自然地理学 地质三

四、岩石四、岩石★岩石

岩石是在地质作用下，由一种或多种矿物有规律组合而成的地质体。岩浆岩：约占地壳重量的94％；沉积岩：约占地壳重量的5％，但占陆地分布面积的75％；变质岩：约占地壳重量的1％.★有关岩石成因争论的起源◆火成论——认为所有岩石皆与岩浆作用有关（最后获胜）；赫顿（英，JamesHutton，1726—1797）◆水成论——认为所有岩石都是在水中沉积而成的；维尔纳（德，AbrahamGottlobWerner，1750—1817）——地质学因而在十八世纪末奠基。1、岩浆岩◆来自上地幔的岩浆沿岩石圈破裂带上升，经过冷凝、结晶而形成的岩石称为岩浆岩或火成岩。◆根据岩浆冷凝的位置和条件的差异，在地壳深处冷凝结晶而成的称“深成岩”，在接近地表处冷凝结晶成的称“浅成岩”，喷出地表冷凝而成的称“喷出岩”。深成岩和浅成岩统称为“侵入岩”。岩浆岩是一种硅酸盐岩石，SiO2含量高。（1）岩浆岩的矿物组成超基性岩基性岩中性岩酸性岩SiO2含量＜45％45～52％52～65％＞65％主要矿物橄榄石辉石辉石钙斜长石角闪石长石长石、石英、云母代表岩石橄榄岩辉长岩玄武岩闪长岩安山岩正长岩粗面岩花岗岩流纹岩鲍文反应系列（美国，1922）深色矿物浅色矿物岩石种类橄榄石超基性岩辉石基性斜长石基性岩中性斜长石中性岩角闪石黑云母酸性斜长石酸性岩正长石白云母石英岩浆降温（2）岩浆岩的产状、结构与构造◆产状（据岩体形状与上覆岩层的关系）可分为：

整合侵入体岩盆（岩盖）：一般是由粘性较大的中、酸性岩浆顺岩层层理贯入，并将上覆岩层拱起而成的中间凸起、边部变薄的穹窿状岩体。岩床：流动性较大的岩浆顺着岩层层理侵入形成的板状岩体称岩床，其特点是主要由基性岩构成。

产状、结构与构造

不整合侵入体岩基：出露面积一般大于100km2，甚至＞几万km2，厚达10—30km；多由花岗岩类岩石构成，岩体切穿围岩层理。岩株：出露面积＜100km2，平面形状多为浑圆形；主要由中、酸性岩石组成，与围岩呈不谐和关系。岩墙和岩脉：岩浆沿着岩层裂隙或断层贯入所形成的板状岩体称岩墙，其产状一般较陡。而一种近似岩墙的岩体称为岩脉。一般说，岩墙与围岩之间没有成因上的联系，而岩脉则有成因上的密切关系。◆结构地表岩浆的温度约700—1500℃；岩浆冷却速度：慢快；结晶：粗细；伟晶（＞10mm）→粗粒（5～10mm）→中粒（2～5mm）→细粒（0.2～2mm）→隐晶质（显微镜下可见）→玻璃质。岩浆冷却速度先慢后快：斑状结构。◆构造块状构造斑杂构造流纹构造气孔构造杏仁构造矿物无序排列（深成岩）；矿物成分和结构上的差别（浅成岩）；矿物和气孔因熔岩流动而定向排列（喷出岩）；熔岩气体挥发而残留气孔（喷出岩）；岩石中的气孔被次生矿物充填而成（喷出岩）。（3）岩浆岩的主要类型酸性岩中性岩基性岩超基性岩喷出—浅成花岗斑岩正长斑岩辉绿玢岩—深成辉岩颜色浅（带红）—中（带灰）—暗（带绿黑）比重2.52.72.72.82.93.13.1——3.5橄榄岩辉长岩闪长斑岩玄武岩安山岩粗面岩流纹岩闪长岩正长岩花岗岩2、沉积岩沉积岩是在地表或接近地表的常温常压条件下，先成岩石的风化作用产物以及生物作用和火山作用的产物，在原地或经外力搬运所形成的沉积层，再经成岩作用而成的岩石。沉积岩是地球陆地上分布面积最广的岩石类型，约达75﹪，而在我国更达77.3％；其中最多的是页岩，其次为砂岩和石灰岩。沉积岩沉积岩冰川三角洲冲积平原海洋浊流泻湖湖泊河流沙丘洪积扇（1）沉积岩的形成过程风化——机械的、化学的、生物的；剥蚀与搬运——机械的、化学的；沉积——机械的、化学的、生物的；成岩——压固、胶结、重结晶。（2）沉积岩的基本特征①层理：水平层理，交错层理；②结构●碎屑结构：是指由碎屑物质被胶结而成的结构。碎屑岩。●化学结构和生物结构：指由化学成因形成的（如粒状、鲕状等）和生物遗体所构成的（如贝壳结构、珊瑚结构等）结构。化学岩或生物化学岩。

