⑴ 实习六 肉眼识别常见岩浆岩及相关的矿石
一、目的
观察岩浆作用产物的特征,识别常见岩浆岩及相关的矿石,加深理解岩浆作用及相关的内生成矿作用过程。
二、要求
(1)在老师指导下,了解观察岩浆岩的一般方法,分析岩浆岩的矿物成分、结构、构造特点及其与岩浆性质、形成条件之间的关系。
(2)认真观察常见岩浆岩及相关的矿石,并填写实习报告。
(3)参观标本:花岗伟晶岩、细晶岩、火山弹、火山角砾岩、凝灰岩和火山玻璃。
三、实习内容
运用已有的矿物知识,并借助简单的设备,认真观察岩浆岩及相关矿石的颜色、结构、构造及矿物成分等;对差异不明显的标本(如花岗岩和花岗闪长岩)要进行细致的对比;观察时可参考常见岩浆岩及相关矿石特征的描述,最后将观察结果整洁清楚地填写在实习报告表中。
1.颜色
颜色指岩浆岩外表的总体颜色,而不是指单个矿物颗粒的颜色。颜色往往反映岩浆岩的矿物成分或化学成分的变化,是肉眼鉴定岩浆岩并进行分类的重要标志之一。从超基性岩至酸性岩,颜色一般由深变浅,即暗色矿物(铁镁矿物)的含量逐渐减少,色率降低。颜色由深变浅,通常描述为:黑色、绿黑色、灰黑色、深灰色、灰色、灰绿色、暗红色、浅红色、灰白色和肉红色等。
2.结构
结构指组成岩浆岩的矿物的结晶程度、颗粒大小、形态及其相互关系。影响岩浆岩结构的因素主要是岩浆的冷凝速度。岩浆的冷凝速度主要受岩浆的成分、温度、黏度以及所处深度等因素所控制。
(1)根据显晶质和非晶质(玻璃质)矿物的相对含量,可将岩浆岩结构分为三类:
全晶质结构岩石全部由矿物晶体组成,不含玻璃质。这种结构一般是深成岩的特点,它表示在岩石形成过程中具有良好的结晶条件和缓慢冷却的结晶过程。
玻璃质结构岩石几乎全部由未结晶的火山玻璃质组成。主要出现在酸性熔岩或浅成、超浅成侵入体的边部。这是岩浆快速冷凝的产物。
半晶质结构岩石中既有矿物晶体,又有玻璃质。在熔岩及超浅成侵入体边部常见这种结构。其中的晶体部分是在地下深处冷凝、结晶的,玻璃质部分则是在地表或接近地表的环境中快速冷凝的结果。
(2)根据矿物颗粒的绝对大小,可分为:粗粒结构(颗粒直径>5mm)、中粒结构(5~1mm)、细粒结构(1~0.1mm)。这三种结构在肉眼或放大镜下均能分辨出矿物颗粒,统称为显晶质结构。如果颗粒十分细小(<0.1mm),在肉眼或放大镜下不能分辨,但在显微镜下能看出晶粒,则属于隐晶质结构。具有显晶质、隐晶质和玻璃质结构的岩浆岩标本有如下特征,观察时要认真对比。
显晶质结构 岩石断面粗糙,矿物颗粒肉眼可见,能在标本中确定主要矿物成分。
隐晶质结构 岩石断面平整,矿物颗粒肉眼看不清楚,难以确定主要矿物成分。
图实6-1 由颗粒相对大小命名的结构类型
玻璃质结构 岩石断面光滑,常见贝壳状断口,断面具玻璃光泽或松脂光泽。
(3)按矿物颗粒的相对大小(图实61),可分为:
等粒结构 岩石中同类主要矿物颗粒直径大小基本一致。
不等粒结构 同类主要矿物颗粒大小不等。
斑状结构 同类矿物由大小截然不同的两类颗粒组成,大的叫斑晶,为显晶质;小的叫基质,为隐晶质或玻璃质。其间没有中等大小的颗粒,可与不等粒结构相区别。斑状结构是浅成岩和喷出岩中常见的结构。
似斑状结构 同类矿物由大小不同的两类颗粒组成,但斑晶和基质都是显晶质的,基质可以是中粒、细粒甚至粗粒的。这种结构常见于浅成岩和深成岩中。
3.构造
构造指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合体与其他部分之间的排列、充填与组合方式。岩浆岩的构造有以下几种主要类型:
块状构造 指岩石中的各种组分均匀分布,没有定向排列,是岩浆岩中最常见的一种构造。
带状构造 颜色、粒度或成分不同的矿物集合体有规律地逐层交替成条带状,近于平行排列。带状构造主要发育在岩体边部以及同化混染作用或结晶分异作用较强的岩体中。
流纹构造 为流纹岩的典型构造,表现为不同颜色和结构的条带以及矿物斑晶、拉长气孔等的定向排列,是熔岩在流动过程中逐渐冷凝而形成的,常见于酸性或中酸性熔岩中。
气孔构造和杏仁构造 是熔岩中常见的构造。岩浆喷溢出地表,由于冷却速度较快,其中所含的气体来不及全部逸出,冷凝后留下气孔,称为气孔构造。气孔的拉长方向可指示熔浆流动方向。如果气孔后来被外来矿物质所充填,宛如杏仁,则称为杏仁构造。
晶洞构造 侵入岩中近于圆形或椭圆形的原生孔洞称为晶洞,它是富含气体的酸性岩浆在冷凝过程中,气体残留在岩浆岩体内,冷凝、收缩和结晶后构成大小不一的晶洞,直径可由数厘米至数十厘米。这种构造在花岗岩中较常见,晶洞壁上常发育晶形完好的石英、长石晶体。
结构和构造是岩浆岩分类命名的重要依据,是岩石形成过程中地质及物理化学条件的反映,因而结构和构造可以表明形成于不同环境的岩浆岩类型,即深成岩、浅成岩或喷出岩。例如,玻璃质结构、气孔构造、流纹构造等为喷出岩所特有;深成岩具有中粗粒全晶质结构和块状构造;浅成岩呈过渡的特点,在不同的部位往往可以具有喷出岩或深成岩的结构与构造。
4.矿物成分
矿物成分的研究是岩浆岩分类和命名的主要依据,对于了解岩浆岩的化学成分、形成条件及成因具有重要的意义。鉴定岩浆岩标本的主要任务之一就是要确定矿物的种类及其相对含量。
岩浆岩的矿物种类繁多,常见的有20余种,其中最主要的是橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石和石英。根据化学成分,可以把这七种矿物分为铁镁矿物和硅铝矿物两大类。
铁镁矿物 富镁、铁、钛、铬的硅酸盐矿物,其中SiO2含量相对较低,包括橄榄石、辉石、角闪石和黑云母等。它们颜色较深,故又称为深色或暗色矿物。
硅铝矿物 富钾、钠、钙的铝硅酸盐矿物和石英,FeO、MgO含量很低,包括钾长石、斜长石和石英等。由于它们颜色较浅,又可称为浅色矿物。
岩浆岩中暗色矿物所占的体积百分含量称为色率。例如,超基性岩的色率一般约90,基性岩约50,中性岩约30,酸性岩约10。
在鉴别矿物时,特别要注意辉石与角闪石、斜长石与钾长石的区别,是否含石英以及石英的含量。
辉石和角闪石 通常都呈绿黑色,风化后绿色调增强。辉石一般呈粒状、短柱状,断面近似正方形或圆形,多出现在基性岩中;角闪石一般呈长柱状,横断面近似菱形,多出现在中酸性岩中。
斜长石和钾长石 大多数发育良好的解理面,因而在岩石中表现出鲜明的灰白色和肉红色。将斜长石颗粒置于反光条件下,常见窄板状或明暗相间的聚片双晶;钾长石则多呈浅肉红色,宽板状,常见半明半暗的卡斯巴双晶。
石英 在岩石中一般呈浅灰色,粒状或不规则状,不平坦断口,断口油脂光泽,经常与钾长石共生。按说石英应该是无色透明的矿物,当石英矿物内气液包裹体较多时应该是白色的,但是由于岩石内石英颗粒表面不平整,光线射进去以后,反射出来的较少,所以通常都呈现为浅灰色,有点半透明的感觉。
根据不同矿物的含量又可分为:
主要矿物 指含量多,并且在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。例如,花岗岩类中的钾长石、斜长石和石英都是主要矿物,缺少其一就不能称为花岗岩类。
次要矿物 指含量较少,对于划分岩石大类不起作用,但对确定岩石种属起到一定作用的矿物,含量一般在1%~10%左右。例如,闪长岩类中石英含量>5%者,可称石英闪长岩,无石英或石英含量<5%者,则称闪长岩,二者均属闪长岩类。
副矿物 指含量很少,通常<1%,在一般岩石分类命名中不起作用的矿物。常见的有独居石、磷灰石、榍石、磁铁矿等。
5.岩浆矿床及常见矿石
岩浆在地壳深处经过分异作用、结晶作用,使分散在岩浆中的成矿物质聚集而形成的矿床称为岩浆矿床。岩浆矿床的主要特征:其形成过程和母岩体的冷凝结晶过程在时间上大体一致;矿体主要产在母岩体内,有的矿床整个岩体就是矿体,如含金刚石的金伯利岩筒,含浸染状铬铁矿的纯橄榄岩体等;矿石的矿物组成与母岩基本相同,只是矿石中矿石矿物(有经济价值的矿物)相对富集,如纯橄榄岩中铬尖晶石一般含量<1%,属于副矿物,如果含量达到15%时就构成了铬铁矿矿体,这表明岩浆岩中的有用组分富集到能为工业利用的程度就形成了岩浆矿床。
岩浆矿床的主要类型:镁质超基性岩中的铬(铂)矿床、铁质基性岩中的含钒钛铁矿磁铁矿矿床、镁铁质基性超基性岩中的铜镍(铂)硫化物矿床、金伯利岩中的金刚石矿床。
矿石的矿物组成与岩浆矿床的形成条件、矿床类型等有关。例如,西藏罗布莎铬铁矿矿床,矿石矿物以铬尖晶石为主,还有少量磁铁矿和微量针镍矿;脉石矿物以橄榄石、蛇纹石为主,次为辉石、铬石榴子石、铬绿泥石、铬云母等。
在实习时,注意观察铬铁矿、钒钛磁铁矿、铜镍硫化物矿等矿石的特征。
四、常见岩浆岩的主要特征
岩浆岩种类很多,现已知达1100多种。根据化学成分、矿物成分、结构、构造及产状等特征,可以对岩浆岩进行分类(表实6-1)。
表实6-1 岩浆岩分类简表
花岗岩 肉红、浅灰或灰白等色,主要矿物有石英、钾长石和斜长石,石英含量一般>20%,且钾长石通常多于斜长石,两类长石的总含量常达75%左右,次要矿物(约5%)为黑云母和角闪石。通常为中粗粒等粒结构,常见块状构造。有些花岗岩的钾长石斑晶很大,呈似斑状结构,称为似斑状花岗岩。花岗岩为酸性深成侵入岩,常呈岩基或岩株产出,有时也可呈较小的岩盖、岩墙产出,是大陆山区最常见的侵入岩。
花岗闪长岩 浅肉红、浅灰、灰白等色。主要矿物为斜长石、钾长石和石英,斜长石明显地多于钾长石,两类长石的总含量常占75%左右,石英含量一般在10%~20%之间;次要矿物为黑云母和角闪石,含量达10%~15%。一般呈中粗粒等粒结构,块状构造。花岗闪长岩为深成侵入岩,是花岗岩与闪长岩之间的过渡类型。岩浆岩中以花岗岩的石英含量为最高,但它们绝对不会超过30%。这一点是岩浆岩与沉积岩在矿物成分上的重要区别,沉积岩中,尤其是砂岩,石英含量经常可以超过50%,以至于几乎全部都是由石英所组成的。
花岗斑岩 颜色及矿物成分与花岗岩相当,为浅成岩。斑状结构,块状构造。斑晶主要为钾长石和石英,基质为肉眼难以辨认的细粒或隐晶质的石英、钾长石、斜长石及少量暗色矿物。花岗斑岩常呈岩脉产出。
流纹岩 灰色或浅紫红色,矿物成分与花岗岩相当,为喷出岩。斑状结构,斑晶多为高温石英(六方双锥,晶形发育较好,横断面常表现为六边形或四边形,无色透明)和钾长石,基质呈隐晶质或玻璃质,常具流纹构造、气孔构造与杏仁构造。
黑曜岩 黑色或褐色。成分与花岗岩相当,但几乎全部由玻璃质组成,为酸性玻璃质火山岩。含少量的水(<1%),有明显的玻璃光泽和贝壳状断口,块状构造。
闪长岩灰色或灰绿色。主要由角闪石(约1/3)和斜长石(约2/3)组成,次要矿物有黑云母、辉石,无或有极少的钾长石和石英。中粗粒等粒结构,块状构造。如含石英5%~20%,则称为石英闪长岩。闪长岩为中性深成侵入岩,常呈岩株、岩床或岩墙产出。
闪长玢岩 灰、灰绿或灰黑色,矿物成分与闪长岩相当。斑状结构,块状构造。斑晶以斜长石为主,其次为角闪石或黑云母,基质为细粒或隐晶质。闪长玢岩为浅成岩,多呈岩脉产出。
安山岩 灰绿、灰褐或紫红等色,矿物成分与闪长岩相当。斑状结构,斑晶多为颗粒较小的斜长石、角闪石、辉石和黑云母等,基质为隐晶质或玻璃质。主要为块状构造,气孔构造和杏仁构造也常见。安山岩为中性喷出岩,主要在板块俯冲带上部形成,如安第斯山地区,此岩石(andesite)即取名于该地区。
辉长岩 灰黑色或暗绿色,主要矿物成分为辉石和斜长石,二者含量近于相等,次要矿物有橄榄石、角闪石、黑云母等。中粗粒等粒结构,块状构造,有时可见带状构造。辉长岩为基性深成侵入岩,常呈较小的侵入体产出。
辉绿岩 暗绿色或黑绿色。矿物成分与辉长岩类似。细粒或隐晶质结构,块状或带状构造。如为斑状结构,则称为辉绿玢岩,其斑晶成分为斜长石和暗色矿物。辉绿岩为基性浅成侵入岩,常呈岩床、岩墙产出。
玄武岩 灰黑、暗绿、暗紫等色。矿物成分与辉长岩相似,细粒、隐晶质或斑状结构,斑晶为橄榄石、辉石或斜长石,斜长石斑晶的横断面常呈长柱状或针状,基质为隐晶质或玻璃质,常具气孔或杏仁构造。玄武岩是分布最广的一种火山岩,可形成规模巨大的熔岩流、熔岩被及熔岩台地等,大洋底几乎都被玄武岩所覆盖,是组成大洋壳的主要岩石。
橄榄岩 橄榄绿至绿黑色。主要由橄榄石和辉石组成,橄榄石含量一般占一半以上,可含有少量的角闪石、黑云母、铬铁矿及磁铁矿等。中粗粒等粒结构,块状构造。几乎全由橄榄石(90%~100%)组成的称纯橄榄岩,呈标准的橄榄绿色。橄榄石含铁多时,颜色发黑;含镁多时颜色发绿,此矿物很容易蚀变为蛇纹石,因而新鲜的橄榄岩极少见。橄榄岩为超基性深成侵入岩,多呈岩株或岩脉、岩墙等小型侵入体产出。现在认为橄榄岩大多是在岩石圈底部的地幔内形成的,是上地幔代表性的岩石。我们现在所见到的橄榄岩标本基本上都采自玄武岩内的地幔包体。
五、作业与思考题
1.作业
按指定的岩浆岩标本进行观察鉴定,然后将鉴定特征填入实习报告中。
2.思考题
(1)最常见的组成岩浆岩的矿物可分为哪两种类型?各有哪些矿物?
