板岩页岩和片岩.docx

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板岩页岩和片岩

板岩、页岩和片岩

名称

特点

板岩

1.岩石较厚，一般在1cm以上；

2.板状构造；

3.浅变质岩，以矿物颗粒或以隐晶质为主，基本没有重结晶；

4.原岩为泥质、粉质或中酸性凝灰岩，镜下可见有泥质和部分绢云母、绿泥石、硅质，有时见少量得白云母、黑云母、石英等。

片岩

1.岩石较薄，厚度一般为10～0.2mm；

2.片状结构，片理构造；

3.变质岩，变质程度较高，几乎所有原岩都已重结晶；

4.颗粒粗大，其颗粒结构主要是石英和长石，石英含量一般比长石多，长石含量常少于25%。

由片状、柱状和粒状矿物组成。

一般为鳞片变晶结构、纤状变晶结构和斑状变晶结构。

页岩

1.岩石很薄，厚度一般小于0.2mm；

2.页片结构，页理构造，具有薄页状或薄片层状的节理；

3.沉积岩，由泥质沉积物经沉积压力和温度成岩作用固结而成；

4.主要为粘土，混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。

1.板岩

板岩是具有特征板状构造的浅变质岩石，以矿物颗粒或以隐晶质为主，基本没有重结晶。

是一种变质岩，原岩为泥质、粉质或中酸性凝灰岩，镜下可见有泥质和部分绢云母、绿泥石、硅质，有时见少量得白云母、黑云母、石英等。

具变余泥质结构。

板岩是区域变质作用得低级产物，温度和均向压力都不高，主要受应力作用的影响。

沿板理方向可以剥成薄片。

板岩的颜色随其所含有的杂质不同而变化，含铁的为红色或黄色，含碳质的为黑色或灰色，含钙质的遇盐酸会起泡，因此一般以其颜色命名分类，如灰绿色板岩、黑色板岩、钙质板岩等。

常见类型有碳质板岩、钙质板岩、黑色板岩等；也可根据岩石的其他特点，如矿物成分、结构构造等，分为空晶石板岩、斑点状板岩、粉砂质板岩、硅板岩等。

板岩可以作为建筑材料和装饰材料。

古代常用来作为房屋建筑的瓦片使用，现代也用来作为室内装修地板、外墙装饰、园林路径绿化等。

图1板岩

图2板岩

图3板岩

图4板岩

图5板岩用途

碳质板岩

碳质板岩是一种含大量分散的炭化有机质的板岩，能污手，但含灰分高，故不易燃烧。

常形成于湖泊—沼泽环境，与煤层共生。

图6碳质板岩

硅质板岩

图7硅质板岩

图8黑色板岩

图9红板岩

图10灰板岩

图11绿板岩

图12斑点状板岩

图13紫色板岩（中国地质博物馆藏品）

图13泥板岩

2.片岩

片岩是具有明显片状构造的变质岩，其变质程度比千枚岩高，几乎所有的原岩物质都已经重结晶，所以颗粒粗大，其颗粒结构主要是石英和长石，石英含量一般比长石多，长石含量常少于25%，其变斑晶为变质矿物，主要有十字石、蓝晶石。

