膨胀并成糊状。 (24)长石。分布最广的造岩矿物,约占地壳质量的50%。包括三个基本类型:钾长石 (K[AlSi3O3])、钠长石(Na[AISi3O3])、钙长石(Ca[A2Si2On])。钠长石与钙长石可以任何 比例混溶,所形成的完全类质同象系列称为斜长石(Ca,Na)[(Al,Si)AlSi2O])。斜长石 晶形呈板状或板条状(图2-17)。颜色常为白色、灰白色。玻璃光泽。有两组近于垂直的完 全解理。摩氏硬度6~6.5。相对密度2.6~2.76,随钙长石含量增高而变大。钾长石 (K[AlSi0])中包括正长石、钾微斜长石、透长石等许多变种,其中最常见的是正长石 正长石晶形呈短柱状或板状(图2-18)。颜色常为肉红色、浅黄色。玻璃光泽。有两组相互 垂直的完全解理。摩氏硬度6。相对密度2.5~2.6 图2-17 图2-18 (25)方解石(Ca[CO]3)。晶形完好的常见,但晶形复杂,有柱状、板状、菱面体等(图 2-19),集合体常呈晶簇状、粒状、致密块状、鲕状、钟乳状等。通常为白色,常因含杂质 而呈现不同颜色,无色透明者称为冰洲石。玻璃光泽,有三组完全解理,易沿解理方向裂 开成菱面体,摩氏硬度3,相对密度2.6~2.9,遇冷稀盐酸剧烈冒泡。 图2-19方解石的晶形 (26)白云石(CaMg[CO3]2)。晶形为菱面体状,晶面常弯曲呈马鞍状(图2-20);集合体 常呈粒状、致密块状。一般为白色,含铁者为灰色、褐色,玻璃光泽,有三组完全解理, 解理面常弯曲,摩氏硬度3.5~4,相对密度2.85~3.2,遇冷稀盐酸反应微弱 (27)石膏(Ca[SO]·2H0)。晶体常为板状(图2-21),集合体常呈块状、粒状、纤维状
30 膨胀并成糊状。 (24)长石。分布最广的造岩矿物，约占地壳质量的50％。包括三个基本类型：钾长石 (K[AlSi3O8])、 钠长石(Na[AISi3O8]) 、钙长石(Ca[Al2Si2O8])。钠长石与钙长石可以任何 比例混溶，所形成的完全类质同象系列称为斜长石((Ca，Na)[(Al,Si)AlSi2O8])。斜长石 晶形呈板状或板条状(图2-17)。颜色常为白色、灰白色。玻璃光泽。有两组近于垂直的完 全解理。摩氏硬度6～6.5。相对密度2.6～2.76，随钙长石含量增高而变大。钾长石 (K[AlSi3O8])中包括正长石、钾微斜长石、透长石等许多变种，其中最常见的是正长石。 正长石晶形呈短柱状或板状(图2-18)。颜色常为肉红色、浅黄色。玻璃光泽。有两组相互 垂直的完全解理。摩氏硬度6。相对密度2.5～2.6。 图2-17 图2-18 (25)方解石(Ca[CO]3)。晶形完好的常见，但晶形复杂，有柱状、板状、菱面体等(图 2-19)，集合体常呈晶簇状、粒状、致密块状、鲕状、钟乳状等。通常为白色，常因含杂质 而呈现不同颜色，无色透明者称为冰洲石。玻璃光泽，有三组完全解理，易沿解理方向裂 开成菱面体，摩氏硬度3，相对密度2.6～2.9，遇冷稀盐酸剧烈冒泡。 (26)白云石(CaMg[CO3]2)。晶形为菱面体状，晶面常弯曲呈马鞍状(图2-20)；集合体 常呈粒状、致密块状。一般为白色，含铁者为灰色、褐色，玻璃光泽，有三组完全解理， 解理面常弯曲，摩氏硬度3.5～4，相对密度2.85～3.2，遇冷稀盐酸反应微弱。 (27)石膏(Ca[SO4]·2H2O)。晶体常为板状(图2-21)，集合体常呈块状、粒状、纤维状
纯者无色透明,含杂质时呈灰、黄等色。玻璃光泽,解理面呈针珠光泽。有一组完全解理, 解理薄片有挠性。摩氏硬度2,相对密度3,闭管中加热可放出水分。 石膏中五色透明的称为透石膏:雪白色、半透明的细晶粒块状体称为雪花石膏:纤维 状集合体称为纤维石膏 (28)硬石膏(Ca[SOJ])。完好晶形少见,常呈纤维状、粒状、块状集合体。纯者无色或 白色,常因含杂质微带浅灰、浅蓝等色。玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽。解理好,沿三个 相互垂直的解理方向可裂为长方体解理块。