⑴ 實習六 肉眼識別常見岩漿岩及相關的礦石
一、目的
觀察岩漿作用產物的特徵,識別常見岩漿岩及相關的礦石,加深理解岩漿作用及相關的內生成礦作用過程。
二、要求
(1)在老師指導下,了解觀察岩漿岩的一般方法,分析岩漿岩的礦物成分、結構、構造特點及其與岩漿性質、形成條件之間的關系。
(2)認真觀察常見岩漿岩及相關的礦石,並填寫實習報告。
(3)參觀標本:花崗偉晶岩、細晶岩、火山彈、火山角礫岩、凝灰岩和火山玻璃。
三、實習內容
運用已有的礦物知識,並藉助簡單的設備,認真觀察岩漿岩及相關礦石的顏色、結構、構造及礦物成分等;對差異不明顯的標本(如花崗岩和花崗閃長岩)要進行細致的對比;觀察時可參考常見岩漿岩及相關礦石特徵的描述,最後將觀察結果整潔清楚地填寫在實習報告表中。
1.顏色
顏色指岩漿岩外表的總體顏色,而不是指單個礦物顆粒的顏色。顏色往往反映岩漿岩的礦物成分或化學成分的變化,是肉眼鑒定岩漿岩並進行分類的重要標志之一。從超基性岩至酸性岩,顏色一般由深變淺,即暗色礦物(鐵鎂礦物)的含量逐漸減少,色率降低。顏色由深變淺,通常描述為:黑色、綠黑色、灰黑色、深灰色、灰色、灰綠色、暗紅色、淺紅色、灰白色和肉紅色等。
2.結構
結構指組成岩漿岩的礦物的結晶程度、顆粒大小、形態及其相互關系。影響岩漿岩結構的因素主要是岩漿的冷凝速度。岩漿的冷凝速度主要受岩漿的成分、溫度、黏度以及所處深度等因素所控制。
(1)根據顯晶質和非晶質(玻璃質)礦物的相對含量,可將岩漿岩結構分為三類:
全晶質結構岩石全部由礦物晶體組成,不含玻璃質。這種結構一般是深成岩的特點,它表示在岩石形成過程中具有良好的結晶條件和緩慢冷卻的結晶過程。
玻璃質結構岩石幾乎全部由未結晶的火山玻璃質組成。主要出現在酸性熔岩或淺成、超淺成侵入體的邊部。這是岩漿快速冷凝的產物。
半晶質結構岩石中既有礦物晶體,又有玻璃質。在熔岩及超淺成侵入體邊部常見這種結構。其中的晶體部分是在地下深處冷凝、結晶的,玻璃質部分則是在地表或接近地表的環境中快速冷凝的結果。
(2)根據礦物顆粒的絕對大小,可分為:粗粒結構(顆粒直徑>5mm)、中粒結構(5~1mm)、細粒結構(1~0.1mm)。這三種結構在肉眼或放大鏡下均能分辨出礦物顆粒,統稱為顯晶質結構。如果顆粒十分細小(<0.1mm),在肉眼或放大鏡下不能分辨,但在顯微鏡下能看出晶粒,則屬於隱晶質結構。具有顯晶質、隱晶質和玻璃質結構的岩漿岩標本有如下特徵,觀察時要認真對比。
顯晶質結構 岩石斷面粗糙,礦物顆粒肉眼可見,能在標本中確定主要礦物成分。
隱晶質結構 岩石斷面平整,礦物顆粒肉眼看不清楚,難以確定主要礦物成分。
圖實6-1 由顆粒相對大小命名的結構類型
玻璃質結構 岩石斷面光滑,常見貝殼狀斷口,斷面具玻璃光澤或松脂光澤。
(3)按礦物顆粒的相對大小(圖實61),可分為:
等粒結構 岩石中同類主要礦物顆粒直徑大小基本一致。
不等粒結構 同類主要礦物顆粒大小不等。
斑狀結構 同類礦物由大小截然不同的兩類顆粒組成,大的叫斑晶,為顯晶質;小的叫基質,為隱晶質或玻璃質。其間沒有中等大小的顆粒,可與不等粒結構相區別。斑狀結構是淺成岩和噴出岩中常見的結構。
似斑狀結構 同類礦物由大小不同的兩類顆粒組成,但斑晶和基質都是顯晶質的,基質可以是中粒、細粒甚至粗粒的。這種結構常見於淺成岩和深成岩中。
3.構造
構造指岩石中不同礦物集合體之間或礦物集合體與其他部分之間的排列、充填與組合方式。岩漿岩的構造有以下幾種主要類型:
塊狀構造 指岩石中的各種組分均勻分布,沒有定向排列,是岩漿岩中最常見的一種構造。
帶狀構造 顏色、粒度或成分不同的礦物集合體有規律地逐層交替成條帶狀,近於平行排列。帶狀構造主要發育在岩體邊部以及同化混染作用或結晶分異作用較強的岩體中。
流紋構造 為流紋岩的典型構造,表現為不同顏色和結構的條帶以及礦物斑晶、拉長氣孔等的定向排列,是熔岩在流動過程中逐漸冷凝而形成的,常見於酸性或中酸性熔岩中。
氣孔構造和杏仁構造 是熔岩中常見的構造。岩漿噴溢出地表,由於冷卻速度較快,其中所含的氣體來不及全部逸出,冷凝後留下氣孔,稱為氣孔構造。氣孔的拉長方向可指示熔漿流動方向。如果氣孔後來被外來礦物質所充填,宛如杏仁,則稱為杏仁構造。
晶洞構造 侵入岩中近於圓形或橢圓形的原生孔洞稱為晶洞,它是富含氣體的酸性岩漿在冷凝過程中,氣體殘留在岩漿岩體內,冷凝、收縮和結晶後構成大小不一的晶洞,直徑可由數厘米至數十厘米。這種構造在花崗岩中較常見,晶洞壁上常發育晶形完好的石英、長石晶體。
結構和構造是岩漿岩分類命名的重要依據,是岩石形成過程中地質及物理化學條件的反映,因而結構和構造可以表明形成於不同環境的岩漿岩類型,即深成岩、淺成岩或噴出岩。例如,玻璃質結構、氣孔構造、流紋構造等為噴出岩所特有;深成岩具有中粗粒全晶質結構和塊狀構造;淺成岩呈過渡的特點,在不同的部位往往可以具有噴出岩或深成岩的結構與構造。
4.礦物成分
礦物成分的研究是岩漿岩分類和命名的主要依據,對於了解岩漿岩的化學成分、形成條件及成因具有重要的意義。鑒定岩漿岩標本的主要任務之一就是要確定礦物的種類及其相對含量。
岩漿岩的礦物種類繁多,常見的有20餘種,其中最主要的是橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母、斜長石、鉀長石和石英。根據化學成分,可以把這七種礦物分為鐵鎂礦物和硅鋁礦物兩大類。
鐵鎂礦物 富鎂、鐵、鈦、鉻的硅酸鹽礦物,其中SiO2含量相對較低,包括橄欖石、輝石、角閃石和黑雲母等。它們顏色較深,故又稱為深色或暗色礦物。
硅鋁礦物 富鉀、鈉、鈣的鋁硅酸鹽礦物和石英,FeO、MgO含量很低,包括鉀長石、斜長石和石英等。由於它們顏色較淺,又可稱為淺色礦物。
岩漿岩中暗色礦物所佔的體積百分含量稱為色率。例如,超基性岩的色率一般約90,基性岩約50,中性岩約30,酸性岩約10。
在鑒別礦物時,特別要注意輝石與角閃石、斜長石與鉀長石的區別,是否含石英以及石英的含量。
輝石和角閃石 通常都呈綠黑色,風化後綠色調增強。輝石一般呈粒狀、短柱狀,斷面近似正方形或圓形,多出現在基性岩中;角閃石一般呈長柱狀,橫斷面近似菱形,多出現在中酸性岩中。
斜長石和鉀長石 大多數發育良好的解理面,因而在岩石中表現出鮮明的灰白色和肉紅色。將斜長石顆粒置於反光條件下,常見窄板狀或明暗相間的聚片雙晶;鉀長石則多呈淺肉紅色,寬板狀,常見半明半暗的卡斯巴雙晶。
石英 在岩石中一般呈淺灰色,粒狀或不規則狀,不平坦斷口,斷口油脂光澤,經常與鉀長石共生。按說石英應該是無色透明的礦物,當石英礦物內氣液包裹體較多時應該是白色的,但是由於岩石內石英顆粒表面不平整,光線射進去以後,反射出來的較少,所以通常都呈現為淺灰色,有點半透明的感覺。
根據不同礦物的含量又可分為:
主要礦物 指含量多,並且在確定岩石大類名稱上起主要作用的礦物。例如,花崗岩類中的鉀長石、斜長石和石英都是主要礦物,缺少其一就不能稱為花崗岩類。
次要礦物 指含量較少,對於劃分岩石大類不起作用,但對確定岩石種屬起到一定作用的礦物,含量一般在1%~10%左右。例如,閃長岩類中石英含量>5%者,可稱石英閃長岩,無石英或石英含量<5%者,則稱閃長岩,二者均屬閃長岩類。
副礦物 指含量很少,通常<1%,在一般岩石分類命名中不起作用的礦物。常見的有獨居石、磷灰石、榍石、磁鐵礦等。
5.岩漿礦床及常見礦石
岩漿在地殼深處經過分異作用、結晶作用,使分散在岩漿中的成礦物質聚集而形成的礦床稱為岩漿礦床。岩漿礦床的主要特徵:其形成過程和母岩體的冷凝結晶過程在時間上大體一致;礦體主要產在母岩體內,有的礦床整個岩體就是礦體,如含金剛石的金伯利岩筒,含浸染狀鉻鐵礦的純橄欖岩體等;礦石的礦物組成與母岩基本相同,只是礦石中礦石礦物(有經濟價值的礦物)相對富集,如純橄欖岩中鉻尖晶石一般含量<1%,屬於副礦物,如果含量達到15%時就構成了鉻鐵礦礦體,這表明岩漿岩中的有用組分富集到能為工業利用的程度就形成了岩漿礦床。
岩漿礦床的主要類型:鎂質超基性岩中的鉻(鉑)礦床、鐵質基性岩中的含釩鈦鐵礦磁鐵礦礦床、鎂鐵質基性超基性岩中的銅鎳(鉑)硫化物礦床、金伯利岩中的金剛石礦床。
礦石的礦物組成與岩漿礦床的形成條件、礦床類型等有關。例如,西藏羅布莎鉻鐵礦礦床,礦石礦物以鉻尖晶石為主,還有少量磁鐵礦和微量針鎳礦;脈石礦物以橄欖石、蛇紋石為主,次為輝石、鉻石榴子石、鉻綠泥石、鉻雲母等。
在實習時,注意觀察鉻鐵礦、釩鈦磁鐵礦、銅鎳硫化物礦等礦石的特徵。
四、常見岩漿岩的主要特徵
岩漿岩種類很多,現已知達1100多種。根據化學成分、礦物成分、結構、構造及產狀等特徵,可以對岩漿岩進行分類(表實6-1)。
表實6-1 岩漿岩分類簡表
花崗岩 肉紅、淺灰或灰白等色,主要礦物有石英、鉀長石和斜長石,石英含量一般>20%,且鉀長石通常多於斜長石,兩類長石的總含量常達75%左右,次要礦物(約5%)為黑雲母和角閃石。通常為中粗粒等粒結構,常見塊狀構造。有些花崗岩的鉀長石斑晶很大,呈似斑狀結構,稱為似斑狀花崗岩。花崗岩為酸性深成侵入岩,常呈岩基或岩株產出,有時也可呈較小的岩蓋、岩牆產出,是大陸山區最常見的侵入岩。
花崗閃長岩 淺肉紅、淺灰、灰白等色。主要礦物為斜長石、鉀長石和石英,斜長石明顯地多於鉀長石,兩類長石的總含量常佔75%左右,石英含量一般在10%~20%之間;次要礦物為黑雲母和角閃石,含量達10%~15%。一般呈中粗粒等粒結構,塊狀構造。花崗閃長岩為深成侵入岩,是花崗岩與閃長岩之間的過渡類型。岩漿岩中以花崗岩的石英含量為最高,但它們絕對不會超過30%。這一點是岩漿岩與沉積岩在礦物成分上的重要區別,沉積岩中,尤其是砂岩,石英含量經常可以超過50%,以至於幾乎全部都是由石英所組成的。
花崗斑岩 顏色及礦物成分與花崗岩相當,為淺成岩。斑狀結構,塊狀構造。斑晶主要為鉀長石和石英,基質為肉眼難以辨認的細粒或隱晶質的石英、鉀長石、斜長石及少量暗色礦物。花崗斑岩常呈岩脈產出。
流紋岩 灰色或淺紫紅色,礦物成分與花崗岩相當,為噴出岩。斑狀結構,斑晶多為高溫石英(六方雙錐,晶形發育較好,橫斷面常表現為六邊形或四邊形,無色透明)和鉀長石,基質呈隱晶質或玻璃質,常具流紋構造、氣孔構造與杏仁構造。
黑曜岩 黑色或褐色。成分與花崗岩相當,但幾乎全部由玻璃質組成,為酸性玻璃質火山岩。含少量的水(<1%),有明顯的玻璃光澤和貝殼狀斷口,塊狀構造。
閃長岩灰色或灰綠色。主要由角閃石(約1/3)和斜長石(約2/3)組成,次要礦物有黑雲母、輝石,無或有極少的鉀長石和石英。中粗粒等粒結構,塊狀構造。如含石英5%~20%,則稱為石英閃長岩。閃長岩為中性深成侵入岩,常呈岩株、岩床或岩牆產出。
閃長玢岩 灰、灰綠或灰黑色,礦物成分與閃長岩相當。斑狀結構,塊狀構造。斑晶以斜長石為主,其次為角閃石或黑雲母,基質為細粒或隱晶質。閃長玢岩為淺成岩,多呈岩脈產出。
安山岩 灰綠、灰褐或紫紅等色,礦物成分與閃長岩相當。斑狀結構,斑晶多為顆粒較小的斜長石、角閃石、輝石和黑雲母等,基質為隱晶質或玻璃質。主要為塊狀構造,氣孔構造和杏仁構造也常見。安山岩為中性噴出岩,主要在板塊俯沖帶上部形成,如安第斯山地區,此岩石(andesite)即取名於該地區。
輝長岩 灰黑色或暗綠色,主要礦物成分為輝石和斜長石,二者含量近於相等,次要礦物有橄欖石、角閃石、黑雲母等。中粗粒等粒結構,塊狀構造,有時可見帶狀構造。輝長岩為基性深成侵入岩,常呈較小的侵入體產出。
輝綠岩 暗綠色或黑綠色。礦物成分與輝長岩類似。細粒或隱晶質結構,塊狀或帶狀構造。如為斑狀結構,則稱為輝綠玢岩,其斑晶成分為斜長石和暗色礦物。輝綠岩為基性淺成侵入岩,常呈岩床、岩牆產出。
玄武岩 灰黑、暗綠、暗紫等色。礦物成分與輝長岩相似,細粒、隱晶質或斑狀結構,斑晶為橄欖石、輝石或斜長石,斜長石斑晶的橫斷面常呈長柱狀或針狀,基質為隱晶質或玻璃質,常具氣孔或杏仁構造。玄武岩是分布最廣的一種火山岩,可形成規模巨大的熔岩流、熔岩被及熔岩台地等,大洋底幾乎都被玄武岩所覆蓋,是組成大洋殼的主要岩石。
橄欖岩 橄欖綠至綠黑色。主要由橄欖石和輝石組成,橄欖石含量一般佔一半以上,可含有少量的角閃石、黑雲母、鉻鐵礦及磁鐵礦等。中粗粒等粒結構,塊狀構造。幾乎全由橄欖石(90%~100%)組成的稱純橄欖岩,呈標準的橄欖綠色。橄欖石含鐵多時,顏色發黑;含鎂多時顏色發綠,此礦物很容易蝕變為蛇紋石,因而新鮮的橄欖岩極少見。橄欖岩為超基性深成侵入岩,多呈岩株或岩脈、岩牆等小型侵入體產出。現在認為橄欖岩大多是在岩石圈底部的地幔內形成的,是上地幔代表性的岩石。我們現在所見到的橄欖岩標本基本上都采自玄武岩內的地幔包體。
五、作業與思考題
1.作業
按指定的岩漿岩標本進行觀察鑒定,然後將鑒定特徵填入實習報告中。
2.思考題
(1)最常見的組成岩漿岩的礦物可分為哪兩種類型?各有哪些礦物?
