自然地理學 地質三

四、巖石四、巖石★巖石

巖石是在地質作用下，由一種或多種礦物有規(guī)律組合而成的地質體。巖漿巖：約占地殼重量的94％；沉積巖：約占地殼重量的5％，但占陸地分布面積的75％；變質巖：約占地殼重量的1％.★有關巖石成因爭論的起源◆火成論——認為所有巖石皆與巖漿作用有關（最后獲勝）；赫頓（英，JamesHutton，1726—1797）◆水成論——認為所有巖石都是在水中沉積而成的；維爾納（德，AbrahamGottlobWerner，1750—1817）——地質學因而在十八世紀末奠基。1、巖漿巖◆來自上地幔的巖漿沿巖石圈破裂帶上升，經過冷凝、結晶而形成的巖石稱為巖漿巖或火成巖?！舾鶕r漿冷凝的位置和條件的差異，在地殼深處冷凝結晶而成的稱“深成巖”，在接近地表處冷凝結晶成的稱“淺成巖”，噴出地表冷凝而成的稱“噴出巖”。深成巖和淺成巖統稱為“侵入巖”。巖漿巖是一種硅酸鹽巖石，SiO2含量高。（1）巖漿巖的礦物組成超基性巖基性巖中性巖酸性巖SiO2含量＜45％45～52％52～65％＞65％主要礦物橄欖石輝石輝石鈣斜長石角閃石長石長石、石英、云母代表巖石橄欖巖輝長巖玄武巖閃長巖安山巖正長巖粗面巖花崗巖流紋巖鮑文反應系列（美國，1922）深色礦物淺色礦物巖石種類橄欖石超基性巖輝石基性斜長石基性巖中性斜長石中性巖角閃石黑云母酸性斜長石酸性巖正長石白云母石英巖漿降溫（2）巖漿巖的產狀、結構與構造◆產狀（據巖體形狀與上覆巖層的關系）可分為：

整合侵入體巖盆（巖蓋）：一般是由粘性較大的中、酸性巖漿順巖層層理貫入，并將上覆巖層拱起而成的中間凸起、邊部變薄的穹窿狀巖體。巖床：流動性較大的巖漿順著巖層層理侵入形成的板狀巖體稱巖床，其特點是主要由基性巖構成。

產狀、結構與構造

不整合侵入體巖基：出露面積一般大于100km2，甚至＞幾萬km2，厚達10—30km；多由花崗巖類巖石構成，巖體切穿圍巖層理。巖株：出露面積＜100km2，平面形狀多為渾圓形；主要由中、酸性巖石組成，與圍巖呈不諧和關系。巖墻和巖脈：巖漿沿著巖層裂隙或斷層貫入所形成的板狀巖體稱巖墻，其產狀一般較陡。而一種近似巖墻的巖體稱為巖脈。一般說，巖墻與圍巖之間沒有成因上的聯系，而巖脈則有成因上的密切關系?！艚Y構地表巖漿的溫度約700—1500℃；巖漿冷卻速度：慢快；結晶：粗細；偉晶（＞10mm）→粗粒（5～10mm）→中粒（2～5mm）→細粒（0.2～2mm）→隱晶質（顯微鏡下可見）→玻璃質。巖漿冷卻速度先慢后快：斑狀結構?！魳嬙靿K狀構造斑雜構造流紋構造氣孔構造杏仁構造礦物無序排列（深成巖）；礦物成分和結構上的差別（淺成巖）；礦物和氣孔因熔巖流動而定向排列（噴出巖）；熔巖氣體揮發(fā)而殘留氣孔（噴出巖）；巖石中的氣孔被次生礦物充填而成（噴出巖）。（3）巖漿巖的主要類型酸性巖中性巖基性巖超基性巖噴出—淺成花崗斑巖正長斑巖輝綠玢巖—深成輝巖顏色淺（帶紅）—中（帶灰）—暗（帶綠黑）比重2.52.72.72.82.93.13.1——3.5橄欖巖輝長巖閃長斑巖玄武巖安山巖粗面巖流紋巖閃長巖正長巖花崗巖2、沉積巖沉積巖是在地表或接近地表的常溫常壓條件下，先成巖石的風化作用產物以及生物作用和火山作用的產物，在原地或經外力搬運所形成的沉積層，再經成巖作用而成的巖石。沉積巖是地球陸地上分布面積最廣的巖石類型，約達75﹪，而在我國更達77.3％；其中最多的是頁巖，其次為砂巖和石灰?guī)r。沉積巖沉積巖冰川三角洲沖積平原海洋濁流瀉湖湖泊河流沙丘洪積扇（1）沉積巖的形成過程風化——機械的、化學的、生物的；剝蝕與搬運——機械的、化學的；沉積——機械的、化學的、生物的；成巖——壓固、膠結、重結晶。（2）沉積巖的基本特征①層理：水平層理，交錯層理；②結構●碎屑結構：是指由碎屑物質被膠結而成的結構。碎屑巖。●化學結構和生物結構：指由化學成因形成的（如粒狀、鮞狀等）和生物遺體所構成的（如貝殼結構、珊瑚結構等）結構?；瘜W巖或生物化學巖。

