岩石学简明教程.doc

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1、绪论一、岩石的概念岩石是构成地球的物质之一，且主要是固态物质，即地球中地壳和地幔内的固态部分，是矿物的天然集合体是地球上内力和外力地质作用的产物。岩石按其成因，可以分为火成岩、沉积岩和变质岩三部分。其中火成岩主要是高温熔融的岩浆在地下或地表冷凝形成的，故也叫岩浆岩；沉积岩主要是由地表的风化剥蚀产物、火山碎屑物质等经水和风等外力搬运、沉积或生物参与下固结而成的岩石；变质岩是由先生成的火成岩、沉积岩或变质岩经变质作用转化而成的岩石。岩浆岩和变质岩又多由结品矿物组成，故又叫做结晶岩。地壳的较深处和上地幔的上部主要由岩浆岩和变质岩组成。据统计从地表向下16km的范围内岩浆岩和变质岩的体积可达95，沉积

2、岩只占5。地壳的表面以沉积岩为主，它们约占大陆面积的75，洋底几乎全部为沉积物所覆盖。岩石是地球发展过程中地质作用的产物，也是地球发展演化历史信息的储存器。因此，研究岩石，不但可以了解地球发展演化的历史，而且对整个字宙奥秘的探索也是有意义的。岩石和矿产有很密切的关系，有些岩石本身就是矿产。所以研究岩石，可以有利于矿产资料的寻找，同时还有助于国民经济建设和工业技术的发展。二、岩石学的概念研究在地壳和上地幔上部产出的岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类命名、相关矿产、成因演化等方面的科学就是岩石学。它是地质学中一个分支学科。目前岩石学正沿着岩浆岩石学、沉积岩石学和变质岩石学三个主要的分支各自独

3、立的方向发展着。其中岩浆岩石学着重研究岩浆岩的组成、共生组合、产状分布、矿产关系、成因机制以及岩浆的形成、活动、演化规律与全球构造的关系等。沉积岩石学着重研究沉积物质的形成、运移、沉积和成岩作用；沉积岩的组成，沉积矿产，沉积环境，沉积相等。变质岩石学着重研究变质岩的形成、分布、成因、成矿、原岩恢复、变质相和相系、变质作用和构造活动与地壳演化发展的关系等。第一章 岩浆岩形成和特征第一节 岩浆岩的形成地球上分布的岩浆岩是各种各样的，其中大部分岩浆岩都是由岩浆形成的，地震地质和高温高压实验结果等表明，液态的岩浆可由固相的上地幔和地壳经过部分熔融产生的，导致上地幔和地壳中熔出岩浆的原因可能有：一、温度

4、的升高接近于其熔融温度的岩石由于温度的升高就会发生熔融，在一定的温压下熔融作用总是局部的部分熔融，一旦形成了一定的熔浆之后，由于重力、应力等因素，较轻的、活动性大的熔体就会向低压区移聚，形成岩浆房。二、压力的降低在深处由于压力大，温度虽然也很高，但不一定达到固相变液相的转化温度，如果由于构造断裂，导致压力的突然降低，就有可能达到初始熔融温度，使岩石发生部分熔融，形成岩浆。三、成分的变化由于水和二氧化碳等流体加入上地幔中，可以使地幔橄榄岩的初始熔融温度大为降低，使橄榄岩发生部分熔融，产生岩浆。由上可知，随着熔融源区岩石成分的差异、深度的不同、温度的高低、总压和水与二氧化碳分压的变化，以及熔融程度

5、的强弱，会产生不同成分的岩浆。第二节 岩浆岩的特征一、岩浆岩的矿物成分 根据造岩矿物的含量和在岩浆岩分类和命名中起的作用，可将它们分为主要矿物、次要矿物、和副矿物三类。 主要矿物 是岩石中含量比较多的矿物，一般都在10以上。它们是划分岩石大类的依据，如花岗岩中的钾长石和石英都是主要矿物，没有它们就不能定名为花岗岩。 次要矿物 是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，但可作为确定岩石种属的依据，如石英闪长岩中的石英，黑云母花岗岩中的黑云母。这里可以看出同种矿物在不同的岩石中随着量的多少变化，它可以是主要矿物，也可以是次要矿物。副矿物 是岩石中含量很少的矿物，通常不到

6、1，偶尔可达5。如磷灰石、磁铁石、榍石、锆石等。二、岩浆岩的化学成分 地壳中存在的所有元素岩浆岩中几乎都有分布。岩浆岩中的这些元素通常都以元素的氧化物来表示，有时也直接用元素来说明。这些元素或元素氧化物的含量在不同的岩浆岩中是很不相同的。 岩浆岩中除了主要和次要造岩氧化物之外，还有很多分布广而量微的元素，如Ba、Sr、Pb、Zn、W、Mo、Sn、Rb、Nb、Ta等，这些元素虽然量微，但是很有意义。一是它们可以富集成矿；二是可以灵敏的反映岩浆岩的形成过程，所以很受人们的注意。 由于近代研究方法的进步，测试手段的提高发现岩浆岩中某些元素的同位素丰度值变化很有规律，它们对于了解岩浆岩的起源和演化历史