(2)試述岩漿岩結構和構造的含義及常見類型。
(3)根據SiO2含量,岩漿岩可分為哪些類型?不同類型岩漿岩的顏色、礦物成分等有什麼變化?
(4)花崗岩、閃長岩、安山岩和玄武岩中的斜長石有什麼區別?為什麼會有這些差異?
實習六 岩漿岩實習報告
⑵ 怎樣分辨某種石頭是沉積岩,變質岩還是岩漿岩
一、岩漿岩其主要識別標志有:
(一)岩漿岩中噴出岩附近保存有明顯的火山活動痕跡,如,火山錐、熔岩流等;侵入岩常被其它岩石所包圍。
(二)侵入岩中的各種礦物結晶良好,屬全晶質結構,如花崗岩等;噴出岩是隱晶質或玻璃質,用肉眼分不出其中的礦物成分。
(三)有熔岩流動的痕跡,例如,不同顏色的條紋和拉長的氣孔。;有由揮發成分逸散後留下的孔洞。這種構造往往為噴出岩所具有。
(四)除火山碎屑外,岩漿岩不具備層理構造,不含化石。
二、沉積岩主要識別標志如下:
(一)層理構造是沉積岩最重要的構造特徵之一,不同的岩層疊置在一起好像一部巨厚的「書」,是其區別於岩漿岩和變質岩的最重要的標志。
(二)層面上經常保留有自然作用產生的一些痕跡:
1、波痕:是由風、流水和波浪作用在層面上留下的一種波狀起伏痕跡。
2、泥裂:又叫龜裂,指在粘土質或砂質沉積岩表面,由於乾燥收縮而形成的不規則的多邊形裂紋。
(三)、岩層中含有古代動物和植物的遺跡,即化石,這是沉積岩的重要特徵。但不是所有的沉積岩都具有的特徵。
三、變質岩
變晶結構。在變質過程中礦物重新結晶所形成的結構。最常見的變晶結構有:
①等粒變晶結構:礦物晶粒大小大致相等,多呈它形,互相鑲嵌很緊,不具定向排列。如大理岩、石英岩等。
②斑狀變晶結構:與岩漿岩的斑狀結構相似,在細粒的基質上分布著一些大的晶體——變斑晶。如某些片麻岩和片岩常具有這種結構。
③鱗片狀變晶結構:片狀礦物(雲母、綠泥石等)定向排列,如各種片岩。
(2)岩漿岩肉眼鑒別方法和步驟擴展閱讀:
形成條件:
一、沉積岩
沉積岩是由風化的碎屑物和溶解的物質經過搬運作用、沉積作用和成岩作用而形成的。形成過程受到地理環境和大地構造格局的制約。古地理對沉積岩形成的影響是多方面的。
最明顯的是陸地和海洋,盆地外和盆地內的古地理影響。陸地沉積岩的分布范圍比海洋沉積岩的分布范圍小;盆地外沉積岩的分布范圍或能保存下來的范圍,比盆地內沉積岩的分布或能保存下來的范圍要小一些。
二、變質岩
變質岩是在地球內力作用,引起的岩石構造的變化和改造產生的新型岩石。這些力量包括溫度、壓力、應力的變化、化學成分。
固態的岩石在地球內部的壓力和溫度作用下,發生物質成分的遷移和重結晶,形成新的礦物組合。如普通石灰石由於重結晶變成大理石。變質岩是在高溫、高壓和礦物質的混合作用下由一種岩石自然變質成的另一種岩石。質變可能是重結晶、紋理改變或顏色改變。
三、岩漿岩
岩漿岩主要有侵入和噴出兩種產出情況。侵入在地殼一定深度上的岩漿經緩慢冷卻而形成的岩石,稱為侵入岩。侵入岩固結成岩需要的時間很長。地質學家們曾做過估算,一個2000米厚的花崗岩體完全結晶大約需要64000年;岩漿噴出或者溢流到地表,冷凝形成的岩石稱為噴出岩。
⑶ [轉]野外如何用肉眼識別三大類岩石
在固體地球表面,岩石是構成地貌、形成土壤的物質基礎,也是地球上生命賴以生存的物質基礎。根據成因不同,可將岩石分為岩漿岩、沉積岩和變質岩三大類。在野外,可以根據岩石的外觀特徵如顏色、結構(組成岩石的礦物的結晶程度、晶粒大小、晶體形狀及礦物之間結合關系等)、構造(組成岩石的礦物集合體的大小、形狀、排列和空間分布等)以及粒度(指碎屑顆粒的大小)、圓度(指碎屑顆粒的稜角被磨蝕圓化的程度)、球度(碎屑顆粒接近球體的程度)等用肉眼判斷是哪一類岩石。
一、岩漿岩岩漿岩是岩漿活動的產物。地下深處的岩漿,在巨大內壓力的作用下,沿著地殼薄弱地帶侵入地殼上部或直接噴出地表冷凝而成的岩石。其主要識別標志有。
(一)、岩漿岩中噴出岩附近保存有明顯的火山活動痕跡,如,火山口、火山錐、熔岩流和柱狀節理等;侵入岩常被其它岩石所包圍。
(二)、岩漿岩的結構反映了岩漿結晶的特點。侵入岩中的各種礦物結晶良好,屬全晶質結構,如花崗岩等;噴出岩是隱晶質或玻璃質,有的似煤渣狀,用肉眼分不出其中的礦物成分。
(三)、岩漿岩中的礦物或礦物集合體在空間排列及填充方式上有如下特點:
1、岩石中礦物顆粒的排列不顯示方向性,而呈均勻分布。
2、岩石無論在顏色上還是在粒度上,都是不均勻的,從整塊岩石來看,顯得斑斑塊塊,雜亂無章。
3、有熔岩流動的痕跡,例如,不同顏色的條紋和拉長的氣孔。
4、有由揮發成分逸散後留下的孔洞。這種構造往往為噴出岩所具有。
5、有氣孔被後來的次生礦物所充填而形成的杏仁狀構造。
(四)、除火山碎屑外,岩漿岩不具備層理構造,不含化石。
二、沉積岩沉積岩是在地殼表面常溫常壓下,由風化、侵蝕、搬運、沉積和固結成岩等作用形成。主要識別標志如下。
(一)、沉積岩的顏色、成分和結構表現出明顯的層狀結構,不同的岩層疊置在一起好像一部巨厚的書。因此,層理構造是沉積岩最重要的構造特徵之一,也是區別於岩漿岩和變質岩的最重要的標志。
(二)沉積岩除層理構造外,它的層面上經常保留有自然作用產生的一些痕跡,它經常標志著岩層的特性,並反映沉積岩的形成環境。
1、波痕:是由風、流水和波浪作用在層面上留下的一種波狀起伏痕跡。
2、泥裂:又叫龜裂,指在粘土質或砂質沉積岩表面,由於乾燥收縮而形成的不規則的多邊形裂紋。
3、雨痕:雨滴打擊未固結的細粒沉積物表面所留下的痕跡。但比較少見。
(三)、沉積岩的結構:
1、碎屑岩結構。特點是岩石可分為碎屑和膠結物兩部分。
2、泥質結構。多為粘土礦物形成的結構。
3、化學結構。是通過化學溶液沉澱結晶而成。
4、生物結構。由生物遺體或碎片組成,如介殼結構等。
(四)、生物遺跡:指岩層中含有古代動物和植物的遺跡或遺骸,即化石。這是沉積岩的重要特徵。但不是所有的沉積岩都具有的特徵。
⑷ 岩石肉眼鑒定的標志與方法
三大岩類野外觀察描述定名總結:
(一)岩漿岩的觀察與描述
對岩漿岩的觀察,一般是觀察其顏色、結構、構造、礦物成分及其含量,最後確定其岩石名稱。肉眼鑒定岩漿岩,首先看到的就是顏色。顏色基本可以反映出岩石的成分和性質。
對岩漿岩進行肉眼鑒定
第一步是要依據其顏色大致定出屬於何種岩類。比如,若是淺色,一般為酸性岩(花崗岩類)或中性岩(正長岩類);若是深色,一般為基性岩或超基性岩。由酸性岩到基性岩,深色礦物的含量逐漸增多,岩石的顏色也就由淺到深。同時還要注意區別岩石新鮮面的顏色和風化後的顏色。還可根據其中暗色礦物與淺色礦物的相對含量來進行描述,如暗色礦物含量超過60%者為暗色岩,在30—60%者為中色岩,在30%以下者為淺色岩。
第二步是觀察岩漿岩的結構與構造。據此,便可區分出是屬深成岩類、淺成岩類或是噴出岩類。根據岩石中各組分的結晶程度,可分為全晶質、半晶質和玻璃質等結構。不僅要對全晶質的結構區分出顯晶質或隱晶質結構,還要對其中的顯晶質結構岩石按其礦物顆粒大小,進一步細分出等粒、不等粒、粗粒或細粒等結構。對具有斑狀結構的岩石要描述斑晶成分、基質的成分及結晶程度。假如岩石中礦物顆粒大,呈等粒狀、似斑狀結構,則屬深成岩類;假如礦物顆粒微細緻密,呈隱晶質、玻璃質結構,則一般皆屬噴出岩類;假如岩石中礦物為細粒及斑狀結構,即介於上述兩者之間,屬於淺成岩類。觀察岩石中礦物有無定向排列,進而就能推斷岩石的形成環境,含揮發組分多少以及岩漿流動的方向。若無定向排列稱之為塊狀構造;若有定向排列,則可能是流紋構造、氣孔構造或條帶狀構造。深成岩、淺成岩大多是塊狀構造;噴出岩則為流紋構造和氣孔構造等。對於岩石中有規律排列的長柱狀礦物、氣孔捕虜體等均要觀測其方向。對於那些在接觸面上有規則排列的片狀礦物,要描述其組成成分,並測其產狀要素。
第三步是觀察岩漿岩的礦物成分。礦物成分是岩石定名最重要的依據。岩漿岩類別是根據SiO2含量百分比確定的,而SiO2含量可在岩石礦物成分上反映出來。假如有大量石英出現,說明是酸性岩;如果有大量橄欖石存在,則表明是超基性岩;如果只有微量或根本沒有石英和橄欖石,則屬中性岩或基性岩。假如岩石中以正長石為主,同時所含石英又很多,就可判定是酸性岩;倘若以斜長石為主,暗色礦物又多為角閃石,屬於中性岩;若暗色礦物多系輝石,則屬基性岩。對於岩石中凡能用肉眼識別的礦物均要進行描述。首要的是描述主要礦物形態、大小及其性質。其次,要對次要礦物作簡略描述
第四步是為岩漿岩定名。在肉眼觀察和描述的基礎上確定岩石名稱。請注意在岩石名稱前面冠以顏色和結構,比如,可將某岩石定名為淺灰色粗粒花崗岩。
另外,在野外還要注意查明岩漿岩體的產狀,即岩體的空間分布位置、規模大小以及與圍岩的接觸關系等,結合岩石的結構與構造,以推論岩石的形成環境。也要注意不同侵入體或同一侵入體之間的岩性變化、時間順序及相互關系。
(二)沉積岩的觀察與描述
沉積岩是分布於地表的主要岩類。它種類繁多,岩性變化較大。野外識別沉積岩,其最顯著的宏觀標志就是成層構造,即層理。據此,很容易與岩漿岩、變質岩相區別。根據沉積岩成因、結構和礦物成分,可進一步區分出次一級的類別。凡具碎屑結構,即碎屑粒徑大於2—0.005毫米,被膠結物膠結而成的岩石,是碎屑岩;凡具泥質結構,即粒徑小於0.005毫米,質地均勻、較軟,有細膩感,常具頁理的岩石是粘土岩;凡具化學和生物化學結構,多為單一礦物組成的岩石,是化學岩和生物化學岩。由於各類沉積岩的岩性差別,因此在鑒定方法上也不相同
1、碎屑岩的肉眼鑒定
鑒定碎屑岩時著重觀察其岩石結構與主要礦物成分。首要的是看碎屑結構。抓住這一特徵,就不會與其他岩石相混淆了。要仔細觀察碎屑顆粒大小:粒徑大於2毫米是礫岩,2—0.05毫米是砂岩,0.05 —0.005毫米是粉砂岩。粉砂岩顆粒肉眼難以分辯,用手指研磨有輕微砂感。按砂岩的粒徑又可定出粗砂岩(2—0.5毫米)中砂岩(0.5—0.25毫米)和細砂岩(0.25—0.05毫米)。對於礫岩,還應注意觀察其顆粒形狀,顆粒外形呈稜角狀者是角礫岩,系圓狀或次圓狀者為礫岩。其次,看碎屑岩的礦物成分(碎屑顆粒成分和膠結物成分)。礫岩類的碎屑成分復雜,分選較差,顆粒較大,一般不參與定名;砂岩,主要礦物成分有石英、長石和一些岩石碎屑。在碎屑岩中,常見的膠結物有鐵質(氧化鐵和氫氧化鐵)、硅質(二氧化硅)、泥質(粘土質)、鈣質(碳酸鈣)等。鐵質膠結物多呈紅色、褐紅色或黃色。硅質最硬,小刀刻不動。鈣質滴稀HCI起泡。弄清楚了結構和成分,就可為碎屑岩定名。例如,碎屑礦物成分以石英為主,其含量超過50%,長石和岩屑含量均小於25%的砂岩,叫做石英砂岩。也可按其膠結物命名,如可稱某岩石為鐵質石英砂岩。碎屑岩中可見化石,但一般保存較差。
