岩浆岩石灰岩沉积岩
《地球科学概论》课程作业
小议三大岩石——岩浆岩、沉积岩、变质岩
在地质学中岩石可以分为三类:岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩是火山活动使得岩浆喷发,岩浆沿着地表薄弱带侵入地壳或是喷出地表,随着温度降低逐渐冷凝成岩石,有明显的矿物晶体颗粒和气孔,质量较轻。岩浆岩是组成地壳最主要的岩石,约占地壳总体积的65%,占地壳总质量的89%,可以说,我们居住的陆地环境大部分是由岩浆岩构成的。
岩浆岩根据岩浆的冷却条件不同可以分为以下三类:
1.深成岩:岩浆侵入到地壳深处,在很大的覆盖压力下缓慢冷却而成的岩石,其特性是:构造致密,容重大,抗压强度高,吸水率小,抗冻性好、耐磨性和耐久性好。例如,花岗岩、正长岩、辉长岩、闪长岩、檄揽岩等。
2.喷出岩:熔融的岩浆喷出地表后,在压力降低、迅速冷却的条件下形成的岩石,如建筑上使用的玄武岩、安山岩等。当喷出岩形成较厚的岩层时,其结构致密特性近似深成岩,若形成的岩层较薄时,则形成的岩石常里多孔结构,近于火山岩。
3.火山岩:又名火山碎屑岩,它是火山爆发时,岩浆被喷到空中,经急速冷却后落下而形成的碎屑岩石,如火山灰、浮石等。火山岩都是经质多孔结构的材料,其中火山灰被大量用作水泥的混合材,而乳石可用作轻质骨料,以配制轻骨料混凝土用作墙体材料。
岩浆岩的基本特征有:
1.岩浆岩的化学成分和岩浆成分大体一致,其中主要矿物元素是O、Si、Al、Fe、Mg、 K、Ca等化学元素,并且构成岩浆岩的化合物也和岩浆大同小异,主要化合物有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O等九种氧化物组成。
1.岩浆岩有流纹构造,流动构造,气孔构造,杏仁构造之分。
暴露在地壳表部的岩石随着时间流逝不可避免会受到各种外力侵蚀,经过破坏而形成的碎屑物质在原地或经搬运沉积下来,在经过复杂的成岩作用后形成的岩石称为沉积岩。
沉积岩的基本特征:
1.沉积岩的形成一般分为先成岩石的破坏(风化作用和剥蚀作用)、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用等几个相互衔接的阶段。
2.沉积岩的材料主要来自先成岩石的碎屑、溶解物质以及再生矿物质,它的化学成分和岩浆岩基本相似,但Fe2O3明显多于FeO,富含H2O、CO2 等,而且沉积岩常含有很多有机成分。
3.沉积岩的矿物成分有160多种,常见的主要有碎屑矿物、黏土矿物以及化学和生物成因矿物。沉积岩的结构主要有碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。在沉积岩中,特别是古生代以来的沉积岩中,常常保存着大量的生物化石,这也是
沉积岩区别于其他岩类的重要特征之一。沉积岩保存了很多古生物化石,为考古学家提供很多宝贵资料,以研究古生物时代的地理环境。
沉积岩按照成因和组成成分可以分为碎屑岩类、化学岩和生物化学岩类以及在一些特殊条件下形成的特殊沉积岩类。
1.碎屑岩类:依据碎屑物质饿来源可以分为沉积碎屑岩和火山碎屑岩,由母岩风化和剥蚀作用的碎屑物质或者化学分解所形成碎屑经过沉积的岩石是沉积碎屑岩,主要包括砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩等。由火山喷发的碎屑经过机械沉积所形成的岩石是火山碎屑岩,主要包括火山集块岩、火山角砾岩以及凝灰岩。
