1、巖石學簡明教程總結緒論巖石：巖石是天然產出的由一種或多種礦物（包括火山玻璃、生物遺骸、膠體）組成的、具有一定結構構造的礦物集合體。 它是組成地殼及地幔的固態部分，是地質作用的產物。巖石的分類：巖石的種類很多，按其成因可分為三大類： （1）巖漿巖：由高溫熔融的巖漿，經侵入地下或噴出地表冷凝而形成，又稱火成巖。 （2）沉積巖：地球巖石圈表層常溫常壓條件下，母巖經風化作用、生物作用、化學作用和某種火山作用的產物，經搬運、沉積形成松散沉積物，而后固結而成的巖石。 （3）變質巖：由已形成的巖漿巖、沉積巖經變質作用轉化而成的巖石。根據成因，巖石可以分為3大類：火成巖、沉積巖和變質巖。火成巖和變質巖占地殼重

2、量的95%，沉積巖占5%；但沉積巖出露面積占75%，火成巖和變質巖只占25%。人類對于巖石成因的認識經過了漫長的歷程與激烈的學術爭論，其歷史是地質學逐步發展的歷史。巖石學：巖石學是地質學領域的一門重要的分支學科。是研究地殼、地幔及其它星體產出的巖石分布、產狀、成分、結構、構造、分類、命名、成因,演化等方面的科學。第一篇 巖漿巖巖漿：巖漿是在上地幔和地殼深處形成的、以硅酸鹽為主要成分的熾熱、粘稠、富含揮發物質的熔融體。巖漿的成分：包括：氧、硅、鋁、鐵、鎂、鈣、鉀、鈉、錳、鈦、磷等造巖元素。其中以氧最多，常以氧化物表示。其中以sio2為最多。sio2與其它氧化物間有消長關系。 因此，巖漿中sio2

3、的含量，成為酸度劃分的主要標準，也是堿度劃分必需考慮的成分之一，并且還是研究巖漿演化的主要變量；巖漿的粘度也與之關系較大。 巖漿固結后，sio2與其它氧化物組成硅酸鹽礦物； 另外還有揮發份：h2o、co2、so2、co、n2、h2 、nh3、nh4、hcl、hf、kcl、nacl等。 巖漿的溫度： 噴出熔巖溫度一般為700-1300c，玄武巖1000-1300c，安山巖900-1000c，流紋巖 700-900c。 含水的巖漿比不含水的巖漿溫度低。在深處正在結晶的巖漿比噴出地表的巖漿溫度低。 巖漿的粘度：粘度是液體或半流體流動的難易程度，粘度愈大，物質愈難流動。巖漿中sio2含量愈高，粘度愈大

4、；揮發份含量愈高，粘度愈小；溫度愈高，粘度愈小；壓力增大，粘度愈大。 巖漿作用：地殼深部（至上地幔頂部）巖漿的發生、發展、演化直至冷凝固結成巖的整個地質作用過程，稱為巖漿作用。巖漿巖：巖漿沿著地殼薄弱地帶侵入地殼甚至噴出地表，隨著溫度降低，巖漿最后冷凝固結成巖石，稱為巖漿巖。侵入巖：根據形成深度分：深成巖：形成深度大于3公里；淺成巖：形成深度03公里；噴出巖：又稱火山巖。按其特征分：熔巖：巖漿沿火山通道噴出地表冷凝固結而成的巖石。火山碎屑巖：由火山爆發出來的各種巖石碎塊、晶屑、巖漿團塊等火山碎屑物質堆積（冷凝）而形成的巖石。次火山巖：與火山作用有關的充填與火山通道中或侵入其周圍鄰近的淺成超淺成

5、侵入巖，專成為次火山巖。 噴出作用 噴出巖淺成侵入作用淺成巖深成侵入作用深成巖侵入作用熔巖火山碎屑巖 巖漿作用巖漿巖的礦物成分：造巖礦物：組成巖石的礦物，一般統稱為造巖礦物。常見的造巖礦物：石英、斜長石、鉀長石、橄欖石、輝石、角閃石、黑云母。 造巖礦物的類型：根據礦物的顏色和成分特點分：硅鋁礦物：sio2與al2o3的含量較高，不含鐵鎂，其中包括石英、長石類及副長石類，這些礦物顏色較淺，所以又叫淺色礦物。 鐵鎂礦物：feo與mgo的含量較高，sio2含量較低，主要包括橄欖石類、輝石類、角閃石類及黑云母類等礦物。這些礦物的顏色一般較深，多為黑色或暗綠色，所以又叫暗色礦物。色率：暗色礦物在巖石中的

