岩石学复习资料

1、岩石学复习资料第一篇 绪论一、岩石及其地质分布1. 概念：岩石（rock）：天然形成的、由矿物或类似矿物的物质（如有机质、玻璃、非晶质等）组成的固体集合体。岩石的基本特点：1) 岩石多由不同矿物组成，单矿物的岩石相对较少；2) 岩石可由玻璃质(如黑曜岩)、有机质（如沥青）、胶体物质等组成；3) 岩石一般指天然产出的固体物质，人工合成的矿物集合体称为工业岩石。2、分类: 岩石可分为三大类：火成岩、沉积岩、变质岩 火成岩：由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融形成的岩浆，在地面以下或喷出地表后冷却、凝结的产物。占地壳体积的66。侵入岩：岩浆侵入到地表以下凝固成岩；喷出岩：岩浆喷出到地表形成。 沉积岩：

2、地表岩石经风化等作用形成的物质经搬运、沉积和成岩固结等作用形成的岩石。 约占地表面积的70%、地壳体积的8。以下两种作用综合产物的沉积 混积岩：化学及生物风化 化学溶液及胶体的沉淀 化学沉积（岩）；剥蚀及机械破碎 碎屑物质（岩石碎屑、矿物碎屑或生物碎屑） 碎屑岩； 变质岩：已有岩石(火成岩及沉积岩)在温度、压力、应力变化及化学流体等内动力作用下，成分、结构、构造等发生不同程度的变化所形成的岩石。占地壳体积的20。 变质作用主要发生在固体状态下，一般未经过熔融过程。变质岩形成的温、压条件介于地表的沉积作用及岩石的熔融作用之间。3、三大类岩石之间的关系互相过渡：火山碎屑岩与沉积岩；混合岩与火成岩；

3、沉积岩与低级变质岩。 火成岩经风化沉积或变质作用，可形成沉积岩或变质岩；互相转换： 沉积岩经变质改造或进一步的重熔作用，可形成变质岩或火成岩；变质岩经风化沉积或重熔作用，可形成沉积岩或火成岩。第二篇 火成岩 （Igneous rocks）二、岩浆及岩浆作用一、岩浆1、岩浆的定义：形成于上地幔或地壳深部的高温、粘稠熔融体，以硅酸盐成分为主，含有挥发分及少量固体。有以下两层含义：1）岩浆产生的部位、性状和成分；2）岩浆的基本特点：具一定的化学组成、高温、具有流动性。2、影响岩浆粘度的因素（包括成分、粘度、挥发分、温度、压力）2.1 岩浆的成分SiO2、Al2O3、Cr2O3含量高，岩浆粘度增加；C

4、a、Mg、Fe、K、Na、OH-含量高，粘度低。2.2 温度：温度增高，粘度显著减小，流动性增加。 例如相同成分相同密度的酸性岩浆，有些喷出地表形成流纹岩，有些形成呈花岗岩侵入体，原因之一是前者温度高，因而导致粘度降低，流动性增大。2.3 压力：压力对粘度的影响较小； 例如压力从1巴增高至30仟巴，粘度仅增大1/10。2.4 挥发分：一般挥发分含量增加，岩浆粘度降低。 主要为H2O，溶于硅酸盐熔体时，羟基代替硅氧四面体中的共用氧，使阳离子与共用氧断开，出现了更多的SiO44-单体，从而减弱了硅氧四面体之间的聚合程度，岩浆的粘度也随之下降。3、岩浆的温度 起源较浅的低温酸性岩浆往往形成中深成花岗

5、岩体，而来源较深的高温（过热）酸性岩浆则可喷出地表形成熔岩。目前技术条件下直接测定的现代火山岩浆的温度如：基性玄武岩岩浆：1100-1250 安山质岩浆：900-1100 流纹质岩浆：700-900 1）从基性岩岩浆到酸性岩浆，温度降低；2）不同岩浆源区，要求的部分熔融温度有很大的差异；3）岩浆的温度对岩浆的活动性有很大的影响。4、岩浆中的挥发分挥发分：CO2, CH4, NH3, H2, HCl, HF, H2S, SO2, P2O5 和H2O等。其中H2O最丰富占99%挥发分对岩浆作用的影响：岩浆的喷出方式；挥发分聚集时，在近地表处会强烈膨胀，使岩浆爆裂成火山灰，导致火山强烈爆发。岩浆结晶

6、的温度； 挥发分含量高结晶温度下降，挥发分迅速从岩浆中逸出后，岩浆会快速结晶，其中的晶体数量也随之加多。了解挥发分的类型及含量的途径：1）从现代火山喷发的气体中取得；2）通过岩石中的流体包裹体获得。补充矿物分离结晶的顺序鲍文（Bowen,1928）反应系列5、岩浆演化的方式（岩浆分异、同化、混合作用）5.1分异作用 ：原来成分均匀的岩浆，在没有外来物质加入的情况下，依靠本身的演化，最终产生不同组分的火成岩的作用。 未发生相分离：扩散作用、熔离作用； 结晶相和流体相分离：分离结晶作用、气体搬运作用。5.2同化混染作用：岩浆熔化或溶解围岩及捕虏体，或与其发生反应，而使岩浆的成分发生变化的过程。当熔

7、化或溶解较彻底时为同化作用；不彻底时可有未熔物质的残留称混染作用5.3岩浆混合作用：两种不同成分的岩浆以不同的比例混合，产生一系列过渡类型岩浆。三、火成岩的产状、结构和构造一、火成岩的野外特征1侵入岩的野外产状（注意看构造识产状，看颜色识岩性） 整合侵入体：侵入体与围岩的接触面基本上平行于围岩的层理或片理；包括岩盆、岩盖又称岩盘、岩床又称岩席、岩 鞍。 不整合侵入体：侵入体切割围岩片理、层理，接触面产状与围岩片理和层理产状不一致；包括岩墙、岩脉、岩株、岩基。二、火成岩的结构 结构的概念：组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体的形态、自形程度和矿物之间（包括玻璃）的相互关系。 结构分类的依据：