7、很有意义。这些元素同位素值的变化一般都用其比率来表示，如、等。岩浆岩中稀土元素的丰度变化和稀土元素分布型式，常随岩浆源区的差异和演化进程的不同而变化。因此，研究岩浆岩中的稀土元素组成有助于了解岩浆的起源和演化。稀土元素化学性质、难熔、难分离、为紧密共生的元素族。一般认为，它们一经赋存于岩石中，即不易变化，所以是岩石成因的一种良好标志。利用稀土元素讨论岩石的成因时常常使用稀土元素总量（）、轻稀土元素(LREE)和重稀土元素(HREE)及其比值、铕亏损()、球粒陨石标准化值（岩石/球粒陨石）以及其它的一些比值。不同成因的岩石，这些值和比值有很大的差异。三、岩浆岩的结构和构造 在研究岩石时，不但要认

8、识其物质成分，而且还要了解这些物质成分是怎样构成岩石的。这种由岩石的物质组成所反映的岩石的构成特征，就是岩石的结构和构造。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。所以岩浆岩的结构和构造特征是区分和鉴定岩浆岩的重要标志之一，也是岩浆岩分类和判别其形成条件的重要依据。岩浆岩的结构 岩浆岩的结构是指岩石的结晶程度、颗粒大小、形状特征以及这些物质彼此间的相互关系等所反映出的特征。 (一)岩浆岩结构的要素和特征与分类 1岩石的结晶程度 是指岩石中结晶物质和非结晶玻璃物质的含量比例。根据结晶程度，可将岩浆岩的结构分成如下的三类： 全晶质结构 即全部由结晶矿物所组成的一种

9、岩石结构。这种结构多见于深成岩中，如花岗岩。 玻璃质结构 即全部由玻璃物质所组成的一种岩石结构。这种结构常见于火山岩中，如黑曜岩。 半晶质结构 即既有结晶矿物又有非晶质玻璃所组成的一种岩石结构。这种结构也主要见于火山岩中，如流纹岩。 2矿物颗粒的形状 矿物颗粒的形状特点包括矿物的自形程度和结晶习性。自形程度是指矿物晶面发育的完善程度。根据矿物晶面发育的完善程度将其分为如下的三种： 自形晶 矿物晶形发育完整，这种晶体多半是在空间有利或晶体生长能力较强的情况下形成的。如果岩石全由这种自形晶粒组成，即构成全自形粒状结构。 半自形晶 矿物晶体发育得不完整，仅有部分有完整的晶面，部分则为不规则的轮廓。这

10、是因为晶体生长有先有后，或多种矿物都在生长，条件不充分造成的。这是侵入岩中很多矿物常有的形状，如果岩石由它们组成即构成了半自形粒状结构。 他形晶 所有的晶面部不发育，成为形状不规则的他形晶体。一般多充填于其它矿物颗粒之间，常常是特定条件下的形成物。如岩石全由这种他形晶粒组成，即构成他形粒状结构。 由于晶体的结晶习性不同，矿物的形态也不一样。常见的有粒状、柱状、板状、片状、针状、纤维状等。据其可定为相应的结构，如粒状结构、柱状结构等。3矿物颗粒的大小(或粒度大小) 按照矿物颗粒的绝对大小(粒度)和肉眼下可辨别的程度，可将岩浆岩的结构作如下划的分： 显晶质 矿物颗粒在肉眼下是可以分辨者。显晶质结构

11、根据岩石中主要矿物颗粒的平均直径又可分为： 粗粒结构，颗粒直径5mm； 中粒结构，颗粒直径51mm 细粒结构，颗粒直径10.1mm；微粒结构，颗粒直径0.1mm按照矿物颗粒的相对大小可以分出：等粒结构 是指岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。这种结构多见于侵入岩中。 不等粒结构 是指岩石中同种主要矿物颗粒大小不等。斑状和似斑状结构 是指岩石中所有的矿物颗粒和成分都俨然的分属于大小不同的两个群，大者组成斑晶，小的组成基质，若基质由显晶质物质组成则形成似斑状结构。若基质由微晶质或隐晶质和玻璃质组成则称为斑状结构。4矿物彼此的相互关系 包括矿物颗粒之间的相互关系和矿物与火山玻璃间的相互关系。岩浆岩中