6、百分含量稱為巖石的色率。按造巖礦物在分類中的作用：主要礦物：指在巖石中含量多，并在確定巖石大類名稱上起主要作用的礦物。 次要礦物：指在巖石中含量少于主要礦物的礦物，對劃分巖石大類不起作用，但可作為確定巖石種屬的依據。副礦物：指在巖石中含量很少，在一般巖石分類命名中不起作用的礦物，但偶爾可用作定種屬名稱。巖漿巖礦物的成因類型：原生礦物：在巖漿結晶過程中所形成的礦物，如橄欖石、輝石、角閃石、云母、長石、石英等。也包括部分巖漿作用晚期析出的富含揮發份的礦物，如電氣石、螢石等。他生礦物：一般在正常的巖漿巖中不出現，多半是由于巖漿同化了圍巖和捕虜體使其成分發生變化而形成的。如鈣鐵榴石、硅灰石等。堇青石、

7、紅柱石等富鋁礦物。次生礦物：在巖漿巖形成后，由于受到風化作用或巖漿期后熱液蝕變作用，原生礦物發生變化而形成的新礦物，稱次生礦物。如蛇紋石或伊丁石、綠泥石、高嶺石等。巖漿巖的化學成分：造巖元素：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。占巖漿巖總重量的98 以上。sio2與其他氧化物之間的關系：（參見課本11頁圖1-1）隨著sio2增加，feo和mgo逐漸減少；而k2o、na2o則漸趨增加；cao和al2o3在純橄攬巖中含量很低，但在輝石巖

8、、輝長巖中則隨sio2含量的增加而增加，尤其al2o3更為顯著，而后隨著sio2含量的增加又逐漸降低。巖漿巖依據sio2含量的分類：如sio245%者，稱為超基性巖；sio245%-53%者，稱為基性巖；sio235%-66%者，稱為中性巖；sio266%者，稱為酸性巖。 全堿含量：k2o+na2o在巖漿中稱為全堿含量(用alk表示)。由于k2o、na2o是主要元素中最容易熔融的組分，在地幔和地殼中的含量差別顯著。巖漿巖的礦物共生組合規律及其與化學成分關系：（參見課本12頁圖1-3）自然界的巖漿巖不是任意組合的，而是有規律的共生，這種規律稱為共生組合。反映在礦物成分的共生規律稱為礦物共生組合。

9、影響礦物共生組合的因素，除了溫度、壓力外，主要決定于巖漿巖的化學成分，特別是sio2的含量。當sio2含量很高時，除了形成硅酸鹽礦物之外，可以形成石英。當sio2含量不足時，可能出現橄欖石、霞石、白榴石等礦物，這些礦物稱為sio2不飽和的礦物。當sio2含量充足時，可能出現輝石、角閃石、斜長石、鉀長石等，這些礦物稱為sio2飽和的礦物。巖漿巖的結構：是指組成巖石物質的結晶程度、顆粒大小、晶體形態、自形程度及其相互間的關系。巖漿巖的主要結構類型： 按巖漿巖的結晶程度可分為：全晶質結構：巖石全部由已結晶的礦物組成。 玻璃質結構：巖石幾乎由全部未結晶的火山玻璃所組成。半晶質結構：巖石由部分晶體和部分

10、玻璃組成。 在泰曼圖解中，根據結晶中心形成速度和晶體生長速度的關系不同，可以劃分為a、b、c、d四個區域，由于冷卻情況不同，形成了不同的結構。（參見課本13頁圖1-5）泰曼圖解各區域說明：a區：晶體生長速度大，而結晶中心卻較少。如果冷卻緩慢，形成全晶質或較大的晶體。 b區：形成結晶中心很多，而晶體生長速度相對較慢 ，如果冷卻迅速就會結晶不全或形成細小的晶體，甚至玻璃質。則有斑狀結構。c區：結晶中心及晶體生長速度均已大為減弱，但結晶中心仍較多 。如果冷卻迅速形成細小的晶體，甚至來不及生長形成玻璃質。d區：幾乎不形成結晶中心，更談不上晶體生長 ，形成玻璃質。按礦物的顆粒大小： 顯晶質結構：肉眼及放

