本文目录一览:
侵入岩有哪些
侵入岩是指当上覆岩层压力减轻时,软流层中的岩浆就钻出,在地壳深处冷凝而形成的岩石。由于岩浆侵入而缓慢冷却,有足够的时间使矿物结晶,因此侵入岩晶粒粗大,具有显晶质结构。
侵入岩由于岩浆侵入而缓慢冷却,有足够的时间使矿物结晶,因此侵入岩晶粒粗大,具有显晶质结构。液态岩浆在造山作用下贯入同期形成的构造空腔内,在深处结晶和冷凝而形成的火成岩。
侵入岩,同位素年龄值129~161.8百万年,产状为岩株、岩枝、岩脉,岩基极少。岩类以花岗岩、花岗闪长岩,花岗斑岩居多,钾长花岗岩、流纹斑岩次之。花岗岩类可分改造型、同熔型两种,改造型又分重熔型和混合交代型。
改造型侵入岩
母岩物质来自经剪切重熔后的局部浅层地壳,沿着印支期褶皱核部或大断裂带侵入,一般为中、深成侵入相。岩石以铝过饱和系列为主,有钾钠比高、氧化指标低的特征。石英中气液包裹体均一,温度190~400℃。岩石具花岗结构,晚期还出现斑状结构,矿物属低温结晶序列,成岩温度700℃。以临安顺溪花岗岩、河桥花岗岩、萧山道林山钾长花岗岩为代表。
同熔型侵入岩
由太平洋板块向北西俯冲或陆陆碰撞,使深部地壳熔融岩浆上升凝固而成。侵入体定位较浅,有高温结晶序列及斑状结构的特点。石英中气液包裹体均一,温度160~475℃,成岩温度970一1143℃。这类岩体与同期火山作用有密切关系,常受火山构造控制。以桐庐横村埠花岗闪长岩、天目山花岗闪长斑岩、富阳里山花岗岩为代表。
由于岩浆侵入作用通常发生在火山喷发作用之后,侵入岩往往分布于中低级火山构造的中心或其周缘的环状、放射状断裂之中,形成一套火山——侵入杂岩,较典型的有横村埠火山杂岩带。
侵入岩有哪些特征
侵入岩产状为岩株、岩枝、岩脉,岩基极少。岩类以花岗岩、花岗闪长岩,花岗斑岩居多,钾长花岗岩、流纹斑岩次之。
改造型侵入岩以铝过饱和系列为主,有钾钠比高、氧化指标低的特征。石英中气液包裹体均一,温度190~400℃。岩石具花岗结构,晚期还出现斑状结构,矿物属低温结晶序列;
同熔型侵入岩侵入体定位较浅,有高温结晶序列及斑状结构的特点。石英中气液包裹体均一。
侵入岩的大类划分与肉眼鉴定
侵入岩岩石类型繁多,迄今已达千余种,它们之间存在着物质成分、结构、构造、产状、成因等方面的差异,但是绝大多数侵入岩类型属过渡种属,表明各岩类之间存在着密切的内在联系。
对于各种侵入岩之间的差异与联系的认识,并加以合理的归纳分类乃是岩石分类命名学的任务。可以说,分类命名方案是人们对侵入岩研究、认识程度的反映。
详细的命名需进行矿物种属、结构构造的详细镜下研究才能确定。但是在野外工作中应能实时根据肉眼或凭借放大镜观察,给以粗略的鉴定命名,并力求正确鉴别岩石大类。
大多数侵入岩都是显晶质岩石,利用鉴定表7.13,最常见的侵入岩都可以查出来。由于使用工具的限制,一般只能定出岩类的基本名称。
7.2.1.1 侵入岩鉴定通常遵循的步骤
首先根据侵入岩的产状、结构和构造将岩体分成中-深成相、浅成相(包括脉岩),然后分别使用不同的鉴定表。
(1)中-深成相岩石的鉴定
(a)观察色率(色率即岩石中暗色矿物占造岩矿物总量的百分数)。表上所列色率只是一般情况,特殊情况不受该数值限制;
(b)观察石英(或副长石)的有无及含量,判明岩石在鉴定表横坐标上的位置;
