岩浆岩石学
岩浆岩与沉积岩的区分
一、 综述。
岩浆岩:又称火成岩,是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石,有明显的矿物晶体颗粒或气孔,约占地壳总体积的65%。岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体。主要的造岩矿物有,石英、长石、角闪石、黑云母、辉石、橄榄石。酸性岩浆岩中前几种矿物居多,而基性岩浆岩中则偏向于后者。也因此,在岩石的颜色上来说由肉红色--灰白色--黑色变化。结构上来说,侵入的岩浆岩里面的矿物应该是较均匀的分布,岩石呈现块状。而喷出的流纹岩中会呈现一些流动构造;以及喷出的安山岩和玄武岩中会有气孔和杏
仁状构造,这种特殊的结构构造也是它们的
鉴定标志。
沉积岩:在地壳表层的温度和压力条件
下,在水、大气、生物、生物化学以及重力
作用下,主要有母岩风化产物,同时也有火
山物质、生物及宇宙物质,大都经过搬运作用,沉积作用以及沉积后的成岩作用所形成的岩石。由于组成沉积岩的矿物都是经过了风化和搬运,所以一般来讲每种沉积岩在成分上相对较简单。沉积岩的划分就是根据成分划分的,泥岩、碳酸盐岩、石英(长石)砂岩。所以沉积岩就以某种成分为主(如以泥质、或以石英等)。构造上沉积岩一般都呈现层状构造。当然如果手表本很小的话可能见不到层理而是块状的。沉积岩还有一大特点就是生物的出现。尤其在碳酸盐岩里面贝壳等生物的出现很普遍,这是一大鉴别标志。
二、分类。
S i O 2是岩浆岩中最主要的一种氧化物,因此,它的含量有规律的变化是岩浆岩分类的主要基础。根据酸度,也就是S i O 2含量,可以把岩浆岩分成四个大类:超基性岩基性岩中性岩和酸性岩。
1. 超基性岩:二氧化硅的含量小于45%,如橄榄岩,辉石岩,苦榄岩等。
2. 基性岩:二氧化硅的含量大于45%,小于52%,如玄武岩,辉长岩等。
3. 中性岩:二氧化硅的含量大于52%,小于65%,如闪长岩,安山岩等。
4. 酸性岩:二氧化硅的含量大于65%,如花岗岩,流纹岩等。
沉积岩分类考虑岩石的成因、造岩组分和结构构造3个因素。可简单地概分为2类:①陆源碎屑岩,主要由陆地岩石风化、剥蚀产生的各种碎屑物组成。按颗粒粗细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥质岩。②内积岩,主要指在盆地内沉积的化学岩、生物-化学岩,也可由风浪、风暴、地震和滑塌作用将未充分固结的岩石破碎再堆积,成为内碎屑岩。细分为:
1. 砾岩:是粗碎屑含量大于30% 的岩石。绝大部分砾岩由粒度相差悬殊的岩屑组成,砾石或角砾大者可达1米以上,填隙物颗粒也相对比较粗。具有大型斜层理和递变层理构造。
2. 砂岩:在沉积岩中分布仅次于黏土岩。它是由粒度在2~0.1毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。在砂岩中,砂含量通常大于50%,其余是基质和胶结物。碎屑成分以石英、长石为主,其次为各种岩屑以及云母、绿泥石等矿物碎屑。
3. 粉砂岩:岩中,0.1~0.01mm 粒级的碎屑颗粒超过50%,以石英为主,常含较多的白云母,钾长石和酸性斜长石含量较少,岩屑极少见到。黏土基质含量较高。 黏土岩是沉积岩中分布最广的一类岩石。其中,黏土矿物的含量通常大于50%,粒度在0.005~0.0039mm 范围以下。主要由高岭石族、多水高岭石族、蒙脱石族、水云母族和绿泥石族矿物组成。
4. 碳酸盐岩:常见的岩石类型是石灰岩和白云岩,是由方解石和白云石等碳酸盐矿
三、结构构造。
岩石的组成部分的结晶程度、颗粒大小、自形程度及其相互间的关系。结晶程度是指岩石中结晶物质和非结晶玻璃质的含量比例。岩浆岩的结构分为三大类:
A 、全晶质结构:岩石全部由结晶矿物组成。
B 、半晶质结构:岩石由结晶物质和玻璃质两部分组成。
C 、玻璃质结构:岩石全部由玻璃质组成。
岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征,比如喷出岩是在温度、压力骤然降低的条件下形成的,造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出,形成气孔状构造。当气孔十分发育时,岩石会变得很轻,甚至可以漂在水面,形成浮岩。如果这些气孔形成的空洞被后来的物质充填,就形成了杏仁状构造。岩浆喷出到地表,熔岩在流动的过程中其表面常留下流动的痕迹,有时好像几股绳子拧在一起,称之为流纹构造、绳状构造。如果岩浆在水下喷发,熔岩在水的作用
下会形成很多椭球体,
称之为枕状构造。可
见,这些特殊的构造
只存在于岩浆岩中。
岩浆岩不论侵入
到地下,还是喷出到
地表,它们和周围的
岩石之间都有明显的
界限。如果岩浆沿着
层理或片理等空隙侵
入,常形成类似岩盆、
岩床、岩盖等形状的侵入体,它们和围岩的接触面基本上和层理、片理平行,在地质学上称为整合侵入;如果岩浆不是沿着层理或片理侵入,而是穿过围岩层理或片理的断裂、裂隙贯入,这种情况形成的侵入体被称为不整合侵入体。岩墙,就是穿过岩层近乎直立的板状侵入体,厚度一般为几十厘米到几十米,长度可以从几十米到数十公里,甚至数百公里。
由于岩浆岩和围岩有很密切的接触关系,因此,围岩的碎块常被带到岩浆中,成为岩浆的捕虏体。但是生物化石和生物活动遗迹在岩浆岩中是不存在的。 沉积岩的结构和构造既是沉积岩分类命名的基础,也是确定沉积岩形成条件的重要特征和参数。
结构类型分为:
(1)碎屑结构。碎屑颗粒经胶结物质胶结所形成的结构,如砾岩、砂岩。
(2)泥质结构。由小于0. 0l毫米的细小钻土质点所组成的结构。黍占土岩所具有的结构,如页岩、泥岩。
(3)化学结构。由纯化学成因形成的结构,其中有结晶粒状结构、鲡状结构及豆状结构等。
(4)生物结构。全部组成大部分由生物遗体或碎片组成的结构,如硅藻土。
构造类型分为:
(1)层理构造。沉积岩中在物质成分(化学的、矿物的) 、结构、颜色上沿垂直方向变化,显示成层现象叫层理构造。 (2)层面构造。在沉积岩层面上常保留有自然作用产生的一些痕迹,它不仅标志着岩层
的某些特性,更重要的是记录下岩层沉积时的地理环境,如波痕、雨痕等。
(3)结核构造。在沉积岩中常含有与围岩成分有明显区别的某些矿物质团块,称为结核。
(4)化石构造。在沉积岩中,特别是在古生代以来的沉积岩中,常常保存着大量的、种类繁多的生物化石,这是沉积岩区别于其他岩类的重要特征之一
四、相互转化及联系。
三大类岩石成因不同,特征也各异,可是它们之间却又相互联系、相互演变、密切相关,可以互相转化。岩浆岩、变质岩在地表条件下,经风化、搬运、沉积、固结作用,可形成沉积岩;沉积岩、岩浆岩在地壳运动、岩浆活动的影响下受到高温高压以及热液和气体的作用,原来岩石的矿物成分、结构和构造发生改变,可转变为变质岩;沉积岩、变质岩在地壳深处的高温条件下,经重熔作用可行成岩浆,此后岩浆向上侵入或者喷出地表后,冷凝、固结为岩浆岩。
在矿物组成上,岩浆岩中大量存在的矿物,如橄榄石、普通辉石、普通角闪石等铁镁矿物以及基性斜长石,在沉积岩中则很稀少。这些矿物是在高温高压下由岩浆结晶而成的,而转入地表的常温常压条件后则很不稳定。而在岩浆岩中数量甚多的矿物,如钾长石、酸性斜长石以及石英。在沉积岩中也广泛存在。这些矿物是形成于岩浆结晶晚期,因而在地表环境中比较稳定,其中尤其以石英最为稳定,在沉积岩中的含量甚至可超过岩浆岩中的含量。有些矿物是在沉积作用的过程中在地表常温常压并富含氧气、二氧化碳和水的条件形成的,如某些氧化物和氢氧化物、粘土矿物、盐类矿物、碳酸盐矿物,他们是沉积岩中主要矿物成分之一,但在岩浆岩中极少或缺乏。
在平均化学组分上,岩浆岩与沉积岩数据十分接近,
主要是因为沉积岩基本上是由岩浆
岩的风化产物所组成的,但任然存在差别。岩浆岩与沉积岩二者铁的含量大体相当,但岩浆岩中FeO 略高于Fe 2O 3,而沉积岩中Fe 2O 3要高于FeO 。这是由于地表比地下有更多的自由氧,使沉积岩中高价铁居多。沉积岩中碱金属含量远低于岩浆岩,尤其是Na 的含量,在地表条件下Na 易从母岩中析出,大量流失并进入海洋中。其次是CO 2和H 2O ,沉积岩中富含而岩浆岩中则极少。
由此可见,沉积岩和岩浆岩在矿物成分上既有继承性又有差异性。继承性反映了两者的历史渊源,岩浆岩的风化产物是沉积岩的主要来源;差异性主要由二者生成条件不同所决定的,主要体现在沉积岩是由地表形成。