12、矿物和矿物被此之间的排布和结合方式不同，其中常见的如下： 交生结构 即矿物颗粒彼此交生嵌布在一起，如文象结构、条纹结构、蠕虫结构等。反应结构 这是早期晶出的矿物与残余岩浆相反应而形成的结构。（二）岩浆岩的构造岩浆岩的构造 岩浆岩中不同矿物集合体间或矿物集合体与岩石的其它组成部分之间的排列充填空间方式所构成的岩石特点。岩浆岩常见的构造有如下一些： 1块状构造 是由矿物均匀无向分布组成的一种构造，它们分布极广。 2斑杂构造 是一种不均一构造，它们是由岩石的不同组成部分中结构上或成分上的差异造成的。因此，它们无论在颜色上还是在粒度上部是非常不均一的，而呈现出斑驳陆离的外貌。它们或由岩浆分异或是因岩浆

13、同化混染作用而成。3带状构造 也是一种不均一构造，或是斑杂构造的特殊变种。它们也是由于岩石各部分成分或粒度的差异造成的，所不同的是有方向。即由不同成分或粒度相间成带分布而成，它们常见于层状辉长岩中，常常是由岩浆脉动侵入或重力分异造成的。4.球状构造 是由一些矿物周绕某些中心呈同心层状分布而成的一种构造。 5.气孔构造 是火山岩中常见的一种构造。火山岩中的气孔构造是岩浆喷溢地表时，其中的挥发分逸散后留下的空洞，这些空洞或圆、椭圆或不规则状，其量或多或少，分布或密或疏，或定向或无向。如果这种气孔被后来的物质所充填形成了杏仁体，称杏仁构造。6枕状构造 水下喷溢的基性熔岩中常有枕状构造发育，枕体或多或

14、少成扁椭球体，大小不等的堆在一起。 枕体核部较致密，边缘有薄的玻璃质外壳，二者之间可有呈同心圆分布的气孔或杏仁石。枕体之间还可有其他沉积物或次生产物充填。7流纹构造 是由不同颜色条纹所反映出来的熔岩流的活动构造，有时顺着流动条纹还有被拉长的气孔分布。8原生片麻构造 这种构造多见于浸入体的边缘。其特征是有些矿物呈连续定向分布，它们是由于半凝固的侵入体受到了较强的机械力的结果，而物质组分并末发生明显的位移。（三）岩浆岩的产状侵入岩的产状 侵入岩由于是岩浆侵入地壳中的产物，它们的产状和构造关系密切，可与地层整合或不整合接触，形体规模也相差很大，其中常见的如下： 1岩基 是一种形体庞大的岩体。共表面积

15、一般都60km2，往往呈长圆形，长几十至几百公里，甚至更大，宽几至几十公里。常由成分十分稳定的花岗岩类组成，多侵入于造山带的隆起部分，延伸和造山带一致，与围岩成不规则接触。 2岩株 是一种形体较岩基为小的岩体。一般平面上成圆形或不规则状，积60km2，和围岩的接触较陡直，有时是岩基的一部分，边部可有清楚的原生构造。 3岩墙或岩脉 是一种较小的侵入体，往往呈墙状或脉状延伸几米至几千米，有时则达几百公里，宽自几厘米到几百米。通常与围岩斜交，是沿陡直的裂隙侵入造成的。耐风化者可形成正地形，易风化者则多组成负地形。岩脉和岩墙在形态上是相似的。但有人主张规模大而规则的叫岩墙，小而不规则的叫岩脉。4岩床

16、是一种沿层间侵入展布的层状侵人体，厚度稳定，与层面成整合接触，常见于基性岩中。 5岩盖 也是一种层间侵入体，与岩层成整合接触，和岩床不同的是中心厚度大，呈底部较平的顶部弯窿状形体，有时则成似扁豆状。6岩盆 是一种层间整合侵入体，和岩盖不同的是中心凹下形如碟或浅盆状，一些层状辉长岩常呈岩盆状产出。图一 侵入岩的各种产状（四）岩浆岩的相不同环境条件下形成的岩浆岩，其特征也不一样，因此不同的岩石特征所能反映一定的生成环境条件。这种能反映岩浆岩生成环境的岩石表征就是岩浆岩相。根据岩浆岩的表征可以将岩浆岩的相简分为火山岩相、深成岩相和浅成岩相。下面分述之： 1.火山岩相 不同火山岩相的产出环境、产出形态

