岩石学简明教程总结

1、岩石学简明教程总结绪论岩石：岩石是天然产出的由一种或多种矿物（包括火山玻璃、生物遗骸、胶体）组成的、具有一定结构构造的矿物集合体。 它是组成地壳及地幔的固态部分，是地质作用的产物。岩石的分类：岩石的种类很多，按其成因可分为三大类： （1）岩浆岩：由高温熔融的岩浆，经侵入地下或喷出地表冷凝而形成，又称火成岩。 （2）沉积岩：地球岩石圈表层常温常压条件下，母岩经风化作用、生物作用、化学作用和某种火山作用的产物，经搬运、沉积形成松散沉积物，而后固结而成的岩石。 （3）变质岩：由已形成的岩浆岩、沉积岩经变质作用转化而成的岩石。根据成因，岩石可以分为3大类：火成岩、沉积岩和变质岩。火成岩和变质岩占地壳重

2、量的95%，沉积岩占5%；但沉积岩出露面积占75%，火成岩和变质岩只占25%。人类对于岩石成因的认识经过了漫长的历程与激烈的学术争论，其历史是地质学逐步发展的历史。岩石学：岩石学是地质学领域的一门重要的分支学科。是研究地壳、地幔及其它星体产出的岩石分布、产状、成分、结构、构造、分类、命名、成因,演化等方面的科学。第一篇 岩浆岩岩浆：岩浆是在上地幔和地壳深处形成的、以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠、富含挥发物质的熔融体。岩浆的成分：包括：氧、硅、铝、铁、镁、钙、钾、钠、锰、钛、磷等造岩元素。其中以氧最多，常以氧化物表示。其中以sio2为最多。sio2与其它氧化物间有消长关系。 因此，岩浆中sio2

3、的含量，成为酸度划分的主要标准，也是碱度划分必需考虑的成分之一，并且还是研究岩浆演化的主要变量；岩浆的粘度也与之关系较大。 岩浆固结后，sio2与其它氧化物组成硅酸盐矿物； 另外还有挥发份：h2o、co2、so2、co、n2、h2 、nh3、nh4、hcl、hf、kcl、nacl等。 岩浆的温度： 喷出熔岩温度一般为700-1300c，玄武岩1000-1300c，安山岩900-1000c，流纹岩 700-900c。 含水的岩浆比不含水的岩浆温度低。在深处正在结晶的岩浆比喷出地表的岩浆温度低。 岩浆的粘度：粘度是液体或半流体流动的难易程度，粘度愈大，物质愈难流动。岩浆中sio2含量愈高，粘度愈大

4、；挥发份含量愈高，粘度愈小；温度愈高，粘度愈小；压力增大，粘度愈大。 岩浆作用：地壳深部（至上地幔顶部）岩浆的发生、发展、演化直至冷凝固结成岩的整个地质作用过程，称为岩浆作用。岩浆岩：岩浆沿着地壳薄弱地带侵入地壳甚至喷出地表，随着温度降低，岩浆最后冷凝固结成岩石，称为岩浆岩。侵入岩：根据形成深度分：深成岩：形成深度大于3公里；浅成岩：形成深度03公里；喷出岩：又称火山岩。按其特征分：熔岩：岩浆沿火山通道喷出地表冷凝固结而成的岩石。火山碎屑岩：由火山爆发出来的各种岩石碎块、晶屑、岩浆团块等火山碎屑物质堆积（冷凝）而形成的岩石。次火山岩：与火山作用有关的充填与火山通道中或侵入其周围邻近的浅成超浅成

5、侵入岩，专成为次火山岩。 喷出作用 喷出岩浅成侵入作用浅成岩深成侵入作用深成岩侵入作用熔岩火山碎屑岩 岩浆作用岩浆岩的矿物成分：造岩矿物：组成岩石的矿物，一般统称为造岩矿物。常见的造岩矿物：石英、斜长石、钾长石、橄榄石、辉石、角闪石、黑云母。 造岩矿物的类型：根据矿物的颜色和成分特点分：硅铝矿物：sio2与al2o3的含量较高，不含铁镁，其中包括石英、长石类及副长石类，这些矿物颜色较浅，所以又叫浅色矿物。 铁镁矿物：feo与mgo的含量较高，sio2含量较低，主要包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类等矿物。这些矿物的颜色一般较深，多为黑色或暗绿色，所以又叫暗色矿物。色率：暗色矿物在岩石中的