(2)试述岩浆岩结构和构造的含义及常见类型。
(3)根据SiO2含量,岩浆岩可分为哪些类型?不同类型岩浆岩的颜色、矿物成分等有什么变化?
(4)花岗岩、闪长岩、安山岩和玄武岩中的斜长石有什么区别?为什么会有这些差异?
实习六 岩浆岩实习报告
⑵ 怎样分辨某种石头是沉积岩,变质岩还是岩浆岩
一、岩浆岩其主要识别标志有:
(一)岩浆岩中喷出岩附近保存有明显的火山活动痕迹,如,火山锥、熔岩流等;侵入岩常被其它岩石所包围。
(二)侵入岩中的各种矿物结晶良好,属全晶质结构,如花岗岩等;喷出岩是隐晶质或玻璃质,用肉眼分不出其中的矿物成分。
(三)有熔岩流动的痕迹,例如,不同颜色的条纹和拉长的气孔。;有由挥发成分逸散后留下的孔洞。这种构造往往为喷出岩所具有。
(四)除火山碎屑外,岩浆岩不具备层理构造,不含化石。
二、沉积岩主要识别标志如下:
(一)层理构造是沉积岩最重要的构造特征之一,不同的岩层叠置在一起好像一部巨厚的“书”,是其区别于岩浆岩和变质岩的最重要的标志。
(二)层面上经常保留有自然作用产生的一些痕迹:
1、波痕:是由风、流水和波浪作用在层面上留下的一种波状起伏痕迹。
2、泥裂:又叫龟裂,指在粘土质或砂质沉积岩表面,由于干燥收缩而形成的不规则的多边形裂纹。
(三)、岩层中含有古代动物和植物的遗迹,即化石,这是沉积岩的重要特征。但不是所有的沉积岩都具有的特征。
三、变质岩
变晶结构。在变质过程中矿物重新结晶所形成的结构。最常见的变晶结构有:
①等粒变晶结构:矿物晶粒大小大致相等,多呈它形,互相镶嵌很紧,不具定向排列。如大理岩、石英岩等。
②斑状变晶结构:与岩浆岩的斑状结构相似,在细粒的基质上分布着一些大的晶体——变斑晶。如某些片麻岩和片岩常具有这种结构。
③鳞片状变晶结构:片状矿物(云母、绿泥石等)定向排列,如各种片岩。
(2)岩浆岩肉眼鉴别方法和步骤扩展阅读:
形成条件:
一、沉积岩
沉积岩是由风化的碎屑物和溶解的物质经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的。形成过程受到地理环境和大地构造格局的制约。古地理对沉积岩形成的影响是多方面的。
最明显的是陆地和海洋,盆地外和盆地内的古地理影响。陆地沉积岩的分布范围比海洋沉积岩的分布范围小;盆地外沉积岩的分布范围或能保存下来的范围,比盆地内沉积岩的分布或能保存下来的范围要小一些。
二、变质岩
变质岩是在地球内力作用,引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。
固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下,发生物质成分的迁移和重结晶,形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石。变质岩是在高温、高压和矿物质的混合作用下由一种岩石自然变质成的另一种岩石。质变可能是重结晶、纹理改变或颜色改变。
三、岩浆岩
岩浆岩主要有侵入和喷出两种产出情况。侵入在地壳一定深度上的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石,称为侵入岩。侵入岩固结成岩需要的时间很长。地质学家们曾做过估算,一个2000米厚的花岗岩体完全结晶大约需要64000年;岩浆喷出或者溢流到地表,冷凝形成的岩石称为喷出岩。
⑶ [转]野外如何用肉眼识别三大类岩石
在固体地球表面,岩石是构成地貌、形成土壤的物质基础,也是地球上生命赖以生存的物质基础。根据成因不同,可将岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。在野外,可以根据岩石的外观特征如颜色、结构(组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形状及矿物之间结合关系等)、构造(组成岩石的矿物集合体的大小、形状、排列和空间分布等)以及粒度(指碎屑颗粒的大小)、圆度(指碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的程度)、球度(碎屑颗粒接近球体的程度)等用肉眼判断是哪一类岩石。
一、岩浆岩岩浆岩是岩浆活动的产物。地下深处的岩浆,在巨大内压力的作用下,沿着地壳薄弱地带侵入地壳上部或直接喷出地表冷凝而成的岩石。其主要识别标志有。
(一)、岩浆岩中喷出岩附近保存有明显的火山活动痕迹,如,火山口、火山锥、熔岩流和柱状节理等;侵入岩常被其它岩石所包围。
(二)、岩浆岩的结构反映了岩浆结晶的特点。侵入岩中的各种矿物结晶良好,属全晶质结构,如花岗岩等;喷出岩是隐晶质或玻璃质,有的似煤渣状,用肉眼分不出其中的矿物成分。
(三)、岩浆岩中的矿物或矿物集合体在空间排列及填充方式上有如下特点:
1、岩石中矿物颗粒的排列不显示方向性,而呈均匀分布。
2、岩石无论在颜色上还是在粒度上,都是不均匀的,从整块岩石来看,显得斑斑块块,杂乱无章。
3、有熔岩流动的痕迹,例如,不同颜色的条纹和拉长的气孔。
4、有由挥发成分逸散后留下的孔洞。这种构造往往为喷出岩所具有。
5、有气孔被后来的次生矿物所充填而形成的杏仁状构造。
(四)、除火山碎屑外,岩浆岩不具备层理构造,不含化石。
二、沉积岩沉积岩是在地壳表面常温常压下,由风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩等作用形成。主要识别标志如下。
(一)、沉积岩的颜色、成分和结构表现出明显的层状结构,不同的岩层叠置在一起好像一部巨厚的书。因此,层理构造是沉积岩最重要的构造特征之一,也是区别于岩浆岩和变质岩的最重要的标志。
(二)沉积岩除层理构造外,它的层面上经常保留有自然作用产生的一些痕迹,它经常标志着岩层的特性,并反映沉积岩的形成环境。
1、波痕:是由风、流水和波浪作用在层面上留下的一种波状起伏痕迹。
2、泥裂:又叫龟裂,指在粘土质或砂质沉积岩表面,由于干燥收缩而形成的不规则的多边形裂纹。
3、雨痕:雨滴打击未固结的细粒沉积物表面所留下的痕迹。但比较少见。
(三)、沉积岩的结构:
1、碎屑岩结构。特点是岩石可分为碎屑和胶结物两部分。
2、泥质结构。多为粘土矿物形成的结构。
3、化学结构。是通过化学溶液沉淀结晶而成。
4、生物结构。由生物遗体或碎片组成,如介壳结构等。
(四)、生物遗迹:指岩层中含有古代动物和植物的遗迹或遗骸,即化石。这是沉积岩的重要特征。但不是所有的沉积岩都具有的特征。
⑷ 岩石肉眼鉴定的标志与方法
三大岩类野外观察描述定名总结:
(一)岩浆岩的观察与描述
对岩浆岩的观察,一般是观察其颜色、结构、构造、矿物成分及其含量,最后确定其岩石名称。肉眼鉴定岩浆岩,首先看到的就是颜色。颜色基本可以反映出岩石的成分和性质。
对岩浆岩进行肉眼鉴定
第一步是要依据其颜色大致定出属于何种岩类。比如,若是浅色,一般为酸性岩(花岗岩类)或中性岩(正长岩类);若是深色,一般为基性岩或超基性岩。由酸性岩到基性岩,深色矿物的含量逐渐增多,岩石的颜色也就由浅到深。同时还要注意区别岩石新鲜面的颜色和风化后的颜色。还可根据其中暗色矿物与浅色矿物的相对含量来进行描述,如暗色矿物含量超过60%者为暗色岩,在30—60%者为中色岩,在30%以下者为浅色岩。
第二步是观察岩浆岩的结构与构造。据此,便可区分出是属深成岩类、浅成岩类或是喷出岩类。根据岩石中各组分的结晶程度,可分为全晶质、半晶质和玻璃质等结构。不仅要对全晶质的结构区分出显晶质或隐晶质结构,还要对其中的显晶质结构岩石按其矿物颗粒大小,进一步细分出等粒、不等粒、粗粒或细粒等结构。对具有斑状结构的岩石要描述斑晶成分、基质的成分及结晶程度。假如岩石中矿物颗粒大,呈等粒状、似斑状结构,则属深成岩类;假如矿物颗粒微细致密,呈隐晶质、玻璃质结构,则一般皆属喷出岩类;假如岩石中矿物为细粒及斑状结构,即介于上述两者之间,属于浅成岩类。观察岩石中矿物有无定向排列,进而就能推断岩石的形成环境,含挥发组分多少以及岩浆流动的方向。若无定向排列称之为块状构造;若有定向排列,则可能是流纹构造、气孔构造或条带状构造。深成岩、浅成岩大多是块状构造;喷出岩则为流纹构造和气孔构造等。对于岩石中有规律排列的长柱状矿物、气孔捕虏体等均要观测其方向。对于那些在接触面上有规则排列的片状矿物,要描述其组成成分,并测其产状要素。
第三步是观察岩浆岩的矿物成分。矿物成分是岩石定名最重要的依据。岩浆岩类别是根据SiO2含量百分比确定的,而SiO2含量可在岩石矿物成分上反映出来。假如有大量石英出现,说明是酸性岩;如果有大量橄榄石存在,则表明是超基性岩;如果只有微量或根本没有石英和橄榄石,则属中性岩或基性岩。假如岩石中以正长石为主,同时所含石英又很多,就可判定是酸性岩;倘若以斜长石为主,暗色矿物又多为角闪石,属于中性岩;若暗色矿物多系辉石,则属基性岩。对于岩石中凡能用肉眼识别的矿物均要进行描述。首要的是描述主要矿物形态、大小及其性质。其次,要对次要矿物作简略描述
第四步是为岩浆岩定名。在肉眼观察和描述的基础上确定岩石名称。请注意在岩石名称前面冠以颜色和结构,比如,可将某岩石定名为浅灰色粗粒花岗岩。
另外,在野外还要注意查明岩浆岩体的产状,即岩体的空间分布位置、规模大小以及与围岩的接触关系等,结合岩石的结构与构造,以推论岩石的形成环境。也要注意不同侵入体或同一侵入体之间的岩性变化、时间顺序及相互关系。
(二)沉积岩的观察与描述
沉积岩是分布于地表的主要岩类。它种类繁多,岩性变化较大。野外识别沉积岩,其最显着的宏观标志就是成层构造,即层理。据此,很容易与岩浆岩、变质岩相区别。根据沉积岩成因、结构和矿物成分,可进一步区分出次一级的类别。凡具碎屑结构,即碎屑粒径大于2—0.005毫米,被胶结物胶结而成的岩石,是碎屑岩;凡具泥质结构,即粒径小于0.005毫米,质地均匀、较软,有细腻感,常具页理的岩石是粘土岩;凡具化学和生物化学结构,多为单一矿物组成的岩石,是化学岩和生物化学岩。由于各类沉积岩的岩性差别,因此在鉴定方法上也不相同
1、碎屑岩的肉眼鉴定
鉴定碎屑岩时着重观察其岩石结构与主要矿物成分。首要的是看碎屑结构。抓住这一特征,就不会与其他岩石相混淆了。要仔细观察碎屑颗粒大小:粒径大于2毫米是砾岩,2—0.05毫米是砂岩,0.05 —0.005毫米是粉砂岩。粉砂岩颗粒肉眼难以分辩,用手指研磨有轻微砂感。按砂岩的粒径又可定出粗砂岩(2—0.5毫米)中砂岩(0.5—0.25毫米)和细砂岩(0.25—0.05毫米)。对于砾岩,还应注意观察其颗粒形状,颗粒外形呈棱角状者是角砾岩,系圆状或次圆状者为砾岩。其次,看碎屑岩的矿物成分(碎屑颗粒成分和胶结物成分)。砾岩类的碎屑成分复杂,分选较差,颗粒较大,一般不参与定名;砂岩,主要矿物成分有石英、长石和一些岩石碎屑。在碎屑岩中,常见的胶结物有铁质(氧化铁和氢氧化铁)、硅质(二氧化硅)、泥质(粘土质)、钙质(碳酸钙)等。铁质胶结物多呈红色、褐红色或黄色。硅质最硬,小刀刻不动。钙质滴稀HCI起泡。弄清楚了结构和成分,就可为碎屑岩定名。例如,碎屑矿物成分以石英为主,其含量超过50%,长石和岩屑含量均小于25%的砂岩,叫做石英砂岩。也可按其胶结物命名,如可称某岩石为铁质石英砂岩。碎屑岩中可见化石,但一般保存较差。
