磷质结核状或内碎屑团块或角砾状构造。磷质岩也可成犬牙交错构造与泥晶石灰岩渐变岩也可成犬牙交错构造
58、与泥晶石灰岩渐变或过渡。磷灰岩主要类型有磷块岩,一般或过渡。磷灰岩主要类型有磷块岩,一般是成层的,含磷品位较高是成层的,含磷品位较高,P2O5含量在含量在12以上;磷质页岩或磷质泥灰岩,一般是以上;磷质页岩或磷质泥灰岩,一般是黑色页岩或硅质岩层内夹层,黑色页岩或硅质岩层内夹层,P2O5含量含量812;含磷沉积岩,含磷结核的页岩或;含磷沉积岩,含磷结核的页岩或灰岩灰岩,磷质部分胶结的砂岩等的磷质部分胶结的砂岩等的P2O5含量含量为为58;鸟粪磷块岩,含磷极高,一般;鸟粪磷块岩,含磷极高,一般在在30以上。以上。磷质岩主要有三种成因。磷质岩主要有三种成因。海洋沉积。由海洋沉积。由海洋生物骨骼中分解
59、出的磷质或海底火山海洋生物骨骼中分解出的磷质或海底火山喷发析离在海水中的磷质被上升的海洋水喷发析离在海水中的磷质被上升的海洋水流带到浅海台地富集而成。这种成因的磷流带到浅海台地富集而成。这种成因的磷质岩呈稳定的层状,也可呈结核状,是工质岩呈稳定的层状,也可呈结核状,是工业用磷矿的主要类型。业用磷矿的主要类型。风化残积。在含风化残积。在含磷质岩石(岩浆岩磷质岩石(岩浆岩(见火成岩见火成岩)、变质岩或沉、变质岩或沉积岩)的风化带由于淋滤而形成残坡积磷积岩)的风化带由于淋滤而形成残坡积磷质岩或洞穴堆积,使分散的磷质聚集为较质岩或洞穴堆积,使分散的磷质聚集为较富的磷质岩;富的磷质岩;主要是海鸟的粪便堆
60、积而主要是海鸟的粪便堆积而成,在中国西沙和南沙群岛有鸟粪磷块岩成,在中国西沙和南沙群岛有鸟粪磷块岩分布。磷质岩主要用于制造磷肥,也用于分布。磷质岩主要用于制造磷肥,也用于化学工业如制药品、火药等。化学工业如制药品、火药等。铝质岩铝质岩(aluminousrocks)富含氧化铝和铝硅酸盐矿物的化学沉积岩。又称铝土岩或铝钒土。富含氧化铝和铝硅酸盐矿物的化学沉积岩。又称铝土岩或铝钒土。Al2O3含量含量大于大于40,Al2O3/SiO2比值大于比值大于2.5的铝质岩称为铝土矿铝质岩中主要含铝矿的铝质岩称为铝土矿铝质岩中主要含铝矿物有三水铝石、一水铝石和勃姆石。常含有高岭石和伊利石。铝质岩一般具物有三
61、水铝石、一水铝石和勃姆石。常含有高岭石和伊利石。铝质岩一般具胶体结构,矿物颗粒细小,常小于胶体结构,矿物颗粒细小,常小于0.01毫米;常有内碎屑状颗粒结构。铝质毫米;常有内碎屑状颗粒结构。铝质岩可具有鲕状、豆状等结构和葡萄状、块状、凝块状构造,有时成角砾状凝岩可具有鲕状、豆状等结构和葡萄状、块状、凝块状构造,有时成角砾状凝块结合体构造。块结合体构造。铝和铁一样都是原岩风化过程中趋于稳定的元素,因此铝质岩常常出现在原铝和铁一样都是原岩风化过程中趋于稳定的元素,因此铝质岩常常出现在原岩风化壳滞留带中。中、基性岩浆岩或巨厚石灰岩经风化,残留的岩风化壳滞留带中。中、基性岩浆岩或巨厚石灰岩经风化,残留的