8、结晶程度、矿物的自形程度、矿物颗粒的大小、矿物颗粒之间的相互关系、矿物的排列方式。2.1 依据矿物颗粒的绝对大小 1）显晶质结构：肉眼能够分辨矿物颗粒 粗粒结构：d > 5mm 中粒结构：d = 25mm 细粒结构：d = 0.2（0.1） 2mm 微粒结构： d = 0.02（0.01） 0.2 （0.1） mm d=13cm的矿物称为巨晶： d > 3cm的矿物称为伟晶2）隐晶质结构：肉眼不能够分辨矿物颗粒(d <0.02mm)2.2 依据矿物颗粒的相对大小：等粒结构、不等粒结构、斑状结构、似斑状结构。等粒结构：岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。不等粒结构：岩石中同种主

9、要矿物颗粒大小不等。似斑状结构：岩石由两群大小不同的矿粒组成，基质为显晶质，与斑晶为同一世代的产物。 （与不等粒结构相区别：斑晶与基质间没有中等大小的颗粒）斑状结构：岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群，大颗粒呈斑点状镶嵌在细小的隐晶质或玻璃质的基质中。（补充斑晶：大颗粒基质：细小的隐晶质及玻璃质）等粒结构 似斑状结构 斑状结构 不等粒结构 斑晶的变化：斑状结构是浅成岩和喷出岩的重要结构类型，斑晶一般在深处（岩浆房）或上升过程中晶出的，在地表条件下不稳定。熔蚀结构：因压力降低使斑晶矿物的熔点降低，或因岩浆在地表氧化，温度升高等，造成早已结晶的斑晶熔蚀。暗化边结构：含挥发分的斑晶（角闪石、黑云母

10、等），因低压、高温氧化、脱水等原因，在斑晶的边部出现不透明的边缘（一般由磁铁矿及高温无水的透长石、白榴石、橄榄石、辉石等集合体组成）。细晶结构:由细粒它形的长石和石英组成的细粒它形粒状结构。在手标本上，断口常呈细砂糖状。 2.3矿物的自形程度自形程度是指组成岩石的矿物的晶形完好程度。可以分为三种不同的结构：自形粒状结构：组成岩石的矿物颗粒，按自己的结晶习性，发育成被规则的晶面所包围的自形晶。说明岩浆中矿物结晶中心少，结晶时间长，有足够的空间，或者矿物结晶能力强。半自形粒状结构：组成岩石的矿物颗粒，按结晶习性发育一部分规则的晶面，而其它的晶面发育不好，而呈不规则的形态。 它形粒状结构：组成岩石的

11、矿物颗粒多呈不规则的形态（它形晶），找不到完整规则的晶面。结晶中心较多，矿物颗粒几乎同时结晶，没有足够的结晶时间和空间的条件下形成的。2.4岩石中矿物颗粒间的相互关系矿物之间的相互关系以及矿物与玻璃质之间的相互关系，常见结构有：条纹结构、文象结构、蠕虫结构、反应边结构、环带结构、包含结构、填隙 (间) 结构等。条纹结构即钾长石和钠长石有规律地交生。正条纹结构指主晶为钾长石；反条纹结构指主晶为钠长石。文象结构 石英呈一定的外形（如象形文字）有规律地镶嵌在钾长石中，这些石英在正交偏光下同时消光。肉眼可见的叫文象结构，镜下才能见到的叫显微文象结构。成因：文象结构是长石和石英在共结点同时结晶形成的。蠕

12、虫结构许多细小的形似蠕虫状或指状的石英穿插生长在长石中，其中石英的消光位一致。成因：固溶体分离和交代（交代是指斜长石交代钾长石，使多余的SiO2析出，生成蠕虫状石英，被包裹于斜长石中）。反应边结构 早生成的矿物或捕掳晶，与岩浆发生反应，当反应不彻底时，在早生成矿物的边缘形成一种新矿物，完全或部分包围早结晶的矿物。常见的类型有橄榄石的辉石反应边，辉石的角闪石、黑云母反应边。环带结构固溶体矿物从中心向边缘具不同的组成而成环带，镜下显示不同的消光位。斜长石中常见。包含结构（又称嵌晶结构)在较大的矿物颗粒中包含较小的另一种矿物颗粒。被包裹的矿物结晶较早，而包裹它的矿物结晶较晚，可作为分析岩浆中矿物结晶

13、顺序的证据。填隙 （间) 结构辉石等暗色矿物以及隐晶质、玻璃质充填于微晶斜长石粒间空隙形成的结构。见于浅成相或喷出相火山岩基质。玻基斑状结构：基质全为火山玻璃；玻璃质结构:斑晶少于5%间粒结构：充填物均为粒状矿物；间隐结构：充填物为隐晶质、玻璃质；间粒间隐结构：二者的过渡类型辉长结构：基性斜长石和辉石的自形程度相近，均呈半自形-它形粒状。辉长岩典型结构。辉绿结构：自形晶斜长石之间形成近三角形空隙，其中充填单个的它形辉石颗粒。浅成基性侵入岩（辉绿岩）中的典型结构。二长结构：斜长石和碱性长石含量相近，斜长石自形程度好，为自形半自形，它形钾长石充填在斜长石间隙中。安山结构（玻晶或玻基交织结构）：岩石