2.化学岩和生物化学岩类:由母岩化学分解过程中形成的可溶物质、胶体物质以及生物化学作用产物和生物遗体经过沉积形成的,主要有碳酸盐岩、蒸发盐岩、可燃有机岩等。
3.特殊沉积岩类:这些沉积岩是在特殊地质条件下形成的,对于恢复古地理环境具有重要意义,日益受到人们的重视。主要有风暴岩、浊积岩。
岩石在相当的温度、压力等条件下进行变质作用而重新形成的岩石称为变质岩,有火成岩形成的变质岩称正变质岩,由沉积岩形成的变质岩称为副变质岩。变质岩在世界上有广泛分布,特别是在前寒武纪地层,绝大部分都是变质岩。另外,变质岩海含有丰富的金属矿和非金属矿。
变质岩的主要特征:
1.岩石重结晶明显,具有典型的变质矿物且有些具有片理构造。变质岩中含有的矿物或是从其变质前的岩石中保留下来的稳定矿物,或是在变质过程中新产生的矿物。因为矿物常常是在一定压力条件下重结晶形成的,所以矿物排列往往具有定向性和矿物形态具有延长性。
2.变质岩的主要结构有变晶结构、碎裂结构、变余结构。变晶结构下变质岩在固态条件下各种矿物几乎同时重结晶形成,矿物颗粒多为他形和半形,而且矿物排列常常具有明显的定向性。碎裂结构下的变质岩外形不规则且带棱角,碎屑边缘常呈锯齿状,并常有裂隙以及扭曲变形等现象。
3.变质岩的构造主要有片理构造、块状构造和变余构造。片理构造是变质岩中最常见、最具有代表性的构造,岩石中的矿物定向排列形成,岩石极易沿着片理面劈开。岩石中的矿物颗粒无定向排列又形成块状构造,变质后保留下来的原岩构造是变余构造。
变质岩由于变质作用的因素和方式不同而形成不同的变质岩石。
1.动力变质作用形成:岩石由于受到构造运动所产生的强烈应力作用,使岩石及其组成矿物发生变形、破碎,并常伴随一定程度的重结晶作用形成的岩石,具体包括断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等。
2.接触变质作用形成:由于岩浆活动在侵入体和围岩的接触带产生变质现象而形成的变质岩。形成的变质岩包括石英岩、角岩、大理岩等。
3.区域变质作用形成:在广大面积内发生变质作用形成的变质岩,具体变质作用有区域中高温变质作用、区域动力热流变质作用、埋藏变质作用、洋底变质作用。形成的岩石主要有石英岩、大理岩、板岩、片岩等。
4.区域混合岩化作用形成:这是区域变质岩的进一步发展形成的混合岩,具体包括混合岩,混合花岗岩。
由上所述的三大类岩石并不是孤立存在的,它们彼此之间会进行相互转化。当时间和地质条件发生变化时,任意一种岩石都可以转化为其他岩石。具体转化关系如下所示:
1.岩浆岩可以转化为沉积岩和变质岩:火山活动喷发出的岩浆经过冷凝后固结成岩浆岩,而岩浆岩在外力作用下经过风化、搬运、侵蚀、沉积后形成沉积岩,或者是在高温高压条件下经过复杂的变质作用后形成变质岩。
2.沉积岩可以转化为岩浆岩和变质岩:沉积岩进入地下深处后在高温高压环境下又会转化成熔融形态的岩浆,岩浆沿着地壳裂缝流动至地表浅层处,或是火山喷发出来,经过结晶作用后形成岩浆岩。一些沉积岩则在高温高压条件下经过复杂的变质作用变成了变质岩。
3.变质岩可以转化为岩浆岩和沉积岩:变质岩和沉积岩一样进入地下深处后在高温高压条件下也会形成岩浆岩。一些变质岩在外力作用下经过沉积岩成岩过程也可以形成沉积岩。
它们的具体转化关系可以由下图得到:
岩浆岩、沉积岩和变质岩在地质发展过程中不断相互转化,旧的岩石不断形成新的岩石,循环进行,导致地壳体积逐渐增加。组成地球的岩石矿物在不断被破坏的同时也在不断产生新的物质,由此构成了地质大循环。这种物质大循环造就了生生不息的生物圈,使得使得地球一直处于循环代谢中。