6、百分含量称为岩石的色率。按造岩矿物在分类中的作用：主要矿物：指在岩石中含量多，并在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。 次要矿物：指在岩石中含量少于主要矿物的矿物，对划分岩石大类不起作用，但可作为确定岩石种属的依据。副矿物：指在岩石中含量很少，在一般岩石分类命名中不起作用的矿物，但偶尔可用作定种属名称。岩浆岩矿物的成因类型：原生矿物：在岩浆结晶过程中所形成的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石、云母、长石、石英等。也包括部分岩浆作用晚期析出的富含挥发份的矿物，如电气石、萤石等。他生矿物：一般在正常的岩浆岩中不出现，多半是由于岩浆同化了围岩和捕虏体使其成分发生变化而形成的。如钙铁榴石、硅灰石等。堇青石、

7、红柱石等富铝矿物。次生矿物：在岩浆岩形成后，由于受到风化作用或岩浆期后热液蚀变作用，原生矿物发生变化而形成的新矿物，称次生矿物。如蛇纹石或伊丁石、绿泥石、高岭石等。岩浆岩的化学成分：造岩元素：o、si、al、fe、ti、mn、mg、ca、na、k、h、p等。占99.25%，其中o占46.59%。氧化物：sio2、al2o3、fe2o3、feo、mgo、cao、k2o、na2o、h2o+等。占岩浆岩总重量的98 以上。sio2与其他氧化物之间的关系：（参见课本11页图1-1）随着sio2增加，feo和mgo逐渐减少；而k2o、na2o则渐趋增加；cao和al2o3在纯橄揽岩中含量很低，但在辉石岩

8、、辉长岩中则随sio2含量的增加而增加，尤其al2o3更为显著，而后随着sio2含量的增加又逐渐降低。岩浆岩依据sio2含量的分类：如sio245%者，称为超基性岩；sio245%-53%者，称为基性岩；sio235%-66%者，称为中性岩；sio266%者，称为酸性岩。 全碱含量：k2o+na2o在岩浆中称为全碱含量(用alk表示)。由于k2o、na2o是主要元素中最容易熔融的组分，在地幔和地壳中的含量差别显著。岩浆岩的矿物共生组合规律及其与化学成分关系：（参见课本12页图1-3）自然界的岩浆岩不是任意组合的，而是有规律的共生，这种规律称为共生组合。反映在矿物成分的共生规律称为矿物共生组合。

9、影响矿物共生组合的因素，除了温度、压力外，主要决定于岩浆岩的化学成分，特别是sio2的含量。当sio2含量很高时，除了形成硅酸盐矿物之外，可以形成石英。当sio2含量不足时，可能出现橄榄石、霞石、白榴石等矿物，这些矿物称为sio2不饱和的矿物。当sio2含量充足时，可能出现辉石、角闪石、斜长石、钾长石等，这些矿物称为sio2饱和的矿物。岩浆岩的结构：是指组成岩石物质的结晶程度、颗粒大小、晶体形态、自形程度及其相互间的关系。岩浆岩的主要结构类型： 按岩浆岩的结晶程度可分为：全晶质结构：岩石全部由已结晶的矿物组成。 玻璃质结构：岩石几乎由全部未结晶的火山玻璃所组成。半晶质结构：岩石由部分晶体和部分

10、玻璃组成。 在泰曼图解中，根据结晶中心形成速度和晶体生长速度的关系不同，可以划分为a、b、c、d四个区域，由于冷却情况不同，形成了不同的结构。（参见课本13页图1-5）泰曼图解各区域说明：a区：晶体生长速度大，而结晶中心却较少。如果冷却缓慢，形成全晶质或较大的晶体。 b区：形成结晶中心很多，而晶体生长速度相对较慢 ，如果冷却迅速就会结晶不全或形成细小的晶体，甚至玻璃质。则有斑状结构。c区：结晶中心及晶体生长速度均已大为减弱，但结晶中心仍较多 。如果冷却迅速形成细小的晶体，甚至来不及生长形成玻璃质。d区：几乎不形成结晶中心，更谈不上晶体生长 ，形成玻璃质。按矿物的颗粒大小： 显晶质结构：肉眼及放

