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总结火成岩,沉积岩,变质岩三大类岩石之间的区别和转化关系

一、总结火成岩,沉积岩,变质岩三大类岩石之间的区别和转化关系

三大类岩石具有不同的形成条件和环境,而岩石形成所需的环境条件又会随着地质作用的进行不断地发生变化.沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩.在地表常温、常压条件下,岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩.变质岩和沉积岩当进入地下深处后,在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆,经结晶作用而变成岩浆岩.因此,在地球的岩石圈内,三大岩类处于不断演化过程之中.

太阳能是岩石发生演变过程的能量来源之一,它控制着外动力地质作用的进行;包含在岩石内部的放射性能量是地球内力地质作用的能量来源.此外,地球重力能和地球旋转能在各种地质作用中也是不可忽视的重要方面.右图表示了各种地质作用与三大类岩石演变的相互关系.其中构造运动是地球内力作用重要的表现形式,它可使地下深处的侵入岩和变质岩上升到地表遭受破坏,也可使地表岩石发生强烈拗陷而产生变质,同时,构造运动对岩浆的形成和上升也有重要影响.

二、地质工程中的岩石鉴定报告怎么写?

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三、火成岩的矿物成分

火成岩中的矿物成分受控于岩浆的化学成分和结晶条件,因而对于了解岩石的化学成分和岩石的成因都有重大的意义,同时它也是火成岩分类和定名的依据。

1.矿物的成分分类

火成岩中已发现的矿物种类繁多,但常见的不过20多种,其中构成岩石主体,并在分类命名中起作用的是石英、钾长石、斜长石、似长石(白榴石、霞石)、橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、白云母等。这些矿物据化学成分可分为两类:

硅铝矿物 矿物中SiO2与Al2O3的含量较高,不含FeO和MgO,包括石英类、长石类和似长石类。它们基本不含色素原子,颜色较浅,所以又称为浅色矿物。

镁铁矿物 矿物中FeO、MgO的含量较高,包括橄榄石类、辉石类、角闪石类和黑云母类。这些矿物的颜色一般较深,又称为暗色矿物。暗色矿物在火成岩中的含量(体积分数)通常称为色率,是火成岩鉴定和分类重要标志之一,如色率随岩石酸度的变化情况大致为:超基性岩色率>90,基性岩色率=40~90、中性岩色率=15~40,酸性岩色率<15。

2.矿物的成因分类

在岩浆冷凝过程中结晶形成的矿物,称原生矿物。原生矿物根据形成的环境不同,又可分为高温型和低温型。一般来说,火山岩中的为高温型,深成岩中的为低温型。例如:高温斜长石、高温石英(β-石英)常见于火山岩中,而低温斜长石和低温石英(α-石英)则多形成于深成相的侵入岩中。在岩浆完全结晶后,由于外界物理化学条件的变化(主要是温度和压力的降低),使原生矿物发生转变而新形成的矿物叫成岩矿物,如高温β-石英,在温度降低时,会转变为同质异相的低温的α-石英,透长石会转变为正长石等。另外,温度降低还会使某些固溶体矿物降低混溶程度,发生固溶体分解而形成成岩矿物,如钾长石分解为条纹长石。在岩浆基本上冷凝成固相的岩石后,由于受残余挥发组分和岩浆期后流体的作用(蚀变、交代及充填)而生成的矿物,叫次生矿物,它往往交代原生矿物,或充填在矿物的孔隙及晶洞中,如岩浆期后的流体可形成电气石、萤石、黄玉等矿物,也可以交代原生矿物形成蚀变矿物,如橄榄石变成的蛇纹石,斜长石遭受钠黝帘石化形成钠长石及黝帘石等。

3.矿物成分与化学成分的关系

不同的火成岩之间的重要区别之一是在矿物共生组合和含量上存在差异。虽然温度和压力对火成岩的矿物共生组合具有一定的控制作用,但是最主要的控制因素是火成岩的化学成分。其中SiO2、Alk和 Al2O3对矿物共生组合的控制最明显。