火山碎屑岩的鉴别比较困难。因为,它在成因上具有火山喷发和沉积的双重性,是一种介于岩浆岩与沉积岩之间的过渡型岩石。常常是以其成因特点、物质成分、结构、构造和胶结物的特征来区别于碎屑岩。
2、粘土岩的肉眼鉴定
鉴定粘土岩的主要依据是其泥质结构。粘土岩矿物颗粒非常细小,肉眼仅能按其颜色、硬度等物理性质及结构、构造来鉴定。它多具滑腻感,粘重,有可塑性、烧结性等物理性质。若是纯净的粘土岩,一般为浅色的土状岩石。层理是粘土岩中最明显的特征,因此,人们就按粘土岩层理(倘层理厚度小于1毫米称页理)及其固结程度进行分类,将固结程度很高、页理发育,可剥成薄片者称作页岩。页岩常含化石。粘土岩中以页岩为主。将那些固结程度较高、不具页理,遇水不易变软者称泥岩。最后,再根据颜色与混入物的不同进行命名,如可称作紫红色铁质泥岩、灰色钙质页岩等。
3、化学岩和生物化学岩的肉眼鉴定
此类岩石中分布最广和最常见的有碳酸盐岩、硅质岩、铁质岩和磷质岩,尤以碳酸盐类岩石分布为广。有无生物遗骸是判断属于生物化学岩或是化学岩的标志。化学岩成分常较单一。它们多为单矿物岩石,故此,可按其矿物的物理性质进行鉴定。
化学岩具有化学结构,即结晶粒状结构和鲕状结构等;生物化学岩具生物结构,即全贝壳结构、生物碎屑结构等。
综合上述,在观察和描述沉积岩时应注意:
要描述岩石整体的颜色,区分岩石是碎屑结构、泥质结构或结晶结构和生物结构等;
据其矿物成分、颗粒大小及颜色上的差异,观察岩石的层理,注意层面上波痕、泥裂等构造特征;
要描述组成岩石的主要矿物、碎屑物及胶结物等成分。
对砾石的形状、大小、磨圆度和分选性等特征要描述,并要确定胶结类型,以及胶结程度。
对沉积岩命名时应遵循“颜色+胶结物+岩石名称”的法则。此外,还需注意沉积岩体形状、岩层厚度及产状、风化程度、化石保存情况及其类属。
(三)变质岩的观察与描述
我国区域变质岩系十分发育,时代自太古宙到期中生代均有出露。其变质岩石类型十分复杂,主要有片麻岩、粒状岩石(变粒岩、浅粒岩)、片岩、千枚岩、变质硅铁质岩、大理岩、变质铁镁质岩及区域混合岩等。有关原岩建造主要有超基性到酸性喷出岩(包括熔岩、凝灰岩)、硬砂岩、各种沉积岩及不同性质的侵入岩。上述变质岩类均属不同的原岩建成造经受不同时期、不同类型区域变质作用的结果。区域变质作用的主要类型大致可分为地壳演化早期造盾阶段的区域中高温变质作用,及造盾阶段之后与造山运动有关的区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用和埋深变质作用。不同成分的原岩经受不同类型的区域变质作用,在一定的温高压力条件下,形成各具特征的矿物和常见矿物共生组合,并因之分别构成不同温压条件的麻粒岩相、角闪岩相(高角闪岩 、低角闪岩相)、绿片岩相(高绿片岩相、低绿片岩相)、蓝闪石片岩相(蓝闪绿片岩相、蓝闪石—硬柱石片岩相)及次绿片岩相(浊沸石相和葡萄石—绿纤石相)。我国区域层状变质岩系按大地构造运动可分为12期,从太古宙迁西期—新生代喜马拉期变质岩系均有。所以,变质岩系的发生和发展与大地构造环境和地壳演化有密切的关系。在全球构造位置上,我国处于欧亚板块、太平洋板块及度板块的结合部位,地质环境差异较大,发展历史很不相同,因而区域地质各具特色,造成变质岩石类型复杂,岩石相对难以识别。
在野外鉴别变质岩的方法、步骤与前述岩浆岩类似,但主要根据是其构造、结构和矿物成分。这是因为,变质岩的构造和结构是其命名和分类的重要依据。第一步可先根据构造和结构特征,初步鉴定变质岩的类别。譬如,具有板状构造者称板岩;具有千枚构造者称千枚岩等。具有变晶结构是变质岩的重要结构特征。例如,变质岩中的石英岩与沉积岩中的石英砂岩尽管成分相同,但前者具变晶结构,而后者却是碎屑结构。第二步再根据矿物成分含量和变质岩中的特有矿物进一步详细定名。一般来讲,要注意岩石中暗色矿物与浅色矿物的比例,以及浅色矿物中长石和石英的比例,因这些比例关系与岩石的鉴定有着极大关系。例如,某岩石以浅色矿物为主,而浅色矿物中又以石英居多且不含或含有较少长石,就是片岩;若某岩石成分以暗色矿物为主,且含长石较多,则属片麻岩。变质岩中的特有矿物,如蓝晶石、石榴子石、蛇纹石、石墨等,虽然数量不多,但能反映出变质前原岩以及变质作用的条件,故也是野外鉴别变质岩的有力证据。关于板岩和千枚岩,因其矿物成分较难识辩,板岩可按“颜色+所含杂质”方式命名,如可称黑色板岩、炭质板岩;千枚岩可据其“颜色+ 特征矿物”命名,如可称银灰色千枚岩、硬绿泥石千枚岩等。
在野外,还要观察地质体产状、变质作用的成因。比如,石英岩与大理岩两者在区域变质与接触变质岩中均有,就只能根据野外产状和共生的岩石类型来确定。假如此类岩石围绕侵入体分布,并和板岩共生,则为接触变质形成;假如此类岩石呈区域带状分布,并和具片状或片麻状构造的岩石共生,则为区域变质所形成。
对变质岩我们也应描述岩石总体颜色,注意其岩石结构。若为变晶结构,则要对矿物形态进行描述。注意观察岩石中矿物成分是否定向排列,以便描述其构造。用肉眼和放大镜观察可见的矿物成分应进行描述。若无变斑晶,就按矿物含量多少依次描述;若有变斑晶,则应先描述变斑晶成分,后描述基质成分。至于其它方面,如小型褶皱、细脉穿插、风化情况等,亦应作简略描述。在为变质岩定名时,应本着“特征矿物+片状(或柱状)矿物+基本岩石名称”的原则。如,可将某岩石定名为蓝晶石黑云母片岩。
http://ke..com/view/2934607.htm
⑸ 实验十一 岩浆岩岩石综合鉴定
一、实习目的
1)掌握岩浆岩各种岩石特征。
2)掌握各岩石类型的矿物组合及结构、构造特征。
3)学会岩浆岩岩石的鉴定步骤。
二、实习内容及方式
1.常见的岩浆岩岩石类型
超基性岩类、基性岩类、中性岩类、酸性岩类、偏碱性岩类以及火山碎屑岩类等各类岩石的手标本及对应薄片。
2.实验方式
课堂综合型实验。
三、使用仪器设备
偏光显微镜、放大镜、小刀、三角板。
四、鉴定步骤
(一)手标本(野外露头)观察
手标本的鉴定主要是观察岩石的宏观特征,通常可以分四步完成,即颜色、组构、矿物成分和命名。不同的岩石,其特征不同。
第一步,观察颜色,见表11-1。
表11-1 岩浆岩的颜色
第二步,观察组构,见表11-2。
表11-2 岩浆岩的组构
第三步,观察矿物成分,见表11-3。
表11-3 岩浆岩的矿物成分
第四步,岩石定名,见表11-4。
表11-4 岩浆岩岩石定名
手标本鉴定岩石时,岩石的具体特征如下。
1.岩石的颜色
岩浆岩岩石的颜色或色率是鉴定岩石的主要依据之一,也是人们对岩石的第一感观。如侵入岩主要采用色率描述,一般来讲,橄榄岩的平均色率为90,辉长岩平均色率为50~90,闪长岩平均色率为15~50,花岗岩色率小于15。暗色矿物含量越高则颜色越深。喷出岩主要采用颜色描述,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、紫红色,玻璃质岩石呈黑色。
根据颜色和色率可以初步判断岩石的类型,即:超基性岩类、基性岩类、中性岩类和酸性岩类。
2.岩石的组构
岩石的组构特征是鉴定岩石类型的另一个重要依据,也是观察岩石时最易鉴别的特征。
全晶质岩石形成于侵入岩;半晶质岩石形成于浅成岩和喷出岩;隐晶质和玻璃质岩石形成于喷出岩。
中粗粒结构的岩石形成于深成侵入岩;细粒结构的岩石形成于浅成侵入岩。
似斑状结构的岩石形成于深成侵入岩;斑状结构,基质为细粒结构的岩石形成于浅成侵入岩,基质为隐晶质、玻璃质结构的岩石形成于喷出岩。
块状构造、带状构造、斑杂构造等为侵入岩的构造特征,而气孔、杏仁和流纹构造为喷出岩的构造特征。
根据以上特征初步判断岩石是侵入岩、浅成岩、喷出岩等。
3.岩石的矿物成分
肉眼鉴定的矿物主要是中粗粒结构的岩石和具有斑状结构的岩石,而细粒结构的矿物仅靠肉眼较难区分。鉴定矿物的主要依据为颜色、晶形、解理、光泽、双晶等性质。
岩浆岩中主要有七种矿物,即橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、石英、钾长石和斜长石。鉴定时:首先区分暗色矿物与浅色矿物。其次区分橄榄石(橄榄绿色,粒状)、辉石(黑绿色、灰黑色,短柱状)、角闪石(墨绿色,长柱状、针状)、黑云母(褐灰色,解理发育,珍珠光泽,硬度低)。再区分长石与石英,长石为灰白色或肉红色,玻璃光泽,有解理,偶见双晶;石英为无色,粒状,油脂光泽。最后区分钾长石和斜长石,钾长石多呈肉红色,宽板状,卡式双晶;斜长石多呈灰白色,板状、长条状,聚片双晶。
此外,斑晶成分是肉眼鉴定浅成岩和喷出岩的重要依据。如:橄榄石斑晶主要出现在苦橄(玢)岩和玄武岩中,前者基质为细晶结构,后者基质为隐晶质结构。辉石斑晶主要出现在玄武岩和安山岩中,玄武岩中常与橄榄石共生,基质为微晶结构;安山岩中常与斜长石斑晶共生,基质中斜长石呈微斑晶分布在隐晶质基质中。角闪石和黑云母斑晶主要分布在安山岩中,具有褐铁矿红色边缘,并与斜长石斑晶共生。斜长石斑晶主要分布在安山岩中,具有环带构造,与辉石、角闪石、黑云母等斑晶共生。钾长石斑晶出现在正长斑岩、粗面岩、花岗斑岩、流纹岩中,其中粗面岩、流纹岩中可出现透长石。石英斑晶主要出现在花岗斑岩、流纹岩中,前者与正长石共生,后者与正长石、透长石共生。
矿物成分是鉴定岩石的根本,矿物种类及含量是岩石命名的重要依据。
4.野外产状
岩石的野外产状是鉴定岩石类型的直接证据,如呈脉状产出的,通常是浅成岩;呈岩基、岩株产出的为深成岩。有时结构相近的岩石不好区分,就需要通过野外产状来确定,如闪长玢岩和安山岩不易区分时,就要考虑野外产状,脉状产出的是闪长玢岩,层状产出的就是安山岩。
5.次生变化特征
岩石各种次生变化的特征,也是鉴定岩石的参考特征。如蛇纹石化的岩石肯定不是花岗岩,蛇纹石化是橄榄岩和辉石岩的蚀变特征。绿泥石化、绿帘石化或钠黝帘石化是基性岩的主要蚀变特征。青磐岩化或钠黝帘石化是中性岩的蚀变特征。钠长石化、云英岩化、绢云母化、硅化是酸性岩的蚀变特征。
6.定名
根据岩石的矿物成分及含量、结构和构造,结合岩浆岩分类方案,进行岩石的初步定名。
7.鉴定报告编写