(c)观察长石的有无和碱性长石、斜长石的相对含量;
(d)观察暗色矿物及其种类,确定岩石在鉴定表中纵坐标上的位置。
横坐标和纵坐标的交会点所落入分类表位置的岩石名称,即是要确定的岩石的名称。
(2)浅成相岩石(包括脉岩)的鉴定
肉眼鉴定表(表7.14)的使用基本上与中深成相侵入岩鉴定表的使用相同。
浅成相岩石(包括脉岩)结晶粒度一般都比较细,常呈细粒-隐晶状,肉眼辨认其矿物成分往往比较困难。如果岩石是斑状结构,则可用斑晶矿物来判断岩石在鉴定表横坐标上的位置(即属哪一个大类)。如果不是斑状结构,矿物成分又不易辨认时,则要利用色率来判断其所属大类。
浅成相岩石的命名主要根据其特征是近于中深成相岩石还是近于喷出相岩石而给以不同的命名。前者命名以深成相岩石名称为定语,如微晶辉长岩、闪长玢岩等;后者命名以喷出相岩石名称为定语,如玄武玢岩、安山玢岩等。
脉岩是呈脉状产出的浅成侵入岩,具有特殊的结构,包括:
细晶结构 矿物成分与某一中深成相岩类岩石相当,但色率低(暗色矿物少得多),矿物呈细砂糖粒状(显微镜下全他形)的结构,这些脉岩总称为细晶岩类。根据其矿物组成与哪一类深成岩相当可分别称为辉长细晶岩、花岗细晶岩等。野外鉴定时,常常因为矿物成分细小和色率低而不易把某些细晶岩和花岗质岩类的浅成岩或脉岩区别开来,这时可统称为浅色脉岩。
表7.13 最常见中-深成相岩石(显晶质中、粗粒结构)的肉眼鉴定表
表7.14 最常见浅成相岩石(包括脉岩)的肉眼鉴定表
伟晶结构 有些脉岩(或透镜体)结晶颗粒粗大(常超过1cm),成分除长石、石英等造岩矿物外,常常还有一些含挥发性成分的矿物(如云母、电气石、绿柱石等)的特殊类型的岩石。某些伟晶岩常常是有价值的稀土或稀有金属矿床以及宝石矿的含矿母岩。根据矿物成分视伟晶岩所属岩石大类来进行命名,如辉长伟晶岩、花岗伟晶岩等。
煌斑结构 矿物成分与某一类中深成相岩石矿物成分相当的脉岩,但色率偏高(浅色矿物少得多),暗色矿物自形程度好或形成斑晶的岩石的结构,这些岩石总称为煌斑岩类。煌斑岩类岩石的进一步命名则根据其矿物成分(表7.15),如闪斜煌岩(角闪石、斜长石),闪正煌岩(角闪石、辉石、碱性长石)等。野外鉴定某些煌斑岩时,常常因其粒度细小,颜色深暗而不易与某些辉长玢岩类岩石区别开来,这时可统称为暗色脉岩。
表7.15 煌斑岩的半定量分类表
7.2.1.2 侵入岩肉眼鉴定的要点
(1)岩石颜色(色率)的观察
岩石颜色的深浅是暗色矿物和浅色矿物相对含量的反映,所以可根据岩石颜色的深浅,大致分为浅色、中色与暗色的岩石,它们大致可与酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩相对应(图7.12)。当然,决定岩石颜色的因素除了暗色矿物含量外,颗粒大小也有关系,暗色矿物含量相同的岩石,粒度小的,在肉眼观察下要深得多,所以对于微晶、隐晶质的浅成岩类,不能仅按其颜色区分酸、中、基性几个大类。但是,风化后的浅成岩类,其风化色仍有从酸性到基性,颜色逐渐变深的现象。所以浅成岩利用风化后的颜色只可作为大致划分的标志。
(2)主要造岩矿物的肉眼鉴定
石英 花岗岩类岩石的主要矿物。除斑晶状石英可呈六方双锥自形晶或受熔蚀变圆的现象外,绝大多数呈他形粒状晶体。一般情况下,以他形不规则粒状,贝壳状断口,无色透明,玻璃光泽或油脂光泽,可与长石等矿物相区别(表7.16);当长石等矿物解理不发育时,则可凭借肉眼可见双晶与石英相区别。
