第1章地殼及其物質(zhì)組成

1、第第1章章 地殼及其物質(zhì)組成地殼及其物質(zhì)組成地地球球與與地地質(zhì)質(zhì)環(huán)環(huán)境境1.1 地殼地殼1.1.1地殼結(jié)構(gòu)地殼結(jié)構(gòu) 根據(jù)地殼組成物質(zhì)的差異，又可將地殼分為兩層，上層叫硅鋁層，下層叫硅鎂層（見(jiàn)圖1-1）。圖圖1-1 1-1 地殼結(jié)構(gòu)示意圖地殼結(jié)構(gòu)示意圖硅鋁層:化學(xué)組分和花崗巖成分相似,故又稱花崗巖質(zhì)層,在地殼上部不連續(xù)分布，厚0-22km，在陸地上較厚，在海洋底部較薄或缺失。該層的化學(xué)成分以、為主，平均密度為2.7g/cm，放射性高。硅鎂層:又稱為玄武巖層，平均化學(xué)組分和玄武巖相似。硅鎂層是硅鋁層下面連續(xù)分布的一層，以莫霍面為下界，厚度在各地不等，大陸地區(qū)可達(dá)30km厚，在海洋底部則僅厚5-8k

2、m。該層化學(xué)成分Mg、Fe相對(duì)增多，密度為2.7-2.9 g/cm，壓力可達(dá)9000MPa，溫度在1,000C以上。海洋型地殼的厚度較小，只有很薄的或者根本沒(méi)有花崗巖層，大部分是單層結(jié)構(gòu)。1.1 地殼地殼1.1.2地殼的物質(zhì)組成地殼的物質(zhì)組成 構(gòu)成地殼的巖石可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。 地殼中含有的化學(xué)元素周期表中的所有元素,其中最主要的9種元素在地殼中的平均重量百分比值如下： 氧（O） 49.13% 鈉（Na） 2.40%硅（Si）26.00% 鎂（Mg） 2.35%鋁（Al）7.45% 鉀（K） 2.35%鐵（Fe）4.20% 氫（H） 1.00%鈣（Ca）3.25% 其它 1.8

3、7%1.1 地殼地殼 上述9種元素占地殼總重量的98.13%，其中，氧占了幾乎一半（若按體積計(jì)算則占91.77%），硅占了1/4強(qiáng)，而其它90多種元素合起來(lái)只占1.87%。這說(shuō)明化學(xué)元素在地殼中的分布是非常不均勻的。 地殼中的化學(xué)元素，除少量以自然元素產(chǎn)出外，大部分以化合物的形式出現(xiàn)，并以氧化物最為常見(jiàn)。地殼上部（深度約在16Km以上的部分）按照氧化物的平均重量百分比值如下：1.1 地殼地殼 SiO2 59.87% Na2O 3.39% Al2O3 15.02% K2O 2.93% Fe2O3 H2O 1.86% 5.98% FeO TiO2 0.72% MgO 4.06% CO2 0.52%

4、 CaO 4.79% P2O5 0.26% 在地表分布最廣的是硅和鋁的氧化物，其次為鐵以及堿土金屬和堿金屬鈣、鎂、鈉、鉀的氧化物。1.1 地殼地殼1.2 礦物礦物 礦物:自然條件下相對(duì)穩(wěn)定的單質(zhì)或化合物，是地殼中肉眼可見(jiàn)的最小物質(zhì)單位。目前自然界中已知的礦物有3000多種，但其中最常見(jiàn)的只有百余種。 常見(jiàn)礦物多為化合物，常見(jiàn)的有含氧礦物(如石英、磁鐵礦、褐鐵礦等)、硅酸鹽礦物（如正長(zhǎng)石、云母、角閃石等）、碳酸鹽礦物（方解石、白云石）、硫酸鹽礦物（如石膏、重晶石等），以及鐵、銅、鋅的硫化物。 礦物絕大多數(shù)以固態(tài)存在于地殼中，只有極少數(shù)是液態(tài)（如自然汞）和氣態(tài)（如天然氣、H2S）。 礦物具有一定的

5、外形，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。1.2.1礦物的基本特征礦物的基本特征1.礦物的形態(tài) 礦物的形態(tài)是指礦物單體或集合體的形狀。自自 然然 金金自自 然然 鉑鉑自自 然然 銅銅自自 然然 砷砷自自 然然 硫硫石英石英(俗稱水晶俗稱水晶)晶形晶形紫水晶紫水晶八面體紫色螢石單晶八面體紫色螢石單晶綠色重疊狀螢石共生綠色重疊狀螢石共生白色片狀重晶石和蘭白色片狀重晶石和蘭螢螢石石與與方方解解石石晶晶簇簇共共生生方方解解石石赤鐵礦赤鐵礦瑪瑪瑙瑙黃黃鐵鐵礦礦綠綠柱柱石石白白 鎢鎢 礦礦辰辰 砂砂電電氣氣石石 柱柱狀狀單單晶晶天天然然紫紫水水晶晶方解石底上生成紫色十方解石底上生成紫色十面體螢石和絨毛狀石英面體螢石和絨毛