岩石鉴定报告的编写,是为了详细记录岩石的鉴定特征和结构。报告是给同事看的,要求科学详细、真实可靠、依据充分。对于有经验的地质工作者,鉴定岩石非常简单,如根据石英、长石、黑云母的有无及其含量,无片麻状构造,就可以确定这种岩石是花岗岩。但我们编写报告时,却不能如此简单,需要详细描述矿物成分、结构和构造的基本特征。因此,岩石鉴定和鉴定报告的编写是两项基本技能,而且它们是相互关联的统一体,岩石鉴定是报告编写的基础。
(二)薄片鉴定
手标本鉴定岩石是初步的,它反映的是岩石的宏观特点,要详细鉴定岩石还要利用偏光显微镜等仪器。显微镜下鉴定岩石,主要是观察岩石的微观特征,也就是手标本的尺度观察不到的特征,或不能准确确定的特征,要具体的鉴定矿物种类、矿物间的关系、矿物含量以及岩石的准确定名,需要进行薄片鉴定,通常按照以下步骤进行。
1.岩石的结构
显微镜下观察和鉴定岩石的结构主要是指能在视域中观察到的结构类型和特征。一方面包括按晶粒大小、结晶程度、颗粒形态进行划分的结构类型,这些结构特征的鉴定可参考手标本的观察内容,显微镜下观察是在微观尺度下,详细测量和观察晶粒大小、形态和结晶的先后顺序;另一方面是一些只能在显微镜下观察到的特殊结构类型,如玄武岩基质的粗玄结构、拉斑玄武结构、间隐结构,安山岩基质的交织结构,粗面岩基质的粗面结构,以及可以在手标本及显微镜下同时观察到的花岗岩的花岗结构,辉长岩的辉长结构,辉绿岩的辉绿结构,煌斑岩的煌斑结构等,这些结构特征无疑是鉴定岩石类型的重要特征。
矿物之间的相互关系是显微镜下鉴定的重点,它是岩浆结晶、岩浆演化的证据,是分析岩浆岩矿物结晶顺序的依据。如:反映矿物同时结晶的结构——辉长结构、文象结构、蠕虫结构;反映矿物生长有先后的结构——花岗结构、斑状结构、包含结构、填隙结构、辉绿结构、环带构造;反映次生变化的结构——溶蚀结构、次变边结构、暗化边结构等。
(1)岩浆结晶演化形成的结构
共结结晶形成的蠕虫结构,反映了钾长石和石英岩浆期符合共结比时形成。
岩浆演化形成的反应边结构,反映了早期结晶的矿物与熔浆反应的过程,如橄榄石的顽火辉石边、单斜辉石的角闪石边、角闪石的黑云母边、碱性长石的奥长石边或奥长石的碱性长石边等。
结晶作用形成的环斑结构、环带构造,反映岩浆化学成分演化的过程。
结晶作用形成的包含结构、嵌晶含长结构,反映岩浆结晶演化的顺序。
固溶体出溶形成的条纹长石,反映钾长石结晶早于条纹长石(钠长石)。
(2)交代作用、蚀变作用形成的结构
交代作用形成的条纹长石,反映钾长石被岩浆晚期钠质的交代作用。
交代作用形成的蠕虫结构,反映钾长石被岩浆晚期钠质的交代析出多余的SiO2 形成蠕虫石英。
交代形成的次变边结构,是岩浆期后次生矿物交代形成的,如橄榄石的伊丁石边。
一个岩石薄片可以有几种结构。对斑状岩石,应对斑晶、基质的结构分别进行描述。
2.矿物成分
先在低倍镜下浏览整个薄片,了解大致有几种矿物。再根据浏览结果,按照矿物类型进行鉴定,根据矿物含量确定主要矿物、次要矿物、副矿物;同时根据矿物的次生变化确定次生矿物。
显微镜下首先要鉴定矿物的类型,如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石、石英,然后再详细区分各种矿物的种类,如普通辉石、透辉石、紫苏辉石等,这是初学者必须掌握的内容。进一步鉴定时,要注意尖晶石、榍石、锆石、磷灰石、金红石等矿物;还要注意铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿等不透明矿物;电气石、萤石等岩浆晚期矿物;蛇纹石、绿泥石、绿帘石、伊丁石、高岭石、绢云母等次生矿物。
鉴定矿物时,要以光性矿物学为指导,特别注意每种矿物的特殊光性特征。如黑云母的颜色、吸收性、解理,方解石的闪突起和高级白干涉色等。主要观察颜色、多色性、晶形及表面特征、晶粒大小、解理及解理交角、突起、干涉色、消光类型及消光角、双晶、与其他矿物间的关系、蚀变特征等。
各种矿物的鉴定特征及方法见“岩浆岩鉴定指导”。
3.次生变化
岩石的次生变化反映了其成岩以后的变化历史,一般和矿物鉴定同时进行,或者描述在矿物特征之后。当次生矿物含量较高时,可以像主要矿物一样进行单独描述。
一般情况下,橄榄石易发生蛇纹石化、透闪石化、伊丁石化、滑石化;辉石易发生纤闪石化、蛇纹石化、绢石化、绿泥石化、方解石化;角闪石易发生绿泥石化、绿帘石化、方解石化;黑云母易发生绿泥石化;斜长石易发生绢云母化、高岭石化、方解石化、黝帘石化、绿帘石化;钾长石易发生高岭石化、钠长石化、绢云母化;霞石易发生钙霞石化、细分散状赤铁矿化、水铝氧石化。
岩石次生变化类型可以很多,可以是一种类型,也可以是多期次生变化类型的叠加,多种次生变化叠加时,要判断次生变化类型的先后,并写出判断依据。
4.矿物结晶顺序
确定矿物结晶顺序是一项综合性很强的工作,要观察整个薄片,确定岩浆期结晶矿物和岩浆期后矿物,如交代、热液和气成矿物。根据矿物的相互关系确定岩浆期的矿物生成顺序、岩浆后期结晶的矿物生成顺序、岩浆期后次生蚀变矿物的结晶顺序。
分析矿物生长顺序的基本原理参见“岩浆岩鉴定指导”中的“矿物结晶顺序”部分。
5.岩石定名
岩石定名的基础是岩浆岩岩石分类表,采用分类表不同,岩石名称略有不同。为了便于交流,有时要明确采用的分类方案。定名时,矿物含量和矿物组合、结构和构造是岩石命名的依据。
6.素描图
素描图能够反映岩石类型、特殊矿物、特殊结构等主要内容。素描图各要素须明确说明,如图名、放大倍数、单偏光或正交偏光、矿物注释。素描图具有目的明确、重点突出的特点。
(1)素描顺序
1)先画大的主要矿物和次生矿物,再画小的矿物;
2)先绘斑晶,后画基质;
3)先画格架矿物,后画充填矿物(如粗玄岩的粗玄结构、花岗岩中的填隙石英等)。
4)先画自形的矿物,后画他形的矿物;
5)先画轮廓,后填内容(矿物的轮廓、结构的轮廓、显微构造轮廓)。
(2)注意事项
1)根据岩石的结晶程度,选用适当的放大倍数,以便得到一个宽广而清晰的视域。除特殊需要外,通常使用低倍镜或中倍镜。
2)选择一个合适的视域区,既能代表岩石的结构,又能包括主要矿物。
3)根据情况,加入或推出分析镜。一般为单偏光。
4)绘图一定要忠实于原有形象,不得任意拼凑或修改,但可适当简化。
5)绘图后,还要在图下有重点地说明图的中心内容,同时注明放大倍率、光学装置(单偏光或正交偏光)及矿物代号。
⑹ 野外鉴定三大岩类的基本方法
岩石是由一种或几种矿物或岩屑组成的集合体。根据成因可把岩石分为沉积岩、岩浆岩、变质岩三大类。在野外观察和描述地质现象时,首先必须识别构成各种地质现象的岩石类型,识别的正确与否将会影响到后面一系列工作的进行,所以常把三大岩类的野外鉴定方法作为一项重要的实习内容来训练。对于地质工作者来说,在野外能否正确鉴定出各类岩石是非常重要的,也是最基本的、必备的技能。由于在野外鉴定岩石受到条件的限制,因此,要鉴定出每块岩石的确切名称是很困难的,尤其是对于一年级学生就更难了。但是,只要掌握一些基本的方法和规律,主要大类的区别还是较容易的。通过本次实习,学生必须达到在野外较熟练地区分三大岩类和识别一些常见岩石的要求。
在野外鉴定岩石名称可按下列步骤进行:①观察岩石的总体外貌特征(构造),初步鉴别出属于三大岩类的哪一类;②借助放大镜、小刀,观察岩石的物质成分(矿物、碎屑物、胶结物);③根据岩石的结构特征定出次一级岩石类型;④根据岩石的产出状态定出岩石的名称。例如,岩石在外貌上成层性很好,发育沉积层理,从而可确定为沉积岩;岩石由碎屑物和胶结物组成,可知是碎屑沉积岩;碎屑物主要为石英、长石,岩石具粗粒结构,所以岩石的名称为粗粒长石石英砂岩。
(一)沉积岩
沉积岩是在表层地质作用过程中,经沉积、成岩作用形成的岩石,主要分布于地表或近地表。
1.沉积岩的宏观特征
1)具有明显的成层性,是一层层叠置在一起的,这一特征是沉积岩的层理构造。它与岩浆岩的块状构造、变质岩的片状构造有很大的差别。这也是野外鉴定沉积岩的主要标志。
2)沿垂直层理方向,岩石的物质成分常有规律地变化,有时相同的物质成分会相间出现,组成多个沉积韵律。
3)常发育一些沉积构造,如交错层理、水平层理等,以及一些层面构造,如雨痕、龟裂、波痕等。
4)在碎屑沉积岩中,物质成分可分为两部分,即碎屑颗粒和胶结物。碎屑颗粒常是一些较稳定的矿物,如石英、长石、白云母等,或者是岩石碎屑,通常它们具有一定的磨圆度。胶结物粒度很细,肉眼看不见颗粒大小,只见碎屑颗粒表面包有一层很细的物质,其成分不同于碎屑颗粒,主要有铁质、钙质、硅质、泥质等。
5)化学沉积岩通常颜色较深,无碎屑结构,见不到矿物颗粒,致密块状构造。
6)常含有生物化石或遗迹化石。
7)在地貌上,沉积岩出露地区常由陡壁和缓坡构成,并相间出现,沿层面方向形成缓坡。
2.沉积岩野外分类命名
野外采用成分-结构分类方案,不涉及岩石成因。首先按组成沉积岩的主要成分划分大类,如陆源碎屑岩类;然后再根据结构划分基本岩石类型(表3-1)。
表3-1 沉积岩野外分类方案
注:引自朱勤文编,1989,岩石学简明教程,中国地质大学出版社。
(二)岩浆岩
1.岩浆岩的宏观特征
岩浆岩是由岩浆或熔浆冷凝结晶或由火山碎屑物堆积而成的岩石,常具有以下特征:
1)侵入岩无层理现象,具块状构造。喷出岩多具气孔、杏仁、流纹等构造。这些构造是岩浆岩区别于其他岩石的重要特征。
2)组成岩石的矿物成分较复杂,既有稳定的矿物,如石英、长石,又有在地表条件下不稳定的矿物,如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母。
3)矿物颗粒不具磨圆度,具有特定的晶形。深成岩具全晶质结构,矿物颗粒之间为直接接触,没有像“胶结物”之类的物质。喷出岩具斑状、似斑状结构,斑晶常保存矿物自身的形态(棱、角明显),完全不同于沉积岩的碎屑颗粒;基质为隐晶质、显晶质或非晶质,其成分与斑晶基本相同。
4)侵入于沉积岩中的浅成岩,在产状上与沉积岩一致或不一致。当不一致时,如岩墙,浅成岩很易鉴别出来。当一致时,如岩床、岩盘等,可根据矿物成分、结构、构造等特征加以区分。
5)岩浆岩中一般不含生物化石。
6)在地貌上,如果没有构造的影响,它常形成波状起伏的地形,而不会出现像沉积岩地区的陡壁和缓坡相间排列的现象。
2.岩浆岩野外分类命名
根据岩浆侵入到地壳中或喷出地表,可分为侵入作用和喷出作用,相应地形成侵入岩和喷出岩。按照侵入深度,侵入岩又进一步分为深成侵入岩和浅成侵入岩,前者包括岩基和岩株,后者包括岩床、岩盖、岩盆、岩墙或岩脉。喷出岩又分为熔岩和火山碎屑岩。不同类型岩浆岩的野外分类命名往往采用不同的标准(朱勤文,1989;赵温霞,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类命名表
注:引自赵温霞,2003;表中Alf—碱性长石;Pl—斜长石;Hb—普通角闪石;Prx—辉石;Ol—橄榄石。
表3-3 浅成侵入岩野外分类命名表
注:据朱勤文,1989,转引自赵温霞,2003;有修改。