图7.12 火成岩中大致的矿物成分
(据Adams,1956;肖渊甫修改)
表7.16 手标本上长石与石英的区别
长石类 包括碱性长石亚类和斜长石亚类,两类长石的鉴定特征归纳为表7.17。
表7.17 碱性长石和斜长石肉眼鉴定对比表
碱性长石 侵入岩中主要为正长石、微斜长石。浅成侵入岩中可以出现透长石。条纹长石是富钠斜长石在正长石或微斜长石中与碱性长石的交生变种。
碱性长石常呈肉红色、褐黄色、灰紫色、灰白色、深蓝绿色等。碱性长石较常见为肉红色,斜长石较常见为灰白色,但不绝对可靠。某些富钠斜长石可呈淡红色、蔷薇红色或肉红色,而碱性长石呈白色或深灰色也可见,所以只能将颜色作为区分两类长石的一个辅助条件,鉴定时必须进行综合判断。
正长石、微斜长石常为他形粒状,斑晶碱性长石常呈自形晶。产于罕见的更长环斑花岗岩中的碱性长石呈卵形,其外沿又常包有一斜长石环。碱性长石常可见卡式双晶,没有斜长石常见的特征聚片双晶,是肉眼区分的标志。(将长石的晶面或解理面迎光转动到一个合适的角度,就可以看见一条直线或折线为界,两边反光强度不一,即为卡式双晶)。
条纹长石是酸性斜长石(钠、奥长石)在碱性长石中的条纹交生变种;反之则称为反条纹长石,较少见,大多出现于同化混染岩石与变质岩中。
斜长石 广泛产于各种侵入岩中,是由钙长石和钠长石以不同比例混溶的固溶体。一般情况下,岩石的基性程度可由其中斜长石的成分得以反映(即钙长石An的多少)。
斜长石呈暗灰色-灰白-白(肉红)色,玻璃光泽,风化或遭受蚀变的斜长石则呈土状光泽。斜长石具{001}与{010}两组完全解理。双晶是重要鉴定特征,观察双晶的方法是将标本向不同方向摆动,直到用肉眼或放大镜看见矿物的晶面或解理面上反光时出现一些相互平行、明暗相间的直线或折线,即双晶纹(钠长石聚片双晶)。有时钠长石呈无色透明晶粒,注意观察解理双晶与石英区别。在某些斜长岩或辉长岩中的斜长石晶粒粗大、呈褐色,在反射光下可见青铜光泽的变彩,称为“日光石”。风化或蚀变的斜长石往往失去其玻璃光泽,断口呈瓷状或土状;如果变为绿帘石(黄绿色)、碳酸盐(滴HCl可起泡)多为基性斜长石;变为土状髙岭土,则多为酸性斜长石。
普通角闪石 在闪长岩、正长岩、辉长岩等类岩石中常见,通常富含镁。呈暗(黑)绿色,少有褐色,多呈长柱状;角闪石的光泽、解理完全程度和辉石相差不多,肉眼观察时可先在反射光下看好一个平行柱面断开的晶体的一组反光良好的解理面(呈比较密集的不规则阶梯状——不完全解理),然后在眼睛注视下用手旋转标本,直到观察到第二组反光良好的不规则阶梯状解理面,旋转的角度就是辉石或角闪石的两组解理的夹角。估计夹角近90°则矿物为辉石,若夹角呈钝角或锐角则为角闪石。如果能看到较好的晶体横断面,则辉石大多呈近正方形或近正方形的八边形,角闪石的横断面呈菱形或近菱形的六边形。
在细粒的岩石中,角闪石与黑云母容易相混。新鲜角闪石硬度大于小刀,黑云母用小刀刻划即可获得细小的鳞片状粉末。此外,角闪石常带绿色色调,玻璃光泽到半金属光泽;黑云母带褐色色调,在解理面上可见珍珠光泽。