摩氏硬度3~3.50,相对密度2.98,易水解转变 成石膏 图2-20白云石的马鞍状品体 图2-21石膏的品形 第三节岩石 、岩石的概念 岩石是指构成地壳和上地幔的固态物质。岩石是由矿物(一种或多种)的天然集合体 (部分为火山玻璃物质、胶体物质、生物遗体)组成,是地球内力和外力地质作用的产物。 根据成因,可将岩石划分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩浆岩又称火成岩, 要是由高温熔融的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而形成。通常将岩浆岩分为侵入岩和喷出 岩两大类,喷出岩又称火山岩。沉积岩主要是由母岩风化剥蚀的产物、火山碎屑物质、生 物遗骸等原始沉积物质,经过搬运、沉积、成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。变 质岩是由已形成的岩浆岩、沉积岩或变质岩经变质作用转化而成。岩浆岩与变质岩多数由 结晶矿物组成,故又统称为结晶岩。岩浆岩、沉积岩、变质岩岩石因成因不同,特征也不 同 三类岩石在地壳中的分布情况各不相同。地壳的表面以沉积岩为主,约占陆壳面积的 75%,洋底几乎全部为沉积物覆盖。但是,地壳较深处和上地幔的上部主要由岩浆岩和变质 岩组成。据统计岩浆岩占整个地壳体积64.7%;变质岩占27.4%;沉积岩仅占7.9% 岩石在其形成过程中,记载了地壳或上地幔形成演化历史的信息,它是地质学研究的 重要对象。岩石与矿产有密切的关系,各种金属、非金属矿产以及煤炭、石油等绝大多数 蕴藏于岩石之中。岩石还与各种工程设施、交通运输等建筑工程密切相关,很多重大工程
31 纯者无色透明，含杂质时呈灰、黄等色。玻璃光泽，解理面呈针珠光泽。有一组完全解理， 解理薄片有挠性。摩氏硬度2，相对密度3，闭管中加热可放出水分。 石膏中五色透明的称为透石膏；雪白色、半透明的细晶粒块状体称为雪花石膏；纤维 状集合体称为纤维石膏。 (28)硬石膏(Ca[SO4])。完好晶形少见，常呈纤维状、粒状、块状集合体。纯者无色或 白色，常因含杂质微带浅灰、浅蓝等色。玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。解理好，沿三个 相互垂直的解理方向可裂为长方体解理块。摩氏硬度3～3.50，相对密度2.98，易水解转变 成石膏。 第三节 岩 石 一、岩石的概念 岩石是指构成地壳和上地幔的固态物质。岩石是由矿物(一种或多种)的天然集合体 (部分为火山玻璃物质、胶体物质、生物遗体)组成，是地球内力和外力地质作用的产物。 根据成因，可将岩石划分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。岩浆岩又称火成岩，主 要是由高温熔融的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而形成。通常将岩浆岩分为侵入岩和喷出 岩两大类，喷出岩又称火山岩。沉积岩主要是由母岩风化剥蚀的产物、火山碎屑物质、生 物遗骸等原始沉积物质，经过搬运、沉积、成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。变 质岩是由已形成的岩浆岩、沉积岩或变质岩经变质作用转化而成。岩浆岩与变质岩多数由 结晶矿物组成，故又统称为结晶岩。岩浆岩、沉积岩、变质岩岩石因成因不同，特征也不 同。 三类岩石在地壳中的分布情况各不相同。地壳的表面以沉积岩为主，约占陆壳面积的 75%，洋底几乎全部为沉积物覆盖。但是，地壳较深处和上地幔的上部主要由岩浆岩和变质 岩组成。据统计岩浆岩占整个地壳体积64.7%；变质岩占27.4%；沉积岩仅占7.9%。 岩石在其形成过程中，记载了地壳或上地幔形成演化历史的信息，它是地质学研究的 重要对象。岩石与矿产有密切的关系，各种金属、非金属矿产以及煤炭、石油等绝大多数 蕴藏于岩石之中。岩石还与各种工程设施、交通运输等建筑工程密切相关，很多重大工程