14、的基质中斜长石微晶呈杂乱-半定向排列，微晶之间有较多的玻璃质或隐晶质充填。花岗结构（半自形粒状结构）暗色矿物自形程度较高，长石次之，石英呈它形充填在不规则的空隙中。2.5岩石中矿物的排列方式（主要有3种）交织结构喷出岩基质中的斜长石微晶呈交织状或半平行排列。玻晶交织结构：基质中玻璃质含量明显；在安山岩中常见，又称安山结构。粗面结构：喷出岩的基质中钾长石微晶呈平行排列。 三、火成岩构造构造的定义：岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合与其它组成部分间的排列、充填方式等。常见的火成岩构：造块状构造，层状构造或带状构造，斑杂构造，面理构造、线理构造，球状构造，气孔构造，杏仁构造，流动构造，柱状节理构造，

15、枕状构造。四、火成岩的化学成分4.1 SiO2SiO2含量高：酸性程度高、酸度大、或者基性程度低；SiO2含量低：酸度小、基性程度高。火成岩酸性程度和基性程度的划分 (Bi指黑云母) ：超基性岩：SiO2 < 45%，主矿为橄榄石和辉石，主岩为苦橄岩/ 橄榄岩，色率>90基性岩：SiO2 4553%，主矿为辉石与基性斜长石，主岩为玄武岩/ 辉长岩，色率4090 中性岩：SiO25366%，主矿为角闪石与中性斜长石，主岩为安山岩/ 闪长岩，色率1540 中性岩含暗色矿物少酸性岩：SiO2 > 66%，主矿为钾长石、酸性斜长石、石英，主岩为流纹岩/ 花岗岩，色率< 15 酸

16、性岩含暗色矿物多为Bi五、矿物成分5.1矿物组成造岩矿物：组成岩石的矿物的统称； 火成岩中最主要的造岩矿物有橄榄石类、辉石类、角闪石类、云母类、碱性长石类、斜长石类、似长石类和石英类等。火成岩中常见的矿物只有20多种。主要矿物：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：在岩石中含量少于主要矿物的矿物。 副矿物：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。5.2化学成分分类硅铝矿物：矿物中SiO2与Al2O3的含量较高，不含FeO和MgO，包括石英类、长石类及似长石类。镁铁矿物：矿物中FeO、MgO的含量较高，有橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类。5.2.1

17、对应的按矿物颜色的分类：浅色矿物：颜色较浅的矿物，如白色、灰色和无色，与硅铝矿物相对应。暗色矿物：颜色较深的矿物，如黑色、绿色、褐色、蓝色等，与镁铁矿物相对应。有些富含Na2O的暗色矿物称之为碱性暗色矿物，如霓石、钠闪石、星叶石等。5.2.2色率：暗色矿物在火成岩中的含量（体积百分数）按照色率分类：浅色岩：色率在030间，习惯上把花岗岩、正长岩等浅色矿物占优势的岩石称为浅色岩。暗色岩：色率在60100间，以暗色矿物占优势的岩石。如橄榄岩 、辉长岩等。色率随岩石酸度变化的大致情况：超基性岩：色率>90；基性岩：色率=40-90；中性岩：色率=15-40；酸性岩：色率<15。五、超镁铁

18、质及镁铁质杂岩1、超镁铁岩2、镁铁质岩类（钙碱性系列如辉长岩；碱性系列如碱性辉长岩）2.1 辉长岩类（钙碱系列）主要组成：辉石，基性斜长石(拉长石或培长石)主要结构：辉长结构辉绿结构包橄结构反应边结构主要种属：辉长岩、辉绿岩、斜长岩2.2 碱性辉长岩类（碱性辉长岩）六、镁铁质火山岩玄武岩及相关岩镁铁质火山岩：主要是玄武岩，化学成分与辉长岩相当七、中酸性熔岩及火山碎屑岩类1、中酸性熔岩：安山岩、英安岩、流纹岩；2火山碎屑的类型及特征火山爆发产生的火山碎屑物分为“三屑”岩屑：喷出时是完全凝固的刚性（不可塑）固态物质，呈棱角状。也可能喷出时尚未完全固结，在空中飞行时旋转、碰撞，降落堆积时溅落和压扁形

19、成各种不同的形态。晶屑：矿物晶体的碎屑；多源自岩浆中析出的晶体，也可源于早形成的粗粒结晶的岩石。（最常见的晶屑是石英、钾长石和酸性斜长石，其次是黑云母、角闪石。）玻屑：气泡化的岩浆气孔壁爆碎的产物，喷发时多尚未完全凝固，可分为半塑性和塑性。3、火山碎屑岩：火山作用形成的各种火山碎屑物质堆积后经多种方式固结而成的岩石。火山碎屑岩定量粒级分类1-凝灰岩；2-角砾凝灰岩；3-集块凝灰岩；4-火山角砾岩；5-集块角砾岩； 6-角砾集块岩；7-集块岩按岩石中主要碎屑（一般大于50%）的粒度可分为集块岩、火山角砾岩、火山砾角砾岩和凝灰岩等类型。凝灰岩中“三屑”命名图1-玻屑凝灰岩；2-晶屑凝灰岩；3-岩屑

20、凝灰岩；4-晶玻屑凝灰岩；5-岩玻屑凝灰岩；6-晶岩屑凝灰岩；7-复屑凝灰岩 八、花岗质岩及相关岩类1常见花岗岩种属1.1花岗岩花岗岩(狭义)：酸性侵入岩，SiO2>66%，石英大于20%，主要矿物为石英、碱性长石。花岗岩类(长英质岩类)：SiO2 含量>53%、石英含量>5%，主要组成矿物仍为长石和石英。花岗岩类岩石（广义）：一般指花岗岩及与花岗岩具密切共生关系、矿物成分以石英（>5%）和长石为主的中性侵入岩（钙碱性岩类及部分钙碱性-碱性岩类的岩石）。1.2闪长岩：石英<5% ，暗色矿物20-35%，长石类矿物主要为中性斜长石（中长石），常具环带结构；不含或仅含