62、Al2O3进入进入水盆地沉淀而形成铝质岩,未经远程搬运而在原地或近地堆积则形成红土型水盆地沉淀而形成铝质岩,未经远程搬运而在原地或近地堆积则形成红土型铝土矿。固结成岩后再次溶塌堆积的铝土矿是一种特殊的铝质岩。铝土矿。固结成岩后再次溶塌堆积的铝土矿是一种特殊的铝质岩。铝质岩按成因可概略地分为下列铝质岩按成因可概略地分为下列2类类:残积铝质岩,产于基性岩和中基性岩残积铝质岩,产于基性岩和中基性岩的强烈风化带。著名的牙买加及邻区的红土型铝土矿属于这种类型,中国福的强烈风化带。著名的牙买加及邻区的红土型铝土矿属于这种类型,中国福建和海南岛也有这类铝质岩分布。建和海南岛也有这类铝质岩分布。沉积铝质岩,具
63、有层位稳定的特点,一沉积铝质岩,具有层位稳定的特点,一般分布于碳酸盐岩侵蚀面之上。中国的贵州、河南、山西等地的寒武系或奥般分布于碳酸盐岩侵蚀面之上。中国的贵州、河南、山西等地的寒武系或奥陶系石灰岩与石炭纪含煤岩系之间的侵蚀面上,广泛发育沉积铝质岩或铝土陶系石灰岩与石炭纪含煤岩系之间的侵蚀面上,广泛发育沉积铝质岩或铝土矿层。一般红土残积型铝质岩是以三水铝石为主要含铝矿物,而沉积型铝质矿层。一般红土残积型铝质岩是以三水铝石为主要含铝矿物,而沉积型铝质岩是以一水铝石为主要含铝矿物。沉积的铝质岩或铝土矿层,经过岩溶作用岩是以一水铝石为主要含铝矿物。沉积的铝质岩或铝土矿层,经过岩溶作用塌陷再堆积而成为块
64、状铝质岩或铝土矿是一种特殊的例子,在广西一带存在塌陷再堆积而成为块状铝质岩或铝土矿是一种特殊的例子,在广西一带存在这类铝质岩。这类铝质岩。石灰岩石灰岩(limestone)图片图片主要由方解石组成的碳酸盐岩。主要由方解石组成的碳酸盐岩。常简称灰岩。古代石灰岩则是由常简称灰岩。古代石灰岩则是由低镁方解石组成。石灰岩成分中低镁方解石组成。石灰岩成分中经常混入有白云石、石膏、菱镁经常混入有白云石、石膏、菱镁矿、黄铁矿、蛋白石、玉髓、石矿、黄铁矿、蛋白石、玉髓、石英、海绿石、萤石、磷酸盐矿物英、海绿石、萤石、磷酸盐矿物等。此外还常含有粘土、石英碎等。此外还常含有粘土、石英碎屑、长石碎屑和其他重矿物碎屑
65、。屑、长石碎屑和其他重矿物碎屑。现代碳酸钙沉积物由文石、高镁现代碳酸钙沉积物由文石、高镁方解石组成。方解石组成。分类主要有两种:一种是化学成分类主要有两种:一种是化学成分的分类,多被化工等部门采用;分的分类,多被化工等部门采用;另一种是结构多级分类,多被地另一种是结构多级分类,多被地质、石油等部门采用。质、石油等部门采用。20世纪世纪50年代末至年代末至60年代初提出年代初提出的石灰岩结构分类主要有:的石灰岩结构分类主要有:福福克分类。该分类根据异化颗粒、克分类。该分类根据异化颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物为三角图泥晶基质、亮晶胶结物为三角图的三端员组分,将石灰岩划分为的三端员组分,将石灰岩划分为
66、淀晶粒屑灰岩、泥晶粒屑灰岩和淀晶粒屑灰岩、泥晶粒屑灰岩和以泥晶方解石为主的正常化学灰以泥晶方解石为主的正常化学灰岩。此外还划分出原地礁灰岩和岩。此外还划分出原地礁灰岩和重结晶灰岩。重结晶灰岩。顿哈姆的结构分顿哈姆的结构分类。是以颗粒和泥晶(或灰泥)类。是以颗粒和泥晶(或灰泥)为两端员组分的分类。将石灰岩为两端员组分的分类。将石灰岩分为分为4类类,即颗粒岩、泥质颗粒岩、即颗粒岩、泥质颗粒岩、颗粒质泥岩、泥岩。颗粒质泥岩、泥岩。中国学者中国学者的结构成因分类方案的结构成因分类方案。砂岩(sandstone)图片粒径为20.0625毫米的砂占全部碎屑50以上的碎屑岩。砂岩由碎屑和填隙物组成。碎屑成分