6、狀石英方方 鉛鉛 礦礦黑鎢和毒砂共生黑鎢和毒砂共生黃金晶粒黃金晶粒和透明白水晶共生和透明白水晶共生灰蘭色片狀重晶石灰蘭色片狀重晶石黑鎢和水晶共生黑鎢和水晶共生 方解石晶體方解石晶體方解石晶簇方解石晶簇方方解解石石晶晶簇簇菱鎂礦菱鎂礦菱錳礦菱錳礦鐘乳石鐘乳石-石筍石筍水砷鋅礦水砷鋅礦鐘乳石鐘乳石-石筍石筍2 礦物的物理性質(zhì) 礦物的物理性質(zhì)包括光學(xué)性質(zhì)（顏色、條痕、光澤）和解理、斷口、密度、硬度等。（1）礦物的光學(xué)性質(zhì) a.顏色 每種礦物都有特定的顏色。礦物含雜質(zhì)后呈現(xiàn)的顏色稱為假色。如石英本為無(wú)色，含錳后呈紫色，含碳后呈黑色。因此，不能用假色來(lái)鑒定礦物。 b.條痕 1.2 礦物礦物 條痕是指礦物

7、在白色無(wú)釉瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末的顏色。有的礦物顏色和條痕相同，如石墨；也有的礦物顏色與條痕不相同，如黃鐵礦呈黃色，但條痕為黑色。因此，條痕也是礦物的特征之一,可以用于礦物的鑒別。 c.光澤 光澤是指礦物新鮮表面發(fā)光能力的特點(diǎn)，即礦物新鮮表面反射光的特征。光澤有強(qiáng)有弱，主要取決于礦物折光率的大小。礦物的光澤可以分為以下幾種： 金屬光澤：礦物表面反光較好，如同光亮的金屬器皿表面所呈現(xiàn)的光澤。有些不透明的礦物，如金、黃鐵礦、方鉛礦、輝銻礦等，均具有金屬光澤。1.2 礦物礦物 半金屬光澤：比金屬光澤稍暗，象沒(méi)有磨亮的鐵器上的那種暗淡而不刺目的光澤。如磁鐵礦、赤鐵礦等都為半金屬光澤。 金剛光澤：反射

8、較強(qiáng)，光澤閃亮耀眼。如金剛石、閃鋅礦等。 玻璃光澤：反射較弱，象普通玻璃表面那樣的光澤。如水晶、方解石、正長(zhǎng)石等的表面都屬玻璃光澤。 礦物的光澤等級(jí)只是相對(duì)的，都是用某些最常見(jiàn)的物質(zhì)光澤來(lái)形象地描述礦物的反光強(qiáng)弱，除以上所講到的以外，還有油脂光澤、珍珠光澤、絲絹光澤等。1.2 礦物礦物（2）礦物的其它物理性質(zhì) 礦物的其它物理性質(zhì)是指礦物受外力作用（打擊、刻劃、擠壓等）所產(chǎn)生的一些現(xiàn)象，主要有解理、硬度、密度，其次還有脆性、延展性、彈性和撓性等。 a.解理和斷口 礦物晶體在外力作用（如敲打、擠壓等）下沿著一定方向發(fā)生破裂并裂成光滑平面的性質(zhì)稱為解理，這些光滑平面稱為解理面。如礦物受外力作用，在任

9、意方向破裂并呈各種凸凹不平的斷面（如貝殼狀、鋸齒狀等），則這樣的斷面稱為斷口。1.2 礦物礦物 通常根據(jù)礦物晶體受力后出現(xiàn)解理的難易程度、解理面的大小及光滑程度、解理片的厚薄等，可將解理分為四級(jí)： 極完全解理：晶體可裂成薄片，解理面大而平整、光滑，這種礦物不出現(xiàn)斷口，如云母。 完全解理：礦物常沿解理面裂成小塊，解理面不大，該種礦物不易發(fā)現(xiàn)斷口，如方解石。 中等解理：解理面小而不光滑，斷口較容易出現(xiàn)，如普通輝石、角閃石等。 不完全解理：在外力作用下，不易裂開(kāi)解理面，解理面不平整，易成斷口，如磷灰石。 極不完全解理：礦物在外力作用下，極難出現(xiàn)解理面，其碎塊常為斷口，如石英、石榴子石等。1.2 礦物

10、礦物 b.硬度 礦物的硬度是指礦物對(duì)外力作用的抵抗能力。1822年，德國(guó)fredrich Moks選擇了10種硬度不同的礦物作為標(biāo)準(zhǔn)，將硬度分為10級(jí)，硬度由小到大為： 滑石 ，石膏， 方解石 ，螢石， 磷灰石，正長(zhǎng)石， 石英 ，黃玉 ，剛玉， 金剛石。 在野外工作，可利用指甲（硬度2.5左右），小刀（硬度5.5左右）等代替硬度計(jì)。據(jù)此，可以把礦物硬度粗略分成軟（硬度小于指甲）、中（硬度大于指甲，小于小刀）、硬（硬度大于小刀）三等。1.2 礦物礦物 c.密度 礦物的密度是指礦物單位體積的質(zhì)量，單位為g/cm。 礦物可以按密度分為重、中等和輕三個(gè)相對(duì)等級(jí)：密度在2.5g/cm以下者為輕礦物，如石

11、墨（2.5 g/cm）、自然硫（2.05-2.08g/cm）、石鹽（2.1-2.5g/cm）、石膏（2.3g/cm）等;密度在2.5-4g/cm之間者稱為中等密度礦物,大多數(shù)礦物屬于此級(jí),如石英（2.65g/cm）、斜長(zhǎng)石（2.61-2.76g/cm）、螢石（3.18g/cm）、金剛石（3.58g/cm）等;密度在4g/cm以上者為重礦物,如重晶石（4.3-4.7g/cm）、磁鐵礦（4.6-5.2g/cm）、方鉛礦（7.4-7.6g/cm）、自然金（14.6-18.3g/cm）等。1.2 礦物礦物（3）礦物的其他性質(zhì) a.磁性 磁性是指礦物具有被磁鐵吸引,或其本身能吸引鐵屑等物體的性質(zhì)。此性質(zhì)