火山碎屑岩的鑒別比較困難。因為,它在成因上具有火山噴發和沉積的雙重性,是一種介於岩漿岩與沉積岩之間的過渡型岩石。常常是以其成因特點、物質成分、結構、構造和膠結物的特徵來區別於碎屑岩。
2、粘土岩的肉眼鑒定
鑒定粘土岩的主要依據是其泥質結構。粘土岩礦物顆粒非常細小,肉眼僅能按其顏色、硬度等物理性質及結構、構造來鑒定。它多具滑膩感,粘重,有可塑性、燒結性等物理性質。若是純凈的粘土岩,一般為淺色的土狀岩石。層理是粘土岩中最明顯的特徵,因此,人們就按粘土岩層理(倘層理厚度小於1毫米稱頁理)及其固結程度進行分類,將固結程度很高、頁理發育,可剝成薄片者稱作頁岩。頁岩常含化石。粘土岩中以頁岩為主。將那些固結程度較高、不具頁理,遇水不易變軟者稱泥岩。最後,再根據顏色與混入物的不同進行命名,如可稱作紫紅色鐵質泥岩、灰色鈣質頁岩等。
3、化學岩和生物化學岩的肉眼鑒定
此類岩石中分布最廣和最常見的有碳酸鹽岩、硅質岩、鐵質岩和磷質岩,尤以碳酸鹽類岩石分布為廣。有無生物遺骸是判斷屬於生物化學岩或是化學岩的標志。化學岩成分常較單一。它們多為單礦物岩石,故此,可按其礦物的物理性質進行鑒定。
化學岩具有化學結構,即結晶粒狀結構和鮞狀結構等;生物化學岩具生物結構,即全貝殼結構、生物碎屑結構等。
綜合上述,在觀察和描述沉積岩時應注意:
要描述岩石整體的顏色,區分岩石是碎屑結構、泥質結構或結晶結構和生物結構等;
據其礦物成分、顆粒大小及顏色上的差異,觀察岩石的層理,注意層面上波痕、泥裂等構造特徵;
要描述組成岩石的主要礦物、碎屑物及膠結物等成分。
對礫石的形狀、大小、磨圓度和分選性等特徵要描述,並要確定膠結類型,以及膠結程度。
對沉積岩命名時應遵循「顏色+膠結物+岩石名稱」的法則。此外,還需注意沉積岩體形狀、岩層厚度及產狀、風化程度、化石保存情況及其類屬。
(三)變質岩的觀察與描述
我國區域變質岩系十分發育,時代自太古宙到期中生代均有出露。其變質岩石類型十分復雜,主要有片麻岩、粒狀岩石(變粒岩、淺粒岩)、片岩、千枚岩、變質硅鐵質岩、大理岩、變質鐵鎂質岩及區域混合岩等。有關原岩建造主要有超基性到酸性噴出岩(包括熔岩、凝灰岩)、硬砂岩、各種沉積岩及不同性質的侵入岩。上述變質岩類均屬不同的原岩建成造經受不同時期、不同類型區域變質作用的結果。區域變質作用的主要類型大致可分為地殼演化早期造盾階段的區域中高溫變質作用,及造盾階段之後與造山運動有關的區域動力熱流變質作用、區域低溫動力變質作用和埋深變質作用。不同成分的原岩經受不同類型的區域變質作用,在一定的溫高壓力條件下,形成各具特徵的礦物和常見礦物共生組合,並因之分別構成不同溫壓條件的麻粒岩相、角閃岩相(高角閃岩 、低角閃岩相)、綠片岩相(高綠片岩相、低綠片岩相)、藍閃石片岩相(藍閃綠片岩相、藍閃石—硬柱石片岩相)及次綠片岩相(濁沸石相和葡萄石—綠纖石相)。我國區域層狀變質岩系按大地構造運動可分為12期,從太古宙遷西期—新生代喜馬拉期變質岩系均有。所以,變質岩系的發生和發展與大地構造環境和地殼演化有密切的關系。在全球構造位置上,我國處於歐亞板塊、太平洋板塊及度板塊的結合部位,地質環境差異較大,發展歷史很不相同,因而區域地質各具特色,造成變質岩石類型復雜,岩石相對難以識別。
在野外鑒別變質岩的方法、步驟與前述岩漿岩類似,但主要根據是其構造、結構和礦物成分。這是因為,變質岩的構造和結構是其命名和分類的重要依據。第一步可先根據構造和結構特徵,初步鑒定變質岩的類別。譬如,具有板狀構造者稱板岩;具有千枚構造者稱千枚岩等。具有變晶結構是變質岩的重要結構特徵。例如,變質岩中的石英岩與沉積岩中的石英砂岩盡管成分相同,但前者具變晶結構,而後者卻是碎屑結構。第二步再根據礦物成分含量和變質岩中的特有礦物進一步詳細定名。一般來講,要注意岩石中暗色礦物與淺色礦物的比例,以及淺色礦物中長石和石英的比例,因這些比例關系與岩石的鑒定有著極大關系。例如,某岩石以淺色礦物為主,而淺色礦物中又以石英居多且不含或含有較少長石,就是片岩;若某岩石成分以暗色礦物為主,且含長石較多,則屬片麻岩。變質岩中的特有礦物,如藍晶石、石榴子石、蛇紋石、石墨等,雖然數量不多,但能反映出變質前原岩以及變質作用的條件,故也是野外鑒別變質岩的有力證據。關於板岩和千枚岩,因其礦物成分較難識辯,板岩可按「顏色+所含雜質」方式命名,如可稱黑色板岩、炭質板岩;千枚岩可據其「顏色+ 特徵礦物」命名,如可稱銀灰色千枚岩、硬綠泥石千枚岩等。
在野外,還要觀察地質體產狀、變質作用的成因。比如,石英岩與大理岩兩者在區域變質與接觸變質岩中均有,就只能根據野外產狀和共生的岩石類型來確定。假如此類岩石圍繞侵入體分布,並和板岩共生,則為接觸變質形成;假如此類岩石呈區域帶狀分布,並和具片狀或片麻狀構造的岩石共生,則為區域變質所形成。
對變質岩我們也應描述岩石總體顏色,注意其岩石結構。若為變晶結構,則要對礦物形態進行描述。注意觀察岩石中礦物成分是否定向排列,以便描述其構造。用肉眼和放大鏡觀察可見的礦物成分應進行描述。若無變斑晶,就按礦物含量多少依次描述;若有變斑晶,則應先描述變斑晶成分,後描述基質成分。至於其它方面,如小型褶皺、細脈穿插、風化情況等,亦應作簡略描述。在為變質岩定名時,應本著「特徵礦物+片狀(或柱狀)礦物+基本岩石名稱」的原則。如,可將某岩石定名為藍晶石黑雲母片岩。
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⑸ 實驗十一 岩漿岩岩石綜合鑒定
一、實習目的
1)掌握岩漿岩各種岩石特徵。
2)掌握各岩石類型的礦物組合及結構、構造特徵。
3)學會岩漿岩岩石的鑒定步驟。
二、實習內容及方式
1.常見的岩漿岩岩石類型
超基性岩類、基性岩類、中性岩類、酸性岩類、偏鹼性岩類以及火山碎屑岩類等各類岩石的手標本及對應薄片。
2.實驗方式
課堂綜合型實驗。
三、使用儀器設備
偏光顯微鏡、放大鏡、小刀、三角板。
四、鑒定步驟
(一)手標本(野外露頭)觀察
手標本的鑒定主要是觀察岩石的宏觀特徵,通常可以分四步完成,即顏色、組構、礦物成分和命名。不同的岩石,其特徵不同。
第一步,觀察顏色,見表11-1。
表11-1 岩漿岩的顏色
第二步,觀察組構,見表11-2。
表11-2 岩漿岩的組構
第三步,觀察礦物成分,見表11-3。
表11-3 岩漿岩的礦物成分
第四步,岩石定名,見表11-4。
表11-4 岩漿岩岩石定名
手標本鑒定岩石時,岩石的具體特徵如下。
1.岩石的顏色
岩漿岩岩石的顏色或色率是鑒定岩石的主要依據之一,也是人們對岩石的第一感觀。如侵入岩主要採用色率描述,一般來講,橄欖岩的平均色率為90,輝長岩平均色率為50~90,閃長岩平均色率為15~50,花崗岩色率小於15。暗色礦物含量越高則顏色越深。噴出岩主要採用顏色描述,如基性、超基性岩呈灰黑色,中性岩呈褐灰色、灰色、紫色,酸性岩呈灰白色、紫紅色,玻璃質岩石呈黑色。
根據顏色和色率可以初步判斷岩石的類型,即:超基性岩類、基性岩類、中性岩類和酸性岩類。
2.岩石的組構
岩石的組構特徵是鑒定岩石類型的另一個重要依據,也是觀察岩石時最易鑒別的特徵。
全晶質岩石形成於侵入岩;半晶質岩石形成於淺成岩和噴出岩;隱晶質和玻璃質岩石形成於噴出岩。
中粗粒結構的岩石形成於深成侵入岩;細粒結構的岩石形成於淺成侵入岩。
似斑狀結構的岩石形成於深成侵入岩;斑狀結構,基質為細粒結構的岩石形成於淺成侵入岩,基質為隱晶質、玻璃質結構的岩石形成於噴出岩。
塊狀構造、帶狀構造、斑雜構造等為侵入岩的構造特徵,而氣孔、杏仁和流紋構造為噴出岩的構造特徵。
根據以上特徵初步判斷岩石是侵入岩、淺成岩、噴出岩等。
3.岩石的礦物成分
肉眼鑒定的礦物主要是中粗粒結構的岩石和具有斑狀結構的岩石,而細粒結構的礦物僅靠肉眼較難區分。鑒定礦物的主要依據為顏色、晶形、解理、光澤、雙晶等性質。
岩漿岩中主要有七種礦物,即橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母、石英、鉀長石和斜長石。鑒定時:首先區分暗色礦物與淺色礦物。其次區分橄欖石(橄欖綠色,粒狀)、輝石(黑綠色、灰黑色,短柱狀)、角閃石(墨綠色,長柱狀、針狀)、黑雲母(褐灰色,解理發育,珍珠光澤,硬度低)。再區分長石與石英,長石為灰白色或肉紅色,玻璃光澤,有解理,偶見雙晶;石英為無色,粒狀,油脂光澤。最後區分鉀長石和斜長石,鉀長石多呈肉紅色,寬板狀,卡式雙晶;斜長石多呈灰白色,板狀、長條狀,聚片雙晶。
此外,斑晶成分是肉眼鑒定淺成岩和噴出岩的重要依據。如:橄欖石斑晶主要出現在苦橄(玢)岩和玄武岩中,前者基質為細晶結構,後者基質為隱晶質結構。輝石斑晶主要出現在玄武岩和安山岩中,玄武岩中常與橄欖石共生,基質為微晶結構;安山岩中常與斜長石斑晶共生,基質中斜長石呈微斑晶分布在隱晶質基質中。角閃石和黑雲母斑晶主要分布在安山岩中,具有褐鐵礦紅色邊緣,並與斜長石斑晶共生。斜長石斑晶主要分布在安山岩中,具有環帶構造,與輝石、角閃石、黑雲母等斑晶共生。鉀長石斑晶出現在正長斑岩、粗面岩、花崗斑岩、流紋岩中,其中粗面岩、流紋岩中可出現透長石。石英斑晶主要出現在花崗斑岩、流紋岩中,前者與正長石共生,後者與正長石、透長石共生。
礦物成分是鑒定岩石的根本,礦物種類及含量是岩石命名的重要依據。
4.野外產狀
岩石的野外產狀是鑒定岩石類型的直接證據,如呈脈狀產出的,通常是淺成岩;呈岩基、岩株產出的為深成岩。有時結構相近的岩石不好區分,就需要通過野外產狀來確定,如閃長玢岩和安山岩不易區分時,就要考慮野外產狀,脈狀產出的是閃長玢岩,層狀產出的就是安山岩。
5.次生變化特徵
岩石各種次生變化的特徵,也是鑒定岩石的參考特徵。如蛇紋石化的岩石肯定不是花崗岩,蛇紋石化是橄欖岩和輝石岩的蝕變特徵。綠泥石化、綠簾石化或鈉黝簾石化是基性岩的主要蝕變特徵。青磐岩化或鈉黝簾石化是中性岩的蝕變特徵。鈉長石化、雲英岩化、絹雲母化、硅化是酸性岩的蝕變特徵。
6.定名
根據岩石的礦物成分及含量、結構和構造,結合岩漿岩分類方案,進行岩石的初步定名。
7.鑒定報告編寫
岩石鑒定報告的編寫,是為了詳細記錄岩石的鑒定特徵和結構。報告是給同事看的,要求科學詳細、真實可靠、依據充分。對於有經驗的地質工作者,鑒定岩石非常簡單,如根據石英、長石、黑雲母的有無及其含量,無片麻狀構造,就可以確定這種岩石是花崗岩。但我們編寫報告時,卻不能如此簡單,需要詳細描述礦物成分、結構和構造的基本特徵。因此,岩石鑒定和鑒定報告的編寫是兩項基本技能,而且它們是相互關聯的統一體,岩石鑒定是報告編寫的基礎。
(二)薄片鑒定