67、以石英为主,其次是长石、岩屑、白云母、绿泥石、重矿物等。碎屑主要有三个来源:陆源的、盆内的(大部分为碳酸盐砂)和火山源的,其中以陆源的数量最多。砂岩占沉积物总体积的1/4,仅次于泥质岩。砂岩能提供许多地质历史的重要信息。砂岩的碎屑成分是探索物源区的线索,它们的定向构造指示古水流方向,砂体几何形态反映沉积环境。砂和砂岩构成了石油、天然气和地下水的重要储集层。磁铁矿、钛铁矿等砂矿都是重要的沉积矿产。许多砂和砂岩都可应用于磨料、玻璃原料、建筑材料等。砂岩的主要类型有石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩。石英砂岩,石英及硅质岩屑的含量占砂级碎屑总量95%以上,仅含少量或不含长石、岩屑和重矿物。碎屑颗粒常以单晶
68、石英为主,磨圆度和分选性都比较好,成分成熟度和结构成熟度都是最高的。长石砂岩,长石碎屑含量占砂级碎屑总量25以上。其中石英含量75,可含较多的云母和重矿物。胶结物主要为钙质和铁质,常含粘土杂基。岩屑砂岩,岩屑含量占砂级碎屑总量25%以上。其中石英含量75,并可含少量长石(Na2O,K2O约37,REE、LREE/HREE和Eu变化大。紫苏花岗岩形成于高温(700)、高压(15公里深度)麻粒岩相变质岩区,是高级区域变质成因的火成岩或与麻粒岩互层的变质岩。它出露于经过深度侵蚀的前寒武纪基底杂岩,常与麻粒岩,有时与斜长岩共生。麻粒岩(granulite)图片在高温条件下形成的区域变质岩。矿物成分主要
69、有紫苏辉石、透辉石和斜长石,普通角闪石和黑云母亦较常见,有时还有条纹长石、石英、石榴子石、堇青石和蓝晶石等,副矿物主要有金红石和钛铁矿等。麻粒岩的定义已趋统一,例如,它是麻粒岩相变质的岩石,长石有一定的含量,无水铁镁矿物中紫苏辉石为主要特征矿物,结构主要是花岗变晶结构等。但在铁镁矿物和长石含量等方面,尚有分歧。一种意见认为麻粒岩中的铁镁矿物含量不大于30,其余应为浅色矿物,暗色矿物含量超过30者不归入麻粒岩类。另一种意见认为麻粒岩中暗色矿物含量可达8085。还有的认为麻粒岩中紫苏辉石的含量应占暗色矿物的一半以上。麻粒岩形成时,水压大大小于固体总压,温度大致为700900,压力为0.71.210
70、(帕,相当于2540公里的深度。关于麻粒岩的成因,一种比较普遍的看法是:原先位于地壳上部的原岩因某种构造作用而埋藏到地壳深部,由于高温变质作用,形成了麻粒岩相的矿物组合。70年代以来,有的地质学家提出了一种以深成作用为基础的板底垫托机制的新看法,他们否认麻粒岩原岩的上地壳性质,认为麻粒岩的原岩是上地幔派生的岩浆岩,岩浆从下面直接垫托于地壳底部,从高温开始冷却,并在麻粒岩相条件下结晶。有的学者提出了另一种板底垫托机制,强调麻粒岩形成于科迪勒拉型大陆边缘,原岩为俯冲洋壳部分熔融的产物。麻粒岩主要属早前寒武纪,在太古宙分布最广,其他时代少见。在麻粒岩分布区有丰富的矿产,如金、银、铬、镍、铂、铜、铅、