表3-4 主要熔岩野外分类命名表
续表
注:据朱勤文,1989,转引自赵温霞,2003;有删改。
表3-5 火山碎屑岩野外分类命名表
注:据孙善平,1986,转引自赵温霞,2003;有删改。
(三)变质岩
变质岩是由原岩经变质作用形成的,因此,在物质成分及结构、构造等方面都比较复杂。概括起来,变质岩具有以下几个特点:
1)具有一些特征构造,如板状构造、片状构造、片理构造等,矿物常具定向排列。
2)具有一些特殊的变质矿物,如绢云母、红柱石、石榴子石等。
3)不同类型的变质岩在分布上具有一定的规律性。接触变质岩分布于岩浆岩与围岩的接触带上;动力变质岩沿断裂带分布;区域变质岩大面积分布,与大地构造单元的类型相关。
在野外通常根据构造、结构和成分,对变质岩进行分类,主要类型如下:
区域变质岩——板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、麻粒岩、变粒岩
接触变质岩——大理岩、角岩、矽卡岩
动力变质岩——糜棱岩、碎裂岩
混合岩化变质岩——混合岩
(四)岩性描述的方法及内容
在野外除记录一些地质现象和认识岩石外,还要对所见到的岩石进行岩性描述,以便自己和他人查阅。岩性描述的常规方法是先外观、后内部;先总体、后局部。观察要仔细,描述要认真,术语要准确。描述内容包括岩石的颜色、成分、结构、构造、产出状态及时代等。
1.岩石的颜色
指岩石的总体外观(新鲜面)的颜色。由于岩石出露地表,经风化作用后,它的表面颜色和新鲜面颜色常不一致,描述时须加以区分,如灰岩的风化面为灰白色,新鲜面为深灰色。有些岩石由于成分较复杂,颜色也较杂,描述时可以一种颜色为主,前面加上修饰词,如浅红色、黄绿色、灰黄色等;如果各种颜色平分秋色,可用杂色来形容。描述时还可采用类比法,如橘黄色、砖红色、肉红色等。
2.岩石的成分
指岩石的物质组成。不同类型的岩石,其物质组成相差很大,如花岗岩主要由钾长石、
图3-6 物质成分标准含量图
斜长石、石英、黑云母等组成;石英砂岩主要由石英组成等。无论是何种岩石,在野外描述时,除了描述主要矿物名称外,还要描述各种矿物的相对含量。矿物含量的确定,常参照标准含量图进行估测,见图3-6。例如,花岗岩主要由钾长石(35%)、斜长石(30%)、石英(25%)、黑云母(4%)等组成。在野外,矿物成分的鉴定一般用肉眼或借助于放大镜、小刀、盐酸、条痕板等进行,因此,要求学生记住一些常见矿物的鉴定特征,如石英、钾长石、斜长石、角闪石、辉石、黑云母、石榴子石、方解石等,否则在野外要对这些矿物进行鉴定就束手无策了。
3.岩石的结构
指岩石组分的结晶程度、形态、颗粒大小及其相互关系。岩石的结构与成因密切相关,不同成因的岩石具有不同的结构,如碎屑沉积岩具碎屑结构,深成侵入岩具全晶质结构,大理岩具变晶结构。
结晶程度是指组成岩石的物质的结晶差异,分为晶质和非晶质,晶质又分为显晶质(肉眼能观察到矿物颗粒大小)和隐晶质(肉眼观察不到矿物颗粒大小)。如深成侵入岩的花岗岩都是由结晶矿物组成的,它是全晶质的;喷出岩的安山岩是由部分的结晶矿物(斜长石、角闪石)和未结晶的物质组成的,它就是半晶质的;黑曜岩由未结晶的玻璃质组成,它就是非晶质的。肉眼区分隐晶质与非晶质的简易方法是:隐晶质的岩石表面光泽较暗淡,断面为参差状;而非晶质的岩石表面常呈现玻璃光泽,断面为贝壳状。
形态是指组成岩石的矿物的外形,对非晶质就无形态可言了。在碎屑沉积岩中,形态实际上是指矿物或岩屑的磨圆度,描述时,常分为4个等级:棱角状、次棱角状、次圆状、圆状。在岩浆岩和变质岩中,常用自形、半自形和他形来描述矿物的形态。
自形是指矿物自然结晶的形态;半自形是指矿物部分具自然结晶形态,而其他部分为非矿物的自然形态;他形是指矿物无自然结晶形态(图3-7)。
图3-7 石英的形态
(1)自形;(2)半自形;(3)他形
颗粒大小是指矿物的粒径。对于不同类型岩石,粒径的划分标准和等级不一样。表3-6的结构是指矿物颗粒的绝对大小,如果岩石以某粒径的矿物或碎屑占绝对优势(>80%),就可以称这种粒径等级的结构。根据岩石矿物颗粒的相对大小,又可分为等粒和不等粒结构。不等粒结构中,常见的有斑状结构和似斑状结构。沉积岩分选性的差异实际上就表现出等粒和不等粒的特点。
4.岩石的构造
指组成岩石的物质成分的分布特点及排列方式。若矿物在岩石中均匀分布,没有定向性,就称为块状构造。在沉积岩中常见的有层理构造和层面构造,根据每个单层的厚度,又可进一步划分出巨厚层(>1m)、厚层(1~0.1m)、中层(0.1~0.03m)、薄层(<0.03m)等。火山岩常见的有气孔构造、杏仁构造、流纹构造。变质岩有片理构造。
5.岩石的产出状态
指岩石的空间位置。岩浆岩的产出状态分深成侵入体(岩基、岩株)、浅成侵入体(岩墙、岩床、岩盆、岩盘、岩鞍等)和喷出岩。沉积岩和变质岩的产出状态就是指产状。
6.岩石的时代
即岩石的形成时代。对于沉积岩,它产于何时代的地层中,地层的时代就是岩石的形成时代。若是岩浆岩可根据它与围岩的侵入接触关系、同位素测年或区域资料来确定时代。
表3-6 不同岩石的粒度划分对比表(单位:mm)
岩性描述举例:
花岗岩:风化面为浅灰色,新鲜面为肉红色。主要矿物有钾长石(35%)、斜长石(30%)、石英(25%)、黑云母(4%)等。钾长石、斜长石为半自形,粒径以6mm为主;石英为他形,粒径以3~6mm为主;黑云母呈片状。粗粒等粒结构,块状构造。
以岩株形式侵入于沉积岩中,根据测年资料形成于早白垩世。
(五)北戴河实习区常见岩石
1.沉积岩
1)石英砂岩:风化面为灰色,新鲜面为灰白色,主要矿物为石英(>95%),粗至细粒结构,块状构造,交错层理发育,产于新元古代地层中。
2)长石石英砂岩:风化面为褐灰色,新鲜面为黄灰色,主要矿物有石英(45%)、长石(40%),中至细粒结构,块状构造,产于晚石炭世和二叠纪地层中。
3)泥质砂岩:风化面为褐灰色,新鲜面为灰黄色,砂粒成分以石英、长石、岩石碎屑为主,含较多的泥质,泥质砂状结构,层理构造发育,产于晚石炭世和二叠纪地层中。
4)页岩:风化面为褐灰色,新鲜面为灰黄、灰绿、黄绿色,成分以泥质、粉砂为主,泥质结构,页理发育,产于晚石炭世和二叠纪地层中。
5)灰岩:风化面为浅灰色,新鲜面为深灰色,成分为碳酸钙,局部重结晶形成方解石,砂晶、泥晶结构,块状构造,形成时代为寒武纪、早-中奥陶世。
6)竹叶状灰岩:风化面为灰色,新鲜面为深灰色,成分为碳酸钙,内碎屑结构,内碎屑的横断面为竹叶状,平面为饼状或圆状、椭圆状,层理构造发育,产于寒武纪和早奥陶世地层中。
7)泥质条带灰岩:风化面为灰色,新鲜面为灰黄色,由薄层灰岩和泥质条带互层组成,泥质结构,水平层理发育,产于寒武纪和中奥陶世地层中。
2.岩浆岩
1)石英正长岩:风化面为灰黄色,新鲜面为浅肉红色,主要矿物有钾长石(80%)、石英(7%),钾长石自形或半自形,石英他形,次要矿物有黑云母和角闪石(6%),似斑状结构,块状构造。斑晶为钾长石,斑晶的中心为灰白色钾长石,而外围为浅肉红色钾长石。以岩株侵入,形成于燕山期。
2)辉绿岩:灰绿色,主要矿物为斜长石和辉石(>95%),具辉绿结构,块状构造,以岩墙侵入于石英正长岩中,形成于燕山期。
3)似斑状花岗岩:风化面为灰黄色,新鲜面为浅肉红色,主要矿物有钾长石(40%)、斜长石(25%)、石英(25%),次要矿物为黑云母(5%),似斑状结构,斑晶为钾长石,块状构造,以岩墙侵入于下奥陶统中。
4)黑云母花岗岩:风化面为黄褐色,新鲜面为浅肉红色,花岗结构、中粒结构,块状构造,形成于新太古代(
自形-他形,粒径3~4mm,镜下观察,晶体普遍发生绢云母化,常被钾长石交代成港湾状、蠕虫状、缝合线状等,部分斜长石被钾长石、石英所交代,仅剩微量残留;钾长石为半自形-他形,大小2~4mm,镜下观察,晶体发生高岭土化;黑云母呈鳞片状-不规则状,大小不等,一般0.1~1mm,多褪色转变为白云母,少量发育绿帘石化。副矿物为榍石、磷灰石、磁铁矿等。次生矿物为白云母、绿帘石等。岩石风化强烈者,呈松散的沙粒状。区域上,由于长期遭受风化,钾长石、斜长石已转变成高岭土,使风化面呈灰白色。
5)正长花岗岩:浅肉红色-黄褐色,半自形粒状结构、交代结构,块状构造,局部似片麻状构造,形成于新太古代(
6)辉石安山岩:灰色,斑状结构,基质玻基交织结构,杏仁或块状构造,斑晶含量占25%~30%,由0.3~1mm的斜长石和辉石构成,个别辉石被绿泥石所交代,基质由条状斜长石、玻璃质(已脱玻化为隐晶长石)及微量磁铁矿构成。副矿物为磁铁矿。
⑺ 在一副图里面怎样区分岩浆岩、沉积岩和变质岩
在一副图里面怎样区分岩浆岩 沉积岩 变质岩
如果不要求非常专业的岩石定名.只是一般的区分可参照下面标识:
一、岩浆岩
其主要识别标志有:
(一)、岩浆岩中喷出岩附近保存有明显的火山活动痕迹,如,火山锥、熔岩流等;侵入岩常被其它岩石所包围.
(二)、侵入岩中的各种矿物结晶良好,属全晶质结构,如花岗岩等;喷出岩是隐晶质或玻璃质,用肉眼分不出其中的矿物成分.
(三)、有熔岩流动的痕迹,例如,不同颜色的条纹和拉长的气孔.;有由挥发成分逸散后留下的孔洞.这种构造往往为喷出岩所具有.
(四)、除火山碎屑外,岩浆岩不具备层理构造,不含化石.
二、沉积岩
主要识别标志如下.
(一)、层理构造是沉积岩最重要的构造特征之一,不同的岩层叠置在一起好像一部巨厚的“书”,是其区别于岩浆岩和变质岩的最重要的标志.
(二)层面上经常保留有自然作用产生的一些痕迹:
1、波痕:是由风、流水和波浪作用在层面上留下的一种波状起伏痕迹.
2、泥裂:又叫龟裂,指在粘土质或砂质沉积岩表面,由于干燥收缩而形成的不规则的多边形裂纹.
(三)、岩层中含有古代动物和植物的遗迹,即化石,这是沉积岩的重要特征.但不是所有的沉积岩都具有的特征.
三、变质岩
(一)、变质岩的结构
1、变晶结构.在变质过程中矿物重新结晶所形成的结构.最常见的变晶结构有:①等粒变晶结构:矿物晶粒大小大致相等,多呈它形,互相镶嵌很紧,不具定向排列.如大理岩、石英岩等. ②斑状变晶结构:与岩浆岩的斑状结构相似,在细粒的基质上分布着一些大的晶体——变斑晶.如某些片麻岩和片岩常具有这种结构.③鳞片状变晶结构:片状矿物(云母、绿泥石等)定向排列,如各种片岩.
2、变余结构.由于重结晶作用不彻底,原岩的矿物成分和结构特征可以被保留下来,也称残余结构.
(二)、变质岩的构造
变质岩中最常见的片理构造也是鉴别某些变质岩的重要根据.岩石中片状、板状和柱状矿物,在压力作用下呈平行排列的现象叫片理构造.具体可分为如下几类:
1、 板状构造:岩石易剥成板状,破裂面光滑平整,肉眼难以分辨矿物颗粒.
2、 千枚状构造:在岩石的破裂面上可看到强烈的丝绢光泽和皱纹.
3、 片状构造:岩石中大量片状矿物和粒状矿物都呈平行排列,构成较薄而清晰的片理.
