火成岩是三类岩石的主体,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%。
一、岩浆岩
1、定义:岩浆是存在于地壳下面高温、高压的熔融状态的硅酸盐物质(它的主要成分是SiO2,还有其他元素、化合物和挥发成分)。岩浆内部的压力很大,不断向压力低的地方移动,以至冲破地壳深部的岩层,沿着裂缝上升,喷出地表;或者当岩浆内部压力小于上部岩层压力时迫使岩浆停留下,冷凝成岩。
2、特征:
①构造特征:岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征,比如喷出岩是在温度、压力骤然降低的条件下形成的,造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出,形成气孔状构造。当气孔十分发育时,岩石会变得很轻,甚至可以漂在水面,形成浮岩等;
②冷凝特征:岩浆岩是由岩浆直接冷凝形成的岩石,因此,具有反映岩浆冷凝环境和形成过程所留下的特征和痕迹,与沉积岩和变质岩有明显的区别。
3、分类
依冷凝成岩时的地质环境的不同,将岩浆岩分为三种类型:
喷出岩(火山岩):岩浆喷出地表后冷凝形成的岩浆岩称为喷出岩。在地表的条件下,温度下降迅速,矿物来不及结晶或者结晶差,肉眼不易看清楚。如流纹岩、安山岩、玄武岩等;
浅成岩:岩浆沿地壳裂缝上升至距地表较浅处冷凝形成的岩浆岩。由于岩浆压力小,温度下降较快,矿物结晶较细小。如花岗斑岩、正长斑岩、辉绿岩等;
深成岩:岩浆侵入地壳深处(约距地表3公里)冷凝形成的岩浆岩。由于岩浆压力大,温度下降缓慢,矿物结晶良好。如花岗岩、正长岩、辉长岩等。
二、沉积岩
1、定义:沉积岩,又称为水成岩,是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物等疏松沉积物团结而成的岩石。同时也是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。
在地球地表,有70%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产,占全部世界矿产蕴藏量的80%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。
2、特征:
①层理构造显著,富含次生矿物、有机质;
②沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石,即是生物化石;
③具有碎屑结构于非碎屑结构之分,有的具有干裂、孔隙、结核等。通常情况下沉积岩由岩石碎屑、矿物碎屑、火山碎屑及生物碎屑等构成,其中包括砾、砂、粉砂和泥等不同粒级的物质。各粒级沉积物使沉积岩具有砾状结构、砂状结构、粉状结构或泥状结构;
④沉积岩层面呈波状起伏,或残留波痕、雨痕、干裂、槽模、沟模等印模,或层内出现锯齿状缝合线或结核,均属沉积岩的原生构造特征。
3、分类:
砾岩:由直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成;
砂岩:由2毫米到005毫米直径的砂粒胶结而成的;
页岩:由颗粒细小的粘土矿物组成;
石灰岩:由方解石为其主要成分,硬度不大等。
三、变质岩
1、定义:地壳中的原岩(包括岩浆岩、沉积岩和已经生成的变质岩),由于地壳运动、岩浆活动等所造成的物理和化学条件的变化,即在高温、高压和化学性活泼的物质(水气、各种挥发性气体和热水溶液)渗入的作用下,在固体状态下改变了原来岩石的结构、构造甚至矿物成分,形成一种新的岩石称为变质岩。变质岩不仅具有自身独特的特点,而且还保存着原来岩石的某些特征。又可分为正变质岩和副变质岩。
2、特征:
①有的具有片理(片状)构造如片岩;
②有的呈片麻构造(未形成片状),岩石断面上看到各种矿物成带状或条状等,如花岗片麻岩;
③有的呈板状构造,颗粒极小,肉眼难辨,如板岩。
3、分类
大理岩:由方解石或白云石重新经过结晶而成的;
板岩:由页岩和粘土经过变质而形成原解理状的;
片岩:由片状、柱状岩石组成;
片麻岩:多由沉积岩和岩浆岩变质而成;
石英岩:由砂岩变质而成的等。
因为所含矿物成分不同。页岩含大量的碳酸钙及少量的镁、硅、铝、铁、磷等,高温烧结可制成陶粒,近似陶土;而砂岩主要矿物成分是二氧化硅,拌合物不成型,有钠、钾存在时,高温烧结熔融物像玻璃状。
砂岩和页岩都属于沉积岩。
沉积岩种类很多,其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩,它们占沉积岩总数的95%。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。
总的说,页岩最多,其次是砂岩,石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产,如能源、非金属、金属和稀有元素矿产,其次还有化石群。
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一、沉积岩:
沉积岩,三大岩类的一种,又称为水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。
是在地壳发展演化过程中,在地表或接近地表的常温常压条件下,任何先成岩遭受风化剥蚀作用的破坏产物,以及生物作用与火山作用的产物在原地或经过外力的搬运所形成的沉积层,又经成岩作用而成的岩石。
在地球地表,有70%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占 5%。沉积岩主要包括石灰岩、砂岩、页岩等。
沉积岩中所含有的矿产,占全部世界矿产蕴藏量的80%。
二、砂岩:
砂岩是一种沉积岩,是由石粒经过水冲蚀沉淀于河床上,经千百年的堆积变得坚固而成。后因地球地壳运动,而形成今日的矿山。
砂岩由源区岩石经风化、剥蚀、搬运在盆地中堆积形成。岩石由碎屑和填隙物两部分构成。
碎屑常见矿物:石英、长石、白云母、方解石、粘土矿物、白云石、鲕绿泥石、绿泥石等。
填隙物包括胶结物和碎屑杂基两种组分。常见胶结物有硅质和碳酸盐质胶结;杂基成分主要指与碎屑同时沉积的颗粒更细的黏土或粉砂质物。
砂岩颗粒直径在005-2mm,其中砂粒含量要大于50%,结构稳定,通常呈淡褐色或红色,主要含硅、钙、黏土和氧化铁。绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。
三、页岩:
页岩是一种沉积岩,成分复杂,但都具有薄页状或薄片层状的节理,主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石,但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。以黏土类矿物(高岭石、水云母等)为主,具有明显的薄层理构造。
页岩形成于静水的环境中,泥沙经过长时间的沉积,所以经常存在于湖泊、河流三角洲地带,在海洋大陆架中也有页岩的形成,页岩中也经常包含有古代动植物的化石。有时也有动物的足迹化石,甚至古代雨滴的痕迹都可能在页岩中保存下来。
页岩的硬度一般为普氏硬度系数15~3,结构比较致密的,其普氏硬度系数可以达到4~5,有的硬质页岩的硬度更高。
页岩的颗粒组成与它的自然颗粒级和成岩原因有关,颗粒组成变化的波动幅度较大,从而影响页岩的其他性能。
按成分不同,分炭质页岩、钙质页岩、砂质页岩、硅质页岩等。
其中硅质页岩强度稍大,其余的较软弱,岩块抗压强度为1961~6865 MPa或更低。浸水后易发生软化和膨胀,变形模量较小,抗滑稳定性极差。
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