手標本鑒定岩石是初步的,它反映的是岩石的宏觀特點,要詳細鑒定岩石還要利用偏光顯微鏡等儀器。顯微鏡下鑒定岩石,主要是觀察岩石的微觀特徵,也就是手標本的尺度觀察不到的特徵,或不能准確確定的特徵,要具體的鑒定礦物種類、礦物間的關系、礦物含量以及岩石的准確定名,需要進行薄片鑒定,通常按照以下步驟進行。
1.岩石的結構
顯微鏡下觀察和鑒定岩石的結構主要是指能在視域中觀察到的結構類型和特徵。一方麵包括按晶粒大小、結晶程度、顆粒形態進行劃分的結構類型,這些結構特徵的鑒定可參考手標本的觀察內容,顯微鏡下觀察是在微觀尺度下,詳細測量和觀察晶粒大小、形態和結晶的先後順序;另一方面是一些只能在顯微鏡下觀察到的特殊結構類型,如玄武岩基質的粗玄結構、拉斑玄武結構、間隱結構,安山岩基質的交織結構,粗面岩基質的粗面結構,以及可以在手標本及顯微鏡下同時觀察到的花崗岩的花崗結構,輝長岩的輝長結構,輝綠岩的輝綠結構,煌斑岩的煌斑結構等,這些結構特徵無疑是鑒定岩石類型的重要特徵。
礦物之間的相互關系是顯微鏡下鑒定的重點,它是岩漿結晶、岩漿演化的證據,是分析岩漿岩礦物結晶順序的依據。如:反映礦物同時結晶的結構——輝長結構、文象結構、蠕蟲結構;反映礦物生長有先後的結構——花崗結構、斑狀結構、包含結構、填隙結構、輝綠結構、環帶構造;反映次生變化的結構——溶蝕結構、次變邊結構、暗化邊結構等。
(1)岩漿結晶演化形成的結構
共結結晶形成的蠕蟲結構,反映了鉀長石和石英岩漿期符合共結比時形成。
岩漿演化形成的反應邊結構,反映了早期結晶的礦物與熔漿反應的過程,如橄欖石的頑火輝石邊、單斜輝石的角閃石邊、角閃石的黑雲母邊、鹼性長石的奧長石邊或奧長石的鹼性長石邊等。
結晶作用形成的環斑結構、環帶構造,反映岩漿化學成分演化的過程。
結晶作用形成的包含結構、嵌晶含長結構,反映岩漿結晶演化的順序。
固溶體出溶形成的條紋長石,反映鉀長石結晶早於條紋長石(鈉長石)。
(2)交代作用、蝕變作用形成的結構
交代作用形成的條紋長石,反映鉀長石被岩漿晚期鈉質的交代作用。
交代作用形成的蠕蟲結構,反映鉀長石被岩漿晚期鈉質的交代析出多餘的SiO2 形成蠕蟲石英。
交代形成的次變邊結構,是岩漿期後次生礦物交代形成的,如橄欖石的伊丁石邊。
一個岩石薄片可以有幾種結構。對斑狀岩石,應對斑晶、基質的結構分別進行描述。
2.礦物成分
先在低倍鏡下瀏覽整個薄片,了解大致有幾種礦物。再根據瀏覽結果,按照礦物類型進行鑒定,根據礦物含量確定主要礦物、次要礦物、副礦物;同時根據礦物的次生變化確定次生礦物。
顯微鏡下首先要鑒定礦物的類型,如橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母、斜長石、鉀長石、石英,然後再詳細區分各種礦物的種類,如普通輝石、透輝石、紫蘇輝石等,這是初學者必須掌握的內容。進一步鑒定時,要注意尖晶石、榍石、鋯石、磷灰石、金紅石等礦物;還要注意鉻鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦等不透明礦物;電氣石、螢石等岩漿晚期礦物;蛇紋石、綠泥石、綠簾石、伊丁石、高嶺石、絹雲母等次生礦物。
鑒定礦物時,要以光性礦物學為指導,特別注意每種礦物的特殊光性特徵。如黑雲母的顏色、吸收性、解理,方解石的閃突起和高級白乾涉色等。主要觀察顏色、多色性、晶形及表面特徵、晶粒大小、解理及解理交角、突起、干涉色、消光類型及消光角、雙晶、與其他礦物間的關系、蝕變特徵等。
各種礦物的鑒定特徵及方法見「岩漿岩鑒定指導」。
3.次生變化
岩石的次生變化反映了其成岩以後的變化歷史,一般和礦物鑒定同時進行,或者描述在礦物特徵之後。當次生礦物含量較高時,可以像主要礦物一樣進行單獨描述。
一般情況下,橄欖石易發生蛇紋石化、透閃石化、伊丁石化、滑石化;輝石易發生纖閃石化、蛇紋石化、絹石化、綠泥石化、方解石化;角閃石易發生綠泥石化、綠簾石化、方解石化;黑雲母易發生綠泥石化;斜長石易發生絹雲母化、高嶺石化、方解石化、黝簾石化、綠簾石化;鉀長石易發生高嶺石化、鈉長石化、絹雲母化;霞石易發生鈣霞石化、細分散狀赤鐵礦化、水鋁氧石化。
岩石次生變化類型可以很多,可以是一種類型,也可以是多期次生變化類型的疊加,多種次生變化疊加時,要判斷次生變化類型的先後,並寫出判斷依據。
4.礦物結晶順序
確定礦物結晶順序是一項綜合性很強的工作,要觀察整個薄片,確定岩漿期結晶礦物和岩漿期後礦物,如交代、熱液和氣成礦物。根據礦物的相互關系確定岩漿期的礦物生成順序、岩漿後期結晶的礦物生成順序、岩漿期後次生蝕變礦物的結晶順序。
分析礦物生長順序的基本原理參見「岩漿岩鑒定指導」中的「礦物結晶順序」部分。
5.岩石定名
岩石定名的基礎是岩漿岩岩石分類表,採用分類表不同,岩石名稱略有不同。為了便於交流,有時要明確採用的分類方案。定名時,礦物含量和礦物組合、結構和構造是岩石命名的依據。
6.素描圖
素描圖能夠反映岩石類型、特殊礦物、特殊結構等主要內容。素描圖各要素須明確說明,如圖名、放大倍數、單偏光或正交偏光、礦物注釋。素描圖具有目的明確、重點突出的特點。
(1)素描順序
1)先畫大的主要礦物和次生礦物,再畫小的礦物;
2)先繪斑晶,後畫基質;
3)先畫格架礦物,後畫充填礦物(如粗玄岩的粗玄結構、花崗岩中的填隙石英等)。
4)先畫自形的礦物,後畫他形的礦物;
5)先畫輪廓,後填內容(礦物的輪廓、結構的輪廓、顯微構造輪廓)。
(2)注意事項
1)根據岩石的結晶程度,選用適當的放大倍數,以便得到一個寬廣而清晰的視域。除特殊需要外,通常使用低倍鏡或中倍鏡。
2)選擇一個合適的視域區,既能代表岩石的結構,又能包括主要礦物。
3)根據情況,加入或推出分析鏡。一般為單偏光。
4)繪圖一定要忠實於原有形象,不得任意拼湊或修改,但可適當簡化。
5)繪圖後,還要在圖下有重點地說明圖的中心內容,同時註明放大倍率、光學裝置(單偏光或正交偏光)及礦物代號。
⑹ 野外鑒定三大岩類的基本方法
岩石是由一種或幾種礦物或岩屑組成的集合體。根據成因可把岩石分為沉積岩、岩漿岩、變質岩三大類。在野外觀察和描述地質現象時,首先必須識別構成各種地質現象的岩石類型,識別的正確與否將會影響到後面一系列工作的進行,所以常把三大岩類的野外鑒定方法作為一項重要的實習內容來訓練。對於地質工作者來說,在野外能否正確鑒定出各類岩石是非常重要的,也是最基本的、必備的技能。由於在野外鑒定岩石受到條件的限制,因此,要鑒定出每塊岩石的確切名稱是很困難的,尤其是對於一年級學生就更難了。但是,只要掌握一些基本的方法和規律,主要大類的區別還是較容易的。通過本次實習,學生必須達到在野外較熟練地區分三大岩類和識別一些常見岩石的要求。
在野外鑒定岩石名稱可按下列步驟進行:①觀察岩石的總體外貌特徵(構造),初步鑒別出屬於三大岩類的哪一類;②藉助放大鏡、小刀,觀察岩石的物質成分(礦物、碎屑物、膠結物);③根據岩石的結構特徵定出次一級岩石類型;④根據岩石的產出狀態定出岩石的名稱。例如,岩石在外貌上成層性很好,發育沉積層理,從而可確定為沉積岩;岩石由碎屑物和膠結物組成,可知是碎屑沉積岩;碎屑物主要為石英、長石,岩石具粗粒結構,所以岩石的名稱為粗粒長石石英砂岩。
(一)沉積岩
沉積岩是在表層地質作用過程中,經沉積、成岩作用形成的岩石,主要分布於地表或近地表。
1.沉積岩的宏觀特徵
1)具有明顯的成層性,是一層層疊置在一起的,這一特徵是沉積岩的層理構造。它與岩漿岩的塊狀構造、變質岩的片狀構造有很大的差別。這也是野外鑒定沉積岩的主要標志。
2)沿垂直層理方向,岩石的物質成分常有規律地變化,有時相同的物質成分會相間出現,組成多個沉積韻律。
3)常發育一些沉積構造,如交錯層理、水平層理等,以及一些層面構造,如雨痕、龜裂、波痕等。
4)在碎屑沉積岩中,物質成分可分為兩部分,即碎屑顆粒和膠結物。碎屑顆粒常是一些較穩定的礦物,如石英、長石、白雲母等,或者是岩石碎屑,通常它們具有一定的磨圓度。膠結物粒度很細,肉眼看不見顆粒大小,只見碎屑顆粒表麵包有一層很細的物質,其成分不同於碎屑顆粒,主要有鐵質、鈣質、硅質、泥質等。
5)化學沉積岩通常顏色較深,無碎屑結構,見不到礦物顆粒,緻密塊狀構造。
6)常含有生物化石或遺跡化石。
7)在地貌上,沉積岩出露地區常由陡壁和緩坡構成,並相間出現,沿層面方向形成緩坡。
2.沉積岩野外分類命名
野外採用成分-結構分類方案,不涉及岩石成因。首先按組成沉積岩的主要成分劃分大類,如陸源碎屑岩類;然後再根據結構劃分基本岩石類型(表3-1)。
表3-1 沉積岩野外分類方案
註:引自朱勤文編,1989,岩石學簡明教程,中國地質大學出版社。
(二)岩漿岩
1.岩漿岩的宏觀特徵
岩漿岩是由岩漿或熔漿冷凝結晶或由火山碎屑物堆積而成的岩石,常具有以下特徵:
1)侵入岩無層理現象,具塊狀構造。噴出岩多具氣孔、杏仁、流紋等構造。這些構造是岩漿岩區別於其他岩石的重要特徵。
2)組成岩石的礦物成分較復雜,既有穩定的礦物,如石英、長石,又有在地表條件下不穩定的礦物,如橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母。
3)礦物顆粒不具磨圓度,具有特定的晶形。深成岩具全晶質結構,礦物顆粒之間為直接接觸,沒有像「膠結物」之類的物質。噴出岩具斑狀、似斑狀結構,斑晶常保存礦物自身的形態(棱、角明顯),完全不同於沉積岩的碎屑顆粒;基質為隱晶質、顯晶質或非晶質,其成分與斑晶基本相同。
4)侵入於沉積岩中的淺成岩,在產狀上與沉積岩一致或不一致。當不一致時,如岩牆,淺成岩很易鑒別出來。當一致時,如岩床、岩盤等,可根據礦物成分、結構、構造等特徵加以區分。
5)岩漿岩中一般不含生物化石。
6)在地貌上,如果沒有構造的影響,它常形成波狀起伏的地形,而不會出現像沉積岩地區的陡壁和緩坡相間排列的現象。
2.岩漿岩野外分類命名
根據岩漿侵入到地殼中或噴出地表,可分為侵入作用和噴出作用,相應地形成侵入岩和噴出岩。按照侵入深度,侵入岩又進一步分為深成侵入岩和淺成侵入岩,前者包括岩基和岩株,後者包括岩床、岩蓋、岩盆、岩牆或岩脈。噴出岩又分為熔岩和火山碎屑岩。不同類型岩漿岩的野外分類命名往往採用不同的標准(朱勤文,1989;趙溫霞,2003;表3-2,表3-3,表3-4,表3-5)。
表3-2 深成侵入岩的野外分類命名表
註:引自趙溫霞,2003;表中Alf—鹼性長石;Pl—斜長石;Hb—普通角閃石;Prx—輝石;Ol—橄欖石。
表3-3 淺成侵入岩野外分類命名表
註:據朱勤文,1989,轉引自趙溫霞,2003;有修改。
表3-4 主要熔岩野外分類命名表
續表
註:據朱勤文,1989,轉引自趙溫霞,2003;有刪改。
表3-5 火山碎屑岩野外分類命名表