⑻ 岩浆岩鉴定指导
一、手标本观察
岩石的手标本观察是地质工作者的基本功,在野外或室内鉴定标本时,应注意观察以下内容。
1.颜色
岩石的颜色是岩石中各种矿物的不同颜色在我们视觉中反映的颜色总和,是一种综合色。岩石中暗色矿物(铁镁矿物)含量之和称为色率,是鉴定岩石的重要依据。岩石化学成分越基性,色率越高。侵入岩通常采用色率描述,如橄榄岩的平均色率为90,辉长岩为50~90,闪长岩为15~50,花岗岩小于15。喷出岩则一般采用颜色描述,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、紫红色,玻璃质岩石呈黑色。观察标本时,一般放在30 cm以外远观,如岩石的颜色(灰色、黑绿色、褐紫色等)。侵入岩在野外描述时,也常采用颜色描述,例如辉长岩手标本中斜长石呈灰白色、辉石呈黑绿色,两者含量相近,综合起来岩石颜色呈现为深灰色。此外,还应注意新鲜岩石与风化岩石的颜色变化。
2.矿物成分
在肉眼或放大镜下能分辨的矿物均应观察描述,常用矿物学的方法和术语辨认与描述矿物的颜色、晶形、解理、光泽、双晶等性质。鉴定时,先区分暗色矿物与浅色矿物,再区分橄榄石、辉石、角闪石、黑云母;浅色矿物不但要区分长石与石英,还要区分钾长石和斜长石。各种矿物都要分别估计含量。
3.矿物百分含量的统计
手标本的矿物百分含量统计常用方法有如下三种。
(1)目估法
目估法是最常用、最简单的方法。有经验的地质人员估计的百分含量,误差可以小于5%。估计时,要选择有代表性的部位,先估计整体岩石中浅色矿物和暗色矿物的比例,然后再细分暗色矿物各种属和浅色矿物各种属的相对含量。
特别要注意的是:初学者对颗粒偏细的岩石,往往将暗色矿物含量估计过高,因此,在估计时应有意识地加以克服。
(2)直线法
在手标本上选择一较平的、有代表性的部位作几条直线,分别统计各矿物占直线总长的百分比,再折合成矿物体积百分比。
(3)网格法
网格法又称面积法,常用于野外露头的观测。选择岩石上新鲜、平整的部位画出网格(对一般粗粒岩石,平整面面积不小于30cm2,每一小格面积为0.5cm2),统计各矿物分别占网格总面积的百分比,此百分比即为矿物的百分含量。
4.组构
岩石的组构特征不仅能反映形成岩石的地质条件,而且是岩石分类命名的重要依据。
深成岩都是全晶质结构,一般颗粒较粗,大都是等粒的或似斑状的,具块状构造;喷出岩多为斑状,基质为微晶质、隐晶质,甚至玻璃质,一般都具有气孔、杏仁和流动构造;浅成岩则介于两者之间,多为斑状和细粒结构。
各大岩类代表性岩石常见对应的典型结构,这些结构也是岩石的鉴别特征和命名依据。如辉长岩具辉长结构、花岗岩具花岗结构、玄武岩具斑状结构和隐晶质结构、安山岩具斑状结构和交织结构等。
5.其他特征
岩石中有无细脉、析离体、捕虏体以及各种次生变化特征等。
对于斑状岩石,应分为斑晶、基质进行描述:确定斑晶含量、成分、大小、特征;确定基质含量、结晶程度、成分、颜色等。
6.定名
根据岩石的矿物成分及含量、结构、构造特征,结合岩浆岩的分类方案,进行初步定名。如果具有特殊的结构、构造、矿物组合时,要绘制素描图。
二、薄片鉴定
在显微镜下研究岩石薄片就是精确地鉴定岩石特征和准确地定名,即:准确确定岩石结构;进一步确定矿物成分、百分含量、次生变化;确定矿物结晶顺序;岩石分类命名及绘图。显微镜下鉴定岩石时,通常先在低倍镜下浏览整个薄片,对以上各项有了大致认识后,再做详细的观察鉴定。
1.岩石的结构、构造
岩石的结构及其细节特征一般都需要在显微镜下详细鉴定。岩石作为矿物的集合体,具有总的结构特征。其结构类型主要按颗粒大小、结晶程度、颗粒形态及矿物之间的相互关系进行划分(表0-1)。除按颗粒大小划分岩石结构时需测量统计以外,其他方法划分时均可以通过观察来判断岩石的结构类型。
颗粒大小可借助目镜微尺及每小格长度来测定。每小格长度随放大倍数不同而不同,可以借助于物台微尺(图0-1)和目镜微尺求得。在显微镜下确定每小格的长度,常采用的方法是:物台微尺小格和目镜微尺小格对齐(图0-2),分别读取物台微尺和目镜微尺的格数,按照以下公式计算:
L=物台微尺格数×0.01mm/目镜微尺格数
如图0-2所示,目镜微尺每小格长度L=50×0.01mm/100=0.005mm。
表0-1 岩浆岩的结构类型
图0-1 物台微尺及镜下特征
图0-2 测定目镜微尺每小格长度图解
上为目镜微尺,下为物台微尺;图中目镜微尺100格等于物台微尺50格
在确定颗粒大小时,可以通过观测矿物颗粒长轴所占的目镜微尺小格数乘以0.005mm而获得。当换用不同放大倍数的物镜时,其目镜微尺每小格所代表长度不同,应按上述方法求得。统计矿物颗粒大小,按其平均值确定晶粒大小,如粗粒花岗结构、中粒辉长结构。
同时,还有一些具特殊意义的结构。如反映矿物同时结晶的结构:辉长结构、文象结构、蠕虫结构;反映矿物生长有先后的结构:花岗结构、斑状结构、包含结构、填隙结构、辉绿结构、环带构造;反映次生变化的结构:溶蚀结构、次变边结构、暗化边结构等。
一个岩石薄片可以呈现多种结构,对斑状结构的岩石,应对斑晶、基质的结构分别进行描述。另外还有一些岩石具有特殊的结构类型,如辉绿岩具辉绿结构、辉长岩具辉长结构、花岗岩具花岗结构、玄武岩具粗玄结构—拉斑玄武结构—间隐结构、安山岩具安山结构、煌斑岩具煌斑结构等。
岩石的构造一般在手标本上或野外进行观察(表0-2)。显微镜下可以补充构造的细节特征,如杏仁构造中充填物成分及环状充填特征等。
表0-2 岩浆岩的构造类型
2.矿物成分
先在低倍镜下浏览整个薄片,了解大致有几种矿物。再根据浏览结果,按照主要矿物、次要矿物、副矿物、次生矿物的顺序进行概括描述,然后按照矿物含量由多到少逐个描述。对于常见矿物,主要观察它的几项鉴别特征;对于比较罕见的矿物,则应系统地观察测定矿物的光性,依据光性矿物学相关参考书准确鉴定;斑状岩石的斑晶矿物和基质矿物要分别鉴定描述。
(1)铁镁矿物的鉴定
首先在低或中倍镜下浏览整个薄片,根据颜色、多色性、晶形及表面特征、晶粒大小、解理及解理交角、突起、干涉色、消光类型及消光角、双晶、与其他矿物间关系、蚀变特征等特征的差别进行描述,然后一种一种地分开仔细描述。若开始没有分出矿物,也可以在鉴定过程中再逐渐分开。如已确定有普通辉石,但在鉴定中又发现有干涉色低而消光角很小的类似颗粒,这显然不是普通辉石,应该进一步鉴定确定。
对于固溶体系的铁镁矿物的精确成分测定,应抓住其特征的光性来进行,如橄榄石成分的鉴定,主要借助于光轴角2V和主折射率值的精确测定,然后查阅橄榄石类光性常数曲线来求得镁橄榄石百分数和铁橄榄石百分数的相对含量。
单斜辉石种属鉴定在侵入岩中主要借助于主折射率Ng 及平行(010)面上Ng∧C消光角进行确定。在火山岩中主要借助于2V测定,来求得斜顽辉石和斜铁辉石的相对含量。
(2)硅铝矿物的鉴定
在中、低倍单偏光镜下,根据晶形、解理、表面风化特征以及边缘色散效应,结合正交镜下双晶特征了解存在硅铝矿物的数量和种类。如他形、无解理、无双晶、表面光洁、边缘色散多为淡蓝色的为石英;较自形、有解理、有聚片双晶、卡钠复合双晶,风化产物呈点状(绢云母)者为斜长石;自形程度较差、有解理、风化产物淡褐色、边缘色散多为金黄色的为钾长石。染色法可以准确区分这三种矿物,并准确估计其含量。
若硅铝矿物中存在斜长石,应鉴定斜长石的成分(牌号)。测定斜长石成分的方法很多,可以根据薄片中矿物特点进行选择,或使用不同方法先后印证。通常采用的方法如下。
A.斜长石⊥[010] 晶带最大消光角法
选择一个具有钠长石双晶的斜长石,如图0-3所示的步骤测定双晶单体的消光角,取平均值。一般选择3~5个颗粒分别测量,获得各自平均值,选取其消光角的最大平均值。应用最大消光角平均值,确定斜长石的成分:如果岩石为喷出岩,查虚线;如果岩石为侵入岩,查实线(图0-4)。
图0-3 斜长石⊥(100)切面的钠长石双晶最大消光角鉴定步骤(1~3)
图0-4 斜长石⊥[010]晶带最大消光角与成分关系图(据Burri,1967;转引自杨承运,1989)
如果最大消光角小于20°,需要选择消光角的正负,正突起取正值,负突起取负值,然后再进行查图。
B.卡钠复合双晶消光角法
选择一个具有卡钠复合双晶的斜长石,如图0-5所示,分别测量卡钠复合双晶两单体中钠长石双晶的消光角,求出各卡斯巴双晶单体内钠长石双晶的消光角平均值(
如果两个消光角平均值(
图0-5 卡钠复合双晶消光角法的测量步骤(引自杨承运,1989)
图0-6 斜长石⊥(100)切面上卡钠复合双晶消光角与成分关系图(据Wright;转引自杨承运,1989)
C.平行a轴微晶最大消光角法(微晶法)
对火山岩基质中的斜长石则可采用微晶法,选择一个微晶,如图0-7所示,分步测量微晶颗粒的消光角,消光位旋转45°确定N′p方向,保证消光角为N′p∧a的角度。选择5个以上微晶分别测定 N′p∧a的角度,获得最大的消光角,查图即可得到斜长石的成分(图0-8)。
图0-7 平行a轴延长的斜长石微晶消光角测量步骤(1~3)
如果消光角为0°~20°,要选择消光角的正负,正突起查图中An30的右侧,负突起查图中An30的左侧。
图0-8 斜长石平行a轴微晶最大消光角N′p∧a与成分的关系(引自杨承运,1989)
必要时可进一步采用油浸法、旋转台法、旋转针法精确测定折射率等关系特征。若岩石具斑状结构,斑晶和基质中均有斜长石,则需分别测定斑晶和基质中的斜长石成分;若斜长石具环带结构,则需分别测定各带中的斜长石成分,然后求出斜长石的平均成分,并确定环带类型。
若硅铝矿物中存在钾长石,可通过光轴角2V、双晶等特征来进一步鉴定其种属(图0-9)。如2V极小(0°~30°),晶体透明如水者为透长石;2V中等者为正长石;2V大(70°~85°)者,具格子双晶者为微斜长石,具条纹结构者为条纹长石。对于条纹长石还要区分正条纹长石和反条纹长石,若是正条纹长石,根据钾长石种属有微斜条纹长石和正长条纹长石之分,还要进一步划分是交代条纹长石,还是分解条纹长石。
图0-9 碱性长石的鉴别程序(引自杨承运,1989,简化)
(3)副矿物和次生矿物的鉴定
虽然副矿物和次生矿物对岩石鉴定命名不起决定作用,但它们对于了解岩石成因以及指示找矿具有重要的意义。特别是有些副矿物,如磷钇矿等,它们本身就能构成矿床。
岩浆岩固结后,在岩浆期后热液及变质作用或者风化作用的影响下,部分或全部发生变化,研究这些变化可以推断岩石生成的历史,所以在薄片鉴定时一定要注意。
在显微镜下鉴定蚀变岩浆岩时,首先要把蚀变矿物和原生矿物区分开,进一步鉴定蚀变矿物种属,并测定含量;其次必须分清矿物之间的相互交代关系,详细研究交代结构,确定蚀变矿物生成顺序,明确不同蚀变阶段矿物共生组合类型。对于强烈蚀变的岩浆岩,还要根据残余矿物和结构特征来恢复原岩。
3.矿物百分含量的统计
矿物百分含量是定量矿物分类命名的主要依据,对于岩体间的岩石精确对比也具有重要的作用。
岩石原生矿物蚀变较弱,次生矿物含量较少且来源清楚时,可将次生矿物含量合并在对应原生矿物含量内。如果蚀变强烈,次生矿物含量较大或来源不清楚时,就对次生矿物单独描述并估计含量。
(1)目测法
可以参照图0-10比较确定矿物的百分含量。在比较时,必须注意:矿物颗粒大小不同,颗粒数目差别就会很大。矿物形状不同,暗色矿物和浅色矿物的估计都会有一定的差异。
图0-10 薄片中矿物含量估计参考图(引自赵志丹等,2012)
(2)线测法
用一定长度和刻度的直线作为测量线,可测出单位测量线上所测矿物的截线长度。在镜下可用目镜微尺来进行,目镜微尺上有100格的刻度尺。测量时记录视域数及每个视域中微尺上被测矿物的截线格数;测完一线可以移动薄片100格的距离,继续累计测线上被测矿物的截线格数,累计所测矿物的格数,根据记录分别算出薄片中每种矿物在各测定直线上所截的格数之和与全部矿物的格数总和,各种矿物的长度比,约等于其面积比,由此计算出各种矿物的百分含量。