17、、岩性特点和其所处火山部位的相互关系分为：(1)溢流相 溢流相火山岩可形成于火山作用的各个阶段，但以强烈爆发之后出现者为多。其岩性从酸性到超基性岩都有，但以粘度小的基性岩更常见。(2)爆发相 爆发相多形成于火山活动的早期和高潮时期，其他阶段也可以出现。碎屑物层可有明显的分选性和韵律性，可有各种各样的火山碎屑岩和熔结凝灰岩围绕着火山口分布。(3)侵出相 侵出相多形成于火山活动的末期，是一些挥发分少、粘度大的酸性和碱性岩浆，流堵火山通道，在末凝团前由于机械力推挤出地表的产物。(4)火山颈相 是火山生成物充填火山通道而成。其产状陡直，形细长，横切面近圆形。岩颈中也可有柱状节理，柱体轴和颈表垂直或呈放

18、射状分布。 (5)次火山岩相 在火山活动时，火山产物特别是其熔岩并不总是可以喷达地表的，尤其是在火山活动的晚期，往往有一些火山产物停滞在地下浅处或浸入在早先形成的熔岩裂隙和围岩中。 （6）火山沉积相 这是火山喷发和正常沉积作用相互掺合的形成物。它们形成于火山作用的全过程中，但以火山作用的平静期为发育。图二火山岩岩相的划分2.侵入岩相 侵入岩可形成于地壳的不同深处，相分为浅成相、中深成相和深成相三种：（1）浅成相 浅成相的特点是其形成深度小(3km)，往往还与地表的火山岩相伴。它们可由不同成分的岩浆结晶而戍，斜长石有明显的环带。钾长石为正长石，其中有条纹发育。接触变质作用弱，可有矽卡岩化带发育，

19、同化混染现象弱等。（2）中深成相 中深成相的特点是形成深度较大(3km)。一般在构造岩浆旋旋迴的最后阶段形成。多数为花岗岩类，其中的斜长石很少有环带，钾长石以微斜条纹长石为主，富有析离体和捕虏体，同化混染作用强，钠长石化明显，接触变质作用可产生厚大的角岩带，还可有宽大的云英岩化带或砂卡岩化带。(3)深成相 深成相岩石的特点是其形成深度更大(10km)，主要分布于各地的古老变质岩系中，围岩常常是区域变质片岩和片麻岩，和围岩的界线不清或呈渐变过渡接触，可有混合岩化现象存在。岩体的成分多为花岗岩质岩石，无相带可见，交代现象发育；斜长石无环带，钾长石为微斜长石。第二章 沉积岩的形成与特征第一节 沉积岩

20、的形成作用 沉积岩的形成作用可概括为以下几个阶段(1)沉积物质的来源沉积岩原始物质的形成阶段(2)沉积岩原始物质的搬运和沉积作用阶段；(3)沉积物的同生、成岩作用和沉积岩的后生作用阶段。一、沉积物质的形成作用(一)母岩风化形成的沉积物风化作用1风化作用的概念 地壳表层的岩石，在水、空气、太阳能和生物的作用和影响下，变化的作用，称为风化作用。风化作用的趋势是使原先生成于温度、压力较高的岩石(母岩岩浆岩、变质岩及先生成的沉积岩)发生物理的和化学的变化，以适应地表环境，因而可使母岩的体积增大，比重减小，最后分解和分解成物理的和化学的风化产物。 风化作用按其因素和性质分为物理风化作用，化学风化作用和生

21、物风化作用。2物理风化作用 使母岩发生机械破碎，而化学成分极少或根本不变化的风化作用，称为物理风化作用。物理风化作用主要发生于严寒的极地，气候干燥、温度变化强烈的沙漠区的高山区等。其产物主要是碎屑物质。3化学风化作用 不仅使母岩破碎，而且其矿物成分和化学成分也发生本质的改变，直至形成在地表条件下稳定的矿物组合的过程，称为化学风化作用。4生物风化作用 生物对岩石、矿物产生机械的和化学的破坏作用，称为生物风化作用。生物对母岩的破坏方式既有机械作用(如根劈作用)也有生物化学作用(如植物、细菌分泌的有机酸对岩石的腐蚀)。二、沉积物的搬运和沉积作用原始沉积物质中以母岩的风化产物为主，故沉积物的搬运和沉积

22、作用主要是指风化产物的搬运与沉积作用。母岩的风化产物有三类：碎屑物质、粘土物质和溶解物质，它们除少部分残留原地组成风化壳堆积外，大部分被搬运走，并在新的地方沉积下来。三者的性质不同，故其搬运、沉积方式也不同。已形成的原始沉积物质，在外力作用下，离开原地，发生迁移，即物质处于运动状态，称为搬运。物质在搬运过程中，在某时某地处于停止状态，即不移动状态或永远不移动状态者，称为沉积。所以母岩的风化作用及风化产物的搬运作用和沉积作用，是三个连续的阶段，并且是交替进行的。使沉积物发生搬运和沉积的地质营力主要是流动水、风、冰川、重力和生物。按搬运分式可分为：机械搬运、化学搬运和生物搬运。（一）机械的搬运与沉