辉石 为超基性岩和辉长岩类岩石的主要矿物。可分为斜方晶系和单斜晶系两类,但肉眼难以区分。大多数辉石均具有黑、黑褐色,少部分有翠绿色(含铬透辉石)或灰、灰绿色(透辉石),多呈近等轴粒状(短柱状),玻璃光泽,并带有半金属光泽或金刚光泽的特点(这是和一些粒状暗色长石的重要区别)。可见两组完全解理面。
辉石也可遭受蛇纹石、滑石等交代,但不及橄榄石普遍。辉石被蛇纹石交代后常形成一种被称为“绢石”的蛇纹石变种(可呈辉石假象);辉石亦容易被皂石或纤闪石交代。
辉石与角闪石肉眼鉴定特征归纳于表7.18。
表7.18 辉石和角闪石肉眼鉴定对比表
橄榄石 超基性岩、辉长岩类岩石中常见,它的存在和含量是这两大类岩石种属划分的重要依据。新鲜的橄榄石主要呈砂糖状晶体,鲜艳的橄榄绿色或黄绿色,玻璃光泽,不规则或贝壳状断口。以颜色和不具解理而与辉石相区别。最常见的蚀变为蛇纹石,其次有滑石、碳酸盐等。橄榄岩类蛇纹石化后形成一种隐晶集合体的蛇纹岩(其中尚有其他矿物),常呈黄绿、黑绿、黑色等蛇纹状花纹,断口常显蜡状光泽,断口边缘呈半透明。橄榄石遭受水化作用可以形成蛇纹石和水镁石的组合,遭受碳酸盐化作用而形成蛇纹石和菱镁矿。
(3)侵入岩中矿物成分含量的估计
主要造岩矿物的相对含量是岩石分类命名的重要依据,也是探索岩石在时间、空间、成因上的变化特点和对岩石进行对比的重要标志之一。对于斑状岩石送薄片鉴定时,需将野外估算的斑晶矿物种类与含量一并写在送样单上,否则室内鉴定薄片常常可能仅根据基质定名而导致定名错误。
野外工作时的简便估算方法:由于肉眼视差关系,浅色基底上估计深色矿物含量,或深色基底上估计浅色矿物含量,都往往会偏高。斑晶矿物的含量也常常估计偏高。对中-粗粒显晶质的岩石,野外可采用简便的直线法。在露头上选定具有代表性的地段或范围,用钢尺测量若干平行直线上的矿物或包体等的长度,列表分别记录。一般测线总长至少应该等于岩石中矿物粒径的100倍,线的间距至少应该等于矿物的平均粒径。测量后用下式计算出欲测矿物的体积百分比(用线段比代替面积比,用面积比代替体积比)。
区域地质调查基础教程
(4)岩石结构、构造的观察
结构、构造既是识别岩石与分类命名的一个标志,也是追索探讨岩浆活动的历史与成岩环境的重要依据。结构与构造在中外文献中的使用,至今仍较混乱。结构指矿物的结晶程度、颗粒大小、形状以及矿物之间的组合方式所反映出来的岩石构成上的特点。构造指岩石中不同的矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其他部分之间的排列方式或充填方式的特点。一般说来,岩石的结构决定于岩浆成分与岩石形成时的物理化学条件,如温度、压力、浓度、冷却速度等;而岩石的构造的形成则以地质因素为主要条件,如构造运动、岩浆的流动等。
岩石结构研究主要在镜下观察,肉眼能观察到的结构特征是极为有限的,而且是粗略的。
肉眼能粗略观察的结构、构造包括:
A.岩石的结晶程度
岩石中结晶物质的发育程度,按岩石中晶质和非晶质(玻璃质)的比例可分为:
全晶质结构 岩石全部由结晶矿物组成,多出现在侵入岩中。
半晶质结构 岩石中既有结晶的矿物又有非晶质的玻璃,浅成岩和部分喷出岩具有。
玻璃质结构 岩石几乎全部由玻璃质组成,是温度快速下降条件下,岩浆中的各种组分来不及结晶即已固结形成的。
B.自形程度的观察
岩石中矿物外形的完整程度是不同的,按其自形程度可分为三种:
自形晶 具完整的晶形,如斑状结构岩石中的斑晶,如果岩石中大多数矿物是由自形晶组成,就称为全自形结构。
半自形晶 晶体部分为完整的晶面,部分为不规则的轮廓,说明在结晶时很多矿物都在晶出,条件不允许它充分发展。如果岩石中大多数矿物具半自形晶,则称为半自形结构。大多数深成岩和浅成岩具有这种结抅。
他形晶 无一完整晶面,形状多半是不规则的,充填在其他已经析出的矿物颗粒空隙之间。如岩石中大多数矿物为他形晶,则称为全他形结构。
C.粒度的观察
具有晶质结构的侵入岩需观察其粒度。凡凭肉眼或借助于放大镜可见到矿物颗粒的称显晶质结构;肉眼或放大镜下不能见到,只有在显微镜下才能见到矿物颗粒的称隐晶质结构。隐晶质结构有时与玻璃质结构肉眼难以区分,但隐晶质结构往往没有强的光泽,不很脆,有韧性,常有不太光滑的瓷状断口。
显晶质侵入岩的粒度按大小可分为:
粗粒结构 矿物颗粒直径>5mm;
中粒结构 矿物颗粒直径5~2mm;
细粒结构 矿物颗粒直径2~0.2mm;
微粒结构 矿物颗粒直径<0.2mm。
粒径大小的度量,以岩石中有代表性的颗粒长轴为准。如果岩石中主要造岩矿物粒度大致相等,称为等粒结构;如果大小不等且成连续变化,则称不等粒结构;如果粒径大小相差悬殊,且无过渡粒径颗粒,则称斑状结构。岩体中矿物粒度是形成环境的反映,岩浆在深部缓慢冷凝时粒度粗,在浅部较快冷凝时粒度细,岩体中心冷凝缓慢则粒度粗,边部急剧冷凝则粒度细。当岩浆中含有较多挥发分时亦可使冷凝速度缓慢,出现粗大的矿物晶粒。在岩石命名时常冠以粒级。
D.斑晶的观察
斑晶必须是粒度与基质相差悬殊,且岩石中没有过渡粒度的颗粒。深成相岩石在显晶质的粒状结构的基础上常出现斑晶,这种结构称“斑状结构”。命名时冠以“似斑状”一词,如中细粒似斑状花岗岩;“斑晶”亦可见由许多个细小矿物聚集在一起组成,则称为“聚斑晶”。在岩石定名时注意把斑晶种类与含量估计进去,否则常导致定名错误,如含斑晶的花岗岩中,往往碱性长石都集中于斑晶,基质主要为石英与斜长石,忽略了斑晶的成分含量则可能定名为二长花岗岩。同样,送室内鉴定时,必须把野外观察的斑晶种类与含量在送样单上写清楚,以供室内定名参考。
浅成相(包括脉岩)岩石在隐晶-玻璃质基质上也常出现斑晶。隐晶-玻璃质的基质,肉眼不能鉴别其成分,野外则按斑晶定名。斑晶为石英或碱性长石的称为斑岩,斑晶为斜长石的称为玢岩。如果斑岩的斑晶中有石英也有碱性长石可定名为花岗斑岩;如果没有石英只有碱性长石则定名为正长斑岩;如果只有石英则称为石英斑岩。玢岩中的斑晶若除斜长石外还有角闪石可称为闪长玢岩;斑晶出现斜长石与辉石则称为辉绿玢岩;斑晶为辉石和橄榄石则称为苦橄玢岩。
E.其他结构、构造的观察
除以上所述,在浅成相岩石中常见的还有煌斑结构、伟晶结构、细晶结构等。中深成相岩石常具块状构造、条带状构造,局部常具斑杂构造、流动构造。
块状构造 中深成相岩石中最常见的构造,各种组分在岩石中均匀分布,无定向排列,也无特殊聚集现象。
斑杂构造 岩石的不同组成部分在结构上或矿物成分上有差别,因此整个岩石看起来是不均一的,往往是暗色的斑晶分布在浅色的岩石中。
条带状构造 岩石由不同组分的条带构成,通常是暗色矿物和浅色矿物相间组成条带,基性侵入岩中较为常见。
深层侵入岩和浅层侵入岩和火山岩结构上有什么差别?