註:據孫善平,1986,轉引自趙溫霞,2003;有刪改。
(三)變質岩
變質岩是由原岩經變質作用形成的,因此,在物質成分及結構、構造等方面都比較復雜。概括起來,變質岩具有以下幾個特點:
1)具有一些特徵構造,如板狀構造、片狀構造、片理構造等,礦物常具定向排列。
2)具有一些特殊的變質礦物,如絹雲母、紅柱石、石榴子石等。
3)不同類型的變質岩在分布上具有一定的規律性。接觸變質岩分布於岩漿岩與圍岩的接觸帶上;動力變質岩沿斷裂帶分布;區域變質岩大面積分布,與大地構造單元的類型相關。
在野外通常根據構造、結構和成分,對變質岩進行分類,主要類型如下:
區域變質岩——板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、麻粒岩、變粒岩
接觸變質岩——大理岩、角岩、矽卡岩
動力變質岩——糜棱岩、碎裂岩
混合岩化變質岩——混合岩
(四)岩性描述的方法及內容
在野外除記錄一些地質現象和認識岩石外,還要對所見到的岩石進行岩性描述,以便自己和他人查閱。岩性描述的常規方法是先外觀、後內部;先總體、後局部。觀察要仔細,描述要認真,術語要准確。描述內容包括岩石的顏色、成分、結構、構造、產出狀態及時代等。
1.岩石的顏色
指岩石的總體外觀(新鮮面)的顏色。由於岩石出露地表,經風化作用後,它的表面顏色和新鮮面顏色常不一致,描述時須加以區分,如灰岩的風化面為灰白色,新鮮面為深灰色。有些岩石由於成分較復雜,顏色也較雜,描述時可以一種顏色為主,前面加上修飾詞,如淺紅色、黃綠色、灰黃色等;如果各種顏色平分秋色,可用雜色來形容。描述時還可採用類比法,如橘黃色、磚紅色、肉紅色等。
2.岩石的成分
指岩石的物質組成。不同類型的岩石,其物質組成相差很大,如花崗岩主要由鉀長石、
圖3-6 物質成分標准含量圖
斜長石、石英、黑雲母等組成;石英砂岩主要由石英組成等。無論是何種岩石,在野外描述時,除了描述主要礦物名稱外,還要描述各種礦物的相對含量。礦物含量的確定,常參照標准含量圖進行估測,見圖3-6。例如,花崗岩主要由鉀長石(35%)、斜長石(30%)、石英(25%)、黑雲母(4%)等組成。在野外,礦物成分的鑒定一般用肉眼或藉助於放大鏡、小刀、鹽酸、條痕板等進行,因此,要求學生記住一些常見礦物的鑒定特徵,如石英、鉀長石、斜長石、角閃石、輝石、黑雲母、石榴子石、方解石等,否則在野外要對這些礦物進行鑒定就束手無策了。
3.岩石的結構
指岩石組分的結晶程度、形態、顆粒大小及其相互關系。岩石的結構與成因密切相關,不同成因的岩石具有不同的結構,如碎屑沉積岩具碎屑結構,深成侵入岩具全晶質結構,大理岩具變晶結構。
結晶程度是指組成岩石的物質的結晶差異,分為晶質和非晶質,晶質又分為顯晶質(肉眼能觀察到礦物顆粒大小)和隱晶質(肉眼觀察不到礦物顆粒大小)。如深成侵入岩的花崗岩都是由結晶礦物組成的,它是全晶質的;噴出岩的安山岩是由部分的結晶礦物(斜長石、角閃石)和未結晶的物質組成的,它就是半晶質的;黑曜岩由未結晶的玻璃質組成,它就是非晶質的。肉眼區分隱晶質與非晶質的簡易方法是:隱晶質的岩石表面光澤較暗淡,斷面為參差狀;而非晶質的岩石表面常呈現玻璃光澤,斷面為貝殼狀。
形態是指組成岩石的礦物的外形,對非晶質就無形態可言了。在碎屑沉積岩中,形態實際上是指礦物或岩屑的磨圓度,描述時,常分為4個等級:稜角狀、次稜角狀、次圓狀、圓狀。在岩漿岩和變質岩中,常用自形、半自形和他形來描述礦物的形態。
自形是指礦物自然結晶的形態;半自形是指礦物部分具自然結晶形態,而其他部分為非礦物的自然形態;他形是指礦物無自然結晶形態(圖3-7)。
圖3-7 石英的形態
(1)自形;(2)半自形;(3)他形
顆粒大小是指礦物的粒徑。對於不同類型岩石,粒徑的劃分標准和等級不一樣。表3-6的結構是指礦物顆粒的絕對大小,如果岩石以某粒徑的礦物或碎屑占絕對優勢(>80%),就可以稱這種粒徑等級的結構。根據岩石礦物顆粒的相對大小,又可分為等粒和不等粒結構。不等粒結構中,常見的有斑狀結構和似斑狀結構。沉積岩分選性的差異實際上就表現出等粒和不等粒的特點。
4.岩石的構造
指組成岩石的物質成分的分布特點及排列方式。若礦物在岩石中均勻分布,沒有定向性,就稱為塊狀構造。在沉積岩中常見的有層理構造和層面構造,根據每個單層的厚度,又可進一步劃分出巨厚層(>1m)、厚層(1~0.1m)、中層(0.1~0.03m)、薄層(<0.03m)等。火山岩常見的有氣孔構造、杏仁構造、流紋構造。變質岩有片理構造。
5.岩石的產出狀態
指岩石的空間位置。岩漿岩的產出狀態分深成侵入體(岩基、岩株)、淺成侵入體(岩牆、岩床、岩盆、岩盤、岩鞍等)和噴出岩。沉積岩和變質岩的產出狀態就是指產狀。
6.岩石的時代
即岩石的形成時代。對於沉積岩,它產於何時代的地層中,地層的時代就是岩石的形成時代。若是岩漿岩可根據它與圍岩的侵入接觸關系、同位素測年或區域資料來確定時代。
表3-6 不同岩石的粒度劃分對比表(單位:mm)
岩性描述舉例:
花崗岩:風化面為淺灰色,新鮮面為肉紅色。主要礦物有鉀長石(35%)、斜長石(30%)、石英(25%)、黑雲母(4%)等。鉀長石、斜長石為半自形,粒徑以6mm為主;石英為他形,粒徑以3~6mm為主;黑雲母呈片狀。粗粒等粒結構,塊狀構造。
以岩株形式侵入於沉積岩中,根據測年資料形成於早白堊世。
(五)北戴河實習區常見岩石
1.沉積岩
1)石英砂岩:風化面為灰色,新鮮面為灰白色,主要礦物為石英(>95%),粗至細粒結構,塊狀構造,交錯層理發育,產於新元古代地層中。
2)長石石英砂岩:風化面為褐灰色,新鮮面為黃灰色,主要礦物有石英(45%)、長石(40%),中至細粒結構,塊狀構造,產於晚石炭世和二疊紀地層中。
3)泥質砂岩:風化面為褐灰色,新鮮面為灰黃色,砂粒成分以石英、長石、岩石碎屑為主,含較多的泥質,泥質砂狀結構,層理構造發育,產於晚石炭世和二疊紀地層中。
4)頁岩:風化面為褐灰色,新鮮面為灰黃、灰綠、黃綠色,成分以泥質、粉砂為主,泥質結構,頁理發育,產於晚石炭世和二疊紀地層中。
5)灰岩:風化面為淺灰色,新鮮面為深灰色,成分為碳酸鈣,局部重結晶形成方解石,砂晶、泥晶結構,塊狀構造,形成時代為寒武紀、早-中奧陶世。
6)竹葉狀灰岩:風化面為灰色,新鮮面為深灰色,成分為碳酸鈣,內碎屑結構,內碎屑的橫斷面為竹葉狀,平面為餅狀或圓狀、橢圓狀,層理構造發育,產於寒武紀和早奧陶世地層中。
7)泥質條帶灰岩:風化面為灰色,新鮮面為灰黃色,由薄層灰岩和泥質條帶互層組成,泥質結構,水平層理發育,產於寒武紀和中奧陶世地層中。
2.岩漿岩
1)石英正長岩:風化面為灰黃色,新鮮面為淺肉紅色,主要礦物有鉀長石(80%)、石英(7%),鉀長石自形或半自形,石英他形,次要礦物有黑雲母和角閃石(6%),似斑狀結構,塊狀構造。斑晶為鉀長石,斑晶的中心為灰白色鉀長石,而外圍為淺肉紅色鉀長石。以岩株侵入,形成於燕山期。
2)輝綠岩:灰綠色,主要礦物為斜長石和輝石(>95%),具輝綠結構,塊狀構造,以岩牆侵入於石英正長岩中,形成於燕山期。
3)似斑狀花崗岩:風化面為灰黃色,新鮮面為淺肉紅色,主要礦物有鉀長石(40%)、斜長石(25%)、石英(25%),次要礦物為黑雲母(5%),似斑狀結構,斑晶為鉀長石,塊狀構造,以岩牆侵入於下奧陶統中。
4)黑雲母花崗岩:風化面為黃褐色,新鮮面為淺肉紅色,花崗結構、中粒結構,塊狀構造,形成於新太古代(
自形-他形,粒徑3~4mm,鏡下觀察,晶體普遍發生絹雲母化,常被鉀長石交代成港灣狀、蠕蟲狀、縫合線狀等,部分斜長石被鉀長石、石英所交代,僅剩微量殘留;鉀長石為半自形-他形,大小2~4mm,鏡下觀察,晶體發生高嶺土化;黑雲母呈鱗片狀-不規則狀,大小不等,一般0.1~1mm,多褪色轉變為白雲母,少量發育綠簾石化。副礦物為榍石、磷灰石、磁鐵礦等。次生礦物為白雲母、綠簾石等。岩石風化強烈者,呈鬆散的沙粒狀。區域上,由於長期遭受風化,鉀長石、斜長石已轉變成高嶺土,使風化面呈灰白色。
5)正長花崗岩:淺肉紅色-黃褐色,半自形粒狀結構、交代結構,塊狀構造,局部似片麻狀構造,形成於新太古代(
6)輝石安山岩:灰色,斑狀結構,基質玻基交織結構,杏仁或塊狀構造,斑晶含量佔25%~30%,由0.3~1mm的斜長石和輝石構成,個別輝石被綠泥石所交代,基質由條狀斜長石、玻璃質(已脫玻化為隱晶長石)及微量磁鐵礦構成。副礦物為磁鐵礦。
⑺ 在一副圖裡面怎樣區分岩漿岩、沉積岩和變質岩
在一副圖裡面怎樣區分岩漿岩 沉積岩 變質岩
如果不要求非常專業的岩石定名.只是一般的區分可參照下面標識:
一、岩漿岩
其主要識別標志有:
(一)、岩漿岩中噴出岩附近保存有明顯的火山活動痕跡,如,火山錐、熔岩流等;侵入岩常被其它岩石所包圍.
(二)、侵入岩中的各種礦物結晶良好,屬全晶質結構,如花崗岩等;噴出岩是隱晶質或玻璃質,用肉眼分不出其中的礦物成分.
(三)、有熔岩流動的痕跡,例如,不同顏色的條紋和拉長的氣孔.;有由揮發成分逸散後留下的孔洞.這種構造往往為噴出岩所具有.
(四)、除火山碎屑外,岩漿岩不具備層理構造,不含化石.
二、沉積岩
主要識別標志如下.
(一)、層理構造是沉積岩最重要的構造特徵之一,不同的岩層疊置在一起好像一部巨厚的「書」,是其區別於岩漿岩和變質岩的最重要的標志.
(二)層面上經常保留有自然作用產生的一些痕跡:
1、波痕:是由風、流水和波浪作用在層面上留下的一種波狀起伏痕跡.
2、泥裂:又叫龜裂,指在粘土質或砂質沉積岩表面,由於乾燥收縮而形成的不規則的多邊形裂紋.
(三)、岩層中含有古代動物和植物的遺跡,即化石,這是沉積岩的重要特徵.但不是所有的沉積岩都具有的特徵.
三、變質岩
(一)、變質岩的結構
1、變晶結構.在變質過程中礦物重新結晶所形成的結構.最常見的變晶結構有:①等粒變晶結構:礦物晶粒大小大致相等,多呈它形,互相鑲嵌很緊,不具定向排列.如大理岩、石英岩等. ②斑狀變晶結構:與岩漿岩的斑狀結構相似,在細粒的基質上分布著一些大的晶體——變斑晶.如某些片麻岩和片岩常具有這種結構.③鱗片狀變晶結構:片狀礦物(雲母、綠泥石等)定向排列,如各種片岩.
2、變余結構.由於重結晶作用不徹底,原岩的礦物成分和結構特徵可以被保留下來,也稱殘余結構.
(二)、變質岩的構造
變質岩中最常見的片理構造也是鑒別某些變質岩的重要根據.岩石中片狀、板狀和柱狀礦物,在壓力作用下呈平行排列的現象叫片理構造.具體可分為如下幾類:
1、 板狀構造:岩石易剝成板狀,破裂面光滑平整,肉眼難以分辨礦物顆粒.
2、 千枚狀構造:在岩石的破裂面上可看到強烈的絲絹光澤和皺紋.
3、 片狀構造:岩石中大量片狀礦物和粒狀礦物都呈平行排列,構成較薄而清晰的片理.