指沉積巖的異體包裹物，其形狀多樣，大小由幾毫米至幾十厘米，成分與周圍巖石顯著不同。如石灰?guī)r中的燧石結核、砂巖中的鐵結核等等。④結核：

③層面構造如波痕、雨痕、干裂等等。⑤化石（3）沉積巖的主要類型①碎屑巖類由碎屑物質經壓緊、膠結而成；包括：礫巖和角礫巖、砂巖、粉砂巖、黃土②粘土巖類由50％以上粘土物質組成，具有典型的泥質結構，硬度低。如泥巖、頁巖等等③生物化學巖類包括：硅質巖、石灰?guī)r、白云巖等等3、變質巖◆巖漿巖、沉積巖或先成變質巖等固態(tài)原巖在地殼運動、巖漿活動等作用下，導致其礦物成分、化學結構和構造發(fā)生變化，稱為變質作用，所形成的巖石即為變質巖?！粲蓭r漿巖變質而成的巖石稱為正變質巖，而由沉積巖變質而成的巖石稱為副變質巖?！糇冑|巖是具有一定結構、構造的重結晶巖石。①變質作用因素◆溫度：是變質作用最主要、最活躍的因素——地熱、巖漿熱、摩擦熱高溫使巖石重結晶，產生新的高溫變質礦物?！魤毫Γ喊o壓力（上覆巖石荷重造成）和定向壓力（構造運動或巖漿活動引起），高壓使巖石中的礦物定向排列，產生片理構造，并形成比重大的新礦物?！艋瘜W性質活躍的氣體和溶液：主要由巖漿中分異出來。通過與圍巖的化學反應形成新的變質礦物?！魟恿ψ冑|作用（構造運動所致）：構造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等等?！艚佑|熱變質作用（巖漿熱力）：斑點板巖、角巖、大理巖、石英巖等等。◆接觸交代變質作用（巖漿分異的化學性質活躍的氣體和溶液）：矽卡巖◆區(qū)域變質作用（構造運動＋巖漿活動）：板巖、千枚巖、片巖、片麻巖等等?！艋旌蠋r化作用或超變質作用（區(qū)域變質作用之高溫深處）：混合花崗巖。②變質作用類型及其巖石結束噴出地表的巖漿巖漿的溫度隨巖漿的成分而變化：酸性巖漿的溫度約為700—900℃，中性巖漿的溫度約為900—1000℃，基性巖漿的溫度約為1000—1200℃。偉晶（花崗偉晶巖）斑雜構造（閃長斑巖）斑雜構造（閃長斑巖）流紋構造（流紋巖）流紋構造（流紋巖）氣孔構造（玄武巖）杏仁構造（玄武巖）雁蕩山浙江流紋巖雁蕩山流紋巖的結構花崗巖福建漳浦海濱三清山江西黃山安徽山東嶗山的花崗巖石蛋粗面巖廣東西樵山粗面巖正長巖安山巖閃長斑巖閃長巖玄武巖輝長巖橄欖巖橄欖巖風化成蛇紋巖產金剛石的金伯利巖山東常林鉆石湖南鉆石來自地下150—200公里深處的巖漿噴發(fā)而成?！麸L化——地表的巖石在陽光、空氣、水和生物的作用下遭受破壞的現象?！裎锢恚C械）風化：巖石發(fā)生機械破碎，但其化學成分沒有顯著改變?！窕瘜W風化：巖石在水、O2

、CO2

等作用下發(fā)生的化學分解，可形成新礦物。

●生物風化：由于生物的活動使巖石在原地遭受的破壞?！耧L化殼：指地殼表層在風化作用下，形成一層薄的殘積物外殼，其不連續(xù)地覆蓋于基巖之上。

●物理風化物理風化作用的方式主要有：熱力（溫差）風化、融凍（冰凍）風化、層裂等。▲熱力風化：日夜和季節(jié)溫度變化可使巖石表里產生不均的膨脹與收縮而最終破碎；▲融凍風化：巖石裂隙和孔隙中的水分因冰凍而最終使巖石破碎，又稱冰劈作用；▲層裂：地下深處的巖石，因承受上覆巖石的巨大靜壓力，呈堅實致密狀。巖石一旦上升，上覆巖石被剝蝕而出露地表，靜壓力釋放，體積膨脹而破碎。熱力風化球狀風化陽春的花崗巖石蛋天涯海角融凍風化洛基山新疆阿爾金山●化學風化▲溶解作用：水溶解礦物的現象；礦物溶解的難易主要決定于礦物的溶解度。因此礦物有易溶礦物和難溶礦物，一般說來，其難易順序如下：氯化物＞硫酸鹽＞碳酸鹽＞硅酸鹽。常見的造巖礦物，其溶解度大小順序如下：方解石＞白云石＞橄欖石＞輝石＞角閃石＞斜長石＞鉀長石＞黑云母＞白云母＞石英。▲氧化作用：礦物在氧的作用下，使其中低價元素變?yōu)楦邇r元素，低價化合物變?yōu)楦邇r化合物的現象；如:黃鐵礦氧化為褐鐵礦FeS2→→Fe2O3