71、硼、石墨、压电石英、宝石、云母、金红石、夕线石、磷矿等。因此,这些地区是重要的普查找矿区。斜长角闪岩(amphibolite)图片主要由角闪石和斜长石组成的中、高级区域变质岩。又称角闪岩。角闪石和斜长石的含量相近。可含少量石英、铁铝榴石、黑云母、单斜辉石和斜方辉石。常为中、细粒纤状变晶结构,可具有块状、条带状或芝麻点状构造。关于斜长角闪岩的原岩类型和成因,岩石学家看法不一。斜长角闪岩的原岩可以是辉长岩和辉绿岩等侵入岩、玄武质熔岩或凝灰岩、泥质灰岩或钙质页岩等,但是要准确鉴定由不同原岩形成的斜长角闪岩,需要对斜长角闪岩的产状、接触关系、结构构造、矿物成分、地球化学和副矿物特征等作综合研究。绿片岩
72、(greenschist)图片主要由绿泥石、绿帘石、阳起石和石英等绿色矿物组成的、具片状构造的低级区域变质岩。又称绿色片岩。矿物成分主要为绿泥石、绿帘石、黝帘石、阳起石、斜长石和石英。斜长石一般为钠长石,有时为更长石,可含少量云母和碳酸盐类矿物。原岩为基性火山岩、凝灰岩、硬砂岩及铁质白云质泥灰岩等。绿片岩进一步命名时,常以最多的暗色矿物作为基本名称,如绿帘绿泥片岩、绿泥阳起片岩等。片麻岩(gneiss)图片主要由长石、石英组成,中粗粒变晶结构和片麻状或条带状构造的变质岩。关于片麻岩的含义及其与片岩的区分标志,各国岩石学家的看法不尽一致。英国和美国主要根据岩石的构造(片状或片麻状)来区分片岩和片
73、麻岩,北欧一些国家主要根据长石含量来区分,长石含量高的为片麻岩,含量低的为片岩。在中国,片麻岩指矿物组成中长石和石英含量大于50,其中长石大于25的变质岩。片麻岩的原岩类型和形成条件比较复杂。按原岩主要有下列类型:富铝片麻岩。由富铝的粘土质岩石经中高级变质作用形成。主要由石英、酸性斜长石、钾长石和黑云母组成,常含夕线石、蓝晶石、石榴子石、堇青石等富铝变质矿物当SiO2不足时,可出现刚玉,富碳时可出现石墨。斜长片麻岩。由中基性火山岩及火山质硬砂岩经变质作用形成。主要由斜长石、石英及绿泥石、云母、角闪石等组成,可含少量辉石、石榴子石等矿物。常见类型有黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩等。碱性长石片麻岩
74、。由酸性火山岩及长石砂岩经变质作用形成。主要由钾长石、酸性斜长石、石英及少量黑云母角闪石等组成。钙质片麻岩。由钙质页岩及部分中、基性火山岩、凝灰岩经变质作用形成。主要由斜长石、石英、云母、角闪石、透辉石、阳起石等矿物组成,可含方解石、白云石、方柱石、钙铝榴石等矿物。片麻岩的进一步命名,可按特征变质矿物、片柱状矿物和长石种类进行,如石榴黑云斜长片麻岩、夕线石榴钾长片麻岩等。片麻岩在前寒武纪结晶基底和显生宙的造山带中均有大量分布,在世界各大陆如北欧的波罗的地盾、北美洲的加拿大地盾、非洲大陆、印度半岛、澳大利亚和中国的华北陆台等地均有分布。片麻岩中常赋存大量非金属矿产,如石墨、石榴子石、夕线石等。片