⑻ 岩漿岩鑒定指導
一、手標本觀察
岩石的手標本觀察是地質工作者的基本功,在野外或室內鑒定標本時,應注意觀察以下內容。
1.顏色
岩石的顏色是岩石中各種礦物的不同顏色在我們視覺中反映的顏色總和,是一種綜合色。岩石中暗色礦物(鐵鎂礦物)含量之和稱為色率,是鑒定岩石的重要依據。岩石化學成分越基性,色率越高。侵入岩通常採用色率描述,如橄欖岩的平均色率為90,輝長岩為50~90,閃長岩為15~50,花崗岩小於15。噴出岩則一般採用顏色描述,如基性、超基性岩呈灰黑色,中性岩呈褐灰色、灰色、紫色,酸性岩呈灰白色、紫紅色,玻璃質岩石呈黑色。觀察標本時,一般放在30 cm以外遠觀,如岩石的顏色(灰色、黑綠色、褐紫色等)。侵入岩在野外描述時,也常採用顏色描述,例如輝長岩手標本中斜長石呈灰白色、輝石呈黑綠色,兩者含量相近,綜合起來岩石顏色呈現為深灰色。此外,還應注意新鮮岩石與風化岩石的顏色變化。
2.礦物成分
在肉眼或放大鏡下能分辨的礦物均應觀察描述,常用礦物學的方法和術語辨認與描述礦物的顏色、晶形、解理、光澤、雙晶等性質。鑒定時,先區分暗色礦物與淺色礦物,再區分橄欖石、輝石、角閃石、黑雲母;淺色礦物不但要區分長石與石英,還要區分鉀長石和斜長石。各種礦物都要分別估計含量。
3.礦物百分含量的統計
手標本的礦物百分含量統計常用方法有如下三種。
(1)目估法
目估法是最常用、最簡單的方法。有經驗的地質人員估計的百分含量,誤差可以小於5%。估計時,要選擇有代表性的部位,先估計整體岩石中淺色礦物和暗色礦物的比例,然後再細分暗色礦物各種屬和淺色礦物各種屬的相對含量。
特別要注意的是:初學者對顆粒偏細的岩石,往往將暗色礦物含量估計過高,因此,在估計時應有意識地加以克服。
(2)直線法
在手標本上選擇一較平的、有代表性的部位作幾條直線,分別統計各礦物占直線總長的百分比,再摺合成礦物體積百分比。
(3)網格法
網格法又稱面積法,常用於野外露頭的觀測。選擇岩石上新鮮、平整的部位畫出網格(對一般粗粒岩石,平整面面積不小於30cm2,每一小格面積為0.5cm2),統計各礦物分別占網格總面積的百分比,此百分比即為礦物的百分含量。
4.組構
岩石的組構特徵不僅能反映形成岩石的地質條件,而且是岩石分類命名的重要依據。
深成岩都是全晶質結構,一般顆粒較粗,大都是等粒的或似斑狀的,具塊狀構造;噴出岩多為斑狀,基質為微晶質、隱晶質,甚至玻璃質,一般都具有氣孔、杏仁和流動構造;淺成岩則介於兩者之間,多為斑狀和細粒結構。
各大岩類代表性岩石常見對應的典型結構,這些結構也是岩石的鑒別特徵和命名依據。如輝長岩具輝長結構、花崗岩具花崗結構、玄武岩具斑狀結構和隱晶質結構、安山岩具斑狀結構和交織結構等。
5.其他特徵
岩石中有無細脈、析離體、捕虜體以及各種次生變化特徵等。
對於斑狀岩石,應分為斑晶、基質進行描述:確定斑晶含量、成分、大小、特徵;確定基質含量、結晶程度、成分、顏色等。
6.定名
根據岩石的礦物成分及含量、結構、構造特徵,結合岩漿岩的分類方案,進行初步定名。如果具有特殊的結構、構造、礦物組合時,要繪制素描圖。
二、薄片鑒定
在顯微鏡下研究岩石薄片就是精確地鑒定岩石特徵和准確地定名,即:准確確定岩石結構;進一步確定礦物成分、百分含量、次生變化;確定礦物結晶順序;岩石分類命名及繪圖。顯微鏡下鑒定岩石時,通常先在低倍鏡下瀏覽整個薄片,對以上各項有了大致認識後,再做詳細的觀察鑒定。
1.岩石的結構、構造
岩石的結構及其細節特徵一般都需要在顯微鏡下詳細鑒定。岩石作為礦物的集合體,具有總的結構特徵。其結構類型主要按顆粒大小、結晶程度、顆粒形態及礦物之間的相互關系進行劃分(表0-1)。除按顆粒大小劃分岩石結構時需測量統計以外,其他方法劃分時均可以通過觀察來判斷岩石的結構類型。
顆粒大小可藉助目鏡微尺及每小格長度來測定。每小格長度隨放大倍數不同而不同,可以藉助於物台微尺(圖0-1)和目鏡微尺求得。在顯微鏡下確定每小格的長度,常採用的方法是:物台微尺小格和目鏡微尺小格對齊(圖0-2),分別讀取物台微尺和目鏡微尺的格數,按照以下公式計算:
L=物台微尺格數×0.01mm/目鏡微尺格數
如圖0-2所示,目鏡微尺每小格長度L=50×0.01mm/100=0.005mm。
表0-1 岩漿岩的結構類型
圖0-1 物台微尺及鏡下特徵
圖0-2 測定目鏡微尺每小格長度圖解
上為目鏡微尺,下為物台微尺;圖中目鏡微尺100格等於物台微尺50格
在確定顆粒大小時,可以通過觀測礦物顆粒長軸所佔的目鏡微尺小格數乘以0.005mm而獲得。當換用不同放大倍數的物鏡時,其目鏡微尺每小格所代表長度不同,應按上述方法求得。統計礦物顆粒大小,按其平均值確定晶粒大小,如粗粒花崗結構、中粒輝長結構。
同時,還有一些具特殊意義的結構。如反映礦物同時結晶的結構:輝長結構、文象結構、蠕蟲結構;反映礦物生長有先後的結構:花崗結構、斑狀結構、包含結構、填隙結構、輝綠結構、環帶構造;反映次生變化的結構:溶蝕結構、次變邊結構、暗化邊結構等。
一個岩石薄片可以呈現多種結構,對斑狀結構的岩石,應對斑晶、基質的結構分別進行描述。另外還有一些岩石具有特殊的結構類型,如輝綠岩具輝綠結構、輝長岩具輝長結構、花崗岩具花崗結構、玄武岩具粗玄結構—拉斑玄武結構—間隱結構、安山岩具安山結構、煌斑岩具煌斑結構等。
岩石的構造一般在手標本上或野外進行觀察(表0-2)。顯微鏡下可以補充構造的細節特徵,如杏仁構造中充填物成分及環狀充填特徵等。
表0-2 岩漿岩的構造類型
2.礦物成分
先在低倍鏡下瀏覽整個薄片,了解大致有幾種礦物。再根據瀏覽結果,按照主要礦物、次要礦物、副礦物、次生礦物的順序進行概括描述,然後按照礦物含量由多到少逐個描述。對於常見礦物,主要觀察它的幾項鑒別特徵;對於比較罕見的礦物,則應系統地觀察測定礦物的光性,依據光性礦物學相關參考書准確鑒定;斑狀岩石的斑晶礦物和基質礦物要分別鑒定描述。
(1)鐵鎂礦物的鑒定
首先在低或中倍鏡下瀏覽整個薄片,根據顏色、多色性、晶形及表面特徵、晶粒大小、解理及解理交角、突起、干涉色、消光類型及消光角、雙晶、與其他礦物間關系、蝕變特徵等特徵的差別進行描述,然後一種一種地分開仔細描述。若開始沒有分出礦物,也可以在鑒定過程中再逐漸分開。如已確定有普通輝石,但在鑒定中又發現有干涉色低而消光角很小的類似顆粒,這顯然不是普通輝石,應該進一步鑒定確定。
對於固溶體系的鐵鎂礦物的精確成分測定,應抓住其特徵的光性來進行,如橄欖石成分的鑒定,主要藉助於光軸角2V和主折射率值的精確測定,然後查閱橄欖石類光性常數曲線來求得鎂橄欖石百分數和鐵橄欖石百分數的相對含量。
單斜輝石種屬鑒定在侵入岩中主要藉助於主折射率Ng 及平行(010)面上Ng∧C消光角進行確定。在火山岩中主要藉助於2V測定,來求得斜頑輝石和斜鐵輝石的相對含量。
(2)硅鋁礦物的鑒定
在中、低倍單偏光鏡下,根據晶形、解理、表面風化特徵以及邊緣色散效應,結合正交鏡下雙晶特徵了解存在硅鋁礦物的數量和種類。如他形、無解理、無雙晶、表面光潔、邊緣色散多為淡藍色的為石英;較自形、有解理、有聚片雙晶、卡鈉復合雙晶,風化產物呈點狀(絹雲母)者為斜長石;自形程度較差、有解理、風化產物淡褐色、邊緣色散多為金黃色的為鉀長石。染色法可以准確區分這三種礦物,並准確估計其含量。
若硅鋁礦物中存在斜長石,應鑒定斜長石的成分(牌號)。測定斜長石成分的方法很多,可以根據薄片中礦物特點進行選擇,或使用不同方法先後印證。通常採用的方法如下。
A.斜長石⊥[010] 晶帶最大消光角法
選擇一個具有鈉長石雙晶的斜長石,如圖0-3所示的步驟測定雙晶單體的消光角,取平均值。一般選擇3~5個顆粒分別測量,獲得各自平均值,選取其消光角的最大平均值。應用最大消光角平均值,確定斜長石的成分:如果岩石為噴出岩,查虛線;如果岩石為侵入岩,查實線(圖0-4)。
圖0-3 斜長石⊥(100)切面的鈉長石雙晶最大消光角鑒定步驟(1~3)
圖0-4 斜長石⊥[010]晶帶最大消光角與成分關系圖(據Burri,1967;轉引自楊承運,1989)
如果最大消光角小於20°,需要選擇消光角的正負,正突起取正值,負突起取負值,然後再進行查圖。
B.卡鈉復合雙晶消光角法
選擇一個具有卡鈉復合雙晶的斜長石,如圖0-5所示,分別測量卡鈉復合雙晶兩單體中鈉長石雙晶的消光角,求出各卡斯巴雙晶單體內鈉長石雙晶的消光角平均值(
如果兩個消光角平均值(
圖0-5 卡鈉復合雙晶消光角法的測量步驟(引自楊承運,1989)
圖0-6 斜長石⊥(100)切面上卡鈉復合雙晶消光角與成分關系圖(據Wright;轉引自楊承運,1989)
C.平行a軸微晶最大消光角法(微晶法)
對火山岩基質中的斜長石則可採用微晶法,選擇一個微晶,如圖0-7所示,分步測量微晶顆粒的消光角,消光位旋轉45°確定N′p方向,保證消光角為N′p∧a的角度。選擇5個以上微晶分別測定 N′p∧a的角度,獲得最大的消光角,查圖即可得到斜長石的成分(圖0-8)。
圖0-7 平行a軸延長的斜長石微晶消光角測量步驟(1~3)
如果消光角為0°~20°,要選擇消光角的正負,正突起查圖中An30的右側,負突起查圖中An30的左側。
圖0-8 斜長石平行a軸微晶最大消光角N′p∧a與成分的關系(引自楊承運,1989)
必要時可進一步採用油浸法、旋轉台法、旋轉針法精確測定折射率等關系特徵。若岩石具斑狀結構,斑晶和基質中均有斜長石,則需分別測定斑晶和基質中的斜長石成分;若斜長石具環帶結構,則需分別測定各帶中的斜長石成分,然後求出斜長石的平均成分,並確定環帶類型。
若硅鋁礦物中存在鉀長石,可通過光軸角2V、雙晶等特徵來進一步鑒定其種屬(圖0-9)。如2V極小(0°~30°),晶體透明如水者為透長石;2V中等者為正長石;2V大(70°~85°)者,具格子雙晶者為微斜長石,具條紋結構者為條紋長石。對於條紋長石還要區分正條紋長石和反條紋長石,若是正條紋長石,根據鉀長石種屬有微斜條紋長石和正長條紋長石之分,還要進一步劃分是交代條紋長石,還是分解條紋長石。
圖0-9 鹼性長石的鑒別程序(引自楊承運,1989,簡化)
(3)副礦物和次生礦物的鑒定
雖然副礦物和次生礦物對岩石鑒定命名不起決定作用,但它們對於了解岩石成因以及指示找礦具有重要的意義。特別是有些副礦物,如磷釔礦等,它們本身就能構成礦床。
岩漿岩固結後,在岩漿期後熱液及變質作用或者風化作用的影響下,部分或全部發生變化,研究這些變化可以推斷岩石生成的歷史,所以在薄片鑒定時一定要注意。
在顯微鏡下鑒定蝕變岩漿岩時,首先要把蝕變礦物和原生礦物區分開,進一步鑒定蝕變礦物種屬,並測定含量;其次必須分清礦物之間的相互交代關系,詳細研究交代結構,確定蝕變礦物生成順序,明確不同蝕變階段礦物共生組合類型。對於強烈蝕變的岩漿岩,還要根據殘余礦物和結構特徵來恢復原岩。
3.礦物百分含量的統計
礦物百分含量是定量礦物分類命名的主要依據,對於岩體間的岩石精確對比也具有重要的作用。
岩石原生礦物蝕變較弱,次生礦物含量較少且來源清楚時,可將次生礦物含量合並在對應原生礦物含量內。如果蝕變強烈,次生礦物含量較大或來源不清楚時,就對次生礦物單獨描述並估計含量。
(1)目測法
可以參照圖0-10比較確定礦物的百分含量。在比較時,必須注意:礦物顆粒大小不同,顆粒數目差別就會很大。礦物形狀不同,暗色礦物和淺色礦物的估計都會有一定的差異。
圖0-10 薄片中礦物含量估計參考圖(引自趙志丹等,2012)
(2)線測法
用一定長度和刻度的直線作為測量線,可測出單位測量線上所測礦物的截線長度。在鏡下可用目鏡微尺來進行,目鏡微尺上有100格的刻度尺。測量時記錄視域數及每個視域中微尺上被測礦物的截線格數;測完一線可以移動薄片100格的距離,繼續累計測線上被測礦物的截線格數,累計所測礦物的格數,根據記錄分別算出薄片中每種礦物在各測定直線上所截的格數之和與全部礦物的格數總和,各種礦物的長度比,約等於其面積比,由此計算出各種礦物的百分含量。