指沉积岩的异体包裹物，其形状多样，大小由几毫米至几十厘米，成分与周围岩石显著不同。如石灰岩中的燧石结核、砂岩中的铁结核等等。④结核：

③层面构造如波痕、雨痕、干裂等等。⑤化石（3）沉积岩的主要类型①碎屑岩类由碎屑物质经压紧、胶结而成；包括：砾岩和角砾岩、砂岩、粉砂岩、黄土②粘土岩类由50％以上粘土物质组成，具有典型的泥质结构，硬度低。如泥岩、页岩等等③生物化学岩类包括：硅质岩、石灰岩、白云岩等等3、变质岩◆岩浆岩、沉积岩或先成变质岩等固态原岩在地壳运动、岩浆活动等作用下，导致其矿物成分、化学结构和构造发生变化，称为变质作用，所形成的岩石即为变质岩。◆由岩浆岩变质而成的岩石称为正变质岩，而由沉积岩变质而成的岩石称为副变质岩。◆变质岩是具有一定结构、构造的重结晶岩石。①变质作用因素◆温度：是变质作用最主要、最活跃的因素——地热、岩浆热、摩擦热高温使岩石重结晶，产生新的高温变质矿物。◆压力：包括静压力（上覆岩石荷重造成）和定向压力（构造运动或岩浆活动引起），高压使岩石中的矿物定向排列，产生片理构造，并形成比重大的新矿物。◆化学性质活跃的气体和溶液：主要由岩浆中分异出来。通过与围岩的化学反应形成新的变质矿物。◆动力变质作用（构造运动所致）：构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等等。◆接触热变质作用（岩浆热力）：斑点板岩、角岩、大理岩、石英岩等等。◆接触交代变质作用（岩浆分异的化学性质活跃的气体和溶液）：矽卡岩◆区域变质作用（构造运动＋岩浆活动）：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等等。◆混合岩化作用或超变质作用（区域变质作用之高温深处）：混合花岗岩。②变质作用类型及其岩石结束喷出地表的岩浆岩浆的温度随岩浆的成分而变化：酸性岩浆的温度约为700—900℃，中性岩浆的温度约为900—1000℃，基性岩浆的温度约为1000—1200℃。伟晶（花岗伟晶岩）斑杂构造（闪长斑岩）斑杂构造（闪长斑岩）流纹构造（流纹岩）流纹构造（流纹岩）气孔构造（玄武岩）杏仁构造（玄武岩）雁荡山浙江流纹岩雁荡山流纹岩的结构花岗岩福建漳浦海滨三清山江西黄山安徽山东崂山的花岗岩石蛋粗面岩广东西樵山粗面岩正长岩安山岩闪长斑岩闪长岩玄武岩辉长岩橄榄岩橄榄岩风化成蛇纹岩产金刚石的金伯利岩山东常林钻石湖南钻石来自地下150—200公里深处的岩浆喷发而成。◆风化——地表的岩石在阳光、空气、水和生物的作用下遭受破坏的现象。●物理（机械）风化：岩石发生机械破碎，但其化学成分没有显著改变。●化学风化：岩石在水、O2

、CO2

等作用下发生的化学分解，可形成新矿物。

●生物风化：由于生物的活动使岩石在原地遭受的破坏。●风化壳：指地壳表层在风化作用下，形成一层薄的残积物外壳，其不连续地覆盖于基岩之上。

●物理风化物理风化作用的方式主要有：热力（温差）风化、融冻（冰冻）风化、层裂等。▲热力风化：日夜和季节温度变化可使岩石表里产生不均的膨胀与收缩而最终破碎；▲融冻风化：岩石裂隙和孔隙中的水分因冰冻而最终使岩石破碎，又称冰劈作用；▲层裂：地下深处的岩石，因承受上覆岩石的巨大静压力，呈坚实致密状。岩石一旦上升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，静压力释放，体积膨胀而破碎。热力风化球状风化阳春的花岗岩石蛋天涯海角融冻风化洛基山新疆阿尔金山●化学风化▲溶解作用：水溶解矿物的现象；矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。因此矿物有易溶矿物和难溶矿物，一般说来，其难易顺序如下：氯化物＞硫酸盐＞碳酸盐＞硅酸盐。常见的造岩矿物，其溶解度大小顺序如下：方解石＞白云石＞橄榄石＞辉石＞角闪石＞斜长石＞钾长石＞黑云母＞白云母＞石英。▲氧化作用：矿物在氧的作用下，使其中低价元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物的现象；如:黄铁矿氧化为褐铁矿FeS2→→Fe2O3