·3H2O

▲水化作用：如:硬石膏水化成石膏（體積增大30％）CaSO4→→CaSO4·2H2O▲水解作用：水使礦物分解并形成新礦物的現象。如:正長石水解為高嶺石＋SiO2

膠體

4K[AlSi3O8]+6H2O→→

4KOH+Al4[Si4O10][OH]8+8SiO2在濕熱氣候條件下，高嶺石可繼續(xù)分解，析出其中的SiO2，形成鋁土礦（Al2O3·nH2O）而殘留于原地。又稱水合作用，即礦物與水相結合的現象；●生物風化生物在其成長、新陳代謝和死亡過程中，都可引起巖石的破碎和分解。生物風化作用很普遍，也是在已知各星體中只有地球才有的一種獨特的地質作用。生物風化作用的方式可分為兩種：生物的物理風化作用；生物的化學風化作用。黃山松生物風化黃山生物風化1生物風化華山生物風化2生物風化柬埔寨生物風化3生物風化潮州古城墻剝蝕與搬運——外力（如水流、波浪、風、冰川等等）對巖石的破壞稱為剝蝕?！饬L化產物搬離原地稱為搬運。機械的搬運：推移、躍移、懸移；化學的搬運：真溶液、膠體溶液。剝蝕與搬運1剝蝕與搬運剝蝕與搬運2剝蝕與搬運剝蝕與搬運3剝蝕與搬運剝蝕與搬運4剝蝕與搬運沉積1沉積沉積2沉積沉積3沉積沉積4沉積成巖作用一●壓固作用：沉積物層因重壓而排出水分，孔隙度減少，體積縮小，沉積物固結變硬。這是粘土沉積物的主要成巖方式，如頁巖。含水礦物也會失水而變?yōu)樾碌V物，如：蛋白石→玉髓，石膏→硬石膏，褐鐵礦→赤鐵礦等等。成巖作用二●膠結作用：指填充在沉積物孔隙中的礦物質將分散的顆粒粘結在一起。最常見的膠結物質是硅質SiO2、鈣質CaCO3、鐵質Fe2O3、粘土質和火山灰等等。這是碎屑沉積物的主要成巖方式，如礫巖、砂巖。

★膠結方式之一▲基底膠結顆粒散布在膠結物之間，互相不接觸。這種膠結方式很牢固?！锬z結方式之二▲孔隙膠結膠結物充填在顆粒的孔隙之間，顆?；ハ嘟佑|。這種膠結方式的牢固性比基底膠結稍差?！锬z結方式之三▲接觸膠結只有在顆粒的接觸處才有膠結物存在，巖石多孔隙，透水性強。這種膠結方式最不牢固。成巖作用三●重結晶作用：指沉積物受溫度和壓力影響，由非結晶→結晶、細粒結晶→粗粒結晶的作用。通常顆粒細、易溶解的沉積物容易產生重結晶作用而形成堅硬巖石。這是化學巖和生物化學巖的主要成巖方式，如石灰?guī)r、白云巖。①層理不同的礦物成分、粒度大小、排列方位、顏色特征的巖石組分更迭出現所表現出的成層性。層理●碎屑結構▲粒度：碎屑顆粒的大小稱為粒度。礫（直徑＞2mm）、砂（2—0.05mm）、粉砂（0.05—0.005mm）、粘土（＜0.005mm）；▲磨圓度：指碎屑顆粒的棱角被磨蝕圓化的程度。它能反映碎屑生成的環(huán)境和搬運距離。碎屑搬運距離越長，或者經反復搬運，其磨圓度越高。磨圓度分5級，即棱角狀、次棱角狀、次圓狀、圓狀和極圓狀。通常把棱角狀和次棱角狀的礫石稱為角礫。

波痕干裂結核（燭臺石）臺灣結核新西蘭錳結核洋底化石凡是保存在地層中的地質時期的生物遺體（如動物骨骼、硬殼等）和遺跡（如動物足印、蟲穴、蛋、糞便、人類石器等）都叫化石。但是，并不是所有古生物都能保存下來成為化石。大唇犀化石，甘