Question

岩石的主要鉴定特征

Answer 1

2.2.1 岩浆岩特征

（1）形成和产状

岩浆沿断裂侵入地壳岩层中或破碎带中冷却形成的岩石和喷出地表形成的岩石均称为岩浆岩或火成岩。侵入在地壳岩层内部的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石，称为侵入岩。根据岩浆的侵入深度可分为浅成侵入岩和深成侵入岩两种。侵入岩结晶成岩时间很长。地质学家们曾做过估算，一个2000米厚的花岗岩体完全冷却结晶大约需要64000年。岩浆喷出或者溢流到地表，冷凝形成的岩石称为喷出岩。喷出岩由于岩浆温度急剧降低，固结成岩时间较短。1米厚的岩浆喷出后冷却成岩，只需数小时，而全部结晶成细粒或隐晶质玄武岩，大约需要10多天。根据岩浆侵入的规模和形态，侵入岩体的主要产状和类型有以下几种：

岩盘 侵入地层间的岩体，下部有岩浆通道，主要为基性岩，规模一般可达几万平方千米，厚几十至上千米。根据其剖面形态可细分为岩盆或岩盖。

岩浆岩的形成和类型

岩浆岩产状类型示意图

岩床或岩席 沿地层层间侵入的板状岩体，厚度（几十厘米至几百米）较小而面积较大（数平方千米至上百平方千米），基性-超基性岩为主。

岩墙 比较规则而又近似直立的岩浆侵入体，长度一般为宽度的几十倍至几百倍。如果形态不很规则，又常称为岩脉。

岩株 穿刺岩层近似圆柱形侵入体，高达几十千米，大到几平方千米，岩株深部与岩基连成一体，成为岩基的一部分。岩株周围伸出的枝状侵入体，称为岩枝； 如形态不规则，称为岩瘤。

岩基 规模巨大的侵入体，面积大于100平方千米至数万平方千米。

喷出岩的类型较为简单，主要为火山熔岩流和火山灰、火山弹等。它们既可以形成于大陆环境，也可以形成于海底环境。

（2）岩石类型和鉴定特征

虽然岩浆岩有近千种类型，但最常见的和最有代表性的岩石只有10余种，其余都是它们的过渡类型或变种。在岩石学上，主要用二氧化硅以及石英的含量将岩浆岩首先划分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩五大类，然后按它们的形成环境或产状将其分为喷出岩和侵入岩两大成因类型，最后根据岩石的矿物组成、结构、构造再进行岩类的确定和岩石命名。

岩浆岩的结构是指组成岩石矿物的结晶程度、晶粒大小、晶形发育完整程度及其相互关系，反映岩石的生成环境与成因。

结晶程度可根据晶质与非晶质成分的比例分为全晶质结构（结晶矿物占岩石的100％）、半晶质结构（占50％）和玻璃质结构（无结晶矿物）。非晶质矿物为玻璃质成分。全晶质结构岩石是在岩浆温度缓慢下降环境中冷凝结晶而成的，为侵入岩的特征。玻璃质结构是在岩浆温度急剧下降条件下形成的，为喷出岩和部分浅成侵入岩的特征。

晶粒大小（教科书中称颗粒大小）指岩石中矿物晶粒的大小和比例。肉眼和一般放大镜下能分辨颗粒的岩石称晶质结构，在显微镜下能分辨颗粒的岩石称隐晶质结构，否则为玻璃质结构。岩石学上将直径大于5毫米的晶粒定为粗粒，2～5毫米的定为中粒，0.1～1.9毫米的定为细粒。

如果岩石中的晶粒大小大致相等，称为等粒结构，否则，为不等粒结构，多见于深成侵入岩； 岩石中夹有特大的晶粒或晶块与小的或不结晶的物质，形成斑状结构，多见于浅成岩或喷出岩（见粗面岩）。

根据矿物晶形发育的完整程度可以将晶粒划分为自形结构（完整的晶体）、半自形结构（有部分完整的晶面）和他形结构（无发育完整的晶面），以此来推断岩石形成时的时间和空间条件。自形结构说明矿物形成时有足够的结晶时间与空间。

具有流纹构造与绳状构造的火山熔岩

岩浆岩还有一些特有构造（即岩石内部和外部的宏观特征），如喷出岩的气孔状构造。这些气孔被后来的物质充填，就形成了杏仁状构造。岩浆熔岩在地表流动时常留下流动的痕迹，有时好像几股绳子拧在一起，岩石学家称之为流纹构造、绳状构造。岩浆在水下喷发时熔岩与水的作用会形成很多椭球体，称之为枕状构造。侵入岩往往因成分结构较均一易形成块状构造。