片岩特征是有片理构造，是常见的区域变质岩石。

由片状、柱状和粒状矿物组成。

一般为鳞片变晶结构、纤状变晶结构和斑状变晶结构。

图14片岩

图15片岩

图16片岩

常见矿物有片状矿物云母，粒状矿物以石英、长石为主。

常含有红柱石、蓝晶石、石榴石、堇青石、十字石、绿帘石类及蓝闪石等特征变质矿物。

片岩的类型主要取决于原岩类型，也与经历的温度压力条件密切相关。

主要有云母片岩类、钙硅酸盐片岩类、绿片岩类、镁质片岩类、闪石片岩类、蓝闪片岩类等。

云母片岩

其原岩主要为泥质岩和中酸性火山岩、钙质砂页岩等。

矿物成分以云母为主，其次有石英、斜长石、石榴石、蓝晶石、十字石等。

云母片岩分布较广泛，在区域变质岩分布地区经常可见。

岩石具斑状变晶结构，变斑晶为铁铝榴石。

基质为白云母、黑云母、石英及少量斜长石。

变斑晶有时具残缕结构。

图17云母片岩

图18云母片岩

绿片岩

原岩一般为中性至基性的火山岩、火山碎屑岩和钙质白云质泥灰岩等，经低级区域变质作用形成，是绿片岩相中常见的典型岩石。

矿物成分主要有绿泥石、绿帘石、阳起石、钠长石、石英、方解石、白云母，副矿物有磁铁矿、榍石、磷灰石等。

图19绿泥片岩

图20绿泥片岩

图21绿泥片岩

滑石片岩和蛇纹石片岩

由超基性岩和含铁镁的白云质泥灰岩在温度较低的情况下变质而成。

主要由滑石和蛇纹石组成，也含阳起石、绿泥石等。

图22滑石片岩（台湾花莲）

图23滑石片岩（台湾花莲）

角闪石片岩

原岩成分与绿片岩相似，由基性岩和钙质白云质泥灰岩在温度较高的情况下变质形成。

主要矿物为普通角闪石，其次为石英、斜长石。

图24角闪石片岩（台湾花莲县）

图25角闪石片岩（台湾东澳渔港）

蓝闪石片岩

　　蓝闪石片岩的特点是有含钠的角闪石和含钠的辉石，其它常见矿物有白云母、绿泥石、绿帘石、石榴石、石英、钠长石等。

主要由基性岩和砂岩变质而成。

蓝闪石的出现代表高压的变质条件，往往分布在造山带的核部，如伴随着榴辉岩，则与板块俯冲后下地壳岩石折返有关。

图26蓝闪石片岩

图27蓝闪石片岩

图28砂质片岩

图29砂质片岩

图30白云母石英片岩

图31石墨片岩

图32绢云母石墨片岩

图33石灰质片岩

图34石英片岩

3.页岩

页岩是由泥质沉积物经成岩作用后固结而成的岩石。

具有明显的页理构造。

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。

根据其混入物的成分，可分为：

钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、炭质页岩、黑色页岩、油母页岩等其中铁质页岩可能成为铁矿石，油母页岩可以提炼石油，黑色页岩可以作为石油的指示地层。

图35页岩

图36页岩

图37页岩

图38页岩

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。

由黏土物质硬化形成的微小颗粒易裂碎，很容易分裂成为明显的岩层。

粘土岩的一种。

成分复杂，除粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等）外，还含有许多碎屑矿物（如石英、长石、云母等）和自生矿物（如铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等）。

具页状或薄片状层理。

用硬物击打易裂成碎片。

是由粘土物质经压实作用、脱水作用、重结晶作用后形成。

由极细的粘土、泥质，经过紧压固结、脱水、重结晶后形成的，具有薄页状层理构造的粘土岩，称为页岩。

（页理是鳞片状的粘土矿物在压紧过程中，平行排列而成的）页岩致密，硬度低，表面光泽暗淡。

含有机质的呈灰黑、黑色。

含铁的呈褐红、棕红等色，还有黄色、绿色等多种颜色。

页岩抗风化力弱，在地形上常形成低山低谷。

页岩不透水，往往成为不透水层或隔水层。

物理性能

　　页岩的硬度一般为普氏硬度系数1.5~3，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。

根据形成岩石时沉积情况的不同，页岩的塑性指数范围在5~23，有的页岩的塑性指数甚至超出了这一范围。

故有的页岩实际上是不能作为烧结砖的原料的。

页岩原料的干燥敏感性的高低，表现为多种多样的形式。

通常用干燥敏感性系数来衡量，它的范围一般在0.4-1.6之间，对于有些塑性非常高的页岩来说，它的干燥敏感性系数可能更高。

页岩的干燥线收缩率，根据其种类不同也有很大的变化，其变化范围在2.5%-10%。

化学性能

不同的页岩，其化学成分指标也是不一样的，自然界存在的页岩，其化学成分含量变化也是比较大的。

一般隋况下，页岩的Si02，含量在45%~80%之间波动，A12O3量在12%-25%之间波动，Fe2O3含量在2%-10%之间波动，CaO含量在0.2%-12%之间波动，MGO含量在0.1%-5%之间波动。