11、大镜基本上能分辨矿物颗粒。 隐晶质结构：肉眼及放大镜无法分辨矿物颗粒。 隐晶质结构：由可分为显微隐晶质结构和显微晶质结构。 显晶质结构按颗粒绝对大小分为： 伟晶(颗粒直径10mm)，粗晶结构(颗粒直径5mm)，中晶结构(颗粒直径2-5mm)，细晶结构(颗粒直径2-0.2mm)，微粒结构(颗粒直径2毫米 砾；1-0.05毫米 砂；0.050.005毫米 粉砂；0.005毫米 泥对数粒级：另一种是以等比级数划分粒级。克鲁宾对乌顿一温德华粒级加以转换，按颗粒直径以2为底的负对数来划分粒级，称为粒级，其定义为：-log2d，其中d为颗粒直径，以毫米计。 分选性：岩石中碎屑颗粒大小的均匀程度谓之分选性。

12、如果岩石中的颗粒大小均匀，某一粒级的颗粒的含量在90以上的谓之分选很好；若主要粒级的颗粒含量在75-90的谓之分选好；当主要粒级颗粒含量为50-75的谓之分选中等；若大小悬殊没有一种主要粒级含量超过50时，称为分选差。 圆度：圆度是指碎屑颗粒的棱和角被磨蚀圆化的程度，一般分四级：棱角状：颗粒具尖锐的棱角，原始形状基本未变或变化很小。说明碎屑未经搬运或搬运极近。次棱角状：碎屑颗粒的棱和角稍有磨蚀、尖角并不十分突出。一般说明碎屑经过了短距离搬运。次圆状：棱角有显著磨损，碎屑的原始轮廓还可看出。说明碎屑经过了较长距离的搬运。圆状：棱角已全磨圆，碎屑的原始轮廓已消失。说明碎屑经过了很长距离的搬运和磨损

13、。球度：球度是指碎屑颗粒接近球体的程度。是颗粒三度空间的形状，三轴等长者球度最高，片状及柱状颗粒球度最低。球度与圆度是两个不同的概念，球度不仅与搬运距离有关，更与矿物的形状有关。 但对同种矿物而言，随着搬运距离的加长，其圆度和球度均增高，故他们是度量碎屑岩结构成熟度的标准之一。表面特征：碎屑颗粒的表面特征包括颗粒表面的磨光度和显微刻蚀痕两方面。由表面特征可判断搬运和沉积介质的性质；如一般认为颗粒表面呈毛玻璃状的霜面是风力搬运的(但也有人认为是化学腐蚀的)；冰川搬运的砂砾常有擦痕(有人认为河床砂砾也可造成擦痕)；浊流搬运的颗粒表面常带有细小的刻痕。 填隙物结构组分特征： （1）杂基结构：又称基质

14、或碎屑杂基，杂基是0.03毫米的细粒碎屑物质及粘土矿物，它们一般是与碎屑物质一起机械沉积的，它们对碎屑颗粒也起胶结作用。由于颗粒非常细小，肉眼下看不清轮廓，多呈泥状结构，断口呈土状，光泽暗淡，因含有不同色素物质颜色呈多样化。（2）胶结物结构：胶结物是碎屑颗粒间的化学沉淀物质；通常是结晶的或非晶质的矿物，在岩石中含量50，对颗粒起胶结作用。常见的胶结物有碳酸盐质的、硅质的、铁质的、硫酸盐质的和磷酸盐质的，它们的结构多为非晶质的、隐晶质的及微晶的、少数是显晶粒状的。按胶结物和碎屑颗粒之间的结合方式，胶结物可分为以下几种特殊的结构： 非晶质胶结（物）：常是蛋白石、磷酸盐（胶磷矿）、铁质等，系孔隙水沉