建设几乎都离不开岩石,因此对岩石进行研究,具有重要的理论和实际意义 二、岩浆岩 (一)岩浆岩的基本特征 1.岩浆岩的化学成分 地壳中的各种元素几乎都能在岩浆岩中找到,其中含量最多的是0、Si、A1l、Fe、Mg、 a、Na、K、Ti等,其总量约占岩浆岩总重量的98%以上,称之为主要造岩元素。在造岩元 素中,氧的含量最高,占岩浆岩总重量的46%以上,因此岩浆岩的化学成分常用氧化物的 分数来表示。据统计,造岩氧化物的含量在不同的岩浆岩中变化很大,如表2-4、2-5所 衰2-4岩浆岩的化学成分及含量变化 变化范围(质量%) 变化范围(质量%) 主要成分 次要成分 H20 0.2-3 T10 0.1-3 0-5 015 0.01-0.3 040 0.0-0.9 0.0-4 Na,0 0-10 0.0-0.4 015 表2-5中国各类岩浆岩的平均化学成分 (据黎彤等,1963)
32 建设几乎都离不开岩石，因此对岩石进行研究，具有重要的理论和实际意义。 二、岩浆岩 (一)岩浆岩的基本特征 1．岩浆岩的化学成分 地壳中的各种元素几乎都能在岩浆岩中找到，其中含量最多的是O、Si、A1、Fe、Mg、 Ca、Na、K、Ti等，其总量约占岩浆岩总重量的98％以上，称之为主要造岩元素。在造岩元 素中，氧的含量最高，占岩浆岩总重量的46％以上，因此岩浆岩的化学成分常用氧化物的 百分数来表示。据统计，造岩氧化物的含量在不同的岩浆岩中变化很大，如表2-4、2-5所 示。 表 2-4 岩浆岩的化学成分及含量变化 表 2 -5 中 国 各 类岩 浆 岩 的平 均 化 学成 分 (据黎彤等，1963) 成 分 变化范围(质量％) 成 分 变化范围(质量％) 主要成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O 30—78 3—34 0—5 O—15 0—40 0—20 0—10 0—15 次要成分 H20 Ti02 P2O5 MnO C02 Cl F 0.2—3 0.1—3 0.1—1 0.01—0.3 0.0 —0.9 0.0—4 0.0—0.4
酸性岩(318)中性岩(64基性岩(225)超基性岩(14)碱性岩(40 48.25 TiO Al203 17.41 14.90 16.21 Fe, O3 1.38 2.44 7.61 0.21 0.25 0.94 1.93 3.30 0.41 0.32 0.11 0.12 100.00 100.00 ①参加平均的样品分析数 从上述两表中可以看出,绝大多数岩浆岩以Si0含量为最多,其次为A2O3。它们 的变化常反映了岩浆岩的化学性质并影响矿物成分。随着Si0含量的增减,其它氧化物 含量将出现规律性变化(图2-22)。 2.岩浆岩的矿物成分 组成岩浆岩的常见矿物有长石、石英、云母、角闪石 辉石、橄榄石、似长石、磁铁矿、磷灰石等十余种。除了 纯橄榄岩之外,各类岩浆岩中长石分布最广,其次是石英 兰擲 此,长石和石英就成了岩浆岩的鉴别和分类的重要依据 根据造岩矿物在岩浆岩中的含量及其在分类命名中所起 作用,可以将其分为: (1)主要矿物。岩石中含量较多的矿物,一般都在10% SO技重童%计 上。它们是划分岩石大类的依据。例如花岗岩类中的主要 图222火成岩中SO2与其它主要 物是石英和钾长石,没有它们就不能定名为花岗岩 (2)次要矿物。岩石中含量不多的矿物,一般都在10% 以下。它们对划分岩石大类不起作用,但是可以作为确定岩石种属的依据。例如角闪花岗 岩和黑云母花岗岩中的角闪石、黑云母是次要矿物,它们是划分花岗岩类种属的依据。 (3)副矿物。岩石中含量很少的矿物,通常不到1%,偶而可达5%。它们在岩石的分类 和命名中一般不起作用,但它们在研究岩浆岩的含矿性、生成条件、形成年代等方面有 定的意义。常见的副矿物有铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿、磷灰石、锆石、榍石等 根据造岩矿物的化学成分特点,还可以将其分为二类: (1)硅铝矿物。为富含硅铝组分、不含铁镁组分的硅酸盐矿物,包括石英类、长石