12、常為含鐵、鈷、鎳等礦物所特有,磁性的強(qiáng)弱與礦物中含這些元素的多少,特別是與含鐵多少有關(guān)。 b.導(dǎo)電性 導(dǎo)電性是指礦物對(duì)電流的傳導(dǎo)能力。由于礦物內(nèi)部構(gòu)造不同,所以在導(dǎo)電性方面也不相同。根據(jù)導(dǎo)電性的大小,礦物分為良導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體三種。金屬礦物一般都是良導(dǎo)體,如黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦、方鉛礦等;絕大多數(shù)非金屬礦物都屬于非導(dǎo)體,其中云母為最好的非導(dǎo)體;介于二者之間屬于半導(dǎo)體。1.2 礦物礦物1.2.2礦物分類和常見(jiàn)礦物礦物分類和常見(jiàn)礦物1.礦物分類 礦物的分類方法很多，有結(jié)晶分類、工業(yè)分類、成因分類、化學(xué)分類、結(jié)晶化學(xué)分類等。比較合理的礦物分類是按晶體化學(xué)原則所作的分類。2.常見(jiàn)礦物 礦物的種

13、類很多，但它們?cè)诘貧ぶ械姆植际遣痪鶆虻?，?.2.5(P17)是幾種常見(jiàn)礦物的主要特征。1.2 礦物礦物1.2 礦物礦物類別劃分依據(jù)舉例大類類（亞類）族（亞族）種（亞種）（異種）化合物類型化學(xué)鍵陰離子或絡(luò)陰離子種類絡(luò)陰離子構(gòu)造晶體結(jié)構(gòu)和陽(yáng)離子性質(zhì)陽(yáng)離子種類一定的結(jié)構(gòu)和一定的成分晶體結(jié)構(gòu)相同，成分或物性稍異含氧鹽大類硅酸鹽類架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽亞類長(zhǎng)石族正長(zhǎng)石亞族正長(zhǎng)石KAlSi3O8鈉正長(zhǎng)石(Na,K)AlSi3O8表 1.2.4 礦物的晶體化學(xué)分類體系 巖石是在各種不同地質(zhì)作用下所產(chǎn)生的，由一種或多種礦物有規(guī)律組合而成的礦物集合體。根據(jù)成因，巖石可以分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。1.3 巖石巖

14、石1.3.1巖漿巖巖漿巖 由巖漿冷凝、固結(jié)而成的巖石通稱巖漿巖。巖漿從地殼深部向上侵入過(guò)程中，在地下即冷凝結(jié)晶成巖石，叫侵入巖；巖漿噴射或溢出地表后冷凝而成巖石叫噴出巖。1.巖漿巖的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造(1)巖漿巖的產(chǎn)狀 巖漿巖產(chǎn)狀是指巖體的大小、形狀及其與圍巖的接觸關(guān)系。 1.3 巖石巖石 a.噴出巖的產(chǎn)狀 最常見(jiàn)的有火山錐和熔巖流?；鹕藉F是巖漿沿著一個(gè)孔道噴出地面形成的圓錐形巖體，它是由火山口、火山頸及火山錐狀體組成。熔巖流是巖漿流出地表順山坡和河谷流動(dòng)冷凝而形成的層狀或條帶狀巖體，大面積分布的熔巖流叫熔巖被。 b.侵入巖的產(chǎn)狀 侵入巖按距地表的深淺程度，又分為淺成巖（成巖深度3km）和深成巖

15、，它們的產(chǎn)狀多種多樣(見(jiàn)圖1.3.1)。淺成巖一般為小型巖體，產(chǎn)狀包括巖脈、巖床和巖盤(pán)；深成巖常為大型巖體，產(chǎn)狀包括巖株和巖基等。1.3 巖石巖石圖 1.3.1 巖漿巖體產(chǎn)狀示意圖1.3 巖石巖石 巖脈:巖漿沿著巖層裂隙侵入并切斷巖層所形成的狹長(zhǎng)形巖體。巖脈規(guī)模變化較大，寬可由幾厘米(或更小)到數(shù)十米(或更大)，長(zhǎng)由數(shù)米(或更小)到數(shù)公里或數(shù)十公里。 巖床:流動(dòng)性較大的巖漿順著巖層層面侵入形成的板狀巖體。形成巖床的巖漿成分常為基性，巖床規(guī)模變化也大，厚度常為數(shù)米至數(shù)百米。 巖盤(pán):巖盤(pán)又稱巖蓋，是指粘性較大的巖漿順巖層侵入，并將上覆巖層拱起而形成的穹隆狀巖體。巖盤(pán)主要由酸性巖所構(gòu)成，也有由中、基

16、性巖漿構(gòu)成的巖盤(pán)。 1.3 巖石巖石 巖基:規(guī)模巨大的侵入體，其面積一般在lOOKm2以上，甚至可超過(guò)幾萬(wàn)平方公里。巖基的成分是比較穩(wěn)定的，通常由花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖等酸性巖組成。 巖株:面積不超過(guò)lOOKm2的深層侵入體。其形態(tài)不規(guī)則，與圍巖的接觸面不平直。巖株的成分多樣，但以酸性和中性較為普遍。(2)巖漿巖的結(jié)構(gòu) 巖漿巖的結(jié)構(gòu)是指巖石中礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小、晶體形狀以及礦物間結(jié)合關(guān)系。由于巖漿的化學(xué)成分和冷凝環(huán)境不同，冷凝速度不一樣，因此巖漿巖的結(jié)構(gòu)也就存在差異。1.3 巖石巖石a.粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)(顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)) 巖石全部由肉眼能辨認(rèn)的礦物晶體組成，一般見(jiàn)于侵入巖。按結(jié)晶顆粒大小，可進(jìn)一步劃