·3H2O

▲水化作用：如:硬石膏水化成石膏（体积增大30％）CaSO4→→CaSO4·2H2O▲水解作用：水使矿物分解并形成新矿物的现象。如:正长石水解为高岭石＋SiO2

胶体

4K[AlSi3O8]+6H2O→→

4KOH+Al4[Si4O10][OH]8+8SiO2在湿热气候条件下，高岭石可继续分解，析出其中的SiO2，形成铝土矿（Al2O3·nH2O）而残留于原地。又称水合作用，即矿物与水相结合的现象；●生物风化生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中，都可引起岩石的破碎和分解。生物风化作用很普遍，也是在已知各星体中只有地球才有的一种独特的地质作用。生物风化作用的方式可分为两种：生物的物理风化作用；生物的化学风化作用。黄山松生物风化黄山生物风化1生物风化华山生物风化2生物风化柬埔寨生物风化3生物风化潮州古城墙剥蚀与搬运——外力（如水流、波浪、风、冰川等等）对岩石的破坏称为剥蚀。——外力将风化产物搬离原地称为搬运。机械的搬运：推移、跃移、悬移；化学的搬运：真溶液、胶体溶液。剥蚀与搬运1剥蚀与搬运剥蚀与搬运2剥蚀与搬运剥蚀与搬运3剥蚀与搬运剥蚀与搬运4剥蚀与搬运沉积1沉积沉积2沉积沉积3沉积沉积4沉积成岩作用一●压固作用：沉积物层因重压而排出水分，孔隙度减少，体积缩小，沉积物固结变硬。这是粘土沉积物的主要成岩方式，如页岩。含水矿物也会失水而变为新矿物，如：蛋白石→玉髓，石膏→硬石膏，褐铁矿→赤铁矿等等。成岩作用二●胶结作用：指填充在沉积物孔隙中的矿物质将分散的颗粒粘结在一起。最常见的胶结物质是硅质SiO2、钙质CaCO3、铁质Fe2O3、粘土质和火山灰等等。这是碎屑沉积物的主要成岩方式，如砾岩、砂岩。

★胶结方式之一▲基底胶结颗粒散布在胶结物之间，互相不接触。这种胶结方式很牢固。★胶结方式之二▲孔隙胶结胶结物充填在颗粒的孔隙之间，颗粒互相接触。这种胶结方式的牢固性比基底胶结稍差。★胶结方式之三▲接触胶结只有在颗粒的接触处才有胶结物存在，岩石多孔隙，透水性强。这种胶结方式最不牢固。成岩作用三●重结晶作用：指沉积物受温度和压力影响，由非结晶→结晶、细粒结晶→粗粒结晶的作用。通常颗粒细、易溶解的沉积物容易产生重结晶作用而形成坚硬岩石。这是化学岩和生物化学岩的主要成岩方式，如石灰岩、白云岩。①层理不同的矿物成分、粒度大小、排列方位、颜色特征的岩石组分更迭出现所表现出的成层性。层理●碎屑结构▲粒度：碎屑颗粒的大小称为粒度。砾（直径＞2mm）、砂（2—0.05mm）、粉砂（0.05—0.005mm）、粘土（＜0.005mm）；▲磨圆度：指碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的程度。它能反映碎屑生成的环境和搬运距离。碎屑搬运距离越长，或者经反复搬运，其磨圆度越高。磨圆度分5级，即棱角状、次棱角状、次圆状、圆状和极圆状。通常把棱角状和次棱角状的砾石称为角砾。

波痕干裂结核（烛台石）台湾结核新西兰锰结核洋底化石凡是保存在地层中的地质时期的生物遗体（如动物骨骼、硬壳等）和遗迹（如动物足印、虫穴、蛋、粪便、人类石器等）都叫化石。但是，并不是所有古生物都能保存下来成为化石。大唇犀化石，甘