23、积作用陆源碎屑物质、粘土物质、内源的颗粒物质及深部来源的火山碎屑物质等，均以机械的方式进行搬运和沉积，受流体力学定律支配，这些物质可以呈悬浮状态搬运，也可呈滑动、滚动、或跳跃方式搬运。自然界存在两种流体牵引流和重力流，两者性质不同，产生的沉积物特征也显然不同。对原始沉积物的搬运以牵引流最常见，它以推移和悬浮方式搬运沉积物。随着流体中沉积颗粒数量增加，则逐渐过渡为重力流，主要以悬浮方式搬运沉积物。1牵引流的机械搬运和沉积作用(1)起动原因 牵引流体搬运的沉积物质，随时受到两种因素(搬运或沉积)的作用，促使碎屑沉积的力有：物质的重力(它与颗粒的大小、比重、形状有关)、物质之间的吸引力(粘结力)、物

24、质之间及物质与底质之间的摩接力。促使碎屑搬运的力有：水体对物质的上举力(浮力)、流水的动力，包括水平推力和负荷力，它主要决定于流速、流量和流体性质，其中水平推力主要决定于流水的流速，当流量一定时，流水搬运碎屑的大小与流速平方成正比。流水的负荷力，它主要决定于流量，流量大小决定了搬运数量，它与流速六次方成正比。 当颗粒受到搬运的动力大于物质的重力，并克服了粘结力和摩擦力之后，物质就被搬运；相反则发生沉积。而且这几种力的相互关系，也决定搬运方式，当水平推力加上举力重力加粘结力时，颗粒沿底部滚动，挪动；当上举力重力时，颗粒就上浮，当上举力渐小还可跳跃前进，惭大时则可呈悬浮状搬运。(2)搬运过程中碎屑

25、物质的变化 碎屑物质在搬运过程中，由于颗粒之间的碰撞和摩擦，以及流水对颗粒的分选和化学分解，使其在矿物成分、粒度、分选性和形状上都要发生变化： 粒度变细； 圆度、球度惭好(粉砂粒则始终不好)； 颗粒的分选愈好； 稳定矿物增多，不稳定矿物渐少，即岩石的成分成熟度渐好； 发生机械沉积分异作用：即随搬运距离加长，碎屑沉积物按大小、比重、形状、成分不同而分别沉积。2.重力流的机械搬运和沉积作用 重力流的概念 重力流是一种高密度流体，是因有密度差，在重力作用下产生的流动，它含有大量的泥砂，呈悬浮状态搬运。是沉积物与水混合的湍流，常以体积巨大的块体运移，故又称为密度流或块状流。 泥石流或称碎屑流是砾，砂，

26、泥和水混合的高密度流体，泥和水相混合组成的杂基支撑着砂，砾，呈悬浮状态搬运。历产生的沉积物，大小混杂，无分选，少磨因，杂乱排列。浊流由湍流支撑着悬浮物质，在重力作用下发生流动，由洪涝形成的岩石称浊积岩。它是最重要的重力流沉积物。(二)化学的搬运与沉积作用1.沉积物质中的溶解物质，常呈胶体溶液或真溶液被搬运和沉积，这主要与物质的溶解有关。当胶体溶液失去稳定时，肢体质点会发生凝聚作用，促使胶体凝聚和沉淀的因素主要有： 带不同电荷的胶体相互混合，因电荷中和而凝聚称相互聚沉。电解质的作用：海水中含有大量电解质，当河流携带的胶体入海，与海水相遇时，就形成凝胶沉淀。蒸发作用：使胶体溶液浓度增大，也可引起肢

27、体凝聚。2.真溶液物质的搬运与沉积 化学溶解物质中的Cl、S、Ca、Na、K、Mg等成分都呈离子状态，存在于水溶液中，呈真溶液搬运（有时Fe、Mn、Al、Si也可呈真溶液搬运)，并通过化学作用而沉淀。它们沉淀的先后，主要由物质的溶解度决定，即溶解度愈大，愈易搬运，不易沉淀。而物质的溶解度又受介质条件pH、Eh、温度、压力、CO2含量等一系列因素的控制。（三）生物的搬运与沉积作用 随着地质历史的发展，生物在沉积岩的形成过程中的意义愈来愈大，生物通过生命活动，直接或间接地对化学元素、有机成无机的各种成岩、成矿物质进行分解与化合，分散与聚集，以及迁移等作用，在适当的水体中沉淀成有关的岩石和矿床。三、

