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常见的岩石类型及造岩矿物

一、构成地壳的岩石类型

岩石是自然界中经地质作用形成的具有一定结构构造的矿物集合体,是地球上层的地壳和上地幔的组成部分,也是人们平常所说的石头,在地质学上叫岩石。

自然界的岩石种类繁多,据统计地壳中的岩石不下数千种,根据成因和形成过程来看,可以分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩三大类,并在宝天曼地区均有分布。

图3-8 ?三大岩类的转化关系示意图

1、岩浆岩

在地壳下面深处存在着高温高压的呈熔融状的物质,成分主要是硅酸盐,富含挥发组分,这种熔融物质称为岩浆。岩浆沿着地壳薄弱地带侵入地壳或喷出地表冷却凝结而成的岩石,称为岩浆岩或火成岩。岩浆岩约占地壳总体积的65%,但在地表的分布面积仅占20%左右。按照岩浆岩中SiO2 的百分含量不同划分为超基性岩(﹤45%)、基性岩(45%~52%)、中性岩(52%~65%)和酸性岩(﹥65%)。

当岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石称为喷出岩,或称火山岩。在内乡县境内的喷出岩以中基性火山岩为主,其中早古生界二郎坪群的细碧角斑岩系属海相火山岩,在朱阳关—夏馆断裂带以北地质公园及其周边均有出露,其中大庙组以细碧岩及细碧质火山碎屑岩为主,为浅海喷出活动,火神庙组以细碧岩夹角斑岩、石英角斑岩为特征属于中基性火山岩,小寨组以复理石为主,火山活动微弱;内乡县南部早古生界奥陶系岞山曲 组的基性玄武岩类属陆相火山岩。

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图3-9? 内乡县夏馆镇葛条爬和西峡县二郎坪附近出露的二郎坪群枕状火山熔岩

液态岩浆在造山作用下贯入同期形成的构造空腔内,在深处结晶和冷凝而形成的火成岩称侵入岩,花岗岩是地球上分布最广泛的侵入岩;区内岩浆侵入活动较为发育,以花岗岩为主,主要集中在内乡县北部宝天曼地区,也是本地质公园主要的景观资源载体。

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图3-10? 内乡县北部七星潭和挂剑垛出露的花岗岩

在岩浆活动中,岩浆中有用物质富集起来而形成矿床,称内生矿床。世界上许多金属矿就是这样形成的。内乡县境内发生有多期次岩浆侵入活动,对侵入地层中金、银、铜、铅锌等金属矿床的形成提供了良好的热动力条件。

2、沉积岩

沉积岩(又称为水成岩),在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和固结而形成的岩石。沉积岩在地表分布最广,是最常见的岩石类型。沉积岩的体积只占岩石圈的5%,但其分布面积却占陆地的75%,大洋底部几乎全部为沉积岩或沉积物所覆盖。沉积岩按其沉积成因可进一步分为碎屑沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩(如煤及某些生物灰岩)等。

常见的沉积岩有:由直径大于3mm的砾和磨圆的卵石及被其他物质胶结而形成的砾岩,由2~0.05mm直径的砂粒胶结而成的砂岩,由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩,由方解石为其主要成分、硬度不大的石灰岩等。沉积岩的颜色主要受到沉积环境影响,且较直观易辨认,是观察和研究沉积岩的重要内容之一。暗色矿物和岩层含量多的沉积岩颜色较深;反之,浅色矿物含量多的沉积岩颜色较浅。一般地,含有铁的沉积岩呈红色或褐色,含有钙与硅的沉积岩呈白、灰色。

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图3-11? 内乡县夏馆—七里坪一带沉积的上白垩统夏馆组及其底部砾岩沉积

沉积岩有两个突出特征:一是具有层次,称为层理构造。层与层的界面叫层面,通常下面的岩层比上面的岩层年龄古老。二是许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存、活动的痕迹,即化石,它是判定地质年龄和研究古地理环境的珍贵资料。内乡县境内夏馆—七里坪地区和赤眉庙山水库一带的白垩纪红色陆相碎屑沉积岩地层中富含恐龙蛋、恐龙骨骼及古无脊椎动物等古生物化石。