11、大鏡基本上能分辨礦物顆粒。 隱晶質結構：肉眼及放大鏡無法分辨礦物顆粒。 隱晶質結構：由可分為顯微隱晶質結構和顯微晶質結構。 顯晶質結構按顆粒絕對大小分為： 偉晶(顆粒直徑10mm)，粗晶結構(顆粒直徑5mm)，中晶結構(顆粒直徑2-5mm)，細晶結構(顆粒直徑2-0.2mm)，微粒結構(顆粒直徑2毫米 礫；1-0.05毫米 砂；0.050.005毫米 粉砂；0.005毫米 泥對數粒級：另一種是以等比級數劃分粒級。克魯賓對烏頓一溫德華粒級加以轉換，按顆粒直徑以2為底的負對數來劃分粒級，稱為粒級，其定義為：-log2d，其中d為顆粒直徑，以毫米計。 分選性：巖石中碎屑顆粒大小的均勻程度謂之分選性。

12、如果巖石中的顆粒大小均勻，某一粒級的顆粒的含量在90以上的謂之分選很好；若主要粒級的顆粒含量在75-90的謂之分選好；當主要粒級顆粒含量為50-75的謂之分選中等；若大小懸殊沒有一種主要粒級含量超過50時，稱為分選差。 圓度：圓度是指碎屑顆粒的棱和角被磨蝕圓化的程度，一般分四級：棱角狀：顆粒具尖銳的棱角，原始形狀基本未變或變化很小。說明碎屑未經搬運或搬運極近。次棱角狀：碎屑顆粒的棱和角稍有磨蝕、尖角并不十分突出。一般說明碎屑經過了短距離搬運。次圓狀：棱角有顯著磨損，碎屑的原始輪廓還可看出。說明碎屑經過了較長距離的搬運。圓狀：棱角已全磨圓，碎屑的原始輪廓已消失。說明碎屑經過了很長距離的搬運和磨損

13、。球度：球度是指碎屑顆粒接近球體的程度。是顆粒三度空間的形狀，三軸等長者球度最高，片狀及柱狀顆粒球度最低。球度與圓度是兩個不同的概念，球度不僅與搬運距離有關，更與礦物的形狀有關。 但對同種礦物而言，隨著搬運距離的加長，其圓度和球度均增高，故他們是度量碎屑巖結構成熟度的標準之一。表面特征：碎屑顆粒的表面特征包括顆粒表面的磨光度和顯微刻蝕痕兩方面。由表面特征可判斷搬運和沉積介質的性質；如一般認為顆粒表面呈毛玻璃狀的霜面是風力搬運的(但也有人認為是化學腐蝕的)；冰川搬運的砂礫常有擦痕(有人認為河床砂礫也可造成擦痕)；濁流搬運的顆粒表面常帶有細小的刻痕。 填隙物結構組分特征： （1）雜基結構：又稱基質

14、或碎屑雜基，雜基是0.03毫米的細粒碎屑物質及粘土礦物，它們一般是與碎屑物質一起機械沉積的，它們對碎屑顆粒也起膠結作用。由于顆粒非常細小，肉眼下看不清輪廓，多呈泥狀結構，斷口呈土狀，光澤暗淡，因含有不同色素物質顏色呈多樣化。（2）膠結物結構：膠結物是碎屑顆粒間的化學沉淀物質；通常是結晶的或非晶質的礦物，在巖石中含量50，對顆粒起膠結作用。常見的膠結物有碳酸鹽質的、硅質的、鐵質的、硫酸鹽質的和磷酸鹽質的，它們的結構多為非晶質的、隱晶質的及微晶的、少數是顯晶粒狀的。按膠結物和碎屑顆粒之間的結合方式，膠結物可分為以下幾種特殊的結構： 非晶質膠結（物）：常是蛋白石、磷酸鹽（膠磷礦）、鐵質等，系孔隙水沉