浅成侵入岩和喷出岩:岩浆压力、温度的降低,迅速冷凝,有些物质成分来不及结晶。深成侵入岩:有足够的时间和空间结晶,结晶颗粒也比较大。侵入岩:成因:地壳深处的熔融岩浆,指液态岩浆在造山作用下贯入同期形成的构造空腔内,在深处结晶和冷凝而形成的火成岩常见岩石:花岗岩主要特征:1、改造型侵入岩母岩物质来自经剪切重熔后的局部浅层地壳,沿着印支期褶皱核部或大断裂带侵入,一般为中、深成侵入相。岩石以铝过饱和系列为主,有钾钠比高、氧化指标低的特征。石英中气液包裹体均一,温度190~400℃。岩石具花岗结构,晚期还出现斑状结构,矿物属低温结晶序列,成岩温度700℃。以临安顺溪花岗岩、河桥花岗岩、萧山道林山钾长花岗岩为代表。2、同熔型侵入岩由太平洋板块向北西俯冲或陆陆碰撞,使深部地壳熔融岩浆上升凝固而成。侵入体定位较浅,有高温结晶序列及斑状结构的特点。石英中气液包裹体均一,温度160~475℃,成岩温度970一1143℃。这类岩体与同期火山作用有密切关系,常受火山构造控制。以桐庐横村埠花岗闪长岩、天目山花岗闪长斑岩、富阳里山花岗岩为代表。喷出岩:成因:岩浆喷出地表冷凝形成的岩石常见岩石:玄武岩、流纹岩、安山岩主要特征:喷出岩多具气孔、杏仁和流纹等构造。多呈玻璃质、隐晶质或斑状结构。
什么是侵入岩和变质岩
1.侵入岩.地壳深处或上地幔的岩浆向地壳表层运移,并在地壳中冷却凝固而形成的岩石。依据岩浆向地壳表层侵入部位的深浅,可分为深成侵入岩和浅成侵入岩,深成侵入岩冷却凝固的部位距地表3公里以下,浅成侵入岩冷却凝固的部位大致在地下3公里到地表之间。如果侵入体接近地表的部位(地下0.5~1.5公里)冷却凝固,称为超浅成岩。深成侵入岩体的产状主要有岩基和岩株。岩基是规模巨大的深成侵入岩体,一般出露面积超过100平方公里,常产于褶皱带的核部,岩基与围岩呈不整合接触,以花岗岩类最为常见。岩株是出露面积不超过100平方公里的深成侵入岩体,一般认为岩株是岩基的分支部分,多由中酸性岩组成。深成侵入岩多具全晶质等粒中—粗粒结构。浅成侵入岩体的产状主要有岩床、岩盘、岩盆、岩墙和岩脉等。岩床是流动性较大的岩浆顺着岩层层理侵入而形成的板状岩体,多由基性岩构成。岩盘又称岩盖,是顺岩层侵入的底部平坦、顶部拱起的穹状侵入岩体,多由中、酸性岩构成。岩盆是岩层之间中间下凹的盆状侵入岩体。岩墙又称岩脉,是充填在岩石裂隙中的板状侵入岩体。浅成岩多具粒状或斑状结构。常见的深成侵入岩有花岗岩、闪长岩、辉长岩等,常见的浅成侵入岩有辉绿岩、闪长玢岩和花岗斑岩等。
侵入岩.主要形成于燕山期,同位素年龄值129~161.8百万年,产状为岩株、岩枝、岩脉,岩基极少。岩类以花岗岩、花岗闪长岩,花岗斑岩居多,钾长花岗岩、流纹斑岩次之。花岗岩类可分改造型、同熔型两种,改造型又分重熔型和混合交代型。
改造型侵入岩。母岩物质来自经剪切重熔后的局部浅层地壳,沿着印支期褶皱核部或大断裂带侵入,一般为中、深成侵入相。岩石以铝过饱和系列为主,有钾钠比高、氧化指标低的特征。石英中气液包裹体均一,温度190~400℃。岩石具花岗结构,晚期还出现斑状结构,矿物属低温结晶序列,成岩温度700℃。以临安顺溪花岗岩、河桥花岗岩、萧山道林山钾长花岗岩为代表。