28、沉积期后的变化及其作用(一)阶段划分 沉积岩的原始物质，经过搬运作用和沉积作用之后，变成了沉积物，这属于沉积物的形成阶段。沉积物沉积之后，即开始转变为沉积岩的过程，在此过程中，它要经受一系列的变化，而且在沉积物变成沉积岩之后，还要遭受长期的改造作用，这种改造一直要继续到变质作用或风化作用之前。形成这些变化的作用，统称为成岩作用，它可划分为以下几个阶段的作用： 1同生作用 系指沉积物刚刚沉积于水底，到它再次被搬运或被新的沉积物覆盖之前，与水体的底层水之间所发生的反应及变化的总过程，此作用称为同生作用。 2成岩作用 原沉积物上面被新的沉积物覆盖，与底层水脱离，在没有高温高压的条件下，所遭受的一切物

29、理的和化学的变化，并使松散的沉积物转变成团结的岩石的作用称为沉积物的成岩作用。3后生作用 指沉积物固结成岩石之后，至变质和风化作用之前所发生的一切作用，称为沉积岩的后生作用。4退后生作用 当埋藏较深的岩层，被始升到潜水面以下，作用在常温常压条件下，在渗滤水和浅部地下水的影响下所发生的成岩作用，称为退后生作用。（二）主要的沉积期后变化归纳起来有以下几方面：1压实作用 由于上覆沉积物不断加厚，在重荷压力下，使松散的、非颗粒状沉积物(软泥、灰泥)的含水量减少，体积缩小，并使其致密化的过程称为压实作用，而对颗粒状的沉积物紧密比的过程称压固作用。两者也可统称为压实作用。主要发生在成岩阶段。 2压溶作用

30、在压力(静水压力或构造应力)作用下，沉积物或沉积岩内发生的溶解作用溶作用。沉积岩(主要是碳酸盐岩)中的缝合线构造和砂砾间的缝合接触即为压溶作用的证据。压溶作用主要发生在后生阶段，但可从成岩阶段就开始有表现。3胶体的陈化及重结晶作用 沉积物的矿物成分借溶解、局部溶解和固体扩散等作用，使物质质点发生重新排列组合的现象，称为重结晶作用。重结晶作用的强弱取决于物质成分、质点大小、均一性及比重等。4交代作用 交代作用发生在沉积物和沉积岩中，是对已存矿物的一种化学替换作用，作用过程中有物质的带出及带人，它可发生于沉积岩形成作用的各个阶段。交代顺序与元素活动性和浓度有关。5胶结作用 所谓胶结作用是指松散的沉

31、积颗粒，被化学沉淀物质或其它物质充填联接的作用，其结果使沉积物变为坚固的岩石。胶结作用也可发生于各个阶段。 第二节 沉积岩的一般特征一、化学成分特征 由于沉积岩的原始物质主要来自岩浆岩，故其平均化学成分与岩浆岩的总平均化学成分很相似。但由于沉积物质在风化、搬运和沉积过程中发生了分异，故各类沉积岩间的化学成分相差很大。二、矿物成分特征 组成沉积岩的矿物成分有160余种，但比较重要的仅二十余种，如石英、长石、云母、粘土矿物、碳酸盐矿物、卤化物及含水的氧化铁、锰、铝矿物等。在一种沉积岩中合有的主要矿物成分通常不超过35种。 沉积岩的矿物成分与岩浆岩的相比有如下的几个特点： (1)在岩浆岩中可大量存在

32、的橄榄石、辉石、角闪石和黑云母等铁镁矿物，在沉积岩中则少见。 (2)长石、石英和白云母等矿物在岩浆岩和沉积岩中都比较多，但钾长石和石英在沉积岩中可以更多些。 (3)盐类矿物，碳酸盐矿物和粘土矿物则是沉积岩中所特有的矿物，岩浆岩中很少或没有。（4）生物组分则是沉积岩所特有的。三、构造特征沉积岩的构造是指沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式。根据沉积岩构造的研究，可确定沉积介质的营力类型及强弱，介质的流动状态，分析沉积环境，确定地层的顶底地层层序，对恢复古地理环境及找矿等均有重要意义。 层理是沉积岩的颜色、成分和结构沿垂直方向变化而显现出来的一种层状构造。它是沉积岩最重要的一种构造特征，是沉积岩

33、区别于岩浆岩和变质岩的最主要标志。根据沉积岩的层理特征，不仅可确定沉积介质的性质和能量状况，而且还可判断沉积环境，有的层理还可确定水(风)的运动方向、确定地层顶底，有助于对比和划分地层。 1水平层理 水平层理主要见于细粒岩石(泥岩、细粉砂岩、泥晶灰岩)中，由平直、彼此与层面平行的细层所组成的层理。细层可连续或不连续，厚度0.1-1mm左右。2平行层理 主要见于砂岩中，外貌上与水平层理相似，但成因显然不同。平行层理是在较强的水动力条件下，由平坦床沙的迁移而形成的，而非静水沉积在高流态中形成的平行层理。3波状层理 细层呈对称或不对称的波状起伏，但总的方向平行层面，前积层和后积层均保存了的层理，称波