21、少量碱性长石；最常见暗色矿物角闪石，也有以黑云母或辉石为主者。1.3正长岩：浅色矿物主要为碱性长石和斜长石，可含少量石英或似长石（霞石、方钠石等，与石英不共生），分别出现在钙碱性岩和碱性岩中。暗色矿物主要是角闪石、辉石及黑云母。区分闪长玢岩与花岗斑岩：玢岩：岩石中的斑晶矿物主要是斜长石及暗色矿物，主要见于超基性岩、基性岩、中性岩。斑岩：岩石中的斑晶矿物主要是石英、碱性长石和似长石，主要见于酸性岩、碱性岩。第三篇 沉 积 岩（Sedimentary petrology）一、沉积岩的形成过程和一般特征1、概 述沉积岩：在表生条件下，由风化作用、生物作用和火山作用的产物，经介质的搬运，再经各种沉积作

22、用所形成的松散沉积物，在逐渐被埋藏过程中又经胶结和成岩改造成的岩石。2.1沉积物的来源组成沉积岩的物质来源主要有四种： 陆源物质母岩风化的产物 生物源物质生物残骸和有机质 深源物质火山碎屑和深部卤水 宇宙物质陨石其中，母岩风化产物按其性质可分为三种类型：（它们构成了最常见的三类沉积岩的基本物质陆源碎屑岩、泥质岩、内源沉积岩） 碎屑物质：未遭受分解的矿物碎屑和岩石碎屑 不溶残积物： 母岩分解过程新生成的不溶物质，如粘土和氧化物等 溶解物质：以溶解状态被带走。如钾、钠、钙等。搬运作用：碎屑颗粒的机械搬运和沉积 牵引流：水流、波浪、空气；重力流：浊流、泥石流、颗粒流、液化沉积物流a.流水的机械搬运和

23、沉积作用，搬运方式为 推移搬运：滚动搬运或推移载荷 悬浮搬运：悬移搬运或悬浮载荷 跳跃搬运：介于前二者之间3沉积岩的物质成分和颜色3.1矿物类型：从矿物的“生成”的角度出发，沉积岩中的矿物分为“它生矿物”和“自生矿物”。它生矿物（继承矿物）：从母岩继承来的矿物，即在沉积岩形成作用开始之前就已经生成或已经存在的矿物。其继承来源为陆源碎屑矿物、火山碎屑矿物和宇宙物质。主要的它生矿物有石英、长石、云母和岩屑。自生矿物：在沉积岩的沉积和成岩过程中，以化学或生物化学方式新生成的矿物，或者说是由所赋存的沉积岩自己生成的矿物。常见的典型自生矿物有土矿物、方解石、白云石、石英、玉髓、海绿石、石膏、铁锰氧化物或

24、其水化物等。3.2颜色沉积岩的颜色直接反映了沉积岩的物质组成和形成环境，可分为：继承色主要由陆源碎屑矿物显现出来的颜色；自生色主要由自生矿物显现出来的颜色。白色或浅灰白色：岩石不含有机质、构成矿物基本上都是无色透明矿物。如纯净的高岭石、蒙脱石粘土岩、钙质石英砂岩、结晶灰岩等。 红、紫红、褐或黄色：岩石含高铁氧化物或氢氧化物（其含量低至百分之几即有很强的致色效果）。如深海硅质岩、长石砂岩等，可指示氧化条件，但并非一定是暴露条件。灰、深灰或黑色：岩石含有机质或弥散状低铁硫化物（如黄铁矿、白铁矿）微粒，可指示还原条件，如黑色页岩、炭质泥岩等。 绿色绿灰色：一般由海绿石、绿泥石等矿物造成。这类矿物中的

25、铁离子有Fe2+和Fe3+两种价态，如海绿石石英砂岩可代表弱氧化或弱还原条件。4、沉积岩的结构和构造4.1结构泥状结构：细小的粘土矿物(粒度一般<0.005mm)构成粘土岩后所形成的岩石结构。生物结构：直接由生物遗体构成，在某些生物灰岩、硅质岩中出现。碎屑结构：就是由母岩机械风化产生的碎屑进入沉积物后被胶结起来所形成的岩石结构，为砾岩、砂岩所特有。晶粒结构：是指由化学作用和生物作用从溶液中沉淀的晶粒或成岩后生作用中重结晶形成的晶粒所构成的岩石结构，主要在石灰岩、白云岩、硅质岩中发育。4.2 层理：沉积物沉积时在层内形成的成层现象。是由沉积物的成分、结构、颜色及层的厚度、形状等沿垂向变化而

26、显示出的成层现象。描述层理的基本术语：纹层(细层)；层系；层系组；层系界面；纹层：层理中可以划分出来的最小层状单元，是组成层理的最基本最小的单元。纹层内无任何肉眼可见的层。层系：由一组在成分、结构、厚度和产状上近似的同型纹层叠置而成。也可不含纹层而只显示粒度的渐变特征。层系组：由两个或两个以上在岩性、成分、结构上基本一致的或成因上有联系的层系叠置而成，期间没有明显间断。水平层理和平行层理：细层呈直线状且相互平行，并都与层面一致。但二者形成的水动力条不同。水平层理主要主要产于细碎屑岩和灰岩中（低能环境）；平行层理主要产于砂岩中。粒序层理（递变层理）：层理中的颗粒粒度在垂向上连续递变，无任何内部纹