同熔型侵入岩。由太平洋板块向北西俯冲或陆陆碰撞,使深部地壳熔融岩浆上升凝固而成。侵入体定位较浅,有高温结晶序列及斑状结构的特点。石英中气液包裹体均一,温度160~475℃,成岩温度970一1143℃。这类岩体与同期火山作用有密切关系,常受火山构造控制。以桐庐横村埠花岗闪长岩、天目山花岗闪长斑岩、富阳里山花岗岩为代表。
由于岩浆侵入作用通常发生在火山喷发作用之后,侵入岩往往分布于中低级火山构造的中心或其周缘的环状、放射状断裂之中,形成一套火山——侵入杂岩,较典型的有横村埠火山杂岩带。
2 变质岩.简单地说就是地下岩石经历高温或高压之后,成分和结构发生改变,形成的新岩石就叫变质岩。如大家比较熟悉的大理岩,就是由石灰岩转变而来的一种典型的变质岩。
变质岩是怎么样形成的:在自然界中,我们可以见到积雪在自身重压作用下,它的底层会转化成冰的现象。松软的雪和坚固的冰在成分上是一样的,但结构却是不同的。变质岩的形成过程和雪转化成冰的过程是相似的。具体说来就是地壳中已经形成的岩石因受温度、压力及化学活动性流体的影响,其原岩组分、矿物组合、结构、构造等发生转化即形成多种不同类型的变质岩,这种转变基本是在固态下完成的,这种变化我们就称之为变质作用。变质岩就是由变质作用所形成。
常见的变质岩:变质岩占地壳总体积约27.4%,略逊于火成岩,但变质岩的家族非常庞大,其种类远多于火成岩和沉积岩。按照外表特征可以简单地分为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、粒状岩石等5大类,每一大类(图1、2)中都有为数众多的岩石类型,如粒状岩中有石英岩、大理岩、麻粒岩、角闪岩等。
变质岩能告诉我们什么:地球形成最初是没有生物记录的,科学家必须通过变质岩的研究,以了解地球早期的历史。绝大多数变质岩形成在地壳深部,我们在地表本来是见不到的,是由于后来的构造运动,才使变质岩露出地表。因此,变质岩可以告诉人类各种地下深处的信息,由此,科学家可以推测出地球内部岩石和结构的状况,以及地壳热历史、变质原岩的面貌等等许多科学信息,这是目前人类用任何手段都无法直接达到的深度。如果说上述研究是为了满足人类对地球知识的渴求,那么还有一个非常现实的意义,就是研究变质岩,可以告诉我们到哪里去找寻相关的矿产资源。
变质岩有什么用途:
建筑及装饰材料,如板岩、汉白玉等
工艺品原料,如大理石、翡翠等
非金属工业原料,如石英岩、石墨、刚玉、石棉等
变质岩中直接产出金属矿产,如金、银、铜、铅、锌、铁及稀有、稀土等矿产,其中变质岩中的铁矿床占全世界铁矿总储量的80%以上,可见其重要性,可以说我们人类的生存是离不开变质岩的。
侵入岩的主要类型
1.橄榄岩
超基性深成侵入岩的代表岩石为橄榄岩(peridotite)。肉眼观察这类岩石多呈黑色、暗色或深色,呈粗粒结构,块状构造,密度大。