虽然已知组成岩浆岩的矿物有1000多种，但比较常见的矿物仅10余种，岩石学中把这些矿物称为造岩矿物。下表为科学家估算的造岩矿物在地球岩浆岩中的平均含量。

岩石与矿物

矿物含量是岩石命名的主要依据，凡矿物含量大于5％的一般都可以参与定名。如石英闪长岩就指斜长石为50％ 以上、角闪石10％以上、石英5％以上的一类岩石。下表是为初学者和岩矿爱好者根据上述特点总结出来的主要岩浆岩类型及其鉴定特征。

岩石与矿物

矿物岩石爱好者可以根据岩浆岩的颜色、矿物成分、结构构造等特征，用肉眼或借助于放大镜鉴定出岩石的主要类型。简易鉴定的方法和程序可以归纳为：

第一步，观察新鲜岩石断口的颜色和结构，先确定其成因类型。若岩石60％以上由明显的晶质颗粒组成，则为侵入岩。然后，据颜色推测是基性岩还是酸性岩，为下一步观察矿物成分做到心中有数。

第二步，观察岩石的矿物成分和颜色，确定其主要类型。深色矿物（辉石、角闪石）越多，浅色矿物（石英、长石）越少，是橄榄岩或苦橄岩的可能性越大，否则是花岗岩或流纹岩。

第三步，目估各主要矿物（成岩矿物）的相对含量，并对照上表和下文中的典型岩性的描述和照片确定具体类型和命名。

2.2.2 沉积岩特征

（1）沉积岩的形成和沉积环境

沉积岩的体积只占岩石圈的5％，但其分布面积却占陆地的75％，大洋底部几乎全部为沉积岩或沉积物所覆盖。沉积岩不仅分布极为广泛，而且蕴藏着大量的沉积矿产，如煤、石油、天然气、盐类等，而且沉积类型铁、锰、铝、铜、铅、锌等，也占有很大的比重。

沉积岩是在地表或接近地表常温常压条件下，由风化作用、生物作用和某些火山作用产生的破碎物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用后形成的。露出于地表的岩石和岩层，长期受到日晒、雨淋、风吹和动植物的生长活动，会渐渐被侵蚀、风化成碎块、沙粒和尘土，部分被雨水和流水溶解。这些被风化侵蚀成的沙粒、尘土在重力、冰川、风特别是流水的搬运下，被运移到地表低洼的地方，如江河湖海等环境，沉淀堆积成层。由于地壳的下沉，源源不断的新沉积物一层又一层地覆盖在老沉积物上，将其埋藏，并经过成千上万年的脱水、压实，这些沉积物又形成了新的岩石——沉积岩。

沉积岩的来源物质可以是岩浆岩、变质岩或更老的沉积岩的风化碎屑，或动植物的遗体与残骸。沉积学上称前者为陆源碎屑岩，如砂岩、泥岩等； 后者为有机碎屑岩或有机岩，如有些石灰岩、煤与油页岩等。还有一部分完全由水中溶解物经蒸发沉淀而成的沉积岩又可称为化学沉积岩，如盐岩、石膏等。沉积岩都是层状分布的，并且绝大部分或多或少地含有化石。

形成沉积岩的地方通常包括大陆环境、海陆混合环境和海洋环境三大类。大陆环境可分成：陆地环境，主要有山前和山谷地带（坡积扇和冲积扇）、河流（河床）、湖泊、沼泽环境和洞穴环境以及冰川与沙漠环境；海陆混合环境又称海陆过渡环境，包括滨海、三角洲、边缘潟湖和河口湾环境； 海洋环境分浅海、半深海和深海环境。不同环境中形成的沉积岩类型和特点是不一样的。

沉积岩的形成和沉积环境

（2）沉积岩的类型和特征

沉积岩有数十种类型，我们可以简单地将其归为两大类，即陆源碎屑岩和生物与化学岩，常见的沉积岩类型和特点综合如下：

岩石与矿物

续表

区分沉积岩、岩浆岩与变质岩的最重要特征是结构和构造。沉积岩的结构是指组成岩石的主要颗粒的形状、大小及其与充填、胶结物之间的相互关系，主要有砾状、砂状、粉砂状、泥状或黏土状等结构类型。砂岩的砂粒状和砾岩的砾石状结构可用肉眼或放大镜识别，砂粒和砾石的大小、形状以及砾石的表面特征可以在放大镜下观察。像河边、海滩的砂、砾石，往往都有一定的圆度和不同的粒度。根据砂岩粒度的大小，可以将砂岩划分为粗砂岩（粒径0.5～2毫米）、中砂岩（粒径0.25～0.5毫米）和细砂岩（粒径0.05～0.25毫米）。对于砂、砾岩来说，充填、胶结物的成分也很重要。常见的胶结物有硅质、钙质、铁质和泥质等。

沉积岩的构造是指岩石本身的内部和外部的宏观特征，主要由各组分有规律的排列和组合所致。沉积岩最重要的构造为层理构造，它们往往是由成分不同、大小不一、颜色各异的颗粒有规律排列显示的，代表水流或风等介质在搬运、堆积泥砂或生物碎屑时留下的痕迹和记录。根据纹层排列的特点，层理可以再细分为：