27、层或纹理显示。叠层构造：由单细胞或简单多细胞藻类、或细菌等在固定基底上周期性繁殖成的纹层状构造。鸟眼构造：指细粒沉积岩中成群或单个出现的、一般为几毫米大小的鸟眼状孔隙被亮晶方解石或石膏等胶结物充填而形成的一种沉积构造。 生物扰动构造：由动物的机械行为（同沉积的爬行、沉积后的挖掘等等）使松软沉积物原有的沉积特征、特别是原有的构造特征遭到破坏而形成的无定形构造。6沉积岩的分类二、化学风化和风化中矿物的稳定性三、沉积作用和沉积物1.物理沉积作用和碎屑沉积物1.1牵引流：低粘度、低密度。一般的河流、海（湖）的波浪流、沿岸流、潮汐流等均属于牵引流。其搬运机制是流体拖曳、牵引沉积物一起运动。1.2颗粒被水

28、流牵引时的搬运方式： 滚（挪）动：粒径>2mm 的碎屑物在牵引流底部，以滚的方式向前挪动，如：砾； 跳跃：粒径为2-0.05mm 的细碎屑物，在牵引流底部时跳时落，如砂； 悬浮：粒径为0.05-0.005mm 的细碎屑物, 起动后浮在水中很难下沉，如粉砂；当粒径<0.005mm的颗粒，易于悬浮，并可能向胶体转化，如泥质。1.3控制颗粒搬运方式的主要因素总体受水流牵引力大小的控制，还有流速（或流态），颗粒的大小、密度和形态等因素。1.4碎屑沉积物的碎屑结构碎屑结构：在一定动力条件下共生在一起的碎屑颗粒所具有的内在形貌特征的总和。粒度：中粒状碎屑的粗细程度。（很重要，尤其是砂的细分，见

29、课本P174）分选度：碎屑颗粒大小的均匀程度流体在沉积作用中对粒度累积分异强度的衡量指标。 分选好：一个粒级颗粒达75以上； 分选中等：一个粒级颗粒为75-50； 分选差：一个粒级颗粒未超过50,多级别颗粒共存。圆度：颗粒棱角磨蚀的程度，棱角状、次棱角状、次圆状、圆状（镜下或标本上观察）等。球度：颗粒度按近于球体的程度，分为：圆球体、扁球体、椭球体、长扁球体等。支撑类型：基质和颗粒的充填关系可反映流体类型和环境的动力条件等特征。杂基：与砂或砂级以上颗粒共生的细粉砂和泥级颗粒；泥级颗粒更多时也称泥基。砂基：与砾石颗粒共生的粒度明显不连续的砂级颗粒。支撑类型：颗粒支撑：碎屑颗粒直接堆垒起来搭成颗粒

30、格架、彼此相互接触，而基质充填在颗粒之间、含量很少，可同时形成粒间孔。基质支撑：基质和较大颗粒共同搭接形成沉积物格架，基质含量高，颗粒充填在基质之间、被基质隔开而“漂浮”在基质背景中。过渡支撑：基质含量相对适中，部分颗粒互相接触，另一部分被基质隔开。孔隙：沉积物（或沉积岩）中未被固态物质占据的空间。四、成岩作用1、它生沉积岩（陆源碎屑岩）的基本组成：碎屑颗粒、填隙物（杂基、胶结物）和孔隙。 碎屑颗粒：碎屑岩的主要组成部分，占整个岩石的50%以上，并决定岩石的基本性质。 杂基：由机械沉积作用形成的细粒物质，充填在碎屑颗粒之间。 胶结物：是对颗粒起胶结作用的化学沉淀物。 孔隙：岩石中未被固体物质所

31、占据的部分，孔隙可以是原生的，也可以是后期形成的。2、主要成岩作用及作用特点胶结类型：碎屑和填隙物之间的关系。 基底式胶结：填隙物含量较多，碎屑颗粒间不相接触呈飘浮状或游离状分散在填隙物内。 接触式胶结：颗粒之间彼此接触，胶结物只分布在颗粒之间的接触点附近；胶结物含量很少, 颗粒之间的孔隙较发育。 孔隙式胶结：颗粒构成支架，颗粒之间多呈点状接触。胶结物充填在碎屑颗粒之间的孔隙中，含量少。形成于晚期成岩阶段。 镶嵌式胶结：颗粒之间因压溶而多呈面接触、凸凹接触或缝合线接触。 悬挂式胶结：胶结物和它附着(或胶结)的颗粒具有相对一致的方位性。 加大边结构（共轴增生状结构）：胶结物与被胶结颗粒的成分相同

32、、晶格连续，就好像被胶结颗粒向着粒间边缘向外加大一样。五、它生沉积岩类1 概述2粗碎屑岩即砾岩、角砾岩和沉积混杂岩，砾级碎屑体积分数占30%以上的沉积岩。3（中）碎屑岩即砂岩，砂岩是砂级陆源碎屑体积分数高于 50%、砾级低于30%的沉积岩。 3.1按主要粒度分类：3.2砂岩按基质含量分类净砂岩（Arenite，砂岩）：基质含量<15%，结构成熟度相对高。杂砂岩（Wacke，瓦克岩）：基质含量>15%，结构成熟度相对低。3.3按砂岩的成分分类除去填隙物，按三种碎屑颗粒之间的相对百分比，分别对净砂岩和杂砂岩进行分类。通常根据碎屑的化学稳定性分为三个端元成分：（三单元四组分） Q端元为单