34、状层理。其形成是由于波浪或潮汐的振荡运动，或单向水流的前进运动，常形成于水介质较浅地区。4交错层理 交错层理是最常见的层理类型之一，在层内由一系列倾斜的细层与层面或层系界而相交，故又称斜层理。交错层系可以彼此呈重叠、交错、切割的方式组合。5递变层理 具有粒度递变的一种特殊层理，又称粒序层理，层理的特点是由底向上至顶部粒度由粗逐渐变细(称正粒序)或由细逐渐变粗(称逆粒序)。6韵律层理 这是一种在成分、结构（如粒度)与颜色方面不同的薄层作有规律的、简单的重复出现而组成的层理。7块状层理 在层内物质均匀，组分和结构均无分异现象，不显示细层构造的层理。以沉积物质(常是悬浮物质)的快速堆积为特征，由沉积

35、物的垂向加积作用形成的产物。四、沉积岩的颜色特征 颜色是沉积岩最醒目的标志，它反映了岩石的成分、结构和成因。地质工作者对颜色比较重视，描述岩石时总把颜色放在最前面，并把它作为分层、对比和推断古地理条件的重要标志之一。 (一)沉积岩颜色的成因类型 按成因，沉积岩的颜色可分为原生色和次生色。原生色又可分为继承色及自生色。 1继承色 继承色取决于碎屑物质的颜色，常为碎屑岩所具有。 2自生色 自生色取决于沉积和成岩阶段形成的自生矿物的颜色。为大部分粘土岩、化学岩和部分碎屑岩所具有的颜色。 3次生色 次生色是在后生作用或风化作用过程中，原生色发生次生变化而形成的。 (二)各种常见的自生色及其沉积环境 1

36、白色：一般少含色素，如质纯的碳酸盐岩、盐岩、石英砂岩、高岭土、蛋白石等。 2灰色、黑色：由于含有机质(炭质、沥青质)、分散状硫化铁(黄铁矿、白铁矿)，这些物质含量愈高颜色就愈深，并表明岩石形成于还原或强还原条件下。3红色、紫红色、褐红色、黄褐色：由于含有铁的氧比物或氢氧化物之故。表明当时沉积介质为氧化及强氧化条件，其中黄色常见于炎热干燥气候条件下的陆相沉积物中，而红色常见于炎热潮湿气候条件下的陆相或海陆过渡相沉积物中，也可见于海相沉积物中。 4绿色：由于含有和的硅酸盐矿物(海绿石、鲕绿泥石)。代表弱氧化或弱还原的介质条件。碎屑岩中含角闪石、绿帘石、绿泥石等碎屑矿物多时也可呈绿色。 5蓝色、青色

37、：是硬石膏、天青石、石膏石盐等特有的颜色。有时蓝色是由蓝铁矿和蓝铜矿引起的。 6紫色：与氧化铁或氧化锰有关，有时则由于含土状萤石之故。岩石的颜色除与成分有关外，还与粒度、干湿情况有关：粒度愈细则相应的颜色要显得深一些；湿的标本比干的颜色要深些。第三章 变质岩的形成与特征第一节 变质岩的形成一、变质作用和变质岩 组成地壳的岩石都是在一定的地质作用和条件下形成和存在的，它们又处于不停地运动、变化与发展之中。地完中已经形成的岩石(岩浆岩、沉积岩，变质岩)由于其所处地质环境的改变，在新的物理、化学条件下，就会发生矿物成分和结构、构造等方面的改造与转变。这是原岩在新的物理、化学环境中为建立新的平衡以达到

38、相对稳定的必然现象。这种由地球内力作用下引起物理、化学条件的改变，从而使地壳中已形成的岩石在基本保持固态状态下，原岩组分、矿物组合、结构、构造、等方面发生转化的作用，称为变质作用。二、变质作用的类型 一般根据变质作用的地质成因和变质作用因素将变质作用分为以下的几种类型：(一)接触变质作用 是由岩浆散发的热量和析出的气态或液态溶液引起的变质作用。主要发生在岩浆体周围接触带的围岩中。 (二)区域变质作用 指大面积分布的，作用因素复杂的一种变质作用。由温度、均向压力、定向压力和具有化学活动性的流体的综合作用所造成。有时伴有混合岩化作用。(三)混合岩化作用 在区域变质作用基础上地壳内部热流继续升高，便