75、麻岩可做建筑石材和铺路原料。片岩(schist)图片完全重结晶、具有片状构造的变质岩。片理主要由片状或柱状矿物(云母、绿泥石、滑石、角闪石等)呈定向排列构成。片柱状矿物含量较高,常大于30。粒状矿物以石英为主,可含一定量的长石,一般少于25。由于原岩类型和变质作用程度不同,可形成不同的片岩:云母片岩。主要由云母、石英和中酸性斜长石组成,可出现富铝的变质矿物,如十字石、蓝晶石、铁铝榴石、堇青石及红柱石等。原岩可以是粘土岩、粉砂岩或中酸性火山岩,主要是中级区域变质作用的产物。钙硅酸盐片岩岩石中除云母石英外,以含较多的钙、镁(铁)硅酸盐矿物和少量方解石为特征。原岩主要为泥灰质沉积岩及部分英安质和安山
76、质火山碎盾岩。常为中低级区域变质作用的产物。绿片岩。主要由绿泥石、绿帘石、阳起石、斜长石和石英组成,一般由基性火山岩经低级区域变质作用形成。角闪片岩。主要由角闪石和部分石英组成,有时含少量帘石、斜长石、黑云母及碳酸盐类矿物。原岩为中基性火山岩或泥灰质沉积岩。主要为中低级区域变质作用的产物。蓝闪石片岩。具有低温高压的矿物组合,如蓝闪石、硬柱石、文石、硬玉等,可含黑硬绿泥石、绿泥石、钠长石、石英及阳起石等矿物。原岩主要为基性火山岩及硬砂岩。镁质片岩。主要由叶蛇纹石、绿泥石、滑石等片状矿物组成,可含阳起石、菱镁矿、石英等矿物。变质程度较高时,可出现透闪石、阳起石、镁铁闪石和直闪石。原岩为超基性岩及部
77、分极富镁的碳酸盐岩。常为低级区域变质作用的产物。千枚岩(phyllite)图片显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽的低级变质岩。典型的矿物组合为绢云母、绿泥石和石英,可含少量长石及碳质、铁质等物质。有时还有少量方解石、雏晶黑云母、黑硬绿泥石或锰铝榴石等变斑晶。常为细粒鳞片变晶结构,粒度小于0.1毫米,在片理面上常有小皱纹构造。原岩为粘土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩,是低级区域变质作用的产物。因原岩类型不同,矿物组合也有所不同,从而形成不同类型的千枚岩。如粘土岩可形成硬绿泥石千枚岩;粉砂岩可形成石英千枚岩;酸性凝灰岩可形成绢云母千枚岩;中基性凝灰岩可形成绿泥石千枚岩等。千枚岩可按颜色、特征矿物、杂质组分及
78、主要鳞片状矿物进一步划分为银灰色绢云母千枚岩、灰黑色碳质千枚岩及灰绿色硬绿泥石千枚岩等。千枚岩分布很广,可形成于不同地质时代。板岩(slate)图片岩性致密、板状劈理发育、能裂开成薄板的低级变质岩。组成板岩的矿物颗粒很细,难以用肉眼鉴别。由于原岩成分没有明显的重结晶现象,新生矿物很少,以隐晶质为主,常有变余结构和构造。在显微镜下可见一些细小的不均匀分布的石英、绢云母、绿泥石等矿物。但大部分仍为隐晶质的粘土矿物及碳质和铁质粉末。常见残留的泥质、粉砂质或凝灰质结构和变余层理构造,有时有斑点构造。原岩为粘土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩。板岩裂开的方向与原岩层理无关,而与它们受应力作用的方向有关。板岩可根据颜色或所含杂质进一步划分,如碳质板岩、钙质板岩、黑色板岩等。如出现少量空晶石等变斑晶或斑点状集合体,可称为空晶石板岩、斑点板岩等。板岩在经受区域低温动力变质作用的地区分布广泛,如中国北方早元古宙的沱群,南方晚元古宙的板溪群和昆阳群都有大量的板岩。岩石标本结束语结束语谢谢大家聆听!谢谢大家聆听!79