33、晶石英； R端元为岩屑 F端元为单晶长石 1-石英砂岩2-长石石英砂岩 3-岩屑石英砂岩4-长石砂岩5-岩屑长石 6-长石岩屑砂岩7-岩屑砂岩 注：当杂基的含量大于15%时，要参与定名！ 4细碎屑岩即粉砂岩，粉砂岩是粒度0.05-0.005mm之间的颗粒含量占碎屑颗粒50%以上的碎屑岩。即泥质岩，泥级质点（主要指粘土矿物）体积分数超过50%的沉积岩。 六、自生沉积岩类1、碳酸盐岩定义：自生的碳酸盐矿物（方解石和白云石）含量超过50%的沉积岩类称碳酸盐岩。自生碳酸盐矿物中若一半以上为方解石称石灰岩，若一半以上为白云石称白云岩。2、硅质岩定义：由化学、生物和生物化学作用及某种火山作用形成的富含Si

34、O2（ 50 %）的沉积岩称硅质岩，欧美国家或国际上则多统称为燧石岩。3、其它自生沉积岩类磷质岩：磷块岩和磷质岩的泛称，磷酸盐矿物体积含量大于20%的沉积岩。铁质岩：是富铁岩。有经济价值的铁沉积岩、铁质沉积岩、含铁沉积岩，称为沉积铁矿。铝质土岩：由富含氢氧化铝矿物组成的沉积岩；如果铝土岩中A12O3的含量（%）大于40，其A12O3：SiO22:1，则称为铝土矿。 蒸发岩：在强烈蒸发条件下，海盆或湖盆水体因盐分逐渐浓缩以至发生沉淀，这种由于蒸发作用以化学沉淀方式而形成的易溶盐类矿物占50%以上的沉积岩。 第四篇 变质岩一 变质作用1、变质作用的概念：由于地质环境的改变，物理化学条件发生了变化，

35、促使地壳中已经形成的矿物群体（岩石和矿石）发生矿物成分及结构构造的变化，有时伴有化学成分的变化，在特殊条件下，可产生重熔（溶），形成部分流体相，这些作用的总和称之为变质作用。 变质作用是一个基本保持固体状态下的转变过程，主要包括变质结晶 、变形和变质分异作用等。 注意两种过渡的状态：在高级变质中可出现部分熔融，可以划在岩浆作用范畴；在很低级变质（埋藏变质）中还可出现压实作用，则主要属于沉积成岩作用范畴。2、变质岩：地壳形成和发展过程中，由于地质环境的改变、物理化学条件也随之变化，致使固态岩石在矿物成分和结构构造方面遭受改造而变化成新的岩石。其形成与地壳的发生和发展密切相关。二 、变质作用机制方

36、式：重结晶 交代1、重结晶作用(recrystallization)（1）重结晶作用：岩石在基本保持固体状态的条件下，矿物重新组合和通过化学反应形成新矿物的过程。（2）基本特征：除了H2O、CO2等挥发分以外，重结晶前后，岩石总化学成分不变。（3）分类：静态重结晶：一般发生在低应变区或应力消失以后, 是在没有应力或应力较弱的条件下发生的重结晶作用。形成的矿物近等轴粒状，无定向组构，同种矿物之间往往发育三边平衡结构。 动态重结晶：一般发生在强应变区, 是在有较强应力作用条件下发生的重结晶作用。一般具有定向构造。2、交代作用（metasomatism或replacement）（1）交代作用：在变质

37、条件下，由于变质岩以外物质的带入和原岩物质的带出，而造成的岩石中一种矿物被另一种化学成分不同的矿物所置换的过程。即固体岩石在化学活动性流体作用下通过组分的带入带出，使岩石总化学成分和矿物成分发生变化的过程。（2）基本特征：在交代过程中岩石体积保持不变（开放系统）。尽管岩石基本处于固态，但以H2O和CO2为主的流体流体的存在是必要条件。交代作用产物有混合岩、矽卡岩、气热变质岩等。（3）活动组分（mobile components）：可以在系统中带入、带出的组分。流体相是完全活动组分。活性组分的迁移方式：渗透（infiltration）：裂隙溶液中组分迁移，驱动力为压力差。扩散（diffusion

38、）：粒间孔隙溶液中组分迁移，驱动力为浓度差。（4）变质作用的化学分类（chemical classification）： 等化学变质作用（isochemical metamorphism）：变质前后岩石除了H2O、CO2等挥发分以及Fe的价态变化外，总的化学成分不发生改变。 视为封闭系统。 异化学变质作用（allochemical metamorphism）：变质前后岩石总化学成分除H2O、CO2等挥发分外，其它组分也发生变化。 岩石系统是开放系统，伴随交代作用，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Si4+等金属阳离子成为活动组分可带入带出。重结晶作用 交代作用封闭系统 开放系统无组分带入带出

39、有组分带入带出矿物成分可不变 矿物成分改变岩石总化学成分不变 岩石总化学成分改变体积改变 体积不变三、影响变质作用因素a.地质环境条件是控制变质作用发生的根本因素，如：大地构造位置（岛弧、海沟、洋中脊等）、构造过程（沉降、隆升等）、岩浆作用等。b.地质环境条件最终都会以物理化学因素的体现在变质作用过程中，主要包括：温度T、压力P、流体x、时间t、偏应力（应力）等。温度T温度范围：200-800，超高压可达1000。 Mus+QOr+Sill+H2O（T>650，P<3.5kb）温度是变质作用的主导因素：可导致重结晶、变质反应、混合岩化；增加流体活性； 改变岩石变形性质等。 生热原因

40、: 岩浆；深部热流；地壳放射热；机械摩擦；地热增温（正常情况25-30/km）。（4）温度因素影响表现T升高有利于吸热反应，T降低反应向放热方向进行；大大加快变质反应速率和晶体生长；T升高可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性变形转化；T升高产生脱水、脱碳酸等化学反应，形成变质热液作为催化剂、搬运剂和热媒介对变质作用施加影响。T升高还可导致部分熔融而发生混合岩化。 压力P（1）静压力（负荷压力）：热力学上的压力P是各向相等的静水压力(hydrostatic pressure)，影响矿物的相平衡。压力增加，有利于体积缩小的反应，形成高密度矿物组合。在35km范围内与深度关系为0.029GPa/k