33 ①参加平均的样品分析数 从上述两表中可以看出，绝大多数岩浆岩以SiO2含量为最多，其次为Al2 O3。它们 的变化常反映了岩浆岩的化学性质并影响矿物成分。随着SiO2含量的增减，其它氧化物 含量将出现规律性变化(图2-22)。 2．岩浆岩的矿物成分 组成岩浆岩的常见矿物有长石、石英、云母、角闪石、 辉石、橄榄石、似长石、磁铁矿、磷灰石等十余种。除了 纯橄榄岩之外，各类岩浆岩中长石分布最广，其次是石英。 因此，长石和石英就成了岩浆岩的鉴别和分类的重要依据 之一。 根据造岩矿物在岩浆岩中的含量及其在分类命名中所起的 作用，可以将其分为： (1)主要矿物。岩石中含量较多的矿物，一般都在10％ 以上。它们是划分岩石大类的依据。例如花岗岩类中的主要 矿物是石英和钾长石，没有它们就不能定名为花岗岩。 (2)次要矿物。岩石中含量不多的矿物，一般都在10％ 以下。它们对划分岩石大类不起作用，但是可以作为确定岩石种属的依据。例如角闪花岗 岩和黑云母花岗岩中的角闪石、黑云母是次要矿物，它们是划分花岗岩类种属的依据。 (3)副矿物。岩石中含量很少的矿物，通常不到1%，偶而可达5%。它们在岩石的分类 和命名中一般不起作用，但它们在研究岩浆岩的含矿性、生成条件、形成年代等方面有一 定的意义。常见的副矿物有铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿、磷灰石、锆石、榍石等。 根据造岩矿物的化学成分特点，还可以将其分为二类： （1）硅铝矿物。为富含硅铝组分、不含铁镁组分的硅酸盐矿物，包括石英类、长石 酸性岩(318) ① 中性岩(64) 基性岩(225) 超基性岩(14) 碱性岩(40) SiO2 Ti02 A1203 Fe203 FeO MnO MgO CaO Na20 K20 H2O P205 CO2 70.40 0.31 14.48 1.38 1.77 0.08 0.94 1.93 3.77 3.99 O.65 0.18 0.32 58.05 0.79 17.41 3.23 3.57 0.15 3.24 5.77 3.57 2.36 0.85 0.44 0.57 48.25 2.08 14.90 4.17 7.61 0.21 6.93 8.27 3.30 1.72 1.47 0.56 0.53 43.67 0.90 4.53 4.22 7.77 0.25 25.34 8.79 0.90 0.41 2.84 0.11 0.27 64.30 0.52 16.21 2.44 2.57 0.16 0.63 1.71 5.00 5.5l O.32 O.12 O.51 总 计 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
类及似长石类等。这些矿物颜色较浅,故又称浅色矿物。 (2)铁镁矿物。为富含铁镁组分的硅酸盐矿物,包括橄榄石类、辉石类、角闪石类、 黑云母类等。这些矿物颜色较深,通常呈黑、暗绿色,故又称暗色矿物。暗色矿物在岩石 中的百分含量称为岩石的色率,又称颜色指数。它是肉眼鉴定岩石的重要指标,可大致判 断岩石的类别和推知岩石的化学性质。 3.岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学成分的关系 岩浆岩的矿物共生组合规律以及和化学成分之间有很 密切的关系,化学成分不同的岩浆所形成的矿物成分也不 一样,两者之间的关系可以概述如下(如图2-23)。 覆 (1)橄榄岩和辉石岩类。SiO2<45%,富含Mg0和 拉长石 Fe0,贫№a20和KO。铁镁矿物含量>90%,主要是橄榄石 和辉石,长石含量很少或无。 (2)辉长岩类。SiO245~52%,随着SiO2含量增 多,Mg0、Fe0含量明显减少,CaO和A12O含量急剧增多 出现辉石与含钙长石较高的斜长石共生,且二者含量相 各类侵入岩的矿物成分 近 组合的变化规律 (3)闪长岩类。Si0252~66%,随着Si02含量进一步 增多,Na20、K。也相应增多,Mg0、Fe0、Ca0减少。出现普通 角闪石和中性斜长石共生,铁镁矿物含量降至30%左右。 (4)花岗岩类。SiO2>66%,SiO2含量最多,Na20、K2O含量也最多,Mg0、Fe0、Ca0大 大减少。