17、分為粗粒結(jié)構(gòu)(顆粒直徑大于5mm)、中粒結(jié)構(gòu)(顆粒直徑2-5mm)和細(xì)粒結(jié)構(gòu)(顆粒直徑0.2-2mm)。顆粒越粗，反映巖漿冷卻速度越慢，結(jié)晶的時(shí)間越充裕。b.隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 巖石由肉眼不能辨認(rèn)的細(xì)小晶粒組成，顆粒一般小于0.2mm。巖石外觀呈致密狀，反映巖漿冷卻速度較快，主要見(jiàn)于噴出巖。1.3 巖石巖石c.玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu) 巖石由沒(méi)有結(jié)晶的物質(zhì)組成，常具貝殼狀斷口，性較脆。它反 映當(dāng)時(shí)巖漿的急劇冷凝，來(lái)不及結(jié)晶，主要見(jiàn)于噴出巖。d.斑狀結(jié)構(gòu) 一些較大的晶體分布在較細(xì)的物質(zhì)(主要為隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì))當(dāng)中的一種結(jié)構(gòu)。大的晶體稱斑晶，較細(xì)的物質(zhì)稱基質(zhì)。這種結(jié)構(gòu)反映巖漿在經(jīng)由地殼的不同深淺部位和噴出地表過(guò)程中，少

18、部分先結(jié)晶形成斑晶，剩余部分較快冷凝形成基質(zhì)，主要見(jiàn)于小型侵入體和噴出巖中。1.3 巖石巖石(3)巖漿巖的構(gòu)造 巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中礦物集合體的形態(tài)、大小及其相互關(guān)系，它是巖漿巖形成條件的反映。常見(jiàn)的構(gòu)造有如下幾種：a.塊狀構(gòu)造 巖石各組成部分均勻分布，無(wú)定向排列。它是侵入巖特別是深成巖所具有的構(gòu)造。b.流紋構(gòu)造 巖漿巖中由不同成分和顏色的條帶以及拉長(zhǎng)氣孔等定向排列所形成的構(gòu)造，它反映了巖漿在流動(dòng)冷凝過(guò)程中的物質(zhì)分異和流動(dòng)的痕跡。常見(jiàn)于酸性和中性熔巖，尤以流紋巖為典型。1.3 巖石巖石c.氣孔構(gòu)造與杏仁構(gòu)造 噴出地表的巖漿迅速冷凝，其中所含氣體和揮發(fā)成分因壓力減小而逸出，因而在巖石中留下許多

19、氣孔，這種構(gòu)造稱氣孔構(gòu)造。這些氣孔被后期外來(lái)物質(zhì)(方解石、蛋白石等)充填后，似杏仁狀，稱為杏仁構(gòu)造。這種構(gòu)造為某些噴出巖(如玄武巖)的特點(diǎn)。1.3 巖石巖石2巖漿巖的分類 自然界的巖漿巖是多種多樣的，就目前所知的就有一千余種，它們之間存在著礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀及成因等方面的差異，而且在各種巖漿巖之間又有一系列過(guò)渡類型。為了掌握各種巖石之間的共性、特性以及彼此之間的共生和成因關(guān)系，就必須對(duì)巖漿巖進(jìn)行分類。表1.3.1為據(jù)化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀的巖漿巖綜合分類簡(jiǎn)表。表中列出了各巖石類型和侵入深成巖、淺成巖及噴出巖的代表性巖石種類。1.3 巖石巖石3常見(jiàn)巖漿巖 自然界的巖漿巖有1

20、100多種，較常見(jiàn)的只是基性、中性和酸性巖類的10多種巖石。堿性、超基性巖分布稀少，各種脈巖往往較為復(fù)雜。常見(jiàn)巖漿巖的特征如表1.3.2示。1.3 巖石巖石表表1.3.1 1.3.1 巖巖 漿漿 巖巖 分分 類類 表表1.3.2 沉積巖 沉積巖是指各種成因的堆積物固結(jié)而成的層狀巖石，其分布約占大陸面積的3/4。1沉積巖的物質(zhì)組成 沉積巖的物質(zhì)來(lái)源有巖石風(fēng)化、火山噴發(fā)、生物及其作用產(chǎn)物三個(gè)方面。2沉積巖的結(jié)構(gòu) 沉積巖的結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成沉積巖顆粒的性質(zhì)、大小、形態(tài)及其相互關(guān)系。常見(jiàn)的沉積巖結(jié)構(gòu)有以下幾種：1.3 巖石巖石沉積環(huán)境與沉積作用沉積環(huán)境與沉積作用（1）碎屑結(jié)構(gòu) 它是由膠結(jié)物將碎屑膠結(jié)起來(lái)而形

21、成的一種結(jié)構(gòu)。它是碎屑巖的主要結(jié)構(gòu)形式。碎屑物的成分主要是巖石碎屑、礦物碎屑、石化的生物有機(jī)體或碎片以及火山碎屑物等。按粒徑的大小碎屑物可分為礫石(粒徑大于2mm)、砂(粒徑2-0.075mm)、粉砂(粒徑0.075-0.005mm)等。膠結(jié)物常見(jiàn)的有硅質(zhì)、粘土質(zhì)、鈣質(zhì)和火山灰等。（2）泥質(zhì)結(jié)構(gòu) 主要由極細(xì)的粘土礦物顆粒(粒徑小于0.005mm)組成的，外表呈致密狀，它是粘土巖的主要結(jié)構(gòu)。1.3 巖石巖石（3）結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu) 主要由結(jié)晶的礦物組成，是化學(xué)巖的主要結(jié)構(gòu)。（4）生物結(jié)構(gòu) 由未經(jīng)搬運(yùn)的生物遺體或原生生物活動(dòng)遺跡組成的結(jié)構(gòu)，是生物化學(xué)巖的主要結(jié)構(gòu)。 3.沉積巖的構(gòu)造 沉積巖的構(gòu)造是指沉積