(3)面测法
在镜下用目镜微网测量矿物的百分含量。测量时在岩石薄片上选定测量面积,记录在该视域中各种矿物所占的网格数,如不满一格时可合并估计。一个视域测完后移动岩石薄片,依次测量,统计各种矿物所占格数和总格数,求出面积的百分含量。
4.次生变化
岩石的次生变化反映了其岩浆期后的变化历史。若无次生矿物或次生矿物极少时,可描述为“岩石新鲜,未发生次生变化”。当次生矿物较多时,要描述何种原生矿物变成何种次生矿物,以及次生变化的方式(沿裂隙、解理发生次生变化,呈浸染状或呈团块状、脉状变化等)。此外,还需描述次生矿物的主要光学特征以及次生变化强弱。如果次生变化极强,原生矿物已模糊不清或几乎全部被次生矿物所代替,则纳入变质岩范畴。
几种原生矿物的常见次生变化见表0-3。
表0-3 岩浆岩常见的次生变化
岩石次生变化很多,可以是一种类型,也可以是多期次生变化类型的叠加,如为多种次生变化叠加时,要判断次生变化类型的先后,并写出判断依据。
5.矿物结晶顺序
确定矿物结晶顺序是一项综合性很强的工作。观察薄片,确定岩浆期结晶矿物和岩浆期后矿物,如固结、交代、热液和气成矿物。首先确定岩浆期的矿物生成顺序,然后再根据不同的成因确定岩浆期后结晶的矿物生成顺序。确定岩浆中矿物结晶顺序的方法如下。
(1)矿物的成因
要了解常见造岩矿物的大致成因,即矿物的成因分类,如正常(岩浆)矿物、成岩矿物、岩浆期后矿物、他生矿物、外生矿物等。
(2)矿物晶体大小
在常见的斑状结构中,大晶体的斑晶一般先结晶,小晶体的基质常常后结晶。但对一些似斑状结构则不适用,斑晶常与基质同时结晶。
(3)正确运用空间法则判断结晶顺序
在矿物结晶能力和其他条件相同的情况下,结晶中心不多时,先结晶的矿物有较充足的空间,因此其自形程度高,结晶颗粒大,并被晚结晶的矿物所包围。
矿物颗粒的相对自形程度表明,自形程度高的矿物一般析出较早,自形程度低的矿物析出较晚。但应注意,这一原则不能机械套用。自形性不能说明各个矿物开始结晶的顺序,它只能局部说明各矿物结晶结束的顺序。此外,矿物自形程度往往决定于自身结晶能力的大小。
(4)正确运用反应原理确定顺序,要注意全面观察,多找证据,综合分析
岩浆岩矿物按照结晶温度由高而低依次结晶形成,在鲍文反应序列上部的矿物比下部的矿物早结晶;随着岩浆温度的下降,早析出的高温矿物可以与岩浆反应生成序列中低位的矿物。
(5)矿物间的相互包裹关系
通常认为,被包裹的矿物形成一般早于包裹它的矿物(图0-11)。但应用这一原则也需谨慎。例如,分解成因的正条纹长石,其中钠长石条纹被包裹于钾长石之中,但实际上它们生成并无先后,而是固结分解同时形成的。
(6)矿物的共生组合关系
岩浆岩中的副矿物一般先结晶,如花岗岩中的榍石和绿泥石,榍石为早期结晶生成。
(7)具有交代结构的岩浆岩矿物的结晶顺序
具有交代结构的岩浆岩矿物的结晶顺序与矿化关系密切。主要结构类型有交代假象、蠕英石(图0-12)、交代条纹、反应边、斑晶等。确定交代现象与顺序的方法如下。
图0-11 辉长岩中包橄结构(引自赖绍聪,2006)
辉石(Py)包裹橄榄石(Ol),橄榄石结晶早于辉石和斜长石(Pl)
图0-12 辉长岩中矿物成因分析(引自赖绍聪,2006)
原生矿物:辉石(Py)、斜长石(Pl);次生矿物:黑云母(Bi)、蠕英石(Q)
1)一种矿物被另一种矿物所蚕食,呈星点状、网状、岛屿状时,残留矿物为交代早期矿物;具港湾状交代现象时,内湾一方的矿物为早期交代矿物。
2)岩石或矿物裂隙中为晚期充填及交代生成的矿物。
3)附着在另一矿物晶面上形成晶簇并插入某些矿物之中的矿物,为晚期交代生成的矿物。
4)与辉石的角闪石化、角闪石的黑云母化(图0-13)、黑云母的白云母化、钾长石的条纹化等共生关系的矿物,如果两矿物接触处有榍石、绿帘石、磷灰石、萤石等矿物,后者为交代成因的矿物。反之则为反应边结构,即岩浆结晶的产物。
图0-13 角闪石的黑云母化(引自赖绍聪,2006)
褐色黑云母(Bi)交代无色、淡绿色角闪石(Hb)
5)侵入岩长石斑晶中包裹基质矿物残余时,为晚期交代的长石斑晶。
6)喷出岩中矿物皆有熔蚀、暗化边、扭曲、碎裂等现象,未具此类现象的矿物则为晚期生成的矿物。
在描述先后顺序时,应同时说明分析、推断的理由。
6.岩石定名
最后,简单归纳上述各项典型特征,以此为依据,结合岩浆岩各类岩石分类表进行岩石定名。例如,岩石具中细粒辉长结构,色率55,主要矿物组合为普通辉石和拉长石(An58),属基性深成岩,并含贵橄榄石7%,则定名为橄榄辉长岩。
命名时通常要参考各大类岩石定量矿物分类命名表才能准确定名。
7.素描图
素描图是岩石鉴定报告中不可缺少的一部分,在未附照片时,主要依靠素描图形象地再现镜下的岩石特征。尽管现在显微照相比较普遍,但素描图仍是常用的手段。与照片相比,素描图具有重点突出表现现象的特点,画素描图还可锻炼学生的观察和思维能力。
根据鉴定人员想表现的内容来决定放大倍数。一般情况下,要反映较粗粒岩石特点或岩石整体结构、成分特点时,用低倍物镜或中倍物镜;要反映局部结构或隐晶质、玻璃质结构或矿物内部某些特点时,则用中—高倍物镜。
一般标准是以主要矿物在素描图上占10mm为宜。选择典型的、能代表岩石特征的视域非常重要。
素描图既要力求真实,又要突出重点、具有代表性,可略去不必要的内容,不要过分追求艺术效果,一般应反映三方面的内容(图0-14):
图0-14 黑云母花岗岩(具花岗结构)素描图(单偏光,10×10)
Q—石英;Pl—斜长石;Af—碱性长石(条纹长石);Bi—黑云母
1)矿物成分及其含量相对比例。
2)岩石结构:包括矿物颗粒的相对大小、自形程度、形态、相互关系等。
3)矿物本身的性质:靠铅笔的粗、细、轻、重分出单偏光镜下观察到的突起等级、糙面、解理等,矿物的颜色以及正交偏光镜下的干涉色用彩笔填色。矿物名称用代号标出,在图的下方可配以简单的文字说明,并注明单偏光或正交偏光、放大倍数或视域直径。
⑼ 观察岩石的方法有哪些,可以从哪几个方面进行
1、肉眼观察:就是用眼睛去看岩石,观察内容包括颜色(表面风化后颜色和断开面新鲜颜色)、结构、构造、颗粒或矿物成分及大致含量。
2、显微镜观察:特别是颗粒非常细的岩石,肉眼无法看出有什么矿物,显微镜下可以用不同放大倍数来观察,确定矿物组成及每种矿物的含量,确定矿物颗粒的大小与形状、岩浆岩和变质岩中矿物的自行结晶程度或沉积碎屑岩中颗粒的磨圆度等。
可以从岩石的:颜色、矿物成分及含量、结构、构造、蚀变、矿化、风化产物、特殊结构、构造方面观察。
(9)岩浆岩肉眼鉴别方法和步骤扩展阅读:
岩石按其成因主要分为火成岩(岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类。整个地壳中,火成岩大约占95%,沉积岩只有不足5%,变质岩最少。不过在不同的圈层,三种岩石的分布比例相差很大。地表的岩石中有75%是沉积岩,火成岩只有25%。距地表越深,则火成岩和变质岩越多。地壳深部和上地幔,主要由火成岩和变质岩构成。火成岩占整个地壳体积的64.7%,变质岩占27.4%,沉积岩占7.9%。其中玄武岩和辉长岩又占全部火成岩的65.7%,花岗岩和其他浅色岩约占34%。
⑽ 如何区别岩石中的暗色矿物特别是辉石、角闪石、黑云母(用肉眼,不是镜下)
一、鉴定内容和方法: 超基性岩:橄榄岩、辉石岩、角闪岩、金伯利岩
基性岩:辉长岩、辉绿岩、玄武岩
中性岩:闪长岩、安山岩、正长岩、粗面岩
酸性岩:花岗岩、流纹岩
脉岩:煌斑岩、细晶岩
对照所列岩浆岩的主要鉴定特征,在肉眼下借助于放大镜、小刀等观察不同岩石类型的主要矿物成分、结构构造等特征。
二、岩浆岩肉限鉴别方法和步骤
对岩浆岩手标本的观察,—般是观察岩石的颜色、结构、构造、矿物成分及其含量、最后确定岩石名称。
1)颜色:主要描述岩石新鲜面的颜色,也要注意风化后的颜色。
直接描述岩石的总体颜色,如紫、绿、红、褐、灰等色。有的颜色介于两者之间,则用复合名称,如灰白色、黄绿色、紫红色等。
岩浆岩的颜色反映在暗色矿物和浅色矿物的相对含量上。一船暗色矿物含量>60%称暗色岩;在60—30%的称中色岩;<30%则称浅色岩。
2)结构:根据岩石中各组分的结晶程度,可分为全晶质、半晶质、玻璃质等结构。
岩浆岩结构的描述内容和方法:
全晶质显晶质
粗粒:>5mm;中粒:1~5mm;细粒:<lmm; 描述总体矿物及各不同矿物的颗粒大小,形态及在岩石中的含量
不等粒:描述最大、最小及中间大小颗粒的大小及含量
似斑状结构:大的为斑晶,小的为基质。描述斑晶基质的相对含量,成分、形状,大小
隐晶质
描述颜色、断口特点
半晶质
斑状结构(玻璃质+结晶质):描述斑晶成分、形状、颗较大小及含量;基质部分的含量,颜色、断口特点
玻璃质
描述颜色、断口特点
3)构造:侵入岩常为块状构造,岩石中的矿物无定向排列;喷出岩常具气孔状、杏仁状和流纹状构造。要注意描述气孔的大小、形状、杏仁的充填物及气孔、杏仁有无定向排列。
4)矿物成分:矿物成分及其含量是岩浆岩定名的重要依据。岩石中凡能用肉眼识别的矿物均要进行描述。首先要描述主要矿物的成分、形状、大小、物理性质及其相对含量,其次对次要矿物也要作简单描述。
5)次生变化:岩浆岩固结后,受到岩浆期后热液作用和地表风化作用,往往使岩石中的矿物全部或部分受到次生变化,若变化较强,就应描述它蚀变成何种矿物。如橄揽石、辉石易成蛇纹石,角闪石、黑云母常变成绿泥石,而长石则变成绢云母、高岭石等。
6)岩石定名:在肉限观察和描述的基础上定出岩石名称。
颜色+结构+岩石基本名称,如浅灰色粗粒花岗岩;灰黑色中粒辉长岩
岩浆岩的分类定名,初学的可按以下步骤进行:
(1) 观颜色、初定类:岩石的颜色反映了矿物成分及其含量,是岩石分类命名的直观依据。但需指出,在估计暗色矿物含量时,易产生肉眼视觉上的误差。浅色矿物覆于暗色矿物之上时,由于它的透明性,易把它看成暗色矿物,故对暗色矿物含量的估计,往往偏高。另尚要注意次生变化的颜色的影响。
(2) 辩矿物定大类:在据颜色分成三大部分基础上,再根据矿物种类、含量和共生组合特征把岩石分成(1)超基性岩,(2)基性岩,(3)中性(钙碱性)岩,(4)酸性岩,(5)碱性岩等五类,即可确定岩石属哪一大类。
方法:指示矿物分两头,暗色矿物分中间,共生矿物来检验。石英>20%为酸性岩;橄榄石(+辉石,或角闪石)>90%为超基性岩;中、基性岩皆为斜长石+色暗矿物;中、基性岩的划分除色率外,主要有以下两点规律:①暗色矿物种类:中性岩石以角闪石为主,基性岩以辉石为主;②共生矿物种类:基性岩与超基性岩可找到少量橄榄石;中性岩与酸性岩相邻,可找到少量石英和肉红色钾长石。酸性岩和碱性岩颜色都是近肉红色,两者的区分主要根据:碱性岩的石英和斜长石(灰白色)含量都很少。
对具斑状结构的喷出岩和浅成岩,基质是隐晶质,肉眼则难以鉴定其成分,主要依靠斑晶来定名。因为斑晶一般是由岩石中的主要矿物组成的,故据斑晶矿物也可定类名。
对于无斑晶的隐晶质结构岩石,则只有根据岩石颜色和致密坚硬程度大致判断。含SiO2较高的酸性隐晶质岩石往往硬度较大。
(3)看结构(构造),推环境(产状):同类岩石成分相同,但每类根据不同的产状分成深成岩、浅成岩和喷出岩三种,分别给以不同的岩石种名。岩石产状即岩石生成环境,主要反映在结构、构造上。
自然界中的岩石类繁多,并且在各类之间存在许多过渡类型。如某岩石中以角闪石、斜长石为主,次要矿物为石英(达5—20%)、钾长石(达20%)、黑云母等,岩石应介于中酸性之问,定为花岗闪长岩;有的介于喷出岩和浅成岩之间,称之超浅成岩。