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图3-12? 内乡县赤眉镇庙山水库附近白垩纪地层中赋存恐龙蛋化石

沉积岩不仅分布极为广泛,而且记录着地壳演变的漫长过程。并且,沉积岩中蕴藏着大量的沉积矿产,如石油天然气,盐类等,而且、铝等矿产中沉积类型也占有很大的比重。

3、变质岩

变质岩是变质作用形成的岩石。在变质作用条件下,使地壳中已经存在的岩石变成具有新的矿物组合及变质结构和构造特征的岩石。这一过程一般是在温度和压力升高的条件下进行的,在变质的过程中,岩石基本上仍保持固态。变质岩的物质成分既有原岩成分,也有变质过程中新产生的成分。因此变质岩的成分比较复杂。

一般变质岩分为两大类,一类是变质作用于岩浆岩(火成岩),形成的变质岩成为正变质岩;另一类是作用于沉积岩,生成的变质岩为副变质岩。大面积变质的岩石为区域性的,但也有局部性的,局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩石的变质称为接触变质岩;如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为动力变质岩。原岩受变质作用的程度不同,变质情况也不同,一般分为低级变质、中级和高级变质。变质级别越高,变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下,形成板岩;在中级变质时形成云母片岩;在高级变质作用下形成片麻岩。

图3-13? 古元古界秦岭岩群郭庄岩组出露的混合岩化片麻岩

图3-14? 天心洞糜棱岩化大理岩

岩石在变质过程中形成新的矿物,所以变质过程也是一种重要的成矿过程,中国鞍山的铁矿就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩,这种铁矿占全世界铁矿储量的70%。此外如锰钴铀共生矿、金铀共生矿、云母矿、石墨矿、石棉矿都是变质作用造成的。

二、常见的造岩矿物

矿物指由地质作用所形成的天然单质化合物。它们具有相对固定的化学组成,呈固态者还具有确定的内部结构;它们在一定的物理化学条件范围内稳定,是组成岩石矿石的基本单元。其中,构成岩石主要成分的矿物,称造岩矿物。岩石可由一种矿物组成,如纯洁的大理岩由方解石组成;而多数岩石是由两种以上的矿物组成,如花岗岩主要由石英、长石、云母三种矿物组成。自然界中的矿物种类极多,约有3000种左右,但造岩矿物种类却少,仅有二、三十种。其中最重要的有七种造岩矿物:正长石斜长石(二者又统称长石类矿物)、石英、角闪石类矿物(主要是普通角闪石)、辉石类矿物(主要是普通辉石)、橄榄石方解石。甚至可以说,整个地壳几乎就是由上述七种矿物构成的。

表3-1? 常见造岩矿物的主要特征

矿物名称

形状

颜色

条痕

光泽

硬度

解理和断口

石英

六方柱锥状晶体

无或各种颜色

无色

玻璃

7

贝壳状断口

长石

柱状厚板状晶体

白、肉红色

无色

玻璃

6

完全解理

云母

片状

白、黑色

无色

玻璃

2~3

极完全解理

方解石

菱面体晶体

白色等

白色

玻璃

3

完全解理

普通辉石

短柱状

黑(或带微绿)

浅灰绿

玻璃

5~6

中等解理

普通角闪石

长柱状

黑(或带微绿)

浅灰绿

玻璃

5~6

完全解理

矿物的物理性质,决定于矿物的化学成分和内部构造。由于不同矿物的化学成分或内部构造不同,因而反映出不同的物理性质。所以,矿物的物理性质,是鉴别矿物的重要依据。在自然界中也有许多矿物,它们之间在形态、颜色、光泽等方面有相同之处,但一种矿物确具有它自己的特点,鉴别时应利用这个特点,即可较正确地鉴别矿物。

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水晶(石英)

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钾长石

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斜长石

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方解石????

(白)云母

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含有辉石的岩石??

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????????? 角闪石

图3-15? 常见的造岩矿物