22、巖各組成部分的空間分布和配置關(guān)系。如層理、層面構(gòu)造、結(jié)核等。1.3 巖石巖石（1）層理構(gòu)造 層理是沉積巖中巖石內(nèi)部由于物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、顏色不同而在垂直方向上顯示出來(lái)的層狀條帶。具有層理是沉積巖最典型、最重要的特征之一。層理與層理之間的分界面稱為層理面。層理按其形態(tài)分為水平層理、波狀層理和斜層理三種(圖1.3.2)，它反映了當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境和介質(zhì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度及特征。水平層理由平直且互相平行的層理面，是在水動(dòng)力較平穩(wěn)的海、湖環(huán)境中形成的；波狀層理的層理面呈波狀起伏，是在海岸、湖岸地帶等動(dòng)蕩的水沉積環(huán)境形成的；斜層理的層理面傾斜與大層層面斜交，傾斜方向表示介質(zhì)(水或風(fēng))的運(yùn)動(dòng)方向。根據(jù)層的厚度可劃分為巨厚

23、層狀(大于1m)、厚層狀(1-0.5m)、中厚層狀(0.5-0.1m)和薄層狀(小于0.1m)。1.3 巖石巖石圖1.3.2 沉積巖層理形態(tài)示意圖1水平層理；2波狀層理；3斜層理132（2）層面構(gòu)造 沉積巖的巖石分層界面稱為層面。在沉積巖的層面上保留的一些外力作用的痕跡，最常見(jiàn)的有波痕和泥裂。波痕是指巖石層面上保存原沉積物受風(fēng)和水的運(yùn)動(dòng)影響形成的波浪痕跡；泥裂是指沉積物露出地表后干燥而裂開(kāi)的痕跡。這種痕跡一般是上寬下窄，切常被為泥砂所充填。 （3）結(jié)核 巖石中成分與周圍物質(zhì)有顯著不同的呈圓形或不規(guī)則形狀的包裹體叫結(jié)核。如石灰?guī)r中含有燧石結(jié)核，砂巖中含有鐵質(zhì)結(jié)核等。1.3 巖石巖石4 4沉積巖分

24、類沉積巖分類1.3 巖石巖石5.幾種常見(jiàn)的沉積巖（1）碎屑巖 碎屑巖是沉積巖中常見(jiàn)的巖石之一。其中碎屑物質(zhì)（包括巖石碎屑、礦物碎屑及火山噴發(fā)的碎屑）不能少于50。按其成因可以分為火山碎屑巖和正常沉積碎屑巖。 火山碎屑巖主要是山火山噴發(fā)的碎屑物質(zhì)在地表經(jīng)短距離搬運(yùn)，或就地沉積而成。由于它在成因上具有火山噴出和沉積的雙重特性，是介于噴出巖和沉積巖之間的過(guò)渡類型?；鹕剿樾嘉镔|(zhì)包括熔巖碎屑（巖屑）、礦物碎屑（晶屑）和火山玻璃（玻屑）三種，一般火山碎屑巖含火山碎屑物在50以上。1.3 巖石巖石 常見(jiàn)的火山碎屑巖有： 火山集塊巖：粒徑大于100mm的火山碎屑物質(zhì)含量超過(guò)50，碎屑大部分是帶棱角的，但也有經(jīng)

25、過(guò)搬運(yùn)磨圓的，碎屑成分往往以一種火山巖為主，根據(jù)碎屑成分可稱安山集塊巖、流紋集塊巖等。膠結(jié)物主要為火山灰及熔巖，有時(shí)候被CaCO3 、SiO2.泥質(zhì)等所膠結(jié)。 火山角礫巖：粒徑2-100mm的火山碎屑物含量超過(guò)50%,碎屑具棱角或稍經(jīng)磨圓。根據(jù)碎屑成分可分為安山火山角礫巖。流紋火山角礫巖等。膠結(jié)物與火山集快巖相同。1.3 巖石巖石 火山凝灰?guī)r：粒徑小于2mm的火山碎屑物質(zhì)含量超過(guò)50，即主要由火山灰所構(gòu)成的巖石。分選很差，碎屑多具棱角，層理不十分清楚。凝灰?guī)r的碎屑可能是細(xì)小的巖屑、玻屑或晶屑，在晶屑中可以發(fā)現(xiàn)石英、長(zhǎng)石、云母等晶體，但外形多為棱角狀。凝灰?guī)r因碎屑成分不同，常有黃、灰、白、棕、紫