①黑色页岩。

含较多的有机质与细分散状的硫化铁，有机质含量达3—10%，外观与碳质页岩相似，其别在于黑色页岩不染手。

富含有机质及分散黄铁矿、菱铁矿而显黑色，很少化石，常具极薄层理，外貌似炭质页岩，但不染手。

厚度大时，可成为良好的生油岩系。

一般是在温湿气候下的湖泊、沼泽的还原环境形成。

黑色页岩中发现有铀、铜、钼、钒、镍等金属矿床。

黑色页岩可以作为石油的指示地层。

图39黑色页岩

②炭质页岩。

其因含有大量分散的炭化有机质组分而显黑色，岩石较松软，能染手，含炭分高，不易燃烧。

炭质页岩生成于湖泊-沼泽、泻湖-沼泽环境中，常见于煤系地层的顶底板。

成分复杂，除了粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等）外，还含有许多碎屑矿物（如石英、长石、云母等）和自生矿物（如铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等），属于粘土岩，页理构造，泥质结构（粒径<0.005mm）。

图40炭质页岩

图41炭质页岩

图42炭质页岩（武都西隧道）

高碳质页岩又称多金属碳质页岩，为我国特有的一种多金属复杂矿产资源，主要分布在我国贵州遵义、湖南张家界、湖北都昌、云南和浙江富阳等地区。

多金属碳质页岩中含有大量的石墨，镍、钼主要以硫化物的形式存在，并且以超细粒度与黄铁矿共生。

矿石类型为黄铁矿型钼镍多金属矿，矿物组份除黄铁矿外，主要金属矿物有针镍矿、胶硫钼矿，其次有锑硫镍矿、黄铜矿、闪锌矿、铜兰等组成。

高碳质页岩的开发利用主要是将其分离出镍和钼等矿物。

③油页岩。

含一定数量干酪根（>10%），黑棕色，浅黄褐色等，层理发育，燃烧有沥青味。

油页岩与煤炭、石油、天然气一样属于化石燃料，是非可再生资源、一次能源。

图43油页岩

图44油页岩

图45油页岩

油页岩外观多呈褐色泥岩状，其相对密度为1.4～2.7。

油页岩中的矿物质常与有机质均匀细密地混合，难以用一般选煤的方法进行选矿。

含有大量粘土矿物的油页岩，往往形成明显的片理。

主要包括油母、水分和矿物质。

①油母。

含量约10%～50%（干基），是复杂的高分子有机化合物，富含脂肪烃结构，而较少芳烃结构。

油母的元素组成主要为碳、氢，以及少量的氧、氮、硫；其氢碳原子比为1.25～1.75。

油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。

②水分。

为4%～25%不等，与矿物质颗粒间的微孔结构有关。

茂名油页岩的水分含量较高，热加工过程中消耗较多的热量，且在干燥时易崩碎。

③矿物质。

主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。

含量通常高于有机质。

油页岩主要是由藻类等低等浮游生物经腐化作用和煤化作用而生成。

一些微小动物、高等水生或陆生植物的残体，如孢子、花粉、角质等植物组织碎片，也参与油页岩的生成。

油页岩（又称油母页岩）是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40%，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。

油页岩经低温干馏可以得到页岩油，页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。

除单独成藏外，油页岩还经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来。

图46油页岩燃烧

图47加拿大油页岩开采

图48辽宁北塔油页岩开采

④硅质页岩。

含有较多的玉髓、蛋白石等，SiO2含量在85%以上（普通页岩平均含二氧化硅60%左右）。

其硅质来源有陆源二氧化硅胶体，有海底火山喷发的硅质或生物成因的。

硅质页岩比普通页岩硬度大，常与铁质岩、锰质岩、磷质岩及燧石等共生。

图49硅质页岩

图50硅质页岩

⑤铁质页岩。

是一种含少量铁的氧化物、氢氧化物、碳酸盐（菱铁矿）及铁的硅酸盐（鲕绿泥石、鳞绿泥石）的页岩，常呈红色或灰绿色，产于红层、煤系地层及海相砂泥质岩系中。

多呈红色或灰绿色。

在红层和煤系地层中较常见。

图51铁质页岩

图52铁质页岩

⑥钙质页岩。

是指含多量CaCO3的页岩，但其含量不超过25%，遇稀盐酸起泡，如超过25%，则称之为泥灰岩。

钙质页岩分布较广，常见于陆相、过渡相的红色岩系中，也见于海相、泻湖相的钙泥质岩系中。

图53钙质页岩

图54钙质页岩

此外，还有混入一定砂质成分者，称为砂质页岩。

页岩抵抗风化的能力弱，在地形上往往因侵蚀形成低山、谷地。

页岩不透水，在地下水分布中往往成为隔水层。

图55砂质页岩

图56砂质页岩

图57土质页岩

图58泥质页岩

图59锰质页岩

图60红色页岩

图61黑色页岩