橄榄岩的主要矿物为橄榄石和辉石。次要矿物为角闪石、基性斜长石和黑云母。常见的副矿物有磁铁矿、钛铁矿、尖晶石、铬铁矿,以及镍、钴、铜、铂等金属矿物及磷灰石等。橄榄岩的结构主要为粗-中粒粒状结构,构造多为块状构造、带状构造。典型岩石见图2-3。
图2-3 纯橄岩的细粒镶嵌等粒结构(正交偏光)
(据常丽华等,2009)
自然界新鲜的橄榄岩很少见到,多数已遭受蚀变,可变为深色、隐晶质致密具滑感的蛇纹岩,有时可见蛇纹石、石棉分布其中,或变为浅色、硬度小、具块(片)状构造的滑石菱镁(片)岩或变为绿色片岩(绿泥石片岩、阳起石透闪石岩等)。次生变化的本质是由于H2O、CO2、SiO2等组分的加入,原来新鲜的岩石发生化学反应,生成了新矿物。橄榄石发生次生变化(蚀变)的主要方程式举例如下:
水化:
岩石学(第二版)
水化和硅化:
岩石学(第二版)
碳酸盐化:
岩石学(第二版)
超基性侵入岩按其矿物成分不同可以分为以下四种类型:①橄榄岩类,主要由橄榄石组成;②辉石岩类,主要由辉石组成;③角闪石岩类,主要由角闪石组成;④黑云母岩类,主要由黑云母组成。这四类岩石中以前两种为多,角闪石岩次之,黑云母岩最少。但在自然界中,最常见的不是典型的上述四种岩石,而是它们之间的过渡类型。
关于超基性侵入岩的种属划分,一般根据岩石中橄榄石和其他矿物(主要是辉石,其次是角闪石)的相对含量,尤其是以橄榄石的含量为主要因素划分的。手标本鉴定可用表2-1的划分方案。所划分出的各种岩石,除其矿物成分的组成不同外,其他特征都十分相似,而且这些岩石还常常共生在一起构成同一岩体,肉眼下往往不易区分。只有当岩石中的辉石或角闪石经蛇纹石化或其他变化后,仍保留原矿物的假象时才比较容易区分。
表2-1 橄榄岩、辉石岩和角闪石岩类的种属划分
根据国际地科联推荐的橄榄石与两种辉石的三角图分类方法,超基性岩可以划分为10种岩石,如图2-4所示,其中,1~4称为橄榄岩,5~10称为辉石岩。
图2-4 超镁铁岩(超基性岩)的种类划分三角图
2.金伯利岩
超基性的浅成岩分布比深成岩要少得多,常见类型以金伯利岩(kimberlite)为代表。
金伯利岩于1870~1871年首先发现于南非金伯利城而得名,我国早期将其翻译为角砾云母橄榄岩。由于它是金刚石的母岩,因而闻名于世。金伯利岩多呈黑、暗绿、灰绿、灰等色,而以灰绿色者居多。具细粒结构、斑状结构,角砾状构造、岩球构造。在角砾的成分中,有一些是来自地幔的石榴二辉橄榄岩和榴辉岩的包体,有一些是盖层沉积岩、变质岩碎块及一些早期金伯利岩角砾(图2-5)。组成斑晶的矿物主要是橄榄石、金云母、翠绿色的铬透辉石及玫瑰红色的镁铝榴石(图2-6)。
图2-5 金伯利岩具角砾状构造(山东蒙阴)
(引自《中国大百科全书》)
金伯利岩常易遭受蛇纹石化,具滑感,风化强烈的呈黄绿色土状或红土状;碳酸盐化蚀变强烈的岩石似碳酸岩;硅化则使岩石较致密坚硬。
因金伯利岩可能含有金刚石矿床,具有重要的经济价值,因此一直受到重视。现在我国山东、辽宁等地都发现了具工业意义的含金刚石的金伯利岩体。