1)SiO2含量对火成岩中矿物共生组合的影响

在岩浆岩中,SiO2与其他金属氧化物结合可形成各类硅酸盐矿物,从矿物中SiO2的相对含量而言,硅酸盐矿物可分为两组,一组称SiO2饱和矿物,可与石英共生,如辉石、长石、角闪石、云母类矿物;另一组称SiO2不饱和矿物,不能与石英共生,如富镁橄榄石、似长石等。这是因为在平衡结晶的条件下,橄榄石(如镁橄榄石)或似长石(如霞石Ne)与熔体中的SiO2反应分别生成顽火辉石或钠长石。

岩石学

岩石学

当岩浆中SiO2过剩(过饱和)时,岩石中会出现SiO2饱和矿物与石英共生,而SiO2不足(不饱和)时会出现SiO2不饱和矿物,而不出现石英。SiO2含量适当(饱和)时,则仅出现SiO2饱和矿物。

由于火成岩中SiO2与其他氧化物存在协变关系,所以从超基性岩到酸性岩,随SiO2的渐增,岩石中的镁铁矿物由多到少,浅色矿物渐增,石英由无到有。在超基性岩中,w(SiO2)<45%,富FeO、MgO,而贫K2O、Na2O,因此在矿物成分上镁铁矿物占主要地位(色率>90),主要由橄榄石和辉石组成。在基性岩中,w(SiO2)=45%~53%,FeO、MgO较超基性岩减少,Al2O3、CaO含量增加,因此矿物成分为辉石与基性斜长石共生,镁铁矿物的体积分数40%~90%(一般为40%~70%)。在中性岩中,w(SiO2)增至53%~66%,FeO、MgO、CaO均较前减少,K2O、Na2O的含量相对增加,因此在中性岩中常为角闪石与中性斜长石共生,暗色矿物减少,色率在15~40之间。酸性岩中w(SiO2)>66%,FeO、MgO、CaO大大减少,而K2O、Na2O显著增加,因此钾长石、酸性斜长石、石英为主要矿物,暗色矿物多为黑云母,色率小于15。

2)碱质含量对火成岩中矿物共生组合的影响

岩石中K2O、Na2O的含量一般随SiO2含量的增加而增加,但在SiO2含量相同的岩石中,碱含量的差别会对矿物组合产生明显的影响,如在组合指数(δ)小于3.3的钙碱性火成岩中,不出现似长石和黑榴石,辉石为普通辉石和斜方辉石,角闪石为普通角闪石;而在组合指数大于3.3的碱性或过碱性(>9)岩石中,常见似长石和黑榴石,辉石通常富钠(霓石、霓辉石)或含钛(钛辉石),角闪石为钠闪石、钠钙闪石、棕闪石,不出现斜方辉石。

3)Al2O3含量对火成岩矿物成分的影响

Al2O3的含量对铝硅酸盐矿物的种属形成有很大的关系,类似于SiO2饱和度,也有Al2O3饱和度的概念。基于长石和似长石中n(K2O)/n(Al2O3)、n(Na2O)/n(Al2O3)、n(CaO)/n(Al2O3)(分子数)为1,凡是上述比值小于1 的,称Al2O3过饱和矿物;大于1的,称Al2O3不饱和矿物。岩石中Al2O3与CaO、K2O、Na2O分子数的相对值会对矿物组合产生影响,如过铝质岩石中,n(Al2O3)>n(CaO+K2O+Na2O),Al2O3在与CaO、K2O、Na2O结合生成长石类矿物后还有剩余,可形成白云母、黄玉、电气石、锰铝―铁铝榴石、刚玉、红柱石或矽线石等富铝矿物。而在过碱质岩石中,n(Al2O3)<n(K2O+Na2O),K2O、Na2O在与SiO2、Al2O3结合生成长石和似长石类矿物后还有剩余,会进入辉石、角闪石等暗色矿中,形成霓石、霓辉石、碱性角闪石等碱性暗色矿物。