26、等各種顏色。正常沉積碎屑巖是巖石風(fēng)化和剝蝕的碎屑物質(zhì),經(jīng)搬運(yùn)，沉積、膠結(jié)而成的巖石。碎屑物可以是巖屑,也可以是礦物碎屑。由于搬運(yùn)介質(zhì)和搬運(yùn)距離等不同,碎屑形狀可以是帶棱角的,或是渾圓的。碎屑巖的膠結(jié)物主要有鋁、鐵質(zhì)物質(zhì)和粘土。根據(jù)碎屑顆粒大小,碎屑巖可分為礫巖、砂巖和粉砂巖等。1.3 巖石巖石 礫巖及角礫巖:為沉積礫石膠結(jié)而成的巖石，即粒徑大于2mm的礫石含量大于50，礫石大部由巖石碎屑組成。礫石形狀呈次圓狀或圓狀的叫礫巖，礫石形狀呈棱角狀的叫角礫巖。 砂巖:為沉積砂粒經(jīng)膠結(jié)而成的巖石。即粒徑在2-0.05mm的砂粒含量大于50的巖石。砂粒成分主要是石英、長(zhǎng)石、云母等巖石碎屑。 1.3 巖石巖

27、石 按粒度,砂巖又分為粗砂巖（粒徑2-0.5mm的砂粒含量大于50）、中粒砂巖（粒徑0.5-0.25mm的砂粒含量大于50）和細(xì)砂巖（粒徑0.25-0.075mm的砂粒含量大于50）。 砂巖按成分進(jìn)一步分為石英砂巖（石英碎屑占90以上）、長(zhǎng)石砂巖（長(zhǎng)石碎屑含量在25以上）和硬砂巖（巖石碎屑含量在25以上）。 粉砂巖:粒徑在0.075-0.005mm 之間的碎屑含量大于50的碎屑巖叫粉砂巖。粉砂巖的成分以礦物碎屑為主，大部分是石英，膠結(jié)物以粘土質(zhì)為主，常發(fā)育有水平層理。1.3 巖石巖石（2）粘土巖 粘土巖是指粒徑小于0.005mm以下的顆粒含量大于50的巖石，粘土巖主要由粘土礦物組成，其次有少量

28、碎屑礦物、自生的非粘土礦物及有機(jī)質(zhì)。粘土礦物有高嶺石、蒙脫石和伊利石等，碎屑礦物有石英、長(zhǎng)石、綠泥石等，自生非粘土礦物有鐵和鋁的氧化物和氫氧化物、碳酸鹽（方解石、白云石、菱鐵礦等）、硫酸鹽、磷酸鹽、硫化物等。 有機(jī)質(zhì)主要是煤和石油的原始物質(zhì)。粘土巖具有典型的泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，質(zhì)地均勻，有細(xì)膩感，斷口光滑。1.3 巖石巖石 常見(jiàn)的粘土巖有頁(yè)巖和泥巖。頁(yè)巖是頁(yè)片構(gòu)造發(fā)育的粘土巖。其特點(diǎn)是能沿層理面分裂成薄片或頁(yè)片，常具有清晰的層理，風(fēng)化后是碎片狀。泥巖是一種呈厚層狀的粘土巖、巖層中層理不清，風(fēng)化后呈碎塊狀。（3）化學(xué)巖及生物化學(xué)巖 化學(xué)巖及生物化學(xué)巖是由各種巖石在化學(xué)風(fēng)化和剝蝕作用中所形成的溶液和膠體溶液

29、，經(jīng)化學(xué)作用或生物化學(xué)作用沉淀而成的巖石。按照成分不同可分為：鋁質(zhì)巖、鐵質(zhì)巖、錳質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、磷質(zhì)巖、碳酸鹽巖、鹽巖和可燃有機(jī)巖。這類巖石除碳酸鹽巖外，一般分布較少。但大部分是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有用礦產(chǎn)。1.3 巖石巖石礦物含量巖石中的主要礦物含量50%巖石中混入物的含量碳酸鹽混入物泥質(zhì)混入物機(jī)械混入物方解石白云石5252550巖屑或礦物碎屑52525502252550主要礦物巖石名稱方解石石灰?guī)r白云質(zhì)灰?guī)r泥質(zhì)石灰?guī)r泥灰?guī)r含砂石灰?guī)r砂質(zhì)石灰?guī)r白云石白云巖灰質(zhì)白云巖泥質(zhì)白云巖白云泥灰?guī)r含砂白云巖砂質(zhì)白云巖a. a. 碳酸鹽巖碳酸鹽巖主要包括石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等（詳見(jiàn)表主要包括石灰?guī)r、白云巖、泥灰

30、巖等（詳見(jiàn)表1.3.41.3.4）。）。表 1.3.4 碳酸鹽巖的劃分1.3 巖石巖石 石灰?guī)r:主要由方解石（50以上）組成。質(zhì)純者呈灰白色，含雜質(zhì)呈灰色到灰黑色。具結(jié)晶結(jié)構(gòu)、生物結(jié)構(gòu)和內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)，遇冷稀鹽酸可產(chǎn)生大量氣泡。 白云巖:主要由白云石（50以上）組成。顏色為灰白色、灰色和灰黑色，加冷稀鹽酸不起泡，而加熱的稀鹽酸起泡。在白云巖和石灰?guī)r之間還有些過(guò)渡的巖石，通常把含有白云石25-50的灰?guī)r稱白云質(zhì)灰?guī)r。 泥灰?guī)r:石灰?guī)r中泥質(zhì)成分增加到25-50的稱泥灰?guī)r。它是粘土巖和石灰?guī)r之間的過(guò)渡類型。顏色一般較淺，有灰色、淡黃色、淺灰色、紫紅色等，巖石呈致密狀。1.3 巖石巖石b.鐵質(zhì)巖 鐵質(zhì)巖是