(3)面測法
在鏡下用目鏡微網測量礦物的百分含量。測量時在岩石薄片上選定測量面積,記錄在該視域中各種礦物所佔的網格數,如不滿一格時可合並估計。一個視域測完後移動岩石薄片,依次測量,統計各種礦物所佔格數和總格數,求出面積的百分含量。
4.次生變化
岩石的次生變化反映了其岩漿期後的變化歷史。若無次生礦物或次生礦物極少時,可描述為「岩石新鮮,未發生次生變化」。當次生礦物較多時,要描述何種原生礦物變成何種次生礦物,以及次生變化的方式(沿裂隙、解理發生次生變化,呈浸染狀或呈團塊狀、脈狀變化等)。此外,還需描述次生礦物的主要光學特徵以及次生變化強弱。如果次生變化極強,原生礦物已模糊不清或幾乎全部被次生礦物所代替,則納入變質岩范疇。
幾種原生礦物的常見次生變化見表0-3。
表0-3 岩漿岩常見的次生變化
岩石次生變化很多,可以是一種類型,也可以是多期次生變化類型的疊加,如為多種次生變化疊加時,要判斷次生變化類型的先後,並寫出判斷依據。
5.礦物結晶順序
確定礦物結晶順序是一項綜合性很強的工作。觀察薄片,確定岩漿期結晶礦物和岩漿期後礦物,如固結、交代、熱液和氣成礦物。首先確定岩漿期的礦物生成順序,然後再根據不同的成因確定岩漿期後結晶的礦物生成順序。確定岩漿中礦物結晶順序的方法如下。
(1)礦物的成因
要了解常見造岩礦物的大致成因,即礦物的成因分類,如正常(岩漿)礦物、成岩礦物、岩漿期後礦物、他生礦物、外生礦物等。
(2)礦物晶體大小
在常見的斑狀結構中,大晶體的斑晶一般先結晶,小晶體的基質常常後結晶。但對一些似斑狀結構則不適用,斑晶常與基質同時結晶。
(3)正確運用空間法則判斷結晶順序
在礦物結晶能力和其他條件相同的情況下,結晶中心不多時,先結晶的礦物有較充足的空間,因此其自形程度高,結晶顆粒大,並被晚結晶的礦物所包圍。
礦物顆粒的相對自形程度表明,自形程度高的礦物一般析出較早,自形程度低的礦物析出較晚。但應注意,這一原則不能機械套用。自形性不能說明各個礦物開始結晶的順序,它只能局部說明各礦物結晶結束的順序。此外,礦物自形程度往往決定於自身結晶能力的大小。
(4)正確運用反應原理確定順序,要注意全面觀察,多找證據,綜合分析
岩漿岩礦物按照結晶溫度由高而低依次結晶形成,在鮑文反應序列上部的礦物比下部的礦物早結晶;隨著岩漿溫度的下降,早析出的高溫礦物可以與岩漿反應生成序列中低位的礦物。
(5)礦物間的相互包裹關系
通常認為,被包裹的礦物形成一般早於包裹它的礦物(圖0-11)。但應用這一原則也需謹慎。例如,分解成因的正條紋長石,其中鈉長石條紋被包裹於鉀長石之中,但實際上它們生成並無先後,而是固結分解同時形成的。
(6)礦物的共生組合關系
岩漿岩中的副礦物一般先結晶,如花崗岩中的榍石和綠泥石,榍石為早期結晶生成。
(7)具有交代結構的岩漿岩礦物的結晶順序
具有交代結構的岩漿岩礦物的結晶順序與礦化關系密切。主要結構類型有交代假象、蠕英石(圖0-12)、交代條紋、反應邊、斑晶等。確定交代現象與順序的方法如下。
圖0-11 輝長岩中包橄結構(引自賴紹聰,2006)
輝石(Py)包裹橄欖石(Ol),橄欖石結晶早於輝石和斜長石(Pl)
圖0-12 輝長岩中礦物成因分析(引自賴紹聰,2006)
原生礦物:輝石(Py)、斜長石(Pl);次生礦物:黑雲母(Bi)、蠕英石(Q)
1)一種礦物被另一種礦物所蠶食,呈星點狀、網狀、島嶼狀時,殘留礦物為交代早期礦物;具港灣狀交代現象時,內灣一方的礦物為早期交代礦物。
2)岩石或礦物裂隙中為晚期充填及交代生成的礦物。
3)附著在另一礦物晶面上形成晶簇並插入某些礦物之中的礦物,為晚期交代生成的礦物。
4)與輝石的角閃石化、角閃石的黑雲母化(圖0-13)、黑雲母的白雲母化、鉀長石的條紋化等共生關系的礦物,如果兩礦物接觸處有榍石、綠簾石、磷灰石、螢石等礦物,後者為交代成因的礦物。反之則為反應邊結構,即岩漿結晶的產物。
圖0-13 角閃石的黑雲母化(引自賴紹聰,2006)
褐色黑雲母(Bi)交代無色、淡綠色角閃石(Hb)
5)侵入岩長石斑晶中包裹基質礦物殘余時,為晚期交代的長石斑晶。
6)噴出岩中礦物皆有熔蝕、暗化邊、扭曲、碎裂等現象,未具此類現象的礦物則為晚期生成的礦物。
在描述先後順序時,應同時說明分析、推斷的理由。
6.岩石定名
最後,簡單歸納上述各項典型特徵,以此為依據,結合岩漿岩各類岩石分類表進行岩石定名。例如,岩石具中細粒輝長結構,色率55,主要礦物組合為普通輝石和拉長石(An58),屬基性深成岩,並含貴橄欖石7%,則定名為橄欖輝長岩。
命名時通常要參考各大類岩石定量礦物分類命名表才能准確定名。
7.素描圖
素描圖是岩石鑒定報告中不可缺少的一部分,在未附照片時,主要依靠素描圖形象地再現鏡下的岩石特徵。盡管現在顯微照相比較普遍,但素描圖仍是常用的手段。與照片相比,素描圖具有重點突出表現現象的特點,畫素描圖還可鍛煉學生的觀察和思維能力。
根據鑒定人員想表現的內容來決定放大倍數。一般情況下,要反映較粗粒岩石特點或岩石整體結構、成分特點時,用低倍物鏡或中倍物鏡;要反映局部結構或隱晶質、玻璃質結構或礦物內部某些特點時,則用中—高倍物鏡。
一般標準是以主要礦物在素描圖上佔10mm為宜。選擇典型的、能代表岩石特徵的視域非常重要。
素描圖既要力求真實,又要突出重點、具有代表性,可略去不必要的內容,不要過分追求藝術效果,一般應反映三方面的內容(圖0-14):
圖0-14 黑雲母花崗岩(具花崗結構)素描圖(單偏光,10×10)
Q—石英;Pl—斜長石;Af—鹼性長石(條紋長石);Bi—黑雲母
1)礦物成分及其含量相對比例。
2)岩石結構:包括礦物顆粒的相對大小、自形程度、形態、相互關系等。
3)礦物本身的性質:靠鉛筆的粗、細、輕、重分出單偏光鏡下觀察到的突起等級、糙面、解理等,礦物的顏色以及正交偏光鏡下的干涉色用彩筆填色。礦物名稱用代號標出,在圖的下方可配以簡單的文字說明,並註明單偏光或正交偏光、放大倍數或視域直徑。
⑼ 觀察岩石的方法有哪些,可以從哪幾個方面進行
1、肉眼觀察:就是用眼睛去看岩石,觀察內容包括顏色(表面風化後顏色和斷開面新鮮顏色)、結構、構造、顆粒或礦物成分及大致含量。
2、顯微鏡觀察:特別是顆粒非常細的岩石,肉眼無法看出有什麼礦物,顯微鏡下可以用不同放大倍數來觀察,確定礦物組成及每種礦物的含量,確定礦物顆粒的大小與形狀、岩漿岩和變質岩中礦物的自行結晶程度或沉積碎屑岩中顆粒的磨圓度等。
可以從岩石的:顏色、礦物成分及含量、結構、構造、蝕變、礦化、風化產物、特殊結構、構造方面觀察。
(9)岩漿岩肉眼鑒別方法和步驟擴展閱讀:
岩石按其成因主要分為火成岩(岩漿岩)、沉積岩和變質岩三大類。整個地殼中,火成岩大約佔95%,沉積岩只有不足5%,變質岩最少。不過在不同的圈層,三種岩石的分布比例相差很大。地表的岩石中有75%是沉積岩,火成岩只有25%。距地表越深,則火成岩和變質岩越多。地殼深部和上地幔,主要由火成岩和變質岩構成。火成岩占整個地殼體積的64.7%,變質岩佔27.4%,沉積岩佔7.9%。其中玄武岩和輝長岩又佔全部火成岩的65.7%,花崗岩和其他淺色岩約佔34%。
⑽ 如何區別岩石中的暗色礦物特別是輝石、角閃石、黑雲母(用肉眼,不是鏡下)
一、鑒定內容和方法: 超基性岩:橄欖岩、輝石岩、角閃岩、金伯利岩
基性岩:輝長岩、輝綠岩、玄武岩
中性岩:閃長岩、安山岩、正長岩、粗面岩
酸性岩:花崗岩、流紋岩
脈岩:煌斑岩、細晶岩
對照所列岩漿岩的主要鑒定特徵,在肉眼下藉助於放大鏡、小刀等觀察不同岩石類型的主要礦物成分、結構構造等特徵。
二、岩漿岩肉限鑒別方法和步驟
對岩漿岩手標本的觀察,—般是觀察岩石的顏色、結構、構造、礦物成分及其含量、最後確定岩石名稱。
1)顏色:主要描述岩石新鮮面的顏色,也要注意風化後的顏色。
直接描述岩石的總體顏色,如紫、綠、紅、褐、灰等色。有的顏色介於兩者之間,則用復合名稱,如灰白色、黃綠色、紫紅色等。
岩漿岩的顏色反映在暗色礦物和淺色礦物的相對含量上。一船暗色礦物含量>60%稱暗色岩;在60—30%的稱中色岩;<30%則稱淺色岩。
2)結構:根據岩石中各組分的結晶程度,可分為全晶質、半晶質、玻璃質等結構。
岩漿岩結構的描述內容和方法:
全晶質顯晶質
粗粒:>5mm;中粒:1~5mm;細粒:<lmm; 描述總體礦物及各不同礦物的顆粒大小,形態及在岩石中的含量
不等粒:描述最大、最小及中間大小顆粒的大小及含量
似斑狀結構:大的為斑晶,小的為基質。描述斑晶基質的相對含量,成分、形狀,大小
隱晶質
描述顏色、斷口特點
半晶質
斑狀結構(玻璃質+結晶質):描述斑晶成分、形狀、顆較大小及含量;基質部分的含量,顏色、斷口特點
玻璃質
描述顏色、斷口特點
3)構造:侵入岩常為塊狀構造,岩石中的礦物無定向排列;噴出岩常具氣孔狀、杏仁狀和流紋狀構造。要注意描述氣孔的大小、形狀、杏仁的充填物及氣孔、杏仁有無定向排列。
4)礦物成分:礦物成分及其含量是岩漿岩定名的重要依據。岩石中凡能用肉眼識別的礦物均要進行描述。首先要描述主要礦物的成分、形狀、大小、物理性質及其相對含量,其次對次要礦物也要作簡單描述。
5)次生變化:岩漿岩固結後,受到岩漿期後熱液作用和地表風化作用,往往使岩石中的礦物全部或部分受到次生變化,若變化較強,就應描述它蝕變成何種礦物。如橄攬石、輝石易成蛇紋石,角閃石、黑雲母常變成綠泥石,而長石則變成絹雲母、高嶺石等。
6)岩石定名:在肉限觀察和描述的基礎上定出岩石名稱。
顏色+結構+岩石基本名稱,如淺灰色粗粒花崗岩;灰黑色中粒輝長岩
岩漿岩的分類定名,初學的可按以下步驟進行:
(1) 觀顏色、初定類:岩石的顏色反映了礦物成分及其含量,是岩石分類命名的直觀依據。但需指出,在估計暗色礦物含量時,易產生肉眼視覺上的誤差。淺色礦物覆於暗色礦物之上時,由於它的透明性,易把它看成暗色礦物,故對暗色礦物含量的估計,往往偏高。另尚要注意次生變化的顏色的影響。
(2) 辯礦物定大類:在據顏色分成三大部分基礎上,再根據礦物種類、含量和共生組合特徵把岩石分成(1)超基性岩,(2)基性岩,(3)中性(鈣鹼性)岩,(4)酸性岩,(5)鹼性岩等五類,即可確定岩石屬哪一大類。
方法:指示礦物分兩頭,暗色礦物分中間,共生礦物來檢驗。石英>20%為酸性岩;橄欖石(+輝石,或角閃石)>90%為超基性岩;中、基性岩皆為斜長石+色暗礦物;中、基性岩的劃分除色率外,主要有以下兩點規律:①暗色礦物種類:中性岩石以角閃石為主,基性岩以輝石為主;②共生礦物種類:基性岩與超基性岩可找到少量橄欖石;中性岩與酸性岩相鄰,可找到少量石英和肉紅色鉀長石。酸性岩和鹼性岩顏色都是近肉紅色,兩者的區分主要根據:鹼性岩的石英和斜長石(灰白色)含量都很少。
對具斑狀結構的噴出岩和淺成岩,基質是隱晶質,肉眼則難以鑒定其成分,主要依靠斑晶來定名。因為斑晶一般是由岩石中的主要礦物組成的,故據斑晶礦物也可定類名。
對於無斑晶的隱晶質結構岩石,則只有根據岩石顏色和緻密堅硬程度大致判斷。含SiO2較高的酸性隱晶質岩石往往硬度較大。
(3)看結構(構造),推環境(產狀):同類岩石成分相同,但每類根據不同的產狀分成深成岩、淺成岩和噴出岩三種,分別給以不同的岩石種名。岩石產狀即岩石生成環境,主要反映在結構、構造上。
自然界中的岩石類繁多,並且在各類之間存在許多過渡類型。如某岩石中以角閃石、斜長石為主,次要礦物為石英(達5—20%)、鉀長石(達20%)、黑雲母等,岩石應介於中酸性之問,定為花崗閃長岩;有的介於噴出岩和淺成岩之間,稱之超淺成岩。