15、淀的胶体物质。 隐晶质胶结（物）：玉髓 隐晶质磷酸盐矿物等，系孔隙水沉淀的微细的含水弱结晶物质。 微晶质胶结（物）：微晶碳酸盐矿物、磷酸盐矿物等，系孔隙水沉淀的细小结晶物质。 结晶粒状胶结（物）：碳酸盐矿物、硅酸盐矿物等，系孔隙水沉淀的粒状结晶物质。胶结类型：胶结物或基质与碎屑颗粒之间的相互关系称为胶结类型或支撑性质。常见的胶结类型：胶结类型示意图（见课本143页图5-2）基底式胶结：是杂基支撑 孔隙式胶结：是颗粒支撑 接触式胶结：是颗粒支撑孔隙：沉积物（或沉积岩）中未被固态物质占据的空间称为孔隙。孔隙度主要与碎屑颗粒的粒度、磨圆度、分选性有关。分选磨圆越好，孔隙度越高；粒度越小，孔隙度约高。

16、 结构成熟度：是指碎屑沉积物在其风化、搬运、沉积作用的改造下接近终极结构特征的程度。结构成熟度高即为碎屑为等大的球体、颗粒支撑类型的化学胶结物填隙。结构成熟度一般划分为四级：按杂基含量：15%-未成熟的 15%-再按分选性划分。按分选性划分：分选较好差，次成熟的。 分选好极好，在按磨圆度划分。按磨圆度划分：次棱角棱角状为成熟的。 次圆状-圆状为极成熟的。碎屑岩的分类：根据碎屑颗粒的大小，陆源碎屑岩可以分为四类：砾岩：碎屑直径2毫米。 砂岩：碎屑直径2一0.05毫米。粉砂岩：碎屑直径为0.05 一 0.005毫米。 泥质岩，碎屑直径0005毫米。中碎屑岩砂岩：粒度为2一0.05毫米的陆源碎屑含量

17、在50以上的沉积岩称为砂岩。砂岩的碎屑成分主要是石英、长石和岩屑三种，砂岩中的胶结物常见的有钙质、硅质、铁质等，有时还有海绿石、石膏等和泥质基质所胶结。砂岩中常见各种类型的斜层理、交错层理以及平行层理、序粒层理，波痕、冲刷痕迹、槽模、沟模和生物扰动构造等沉积构造。砂岩的结构分类：砂岩按其粒度大小可分为：巨粒砂岩 2-1毫米 粗粒砂岩 1-0.5毫米中粒砂岩 0.5-0.25毫米 细粒砂岩 0.25-0.05毫米砂岩的命名原则：砂岩成分成因分类的方案很多，但采用三端元或四端元分类法和命名原则较为一致。四端元分类法：首先根据基质含量将砂岩分为两类：一类称为净砂岩类，杂基15%。再以砂岩中的主要碎屑

18、成分石英、长石、岩屑作为三端元组分划分岩石类型，再把基质也作为一个端元组分参加岩石的分类命名。三角图的三个端元所代表的碎屑物质组成分别为：（见课本147页图5-3）q（石英）端员：石英、燧石和其他硅质岩岩屑。f（长石）端员：长石以及花岗岩和花岗片麻岩类岩屑。r（岩屑）端员：除q、f中的岩屑以外的其他岩屑，以及碎屑云母和绿泥石。各端元的成因意义：q的含量或q/(f+r)值代表砂岩的成分成熟度。f/r代表物质来源（深成岩或表成岩），及大地构造状况状况；f端元：代表气候及风化作用特点碳酸盐岩：碳酸盐岩是以钙、镁碳酸盐矿物为主组成的沉积岩。主要的岩石类型为石灰岩和白云岩。碳酸盐岩在地壳中沉积岩中的分布仅次于泥质岩和砂岩，约占沉积岩总量的20%。碳酸盐岩的化学成分特征：主要化学成分为gao mgo co2 ,其余还有其他氧化物及微量元素和稳定同位素。可利用这些元素种类、含量、元素对比值和异常还划分和对比碳酸盐岩地层。判断碳酸盐岩的沉积环境和研究其成因类型、成岩后生作用和相关矿产资源。碳酸盐岩的矿物成分特征：组成碳酸盐岩的矿物成分，可以分为三类：即碳酸盐矿物、陆源矿物、非碳酸盐的自生矿物。碳酸盐岩的结构组分特征：因其形成方式较多