31、富含鐵礦物的沉積巖，其主要鐵礦物有赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦及鐵的硫化物及硅酸鹽。鐵質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)主要是豆?fàn)?、鮞狀及隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。c.鋁質(zhì)巖 富含三氧二化鋁（Al2O3）的巖石稱為鋁質(zhì)巖，因含雜質(zhì)不同，顏色種類很多，有白、灰、黃、紅等。鋁土巖的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)有鮞狀、豆?fàn)詈椭旅軤罱Y(jié)構(gòu)。d.錳質(zhì)巖 是富含錳的沉積巖，主要含錳礦物有硬錳礦、軟錳礦和菱錳礦等。1.3 巖石巖石e.磷質(zhì)巖 通常把含有五氧化二磷在5-8以上的沉積巖稱作磷質(zhì)巖或磷塊巖。磷質(zhì)主要由各種磷灰石及非晶膠磷礦組成。f.硅質(zhì)巖 硅質(zhì)巖是由溶于水中的SiO2在化學(xué)及生物化學(xué)作用下形成的富含SiO2(70-90)的沉積巖。硅質(zhì)巖石中的礦物成分有非晶質(zhì)的蛋

32、白石、隱晶質(zhì)的玉髓和結(jié)晶質(zhì)的石英。硅質(zhì)巖按其成因可分為生物成因（硅藻土、海綿巖、放射蟲(chóng)巖）和非生物成因（板狀硅藻土、蛋白石、碧玉、燧石、硅華）兩大類。1.3 巖石巖石g.鹽巖 鹽巖是一種純化學(xué)成因的巖石，是由于蒸發(fā)沉淀而成。鹽巖主要由鉀、鈉、鎂的鹵化物和硫酸鹽組成，如食鹽（NaCl）、鉀鹽（KCl）、光鹵石（KCl.MgCl2.6H2O）、鉀鹽鎂釩（K2Mg(SO4)2.3H2O）、芒硝（Na2SO4.10H2O）、硬石膏（CaSO4）、石膏（CaSO4.2H2O）等。鹽巖結(jié)構(gòu)有原生結(jié)晶粒狀、纖維狀、次生的交代結(jié)構(gòu)和變晶結(jié)構(gòu)，構(gòu)造有層狀、透鏡狀和致密塊狀。h.可燃有機(jī)巖 可燃有機(jī)巖是煤、油頁(yè)巖

33、和石油及天然氣等含有可燃性有機(jī)巖石的總稱。1.3 巖石巖石 1.3.3變質(zhì)巖 已有的巖石在高溫、高壓及其他因素作用下，礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面發(fā)生質(zhì)變、新形成的巖石稱變質(zhì)巖。由巖漿巖變質(zhì)的叫正變質(zhì)巖，由沉積巖變質(zhì)的叫副變質(zhì)巖1.3 巖石巖石巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖中均可出現(xiàn)的主要礦物巖漿巖、變質(zhì)巖中均可出現(xiàn)的主要礦物沉積巖、變質(zhì)巖中均可出現(xiàn)的主要礦物主要在變質(zhì)巖中出現(xiàn)的礦物石英、鉀長(zhǎng)石、白云母、鈉長(zhǎng)石、部分石榴子石、磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石、金紅石、鈦鐵礦等石英、尖晶石、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、白云母、黑云母、金云母、霞石、鐵鋁榴石、普通角閃石、堿性角閃石、斜方輝石、霓石、透輝石、普通輝

34、石、橄欖石、榍石石英、高嶺石、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、白云母、方解石、白云石、重晶石、硬石膏、螢石剛玉、紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石、葉蠟石、堇青石、十字石、絹云母、簾石類、鈣鋁榴石、符山石、陽(yáng)起石、藍(lán)閃石、透閃石、蛇紋石、硅灰石、鎂橄欖石、滑石、石墨、方解石、白云石、菱鎂礦等表 1.3.5 造巖礦物在各類巖石中的主要分布情況 1.變質(zhì)巖的礦物成分變質(zhì)巖的礦物成分1.3 巖石巖石 組成變質(zhì)巖的礦物，除含有巖漿巖和沉積巖中的礦物外，還有一部分為變質(zhì)巖所特有的礦物。表1.3.5是常見(jiàn)造巖礦物在各類巖石中的分布情況，從表中可以看出： (1)巖漿巖中的主要礦物，如石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石等，在變質(zhì)巖中也是主要

35、礦物。但巖漿巖的一些次要礦物，如絹云母、綠泥石等片狀礦物，也經(jīng)常是一些變質(zhì)巖的主要礦物。 (2)沉積巖中常見(jiàn)的典型礦物，如方解石、白云母等，在變質(zhì)巖（主要是大理巖）中也可大量出現(xiàn)。但沉積巖中的高嶺石、蒙脫石、伊利石等粘土礦物，則僅在變質(zhì)作用很淺時(shí)呈殘留礦物保留在變質(zhì)巖中。變質(zhì)作用較深時(shí)，都變?yōu)榧t柱石、蘭晶石、十字石、方柱石、礦線石、硅灰石、絹云母等特殊的變質(zhì)礦物。1.3 巖石巖石 (3)變質(zhì)巖中廣泛分布片狀、纖維狀、針狀、柱狀礦物，如云母、陽(yáng)起石、滑石、蛇紋石、矽線石等，并常呈定向排列。同時(shí)，這些變質(zhì)礦物常有共生組合規(guī)律。2.變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu) 變質(zhì)巖的最主要結(jié)構(gòu)是重結(jié)晶作用形成的變晶結(jié)構(gòu)。根據(jù)組成