41、m。压力的标准国际单位为Pa（帕斯卡），地质上也常用bar（巴）和Kbar（103bar）：1GPa=109Pa; 1bar=105Pa； 1Kbar=0.1GPa流体压力：岩石系统中常存在少量的流体相，它们所具有的内压称流体压力。（2）对变质作用的影响分两种情况:流体压力与静压力相等：流体压力不构成独立的控制因素；流体压力与静压力不相等：流体压力则构成独立的控制因素。压力范围：动力变质作用和接触变质作用多在5km 范围内，压力低于0.1GPa；区域变质作用深度大于5km，压力高于0.1GPa；按压力大小分为不同的压力型（低压、中压、高压、超高压）。 作用形式：控制变质反应方向，影响变质反应温

42、度；有利于形成分子体积小、密度大的矿物； 改变岩石的熔点。 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2 P=105Pa，T=470；P=108pa，T=670。（3）压力类型负荷压力（Pl）：来自上覆岩石；作用于矿物颗粒边界，使颗粒结合在一起定向压力（）：来自构造运动；如垂直直应力、侧向直应力等。流体压力（Pf）：来自粒间孔隙流体。总压力 P = Pl + 构造超压 + 流体超压流体x（Fluid composition ）（1）变质作用中流体的作用：变质作用中流体起溶剂和媒介（载体）作用。在没有流体参予的干系统中，反应难以发生或难以反应完全。可控制变质反应方向。例如：Cc+Q ®W

43、o+CO2可降低岩石熔点，如长英质岩：无水950，含水640 变质反应的催化剂。例如：铁橄榄石的合成实验：2MgO+SiO2®Mg2SiO4，该反应在干体系 1000条件下，须时近四天，只有26%转化；在湿体系 460条件下，只须时间几分钟，就全部转化。（2）对整个岩石圈来说，变质作用中的流体最主要是CO2、H2O等。流体在较高温压条件下，具有较大的活性，对变质作用的进行有很大影响。（3）变质作用过程中存在流体相的证据：变质岩中存在含H2O矿物（云母、角闪石等）、碳酸盐矿物及这些矿物的包裹体，特别是流体包裹体。制约变质作用中大量有流体相参加的反应； 对脱水反应和脱碳酸反应，流体xH2

44、O的增加（xCO2减少），反应将向xH2O减少、xCO2增加的方向进行，即阻碍脱水反应而促进脱CO2反应进行。提高脱水反应温度、降低脱CO2反应温度。相反，则将促进脱水反应而阻碍脱CO2反应进行。促进交代作用以及成矿作用的发生； 流体中可溶解K、Na、Ca、Si等造岩组分以及Fe、Cu、Ag等成矿组分，在开放系统条件下，岩石在流体作用下发生元素带入带出与环境发生物质交换，造成岩石的化学成分变化，并可形成矿床。变质作用中流体的主要来源：原岩中的流体：主要是沉积岩的孔隙流体，在埋藏变质中起重要作用。海水：在洋底变质和俯冲带变质中起重要作用。变质流体：变质过程中可产生脱流体反应，广泛出现在各类变质环

45、境。岩浆流体：在接触变质和交代变质中起重要作用。深源流体：主要来自地幔放气作用，高级变质流体相的主要来源4、时间t变质作用时间因素的两重含义：变质作用发生的地质年代：由于地球发展的方向性和不可逆性，决定了不同时代变质作用的特点不同。一次变质作用自始至终经历时间：不同时间变质作用的特点不同。当变质作用P、T条件随着时间t的变化而变化，就构成了变质作用的P-T-t轨迹。各种因素的关系相互促进又相互制约温度: 一般是最重要因素，它不仅控制着变质作用的发生和发展，也制约着流体的活性和岩石变形性质。压力: 影响物化平衡的独立因素，有时对矿物组合起决定作用。应力:不是物化平衡的独立因素，但它是变质岩组构的

46、最重要因素，此外还控制着变质反应的速度和规模。流体:是变质作用得以实现的基本因素，但温度又是流体具有活动性的前提。四、变质作用的地质分类 局部变质作用区域变质作用规模很局限规模较大分布局限分布在一个具体的地质构造（断裂带、接触带等）地质环境多样，可发生在大陆地壳、大洋地壳甚至发生在岩石圈地幔中变质因素往往一个因素多因素变质机制一种机制多机制过渡性在局部变质地区可清楚观察到变质于未变质岩渐变过渡在区域变质地区，很难找变质岩与未变质岩的界限局部变质作用根据产状划分： 接触热变质作用 动力变质作用 冲击变质作用 交代变质作用接触热变质作用(contact-thermal metamorphism)接

47、触热变质作用：由岩浆热而导致的变质作用，主要分布在侵入体与围岩接触带 。主要控制因素：温度主要变质机制：重结晶P/T比：很低动力变质作用（dynamic metamorphism）动力变质作用：在构造作用下导致的变质作用。主要分布在断裂带附近。可与不同的区域变质伴生。主要控制因素：偏应力 主要变质机制：变形（脆性变形和韧性变形）及动态重结晶。P/T比：高至低，但通常较高。冲击变质作用（impact metamorphism）在陨石冲击地表的强大冲击波作用下产生的变质作用，是分布在陨石坑附近。瞬时的高压、高温条件是其控制因素。变形和伴随的部分熔融是其主要的变质机制。 交代变质作用（metasom