出现石英、钾长石、酸性斜长石、黑云母共生,铁镁矿物含量降至10%左右。 4.岩浆岩的结构和构造 成分相同的岩浆,在不同的物理化学条件下,可以形成结构、构造截然不同的岩浆岩。 因此,研究岩浆岩的结构、构造,有助于了解岩浆岩的形成环境,同时也是岩石鉴定、分 类和命名的重要依据 1)岩浆岩的结构 岩浆岩的结构指是岩石的结晶程度、颗粒的大小、形状特征以及这些组分之间的相互 关系所反映的特征 岩浆岩的结构主要决定于岩石形成时的物理化学条件,诸如岩浆的温度、挥发组分 粘度、冷却速度等因素。岩浆在冷却的过程中,由于矿物熔点不同,晶出有一定的顺序 先结晶的矿物自形程度高,后结晶的矿物自形程度低。岩浆侵入地壳深处,岩浆冷却速度 缓慢,压力大,挥发组分不易逸散,所以矿物结晶速度缓慢,生长时间长,颗粒比较粗大 反之岩浆喷出地表,岩浆冷却速度快,压力骤然下降,挥发组分大量逸散,就会结晶不全, 或形成细小的晶体:甚至来不及结晶而形成玻璃质 岩浆岩的结构主要有以下几种: (1)显晶质结构。矿物颗粒较粗,凭肉眼或借助放大镜能分辨出矿物颗粒的结构 根据主要矿物颗粒的平均直径大小,可以进一步分为粗粒结构(d>5mm)、中粒结构(d5 lmm)、细粒结构(d1~0.1m)、微粒结构(d<0.1mm)。 2)隐晶质结构。矿物颗粒很细,不能用肉眼或放大镜分辨岀矿物颗粒,但在显微镜
34 类及似长石类等。这些矿物颜色较浅，故又称浅色矿物。 （2）铁镁矿物。为富含铁镁组分的硅酸盐矿物，包括橄榄石类、辉石类、角闪石类、 黑云母类等。这些矿物颜色较深，通常呈黑、暗绿色，故又称暗色矿物。暗色矿物在岩石 中的百分含量称为岩石的色率，又称颜色指数。它是肉眼鉴定岩石的重要指标，可大致判 断岩石的类别和推知岩石的化学性质。 3．岩浆岩的矿物共生组合规律以及与化学成分的关系 岩浆岩的矿物共生组合规律以及和化学成分之间有很 密切的关系，化学成分不同的岩浆所形成的矿物成分也不 一样，两者之间的关系可以概述如下(如图2-23)。 （1）橄榄岩和辉石岩类。SiO2＜45%，富含MgO和 FeO，贫Na2O和K2O。铁镁矿物含量＞90%，主要是橄榄石 和辉石，长石含量很少或无。 （2）辉长岩类。SiO245～52%，随着SiO2含量增 多，MgO、FeO含量明显减少，CaO和Al2O3含量急剧增多。 出现辉石与含钙长石较高的斜长石共生，且二者含量相 近。 （3）闪长岩类。SiO252～66%，随着SiO2含量进一步 增多，Na2O、K2O也相应增多，MgO、FeO、CaO减少。出现普通 角闪石和中性斜长石共生，铁镁矿物含量降至30%左右。 （4）花岗岩类。SiO2>66%，SiO2含量最多，Na2O、K2O含量也最多，MgO、FeO、CaO大 大减少。出现石英、钾长石、酸性斜长石、黑云母共生，铁镁矿物含量降至10%左右。 4．岩浆岩的结构和构造 成分相同的岩浆，在不同的物理化学条件下，可以形成结构、构造截然不同的岩浆岩。 因此，研究岩浆岩的结构、构造，有助于了解岩浆岩的形成环境，同时也是岩石鉴定、分 类和命名的重要依据。 1)岩浆岩的结构 岩浆岩的结构指是岩石的结晶程度、颗粒的大小、形状特征以及这些组分之间的相互 关系所反映的特征。 岩浆岩的结构主要决定于岩石形成时的物理化学条件，诸如岩浆的温度、挥发组分、 粘度、冷却速度等因素。岩浆在冷却的过程中，由于矿物熔点不同，晶出有一定的顺序， 先结晶的矿物自形程度高，后结晶的矿物自形程度低。岩浆侵入地壳深处，岩浆冷却速度 缓慢，压力大，挥发组分不易逸散，所以矿物结晶速度缓慢，生长时间长，颗粒比较粗大； 反之岩浆喷出地表，岩浆冷却速度快，压力骤然下降，挥发组分大量逸散，就会结晶不全， 或形成细小的晶体；甚至来不及结晶而形成玻璃质。 岩浆岩的结构主要有以下几种： （1）显晶质结构。矿物颗粒较粗，凭肉眼或借助放大镜能分辨出矿物颗粒的结构。 根据主要矿物颗粒的平均直径大小，可以进一步分为粗粒结构(d ＞5 mm)、中粒结构(d 5～ 1mm)、细粒结构(d 1～0.1mm)、微粒结构(d＜0.1mm)。 （2）隐晶质结构。矿物颗粒很细，不能用肉眼或放大镜分辨出矿物颗粒,但在显微镜