(4)根据岩石的颜色、主要,次要矿物成分含量及结构构造详细定名。
对于侵入岩:颜色+结构+基本名称如:黑灰色中粒辉长岩
对于喷出岩:颜色+构造+基本名称如:黑色气孔状玄武岩
岩浆岩的系统分类表:
2、岩浆岩肉跟鉴定描述举例:n号标本
黑灰色,风化面略显黑绿色,等粒中粒结构,颗粒一般在l一1.5毫米,块状构造,主要矿物为斜长石和辉石,各占55%和40%左右。斜长石为灰白色,柱状或粒状,时见解理面闪闪有光,玻璃光泽,辉石为黑色,短柱状,玻璃光泽,有的解理面清晰。岩石较新鲜,末遭次生变化。根据上面描述的n号标本岩石的各种特征可定为基性、深成岩,定名为:黑灰色中粒辉长岩。
一、岩浆岩主要造岩矿物野外鉴定
1、石英石英是花岗岩类岩石的主要矿物。其形态除在文像花岗岩中呈蠕虫状外和在浅成岩和喷出岩中可呈六方双锥的斑晶外,在绝大多数情况下呈它形粒状的晶体。颜色从无色到烟灰色。晶面呈玻璃光泽,但常见到的是断口面上的油脂光泽。与钾长石、酸性斜长石、黑云母共生。抗风化能力强,在岩石风化面上常呈现出明显的凸起。与长石的区别在于无解理,看不到双晶,油脂光泽和无风化产物。
2、钾长石钾长石包括正长石、微斜长石、条纹长石、透长石等。产于侵入岩中的主要是正长石和微斜长石,在浅成岩和喷出岩中可以是透长石。条纹长石是正长石或微斜长石与钠长石交生的产物,其中正长石或微斜长石多于钠长石。颜色是鉴别钾长石的一个重要标志。钾长石通常是肉红色的,但也有呈紫红色、白色、灰白色,甚至灰黑色。钾长石在风化过程中颜色会发生改变,肉红色可变成灰白色,灰白色也可变为肉红色。而且酸性斜长石也常呈肉红色。因此,颜色不能作为钾长石鉴定时的特征性标志。产于深成岩中的钾长石、微斜长石常呈它形粒状晶体。当钾长石在斑状、似斑状岩石中构成斑晶时,常呈板状、板柱状自形的晶体。野外鉴定长石时要特别注意双晶的观察。当旋转标本,发现长石解理面上出现一半反光,一半不反光时,此即为卡斯巴双晶;当出现相间反光时即为聚片双晶。钾长石常具卡斯巴双晶,而斜长石常具聚片双晶。这才是区别钾长石和斜长石最重要的标志。如果在大的钾长石晶体上,见有根须状的细脉,而且细脉的颜色又较浅,则为条纹长石。钾长石风化时,常生成白色的土状高岭石。
3、斜长石斜长石广泛出现在各类岩浆岩中。斜长石的种类和含量对于岩浆岩的分类和鉴定至关重要。斜长石可呈不同的色调,一般基性斜长石颜色较深,为深灰色到灰白色;酸性斜长石颜色较浅,可呈灰白、肉红色。基性斜长石由于遭受钠黝帘石化,其蚀变产物常带绿色色调;而酸性斜长石易绢云母化,其风化产物多呈灰白色。在基性浅成岩或喷出岩(如辉绿岩、玄武岩)中,由于斜长石颜色较深且结晶细小,因此很难辩认。这时,可采集半风化的标本观察,由于斜长石风化后颜色变浅,而与暗色矿物易于区别。聚片双晶是斜长石的重要鉴定标志。将标本向不同方向旋转,直到用野外或放大镜看到晶面或解理面上出现一组平行的明暗相间的直线或折线,这就是双晶纹。一般情况下,酸性斜长石双晶纹密集且平直,而基性斜长石的双晶纹较稀且不够平直。
4、普通角闪石普通角闪石是闪长岩、正长岩中常出现的矿物,也常出现在花岗岩中。普通角闪石多呈黑色、暗绿色,有时为褐色。在侵入岩中的角闪石多呈长柱状晶体,但在某些花岗岩、花岗闪长岩中,角闪石的一向伸长的结晶习性并不显着。角闪石在解理、光泽、硬度上与辉石相近,因此易与辉石混淆。野外鉴定时可根据解理夹角相区分。具体做法是:在照射光下看到一组反光良好的阶梯状反光面(解理面),然后在眼睛的注视下转动标本,直到观察到第二组反光面,其旋转角度就是解理夹角。估计这个角度,若近90度,即为辉石;若为较明显的锐角或钝角,则为角闪石。另外,普通角闪石常与石英、钾长石、黑云母共生;而辉石则常与橄榄石、基性斜长石共生。在花岗岩中,普通角闪石与黑云母有时也会混淆,其区别在于,角闪石硬度大于小刀,用小刀刻划只能得到碎屑状颗粒,解理面上为玻璃光泽;而黑云母硬度小于小刀,用小刀可挑成薄片,解理面具珍珠光泽。另外,遭受风化后的角闪石常具绿色色调,而黑云母风化后常具褐色色调。
5、辉石辉石为超基性岩和基性岩中最主要的矿物,另外在安山岩中常以斑晶出现。大多数辉石呈绿黑色,少量辉石呈灰绿色(如透辉石)。产于侵入岩中的辉石一般呈等轴的粒状。辉石具两组近于垂直的解理,常构成不整齐的阶梯状断口。辉石最常见的次生变化是蛇纹石化和纤闪石化。蛇纹石交代辉石常形成具丝绢光泽的“绢石”。
6、橄榄石橄榄石是超基性岩和基性岩中常见的矿物,其含量是这两类岩石分类鉴定的重要依据。新鲜的橄榄石是砂糖状晶体,呈橄榄绿色或黄绿色,一般为油脂光泽,贝壳状断口,不具解理,因此较易与辉石区别。侵入岩的橄榄石常蚀变为蛇纹石和滑石,由橄榄石蚀变的蛇纹石常呈黑绿色、黑色,具油脂光泽,并常可见由细粒磁铁矿组成的网状细脉。喷出岩(玄武岩)中橄榄石斑晶常蚀变成褐红色的具橄榄石假象的伊丁石。橄榄石是抗风化能力很弱的矿物,地表露头上很难见到新鲜的橄榄石。
7、黑云母黑云母主要出现在酸性的岩石中,新鲜的黑云母呈黑色或黑褐色,风化后褪色,常呈金黄色,解理极完全,常呈片状,在手标本中常可见到与晶体大小一致的平整的反光面,并可见珍珠光泽,硬度小于小刀。根据以上特征,不难将它与普通角闪石、辉石相区分。
8、霞石霞石仅出现在SiO2不饱和的碱性岩中。侵入岩中的霞石因结晶常呈它形粒状,颜色为肉红色或灰白色,解理不完全,常具油脂光泽,易与石英混淆。与石英的区别是,石英一般呈烟灰色,在风化面上呈凸起状,而霞石一般呈肉红色,抗风化能力弱,常有风化产物存在。另外石英一般与富钾的碱性长石、酸性斜长石、黑云母共生,而霞石常与富钠的碱性长石(如歪长石)、碱性辉石共生。根据解理不发育、油脂光泽,可与正长石区分。
二、矿物含量
确定矿物含量,对于岩浆岩准确定名是十分重要的。下面介绍野外估计岩石中矿物含量的两种方法。
1、目估法目估法是用野外估计岩石中矿物的含量,其准确性与经验有关,误差较大。目估矿物含量时,由于暗色矿物比较醒目,所估含量往往偏高,这是应当避免的。
2、直线法直线法是在野外选定的有代表性的露头上,用小钢尺测量若干平行直线段上某矿物的长度并作出记录,然后根据下式求出欲测矿物的体积百分含量。
某矿物在岩石中体积百分含量=该矿物所测的总长度/测线总长度*100%原则上,直线段越长,测得的结果越准确。一般测线总长度不应小于矿物颗粒粒径的100倍,线段间距不应小于矿物的平均粒径。
三、岩浆岩野外鉴定表
岩浆岩野外鉴定时,除了要对岩石中的矿物及含量进行观察外,还要对岩石的结构、构造、岩体的产状进行系统研究,以确定岩浆岩冷凝的部位,这样才能对岩浆岩正确鉴定。根据岩浆岩冷凝的部位,可将岩浆岩分为深成岩、浅成岩、次火山岩、火山岩。这四类岩浆岩的特征见表1
表1冷凝深度不同的各类岩浆岩岩性特征
类型 深成岩
浅成岩
次火山岩
火山岩
产状深度
岩株、岩基、岩盆、岩盖、岩墙
小岩株、岩盆、岩盖、岩脉、岩墙
小的岩株、火山颈、岩枝、岩脉
火山锥、熔岩流、熔岩被
结构
中粗粒等粒
似斑状
细粒、斑状
斑状、细粒
玻璃质、半晶质、细粒
构造
块状
块状、流动
块状、流动
气孔、杏仁、柱状节理
矿物成分
钾长石可能为微斜长石,斜长石环带不发育
斜长石环带发育,可能出现高温矿物如β-石英、透长石等。
出现β-石英、透长石等高温矿物
出现高温矿物,含水斑晶矿物可能具暗化边
围岩
一般为区域变质岩
可能为沉积岩、岩浆岩、变质岩
火山岩、沉积岩、变质岩
沉积岩、火山岩
1、深成岩野外鉴定表
深成岩野外鉴定时,要考虑岩石的色率,石英、橄榄石、似长石的有无和含量,钾长石和斜长石的有无及含量,以及暗色矿物的种类等。在鉴定时可参照表2。
表2最常见的深成岩野外鉴定表
岩石大类 超基性岩
基性岩
中性岩
酸性岩
碱性岩
指示矿物
色率>90
色率90~35
色率35~15
色率<15
色率不定
无石英
一般无石英
石英5~20%
石英>20%
无石英有似长石
有钾长石
AP
(石英)正长岩
花岗岩
霞石正长岩
A≈P
(石英)二长岩
二长花岗岩
A<<P
(石英)闪长岩
花岗闪长岩
基本上只有斜长石
P+角闪石
P+辉石
辉长岩
斜长石为主
斜长岩
斜长花岗岩
无长石
橄榄石为主
橄榄岩
辉石为主
辉石岩
角闪石为主
角闪石岩
注:A为钾长石,P为斜长石
2、浅成岩(包括次火山岩)的野外鉴定
浅成岩(包括次火山岩)的野外鉴定,大致可采用与深成岩相似的方法。浅成岩由于结晶细、结构变化大,因此对斑晶的矿物成分和结构应给予特别注意。野外鉴定浅成岩可参照表3
表3浅成岩(包括次火山岩)野外鉴定表
超基性岩
基性岩
中性岩
酸性岩
碱性岩
色率>90
色率90~35
色率35~15
色率<15
色率不定
橄榄石
辉石、斜长石
角闪石斜长石
钾长石
钾长石、斜长石、石英
钾长石、似长石
细粒—微粒
苦橄岩
细(微)晶辉长岩、辉绿岩
细(微)晶闪长岩
细(微)晶正长岩
细(微)晶花岗岩
细(微)晶霞石正长岩
斑状结构
基质细、微粒
苦橄玢岩、金伯利岩
辉长玢岩、辉绿玢岩
闪长玢岩
正长斑岩
花岗斑岩
霞石正长斑岩
基质玻璃质-隐晶质
玄武玢岩
安山玢岩
粗面斑岩
流纹斑岩
3、火山岩的野外鉴定表
火山岩结晶差,基质常为隐晶质、玻璃质,野外鉴定时主要根据颜色、结构、斑晶成分和次生变化。
火山岩的颜色一般要比相应成分的侵入岩颜色深。火山岩的斑晶矿物一般要比基质中的矿物“基性”。例如在安山岩中常见辉石斑晶,而在玄武岩中常见橄榄石斑晶。火山岩野外鉴定可参考表4。
表4各类火山岩野外鉴定主要特征表
玄武 岩
安山 岩
流纹 岩
粗面 岩
响岩
颜色(新鲜面)
黑绿色至黑色
紫色、紫红色
粉红、灰白、浅灰、紫色、灰绿色
浅灰、灰紫
深灰、深灰绿色
斑晶成分
辉石、基性斜长石、有时为橄榄石(可变伊丁石)
辉石、角闪石、斜长石、黑云母(斜长石斑晶常见)
石英、透长石
透长石、黑云母、角闪石
白榴石、透长石
结构
细粒—隐晶质
隐晶质、斑状结构
隐晶质、玻璃质
隐晶质
隐晶质
构造
气孔、杏仁
气孔、杏仁
气孔、杏仁、流纹
气孔、杏仁、流纹
气孔、杏仁、流纹
次生变化
绿帘石、绿泥石、黝帘石、碳酸盐
同左
高岭土化
高岭土化
四、野外描述
岩浆岩野外描述是岩浆岩野外地质记录的一项重要工作。对于室内鉴定也有重要意义。描述要力求做到全面、准确、精炼,使阅读者看过描述后能对该岩石有一个较全面的清晰映象。这就需要观察仔细、描述语言规范、,准确运用地质术语,遵照共同遵守的描述顺序。
野外对于岩浆岩描述的主要内容和顺序是:颜色、结构、构造、主要矿物和次要矿物的种类和含量、次生变化、产状等。
在描述颜色时,要区分原生色和次生色,并分别加以描述。注意在节理或接触带附近,由于地下水淋滤或地下水中物质沉淀以及同化混染作用而引起的岩石颜色的变化。
在描述岩石的结构时,应注意将斑晶结构与基质结构分开加以描述,并要求估计出斑晶含量和斑晶中不同矿物的含量。
在描述矿物时,除了对矿物主要特征、含量进行描述外,对矿物的次生变化应给予充分注意。
岩浆岩野外描述举例
1、辉绿玢岩:新鲜面为灰黑色,风化面为灰绿色,斑状结构,基质为中细粒辉绿结构,块状构造,主要矿物为辉石和斜长石。少量(5%)的斜长石构成了斑晶。在风化面上可见斜长石呈自形的长条形晶体,辉石呈它形粒状充填于斜长石晶体的空隙中,斜长石和辉石大约各占岩石的一半,有少量黄铁矿,在地表已风化成褐铁矿,长石已风化变为高岭石。
2、花岗岩:新鲜面为灰黄色,风化面常为黄褐色;中粗粒结构,块状构造;主要矿物为钾长石(60%)和石英(30%);次要矿物为角闪石和黑云母(10%);钾长石双晶不明显,颜色为灰黄色、它形粒状;石英为烟灰色,油脂光泽,它形粒状;角闪石呈黑色,粒状;黑云母风化后呈金黄色,珍珠光泽,片状,一组极完全解理。