39、产生深部热液和局部重熔熔浆的渗透、交代、贯入于变质岩中形成混合岩，这种作用称混合岩他作用。混合岩化作用多是区域变质作用进一步深化的结果，但区域变质作用后不一定都有混合岩化。 第二节 变质岩的特征一、变质岩的矿物成分变质岩的矿物成分既决定于原岩的化学成分，也和形成时的物理化学条件密切相关。原岩的化学成分是形成变质岩的物质基础，而物理化学条件则是变质岩出现什么矿物或矿物组合的决定条件。具体是怎样的矿物组合，决定于变质时的温度压力条件。 变质岩中的矿物成分，按其成因可分为： 1新生矿物 在变质作用过程中新生成的矿物。2原生矿物 在变质作用过程中保留下来的原岩中的稳定矿物。3残余矿物 在变质作用过程中

40、残留下来的原岩中的不稳定矿物。二、变质岩的结构和构造变质岩的结构、构造指的是变质岩的构成方式。即变质岩的结构是由岩石组分的形状、大小和相互关系等反映的岩石构成方式。变质岩的构造是由岩石组分在空间上的排列和分布所反映的岩石构成方式，着重于矿物集合体的空间分布特征。（一）根据成因，变质岩的结构一般可分四类：碎裂结构、变晶结构、变余结构、交代结构。1.碎裂结构 原岩在定向压力作用下，当压力超过岩石或矿物的弹性极限时，矿物便发生弯曲、变形。如定向压力进一步增强，超过其强度极限时则发生破裂和粒化作用，甚至产生韧性交形，形成各种碎裂结构。2.变晶结构 岩石在固体状态下原来的物质发生重结晶或变质反应所形成的

41、结构称为变晶结构。这是变质岩中最常见的结构。3.变余结构 原岩在变质作用过程中，由于重结晶、变质结晶作用不完全。原岩的结构特征被部分残留下来，这时就称为变余结构。4.交代结构 发生交代变质作用时，原岩中的矿物被取代、消失，与此同时形成新生矿物。这种作用既可以置换原有矿物，以保持原岩的结构方式进行，也可以形成新矿物新结构的方式进行。（二）按变质岩的构造可分成两类：变余构造和变成构造。1.变余构造 岩石经变质后，仍保留有原岩的构造特征称为变余构造。变余构造是恢复原岩性质的重要标志。 2.变成构造 经变质作用形成的构造称变成构造。常见的主要类型有： (1)斑点状构造 是岩石中出于某些组分的聚集，构成

42、2mm左右大小的斑点所成。斑点的成分常为炭质、硅质、铁质或红柱石等雏品。基质的成分常为隐晶质。(2)板状构造 岩石在应力作用下产生一组密集平行的破裂面即劈理，这些劈理就组成了板状构造。可伴有轻微的重结晶，但内眼不能分辨出颗粒，因此劈理面常光滑平整。（3）千枚状构造 岩石中各组分基本已重结晶并呈定向排列，使岩石呈薄片状，片理面上具丝绢光泽。还常见具挠曲和小褶皱。（4）片状构造 这种构造主要由鳞片状、柱状和部分粒状矿物定向排布成薄的面状。这些面称片理面。片理面可以平直，也可以弯曲。它们是变质岩中极常见的一种构造。(5)片麻状构造 这种构造以粒状变晶矿物为主，其间杂以鳞片状、柱状变晶矿物断续定向分布

43、而成。它们的结晶程度都比较高，是片麻岩中常见的构造。(6)条带状构造 是由矿物成分、结构或其它特征上不同的部分成条带状相间分布而成。(7)块状构造 这是由矿物成分和结构都成无向的均匀分布所组成的一种构造，是一些大理岩和石英岩等岩石中常有的构造。第四章 三大岩类之间的转化三大岩类在特定的地质条件下形成的，但是它们在成因上又是紧密联系的。追溯到遥远的年代，那时候岩浆活动十分强烈，地壳中首先出现的岩石是由岩浆凝固而成的。但是，自从地壳上出现了大气圈和水圈以来，各种外力因素开始对地表岩石一方面进行破坏作用，而另一方面又进行建造，出现了沉积岩。然而，任何岩石都不能回避自然界的改造，因此在一定条件下又出现了变质岩。下图基本上表明了三大岩类的相互转化关系：图三 三大岩类的相互转化“新陈代谢是宇宙间普遍的永远不可抵抗的规律。依事物本身的性质和条件，经过不同的飞跃形式，一事物转化为他事物，就是新陈代谢的过程。”随着时代的演进，在频繁的地壳运动和演讲活动中，老的岩石不断在转化，新的岩石不断在产生，这也是地壳岩石新陈代谢的过程。所以，任何岩石既不是自古就有的，也不是永远不变的。在一定时间和一定空间所形成的一定的岩石，都是代表地壳历史的一定阶段。任何岩石都忠实地记录了它本身有关的那一阶段的地壳历史。