36、礦物的粒度、形態(tài)及相互關(guān)系，變晶結(jié)構(gòu)又分為等粒變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片和纖維狀變晶結(jié)構(gòu)三種。此外還有變余結(jié)構(gòu)等。1.3 巖石巖石(1)等粒變晶結(jié)構(gòu) 巖石主要由長(zhǎng)石、石英及方解石等粒狀礦物組成，礦物晶粒大小大致相等，顆粒之間互相鑲嵌很緊，不具定向排列。(2)斑狀變晶結(jié)構(gòu) 在粒度較小的礦物集合體（也稱基質(zhì)）中分布著一些由重結(jié)晶形成的較大斑狀晶體（稱為變斑晶）。變斑晶通常是石榴子石、十字石、蘭晶石等晶形完好的變質(zhì)礦物。(3)鱗片和纖維狀變晶結(jié)構(gòu) 是片狀、柱狀或纖維狀礦物定向排列形成的結(jié)構(gòu)。主要由云母、綠泥石等鱗片狀礦物組成的巖石具鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)，主要由角閃石、透閃石等柱狀或纖維狀礦物所組成的巖石

37、具有纖維狀變晶結(jié)構(gòu)。1.3 巖石巖石(4)變余結(jié)構(gòu) 在變質(zhì)巖形成后尚保留某些原巖的結(jié)構(gòu)殘余。變余結(jié)構(gòu)表明了變質(zhì)作用進(jìn)行的不徹底。3.變質(zhì)巖的構(gòu)造 變質(zhì)巖的構(gòu)造是指礦物排列的特點(diǎn)。除某些巖石外，大部分變質(zhì)巖具有定向構(gòu)造，這是變質(zhì)的最大特點(diǎn)。變質(zhì)巖的常見(jiàn)構(gòu)造有:(1)片麻構(gòu)造 片麻構(gòu)造是深變質(zhì)巖中的常見(jiàn)構(gòu)造。巖石中主要由粒狀礦物（長(zhǎng)石、石英）以及片狀礦物、柱狀礦物（黑云母、白云母、絹云母、綠泥石、角閃石等）相間排列所形成的深淺色澤相間的斷續(xù)的條帶狀構(gòu)造。(2)片狀構(gòu)造 片狀構(gòu)造是巖石中由大量片狀礦物（如云母、綠泥石、滑石、石黑等）平行排列所成的薄層片狀構(gòu)造。(3)千枚構(gòu)造 千枚構(gòu)造是巖石中重結(jié)晶形

38、成的絹云母微細(xì)磷片平行。(4)板狀構(gòu)造 板狀構(gòu)造巖石中由片狀礦物平行排列所形成的具有平整板狀劈理的構(gòu)造，沿著板理易劈成薄板，板面微具光澤。(5)塊狀構(gòu)造 塊狀構(gòu)造是巖石中的礦物成分和結(jié)構(gòu)都較均勻，沒(méi)有明顯定向排列所表現(xiàn)的構(gòu)造。1.3 巖石巖石1.3 巖石巖石4.變質(zhì)巖的分類 變質(zhì)巖的種類繁多，命名又較復(fù)雜，一般根據(jù)變質(zhì)作用類型、巖石的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)變質(zhì)巖進(jìn)行分類。板狀致密狀板巖區(qū)域變質(zhì)千枚狀細(xì)粒鱗片狀變晶絹云母、綠泥石、石英千枚巖片狀鱗片狀變晶云母、綠泥石等片巖片麻狀、條帶狀長(zhǎng)石、石英、云母片麻巖塊狀粒狀變晶長(zhǎng)石、石英變粒巖接觸變質(zhì)石英石英巖方解石、白云母大理巖致密粒狀變晶云母、石英、長(zhǎng)石

39、角巖壓碎碎裂構(gòu)造角礫巖動(dòng)力變質(zhì)表表1.3.6 1.3.6 變質(zhì)巖主要巖石類型簡(jiǎn)表變質(zhì)巖主要巖石類型簡(jiǎn)表5.常見(jiàn)的變質(zhì)巖(1)板巖類 板狀構(gòu)造，一般巖性致密堅(jiān)硬，敲之發(fā)清脆的響聲，原巖成分基本沒(méi)有重結(jié)晶。常見(jiàn)有灰綠色板巖、黑色碳質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖等。一般是粘土巖、頁(yè)巖等經(jīng)低級(jí)區(qū)域變質(zhì)所形成，也有火山巖變質(zhì)形成的板巖。(2)千枚巖類 千枚狀構(gòu)造，主要礦物成分是絹云母，綠泥石和石英，有些還含有一定量的斜長(zhǎng)石，顆粒很細(xì)，片理面上可見(jiàn)絹云母呈絹絲光澤，有些千枚巖中還可見(jiàn)黑云母、石榴子石，硬綠泥石等變斑晶。銀灰色及黃綠色千枚巖是最常見(jiàn)的類型。千枚巖的原巖和板巖相同，但變質(zhì)程度稍高，礦物已基本重結(jié)晶。1.3 巖石巖石(3)片巖類 一般為鱗片或纖狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，片狀或柱狀礦物占優(yōu)勢(shì)，其次是石英，長(zhǎng)石則較少。常見(jiàn)片巖按礦物成分有以下幾種：云母片巖，由黑云母、白云母、石英等組成，常含有石榴子石、十字石、藍(lán)晶石、紅柱石等變斑晶；角閃石片巖，主要由角閃石、石英及斜長(zhǎng)石等組成，綠色片巖，主要由綠泥石、蛇紋石、綠簾石、陽(yáng)起石及石英、鈉長(zhǎng)石等組成。此外有些片巖，因含石英更高，叫做石英片巖(如絹云母石英片巖)，還有些含若干碳酸鹽礦物，叫做鈣質(zhì)片巖。片巖類一般屬中級(jí)至中低級(jí)變質(zhì)的產(chǎn)