(4)根據岩石的顏色、主要,次要礦物成分含量及結構構造詳細定名。
對於侵入岩:顏色+結構+基本名稱如:黑灰色中粒輝長岩
對於噴出岩:顏色+構造+基本名稱如:黑色氣孔狀玄武岩
岩漿岩的系統分類表:
2、岩漿岩肉跟鑒定描述舉例:n號標本
黑灰色,風化面略顯黑綠色,等粒中粒結構,顆粒一般在l一1.5毫米,塊狀構造,主要礦物為斜長石和輝石,各佔55%和40%左右。斜長石為灰白色,柱狀或粒狀,時見解理面閃閃有光,玻璃光澤,輝石為黑色,短柱狀,玻璃光澤,有的解理面清晰。岩石較新鮮,末遭次生變化。根據上面描述的n號標本岩石的各種特徵可定為基性、深成岩,定名為:黑灰色中粒輝長岩。
一、岩漿岩主要造岩礦物野外鑒定
1、石英石英是花崗岩類岩石的主要礦物。其形態除在文像花崗岩中呈蠕蟲狀外和在淺成岩和噴出岩中可呈六方雙錐的斑晶外,在絕大多數情況下呈它形粒狀的晶體。顏色從無色到煙灰色。晶面呈玻璃光澤,但常見到的是斷口面上的油脂光澤。與鉀長石、酸性斜長石、黑雲母共生。抗風化能力強,在岩石風化面上常呈現出明顯的凸起。與長石的區別在於無解理,看不到雙晶,油脂光澤和無風化產物。
2、鉀長石鉀長石包括正長石、微斜長石、條紋長石、透長石等。產於侵入岩中的主要是正長石和微斜長石,在淺成岩和噴出岩中可以是透長石。條紋長石是正長石或微斜長石與鈉長石交生的產物,其中正長石或微斜長石多於鈉長石。顏色是鑒別鉀長石的一個重要標志。鉀長石通常是肉紅色的,但也有呈紫紅色、白色、灰白色,甚至灰黑色。鉀長石在風化過程中顏色會發生改變,肉紅色可變成灰白色,灰白色也可變為肉紅色。而且酸性斜長石也常呈肉紅色。因此,顏色不能作為鉀長石鑒定時的特徵性標志。產於深成岩中的鉀長石、微斜長石常呈它形粒狀晶體。當鉀長石在斑狀、似斑狀岩石中構成斑晶時,常呈板狀、板柱狀自形的晶體。野外鑒定長石時要特別注意雙晶的觀察。當旋轉標本,發現長石解理面上出現一半反光,一半不反光時,此即為卡斯巴雙晶;當出現相間反光時即為聚片雙晶。鉀長石常具卡斯巴雙晶,而斜長石常具聚片雙晶。這才是區別鉀長石和斜長石最重要的標志。如果在大的鉀長石晶體上,見有根須狀的細脈,而且細脈的顏色又較淺,則為條紋長石。鉀長石風化時,常生成白色的土狀高嶺石。
3、斜長石斜長石廣泛出現在各類岩漿岩中。斜長石的種類和含量對於岩漿岩的分類和鑒定至關重要。斜長石可呈不同的色調,一般基性斜長石顏色較深,為深灰色到灰白色;酸性斜長石顏色較淺,可呈灰白、肉紅色。基性斜長石由於遭受鈉黝簾石化,其蝕變產物常帶綠色色調;而酸性斜長石易絹雲母化,其風化產物多呈灰白色。在基性淺成岩或噴出岩(如輝綠岩、玄武岩)中,由於斜長石顏色較深且結晶細小,因此很難辯認。這時,可採集半風化的標本觀察,由於斜長石風化後顏色變淺,而與暗色礦物易於區別。聚片雙晶是斜長石的重要鑒定標志。將標本向不同方向旋轉,直到用野外或放大鏡看到晶面或解理面上出現一組平行的明暗相間的直線或折線,這就是雙晶紋。一般情況下,酸性斜長石雙晶紋密集且平直,而基性斜長石的雙晶紋較稀且不夠平直。
4、普通角閃石普通角閃石是閃長岩、正長岩中常出現的礦物,也常出現在花崗岩中。普通角閃石多呈黑色、暗綠色,有時為褐色。在侵入岩中的角閃石多呈長柱狀晶體,但在某些花崗岩、花崗閃長岩中,角閃石的一向伸長的結晶習性並不顯著。角閃石在解理、光澤、硬度上與輝石相近,因此易與輝石混淆。野外鑒定時可根據解理夾角相區分。具體做法是:在照射光下看到一組反光良好的階梯狀反光面(解理面),然後在眼睛的注視下轉動標本,直到觀察到第二組反光面,其旋轉角度就是解理夾角。估計這個角度,若近90度,即為輝石;若為較明顯的銳角或鈍角,則為角閃石。另外,普通角閃石常與石英、鉀長石、黑雲母共生;而輝石則常與橄欖石、基性斜長石共生。在花崗岩中,普通角閃石與黑雲母有時也會混淆,其區別在於,角閃石硬度大於小刀,用小刀刻劃只能得到碎屑狀顆粒,解理面上為玻璃光澤;而黑雲母硬度小於小刀,用小刀可挑成薄片,解理面具珍珠光澤。另外,遭受風化後的角閃石常具綠色色調,而黑雲母風化後常具褐色色調。
5、輝石輝石為超基性岩和基性岩中最主要的礦物,另外在安山岩中常以斑晶出現。大多數輝石呈綠黑色,少量輝石呈灰綠色(如透輝石)。產於侵入岩中的輝石一般呈等軸的粒狀。輝石具兩組近於垂直的解理,常構成不整齊的階梯狀斷口。輝石最常見的次生變化是蛇紋石化和纖閃石化。蛇紋石交代輝石常形成具絲絹光澤的「絹石」。
6、橄欖石橄欖石是超基性岩和基性岩中常見的礦物,其含量是這兩類岩石分類鑒定的重要依據。新鮮的橄欖石是砂糖狀晶體,呈橄欖綠色或黃綠色,一般為油脂光澤,貝殼狀斷口,不具解理,因此較易與輝石區別。侵入岩的橄欖石常蝕變為蛇紋石和滑石,由橄欖石蝕變的蛇紋石常呈黑綠色、黑色,具油脂光澤,並常可見由細粒磁鐵礦組成的網狀細脈。噴出岩(玄武岩)中橄欖石斑晶常蝕變成褐紅色的具橄欖石假象的伊丁石。橄欖石是抗風化能力很弱的礦物,地表露頭上很難見到新鮮的橄欖石。
7、黑雲母黑雲母主要出現在酸性的岩石中,新鮮的黑雲母呈黑色或黑褐色,風化後褪色,常呈金黃色,解理極完全,常呈片狀,在手標本中常可見到與晶體大小一致的平整的反光面,並可見珍珠光澤,硬度小於小刀。根據以上特徵,不難將它與普通角閃石、輝石相區分。
8、霞石霞石僅出現在SiO2不飽和的鹼性岩中。侵入岩中的霞石因結晶常呈它形粒狀,顏色為肉紅色或灰白色,解理不完全,常具油脂光澤,易與石英混淆。與石英的區別是,石英一般呈煙灰色,在風化面上呈凸起狀,而霞石一般呈肉紅色,抗風化能力弱,常有風化產物存在。另外石英一般與富鉀的鹼性長石、酸性斜長石、黑雲母共生,而霞石常與富鈉的鹼性長石(如歪長石)、鹼性輝石共生。根據解理不發育、油脂光澤,可與正長石區分。
二、礦物含量
確定礦物含量,對於岩漿岩准確定名是十分重要的。下面介紹野外估計岩石中礦物含量的兩種方法。
1、目估法目估法是用野外估計岩石中礦物的含量,其准確性與經驗有關,誤差較大。目估礦物含量時,由於暗色礦物比較醒目,所估含量往往偏高,這是應當避免的。
2、直線法直線法是在野外選定的有代表性的露頭上,用小鋼尺測量若干平行直線段上某礦物的長度並作出記錄,然後根據下式求出欲測礦物的體積百分含量。
某礦物在岩石中體積百分含量=該礦物所測的總長度/測線總長度*100%原則上,直線段越長,測得的結果越准確。一般測線總長度不應小於礦物顆粒粒徑的100倍,線段間距不應小於礦物的平均粒徑。
三、岩漿岩野外鑒定表
岩漿岩野外鑒定時,除了要對岩石中的礦物及含量進行觀察外,還要對岩石的結構、構造、岩體的產狀進行系統研究,以確定岩漿岩冷凝的部位,這樣才能對岩漿岩正確鑒定。根據岩漿岩冷凝的部位,可將岩漿岩分為深成岩、淺成岩、次火山岩、火山岩。這四類岩漿岩的特徵見表1
表1冷凝深度不同的各類岩漿岩岩性特徵
類型 深成岩
淺成岩
次火山岩
火山岩
產狀深度
岩株、岩基、岩盆、岩蓋、岩牆
小岩株、岩盆、岩蓋、岩脈、岩牆
小的岩株、火山頸、岩枝、岩脈
火山錐、熔岩流、熔岩被
結構
中粗粒等粒
似斑狀
細粒、斑狀
斑狀、細粒
玻璃質、半晶質、細粒
構造
塊狀
塊狀、流動
塊狀、流動
氣孔、杏仁、柱狀節理
礦物成分
鉀長石可能為微斜長石,斜長石環帶不發育
斜長石環帶發育,可能出現高溫礦物如β-石英、透長石等。
出現β-石英、透長石等高溫礦物
出現高溫礦物,含水斑晶礦物可能具暗化邊
圍岩
一般為區域變質岩
可能為沉積岩、岩漿岩、變質岩
火山岩、沉積岩、變質岩
沉積岩、火山岩
1、深成岩野外鑒定表
深成岩野外鑒定時,要考慮岩石的色率,石英、橄欖石、似長石的有無和含量,鉀長石和斜長石的有無及含量,以及暗色礦物的種類等。在鑒定時可參照表2。
表2最常見的深成岩野外鑒定表
岩石大類 超基性岩
基性岩
中性岩
酸性岩
鹼性岩
指示礦物
色率>90
色率90~35
色率35~15
色率<15
色率不定
無石英
一般無石英
石英5~20%
石英>20%
無石英有似長石
有鉀長石
AP
(石英)正長岩
花崗岩
霞石正長岩
A≈P
(石英)二長岩
二長花崗岩
A<<P
(石英)閃長岩
花崗閃長岩
基本上只有斜長石
P+角閃石
P+輝石
輝長岩
斜長石為主
斜長岩
斜長花崗岩
無長石
橄欖石為主
橄欖岩
輝石為主
輝石岩
角閃石為主
角閃石岩
註:A為鉀長石,P為斜長石
2、淺成岩(包括次火山岩)的野外鑒定
淺成岩(包括次火山岩)的野外鑒定,大致可採用與深成岩相似的方法。淺成岩由於結晶細、結構變化大,因此對斑晶的礦物成分和結構應給予特別注意。野外鑒定淺成岩可參照表3
表3淺成岩(包括次火山岩)野外鑒定表
超基性岩
基性岩
中性岩
酸性岩
鹼性岩
色率>90
色率90~35
色率35~15
色率<15
色率不定
橄欖石
輝石、斜長石
角閃石斜長石
鉀長石
鉀長石、斜長石、石英
鉀長石、似長石
細粒—微粒
苦橄岩
細(微)晶輝長岩、輝綠岩
細(微)晶閃長岩
細(微)晶正長岩
細(微)晶花崗岩
細(微)晶霞石正長岩
斑狀結構
基質細、微粒
苦橄玢岩、金伯利岩
輝長玢岩、輝綠玢岩
閃長玢岩
正長斑岩
花崗斑岩
霞石正長斑岩
基質玻璃質-隱晶質
玄武玢岩
安山玢岩
粗面斑岩
流紋斑岩
3、火山岩的野外鑒定表
火山岩結晶差,基質常為隱晶質、玻璃質,野外鑒定時主要根據顏色、結構、斑晶成分和次生變化。
火山岩的顏色一般要比相應成分的侵入岩顏色深。火山岩的斑晶礦物一般要比基質中的礦物「基性」。例如在安山岩中常見輝石斑晶,而在玄武岩中常見橄欖石斑晶。火山岩野外鑒定可參考表4。
表4各類火山岩野外鑒定主要特徵表
玄武 岩
安山 岩
流紋 岩
粗面 岩
響岩
顏色(新鮮面)
黑綠色至黑色
紫色、紫紅色
粉紅、灰白、淺灰、紫色、灰綠色
淺灰、灰紫
深灰、深灰綠色
斑晶成分
輝石、基性斜長石、有時為橄欖石(可變伊丁石)
輝石、角閃石、斜長石、黑雲母(斜長石斑晶常見)
石英、透長石
透長石、黑雲母、角閃石
白榴石、透長石
結構
細粒—隱晶質
隱晶質、斑狀結構
隱晶質、玻璃質
隱晶質
隱晶質
構造
氣孔、杏仁
氣孔、杏仁
氣孔、杏仁、流紋
氣孔、杏仁、流紋
氣孔、杏仁、流紋
次生變化
綠簾石、綠泥石、黝簾石、碳酸鹽
同左
高嶺土化
高嶺土化
四、野外描述
岩漿岩野外描述是岩漿岩野外地質記錄的一項重要工作。對於室內鑒定也有重要意義。描述要力求做到全面、准確、精煉,使閱讀者看過描述後能對該岩石有一個較全面的清晰映象。這就需要觀察仔細、描述語言規范、,准確運用地質術語,遵照共同遵守的描述順序。
野外對於岩漿岩描述的主要內容和順序是:顏色、結構、構造、主要礦物和次要礦物的種類和含量、次生變化、產狀等。
在描述顏色時,要區分原生色和次生色,並分別加以描述。注意在節理或接觸帶附近,由於地下水淋濾或地下水中物質沉澱以及同化混染作用而引起的岩石顏色的變化。
在描述岩石的結構時,應注意將斑晶結構與基質結構分開加以描述,並要求估計出斑晶含量和斑晶中不同礦物的含量。
在描述礦物時,除了對礦物主要特徵、含量進行描述外,對礦物的次生變化應給予充分注意。
岩漿岩野外描述舉例
1、輝綠玢岩:新鮮面為灰黑色,風化面為灰綠色,斑狀結構,基質為中細粒輝綠結構,塊狀構造,主要礦物為輝石和斜長石。少量(5%)的斜長石構成了斑晶。在風化面上可見斜長石呈自形的長條形晶體,輝石呈它形粒狀充填於斜長石晶體的空隙中,斜長石和輝石大約各占岩石的一半,有少量黃鐵礦,在地表已風化成褐鐵礦,長石已風化變為高嶺石。
2、花崗岩:新鮮面為灰黃色,風化面常為黃褐色;中粗粒結構,塊狀構造;主要礦物為鉀長石(60%)和石英(30%);次要礦物為角閃石和黑雲母(10%);鉀長石雙晶不明顯,顏色為灰黃色、它形粒狀;石英為煙灰色,油脂光澤,它形粒狀;角閃石呈黑色,粒狀;黑雲母風化後呈金黃色,珍珠光澤,片狀,一組極完全解理。