1）交错层理（斜层理）。由水流或风带动砂丘移动所致，反映了较强的水流（风），层理面倾斜方向代表水流（风）的方向，故可用来指示和推断岩石形成时的古水流方向或古风向。

2）波状层理。代表由较弱的水流（风）在沉积物表面形成的起伏的波痕，反映了较弱的水或风动力环境。

3）水平层理。它是静水环境下细沉积物一层一层地堆积的结果。

4）水平纹理。主要是沉积物在静水环境下，由于其成分变化而显示的层状构造，比水平层理薄而且更有规则，延续得较远。

沉积岩的层理类型

粉砂岩层面上的波痕

各种沉积岩的识别主要从观察岩石成分、结构和构造以及胶结物特征入手，可以按以下方法和程序进行：

第一步，根据岩石的层理构造和成分，确定所见岩石是否为沉积岩；然后，观察岩石的结构、构造，确定是何种沉积岩。若岩石由明显的颗粒组成，可见砾石和砂粒，而且层理发育，断口粗糙，显然是碎屑岩，否则是生物化学岩。

第二步，根据颗粒大小确定其碎屑岩具体类型，如中粒砂岩或细粒砂岩或泥岩等。

乐山大佛雕刻在三叠纪红色砂岩中，该岩石有明显的砂状结构和层状构造（层理）

第三步，根据颗粒成分和胶结物类型进一步确定其岩性类型，如中粒钙质石英砂岩、泥质胶结细砾岩等。若是泥岩、黏土岩或生物化学岩，则主要通过鉴定岩石的矿物成分或古生物化石碎片进行识别。化学岩一般致密较硬，贝壳状断口发育，而泥岩或黏土岩较软，黏舌头，水平层理和纹理发育。用滴稀盐酸和燃烧的办法可区分碳酸盐岩（石灰岩）、硅质岩和铁质岩以及油页岩等类型。

2.2.3 变质岩特征

（1）变质岩的形成

形成变质岩的主要变质作用有两大类：一类是动力变质作用，是指岩层在构造活动带（如板块碰撞带和巨大断裂带），受到强烈挤压和高温（主要是挤压摩擦热）的影响后，岩石发生结构、构造和成分的变化及岩石的变形而形成新的岩石的过程； 另一类是区域热变质作用，是指已有岩层受到大规模岩浆侵入或火山喷发影响（主要是热烘烤）后，岩石结构和矿物成分发生变化，形成新的岩石的作用。变质岩还包括那些在侵入体附近受岩体岩浆烘烤或被岩浆热液物质交代而形成的新岩石。

由沉积岩变质形成的，称为副变质岩； 由岩浆岩和变质岩转化而成的，称为正变质岩。

变质作用和变质岩的形成

（2）变质岩的类型和特征

根据变质岩的母岩类型和形成机制，将最常用的变质岩分类简化后介绍如下：

岩石与矿物

变质岩最主要的鉴定特征是变质矿物类型、结构和岩石构造。特征的变质矿物以片状、纤维状、针状和长柱状矿物为主，如绢云母、黑云母、白云母、透闪石、阳起石、角闪石、红柱石、蓝晶石、矽线石等； 还有密度大的矿物，如石榴子石、刚玉、尖晶石等。此外，十字石、蛇纹石、滑石、绿泥石、透辉石等也是典型的变质矿物。

变质岩的构造特征是其区别于其他岩石的最重要的特征。除石英岩、大理岩为块状构造外，其余均具有各种片理构造和反映挤压特征的褶皱、肠状构造。主要变质构造如下：

由沉积岩（石灰岩）变质而成的变质岩（大理岩），紧密褶皱，小断裂发育

千枚状构造：原岩中的矿物成分未全部重结晶，其矿物成分尚不易辨认。但矿物定向排列明显，裂面上有大量绢云母显丝绢光泽，小褶皱与挠曲发育。

片状构造：大量片状和少量粒状矿物平行排列，岩石中矿物全部重结晶，肉眼可辨出矿物颗粒。

片麻状构造：以浅色粒状结晶矿物为主，暗色片状矿物围绕粒状矿物作定向排列。

板状构造：岩石因受挤压后形成一组平行破裂面，又称为板状劈理，矿物有轻微重结晶。

块状构造：主要岩石为变粒岩、石英岩、大理岩等。

变质岩的鉴定可以分两步。首先观察岩石的结构和构造确定其大类，即是板岩、千枚岩、片岩、片麻岩还是粒状岩或是变质砂岩等； 然后根据岩石内的主要矿物成分确定其岩类。例如，用肉眼看以片状矿物为主，显片状构造，我们可以将其先定为片岩。经过仔细观察，发现该标本的主要矿物为黑云母，次要矿物为石榴子石。因此，最后将其命名为石榴子石黑云母片岩。