48、atic metamorphism）交代变质作用主要由岩浆热液引起的异化学变质作用。分布上局限于侵入体接触带及其附近和火山喷气活动区。变质作用机制：主要为扩散交代作用和渗透交代作用。控制因素：主要为流体中的活动组分化学位（或浓度）围岩蚀变：产在热液矿脉两侧的交代变质作用。接触交代变质作用：分布在侵入体接触带的交代变质作用。典型的交代变质岩有夕卡岩、云英岩、黄铁绢英岩、次生石英岩等，与金属矿床关系密切。 区域变质作用根据产状划分： 造山变质作用 洋底变质作用 埋藏变质作用混合岩化作用造山变质作用（orogenic metamorphism）主要变质机制：重结晶和变形，形成的岩石常显示面、线理，又

49、称为区域动热变质作用。P/T比：范围宽广，可分为高P/T、中P/T和低P/T型区域变质类型。高P/T型见于俯冲带和碰撞带，中低P/T型见于岛弧、大陆拉张带、大陆碰撞带和前寒武纪结晶基底。 洋底变质作用洋底变质作用：洋壳岩石在大洋中脊附近上升热流和海水作用下产生的规模巨大的变质作用。主要变质因素：温度和流体（海水）中活动组分化学位（或浓度）。变质作用机制：重结晶作用并伴随有交代作用，岩石面理、线理不发育。是区域规模的异化学变质作用，P/T比很低。典型的洋底变质岩为绿岩，是一种主要由钠长石Ab、绿帘石Ep和阳起石Act、绿泥石Chl组成的绿色块状区域变质岩。 埋藏变质作用（burial metam

50、orphism）埋藏变质作用：无明显变形的大规模的很低级（很低温）变质作用。通常出现在区域变质（造山变质）和洋底变质的很低级部分，或独立出现在强烈坳陷的沉积盆地的底部；P/T比：变化范围很大。埋藏变质作用是变质作用向成岩作用过渡的类型，形成的岩石无明显面理、线理，重结晶作用不完全，残留许多原岩结构构造。 混合岩化作用（migmatization）混合岩化作用：高级区域变质（造山变质）伴随的部分熔融产生的低熔物质（新成体）与变质岩（古成体）混合，形成混合岩的大规模变质作用。变质作用向岩浆作用过渡的类型，又称为超变质作用。五、变质岩的化学成分特征1、等化学变质：变质岩化学成分（除H2O、CO2外）

51、取决于原岩化学成分。这类变质岩的化学成分特征可用于恢复原岩类型，对比变质地层等。异化学变质：变质岩的化学成分取决于原岩的化学特征与交代作用的类型和强度。其化学成分特征可用来推断原岩成分特点，了解交代过程中元素带入带出情况，查明交代作用的特点和强度。 等化学系列（等化学变质）：指具同一原始化学成分的所有变质岩，其矿物组合的不同是由变质作用的类型和强度决定的。等物理系列：指具同一变质条件下形成的所有变质岩，其矿物组合的不同是由原岩化学成分决定的。（重点）2、变质岩五个常见的等化学系列类型： 富铝系列（泥质）：化学成分特征是富铝；贫钙；铁、镁低；钾> 钠；原岩主要是泥质岩石（泥岩、页岩）及少量

52、的火山凝灰岩。有两个亚类：Al2O3过剩（K2O不足）的泥质变质岩：原岩为高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩等。变质岩矿物成分特点是含富铝矿物，中低温时无钾长石，高温时出现钾长石。K2O过剩（Al2O3不足）的泥质变质岩：原岩为水云母粘土岩类。矿物成分特点是含钾长石，中低温时无富铝矿物，高温时出现富铝矿物（夕线石、堇青石、石榴子石等）。两亚类中矿物成分总的特点： 云母含量高，石英常见；中低温时富铝矿物与钾长石不共生，两类岩石中矿物组合明显不同；高温时富铝矿物与钾长石共生，两类岩石中矿物组合相同，但矿物含量有差别；铝过剩的泥质变质岩中富铝矿物含量高、钾长石少，钾过剩的泥质变质岩情况相反，钾长石含量高、富

53、铝矿物少。长英质系列（长英质）：化学成分特征是富硅； 贫钙、 铁、镁；铝含量也较低；原岩主要是各种砂岩、 粉砂岩和中酸性火成岩。 碳酸盐系列（钙质）：化学成分特征是富钙、镁；铝、铁、硅含量较低且变化范围大。原岩为石灰岩和白云岩。 铁镁质系列（基性）：化学成分特征是贫硅； 富铁、镁、钙；钠 > 钾；含一定量的铝。原岩是基性火山岩、火山碎屑岩、辉长辉绿岩、铁质白云质泥灰岩、 基性岩屑砂岩等。 超铁镁质系列（镁质）：化学成分特征是极富镁，铁含量高；贫钙、 铝、硅；原岩是超基性侵入岩、超基性火山岩和极富镁的沉积岩。其它系列：硅质、铝质、铁质、锰质、磷质、碳质等6 个特殊类型，为较少见的副变质岩石，以某个元素特别富集为特征。 3、不同化学类型变质岩的变质行为差异：4、变质岩原岩性质的判断泥质、钙质变质岩：副变质岩石系列。镁质变质岩：原岩主要是超基性火成岩，富镁的沉积物很少。 长英质和基性变质岩：综合考虑地质产状、岩石组合、变余的结构构造、岩石化学等多方面特征。 如果强烈的变质、变形使得地质产状、变余结构构造破坏、消除，用岩石化学方法恢复原岩更显重要。 六、变质岩的矿物成分特征变质岩矿物成分一般特征：变质岩矿物成分复杂多样，因为变质岩的化学成分变化较大，变质作用的温压变化范围宽广，界于岩浆作用