15、淀的膠體物質。 隱晶質膠結（物）：玉髓 隱晶質磷酸鹽礦物等，系孔隙水沉淀的微細的含水弱結晶物質。 微晶質膠結（物）：微晶碳酸鹽礦物、磷酸鹽礦物等，系孔隙水沉淀的細小結晶物質。 結晶粒狀膠結（物）：碳酸鹽礦物、硅酸鹽礦物等，系孔隙水沉淀的粒狀結晶物質。膠結類型：膠結物或基質與碎屑顆粒之間的相互關系稱為膠結類型或支撐性質。常見的膠結類型：膠結類型示意圖（見課本143頁圖5-2）基底式膠結：是雜基支撐 孔隙式膠結：是顆粒支撐 接觸式膠結：是顆粒支撐孔隙：沉積物（或沉積巖）中未被固態物質占據的空間稱為孔隙。孔隙度主要與碎屑顆粒的粒度、磨圓度、分選性有關。分選磨圓越好，孔隙度越高；粒度越小，孔隙度約高。

16、 結構成熟度：是指碎屑沉積物在其風化、搬運、沉積作用的改造下接近終極結構特征的程度。結構成熟度高即為碎屑為等大的球體、顆粒支撐類型的化學膠結物填隙。結構成熟度一般劃分為四級：按雜基含量：15%-未成熟的 15%-再按分選性劃分。按分選性劃分：分選較好差，次成熟的。 分選好極好，在按磨圓度劃分。按磨圓度劃分：次棱角棱角狀為成熟的。 次圓狀-圓狀為極成熟的。碎屑巖的分類：根據碎屑顆粒的大小，陸源碎屑巖可以分為四類：礫巖：碎屑直徑2毫米。 砂巖：碎屑直徑2一0.05毫米。粉砂巖：碎屑直徑為0.05 一 0.005毫米。 泥質巖，碎屑直徑0005毫米。中碎屑巖砂巖：粒度為2一0.05毫米的陸源碎屑含量

17、在50以上的沉積巖稱為砂巖。砂巖的碎屑成分主要是石英、長石和巖屑三種，砂巖中的膠結物常見的有鈣質、硅質、鐵質等，有時還有海綠石、石膏等和泥質基質所膠結。砂巖中常見各種類型的斜層理、交錯層理以及平行層理、序粒層理，波痕、沖刷痕跡、槽模、溝模和生物擾動構造等沉積構造。砂巖的結構分類：砂巖按其粒度大小可分為：巨粒砂巖 2-1毫米 粗粒砂巖 1-0.5毫米中粒砂巖 0.5-0.25毫米 細粒砂巖 0.25-0.05毫米砂巖的命名原則：砂巖成分成因分類的方案很多，但采用三端元或四端元分類法和命名原則較為一致。四端元分類法：首先根據基質含量將砂巖分為兩類：一類稱為凈砂巖類，雜基15%。再以砂巖中的主要碎屑

18、成分石英、長石、巖屑作為三端元組分劃分巖石類型，再把基質也作為一個端元組分參加巖石的分類命名。三角圖的三個端元所代表的碎屑物質組成分別為：（見課本147頁圖5-3）q（石英）端員：石英、燧石和其他硅質巖巖屑。f（長石）端員：長石以及花崗巖和花崗片麻巖類巖屑。r（巖屑）端員：除q、f中的巖屑以外的其他巖屑，以及碎屑云母和綠泥石。各端元的成因意義：q的含量或q/(f+r)值代表砂巖的成分成熟度。f/r代表物質來源（深成巖或表成巖），及大地構造狀況狀況；f端元：代表氣候及風化作用特點碳酸鹽巖：碳酸鹽巖是以鈣、鎂碳酸鹽礦物為主組成的沉積巖。主要的巖石類型為石灰巖和白云巖。碳酸鹽巖在地殼中沉積巖中的分布僅次于泥質巖和砂巖，約占沉積巖總量的20%。碳酸鹽巖的化學成分特征：主要化學成分為gao mgo co2 ,其余還有其他氧化物及微量元素和穩定同位素。可利用這些元素種類、含量、元素對比值和異常還劃分和對比碳酸鹽巖地層。判斷碳酸鹽巖的沉積環境和研究其成因類型、成巖后生作用和相關礦產資源。碳酸鹽巖的礦物成分特征：組成碳酸鹽巖的礦物成分，可以分為三類：即碳酸鹽礦物、陸源礦物、非碳酸鹽的自生礦物。碳酸鹽巖的結構組分特征：因其形成方式較多