沉积岩的鉴定.docx

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沉积岩的鉴定

沉积岩肉眼鉴定

        一、沉积岩颜色

    沉积岩颜色往往反映了岩石成分和生成环境。

白色沉积多为纯净高岭土、石英、盐类等成分组成；深灰色到黑色一般说明岩石中含有有机质成分或分散状硫化铁等杂质，是在还原环境下生成岩石；肉红色或深红色岩石可能含有较多正长石或氧化铁，含三价铁氧化物沉积岩是在氧化环境下生成；含二价铁硅酸盐组成绿色沉积岩，代表弱氧化或弱还原条件。

    二、沉积岩构造

    沉积岩构造是指沉积岩中物质成分分布特点及排列方式。

沉积岩一个重要特点是有层状构造，即层理和层面构造。

    1、层理构造：

层理构造是沉积岩特有构造。

它是区别于岩浆岩和变质岩主要标志之一，它在外观上是由于上下沉积物颗粒大小、成分、颜色和形状不同而显示出来成层现象。

层与层之间接触面称为层面，每个单层厚度不等，它可以分为：

    块状层：

单层厚度>1m

    厚层：

单层厚度0.5-1m

    中厚层：

单层厚度0.1-0.5m

    薄层：

单层厚度0.01-0.1m

    极薄层：

单层厚度<0.01m

    按形状还可以分为：

平行层理

    斜层理

    交错层理

    波状层理

    递变层理

    2、层面构造：

是各种地质作用在沉积物层面上留下痕迹，可以帮助我们了解沉积岩形成条件，主要层面构造有：

波痕、泥裂、雨痕、虫迹等。

    波痕：

系运动介质（流水、波浪、风）在砂质等非粘土沉积物层面上形成一种波状起伏构造，它由一系列近于平行呈线性延长波峰和波谷组成，波形对称或不对称，延长方向一般垂直于介质运动方向。

    泥裂：

泥质或灰泥质沉积物因曝晒所发生收缩龟裂纹，平面上呈不规则网格状，剖面上常呈“V”形，并为上覆沉积物充填。

    雨痕：

偶尔阵雨降落在泥质沉积物表面，撞击形成小凹穴，呈圆形成椭圆形。

    3、生物构造

    含化石构造：

岩石中包存了石化生物遗体。

    生物遗迹构造：

是指保存在沉积层面上及层内生物活动痕迹。

（虫孔、虫迹、足迹）。

    4、化学成因构造：

    结核构造：

是一种成分、结构或颜色与围岩截然不同矿物包裹体。

成因可分为同生结核、成岩结核和后生结核。

    缝合线构造：

是碳酸盐岩石常见一种构造，它在岩石剖面中呈锯齿状曲线，像动物头盖骨中缝合线而得名，层面上是一个起伏不平面。

    三、沉积岩结构

    沉积岩结构是指组成沉积岩物质结晶程度、颗粒大小、形状及其相互关系。

结构与沉积成因紧密相关，可分为碎屑岩所具有碎屑结构；化学岩所见化学结构；泥质岩特有泥质结构；以及生物成因生物结构等。

    碎屑结构：

由各种碎屑物质和胶结构所组成。

按碎屑大小又可分为：

    砾状结构：

碎屑直径大于2mm。

    砂状结构：

碎屑直径介于0.05-2mm之间。

    粉砂状结构:

碎屑直径介于0.005-0.05mm之间。

    泥质结构：

由各种粘土矿物组成，质点大小皆小于0.005mm。

    化学结构：

矿物是通过胶体溶液或真溶液中以化学方式沉淀而生成结构。

它可以是隐晶，也可以是显晶。

    生物结构：

岩石中几乎全部或大部分由生物遗体（如贝壳等）组成。

    四、沉积岩物质成分

    组成沉积岩物质成分中常见有矿物、岩屑、有机质和胶结物四种。

   沉积岩中常见矿物有二十多种，一类为母岩风化后经搬运沉积下来碎屑矿物。

如石英、正长石、白云母等，另一类为沉积过程中新生矿物。

如粘土、方解石等。

    岩屑：

是母岩经剥蚀搬运沉积下来岩石碎屑。

    有机质：

如生物碎屑。

    胶结物；胶结碎屑物质。

见胶结物有硅酸盐、氧化硅、氧化铁、泥质，即钙质、硅质、铁质、泥质四种胶结物。

根据硅质硬度大、泥质较松软、钙质加稀盐酸起泡、铁质呈红褐色（三价铁）或灰绿色（二价铁）等特征，可将上述四种胶结物区别开。

    五、沉积岩分类及常见沉积岩

    按成因可以分为：

碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩、火山碎屑岩四大类，见沉积岩分类简表。

    碎屑岩：

碎屑物质以机械方式沉积，经胶结物胶结形成岩石。

    粘土岩：

由粘土矿物及微小碎屑物质组成。

    化学及生物化学岩类：

由化学方式在生物参与作用下沉积形成岩石。

    火山碎屑岩：

由落到地面上火山碎屑物经胶结成岩作用所形成岩石。

沉积岩分类简类

分类

碎屑岩

火山碎屑岩

粘土岩

化学岩及生物化学岩

结构

碎屑结构

碎屑结构

泥质结构

生物结构或化学结构

砾状

结构

（>2mm）

砂状结构（2-0.05mm）

粉砂状结构

（0.05-0.005mm）

粒径

>100mm

粒径2-100mm

粒径

<2mm

粒径

<0.005mm

岩石名称

砾岩

砂岩

粉砂岩

集块岩

火山角

砾岩

凝灰岩

粘土

泥岩

页岩

铝质岩、铁质岩、锰质岩、硅质岩、磷质岩、盐岩、碳酸盐岩（石灰岩、白云岩、生物灰岩）、可燃性有机岩（煤、石油）

六、沉积岩肉眼鉴定方法及步骤：

    1、首先观察岩石颜色。

    2、根据组成岩石成分颗粒形态、大小及排列关系鉴定岩石属哪种结构，若是碎屑岩要认真观察它胶结物种类及胶结方式，及碎屑颗粒大小、形态等。

    3、根据岩石外貌特征鉴定岩石构造。

    4、观察和鉴定岩石物质成分特征，并估计其含量。

    5、根据岩石成分、结构构造，确定岩石类型并给岩石定名。

  七、 一些常见沉积简要特征

    碎屑岩类

    砾岩：

粒径大于2mm碎屑占50%以上，具砾状结构，层理发育差。

砾石一般为圆或次圆状者称砾岩，砾石呈棱角和次棱角状者称角砾岩。

主要由一种砾石成分（含量75%）组成砾岩，称单成分砾岩，这样砾岩一般分选性和磨圆度均好，如石英砾岩。

砾石成分复杂者称复成分砾岩，一般分选不良，圆度变化也大。

砾岩胶结物有硅质、钙质、铁质和泥质等。

    砂岩：

粒径介于2-0.05mm之间砂粒占50%以上，具砂状结构，各类层理均可发育，胶结物多硅质、钙质、铁质及泥质等。

按砂粒大小可分为粗粒砂岩（粒径2-0.5mm）、中粒砂岩（粒径0.5-0.25mm）、和细粒砂岩（粒径0.25-0.05mm）。

按成分又可分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩。

石英砂岩中石英含量占75%以上，甚至95%以上，一般磨圆度高，分选好，颜色浅。

长石砂岩中石英含量<75%，长石含量>25%，浅红色到浅灰色，圆度较差，分选中等或差。

岩屑砂岩中石英含量<75%，岩屑含量>25%，甚至>60%，颜色深，圆度和分选都很差。

    粉砂岩：

粒径介于005-0.005mm碎屑粒占50%以上，具粉砂状结构，多呈薄层状，水平或微波状层理，颗粒细小，肉眼难以辨认，放大镜下可识别石英颗粒或少量白云母。

岩石断面粗糙，无滑感，可与粘土岩相区别。

黄土则是未固结粉砂，呈土黄色，松散状，层理不清，主要由石英、长石等粉砂组成，含粘土矿物及碳酸钙结核。

    泥质岩类：

分布最广一类沉积岩，均为泥质结构，并常具水平层理，主要由各种粘土矿物组成。

通常按固结程度分为以下三种：

    粘土：

未固结或弱固结泥质岩，具吸水性和可塑性，在水中易泡软。

单矿物粘土有高岭石粘土、蒙脱石粘土、水云母粘土等，但自然界多数为复矿物粘土。

    泥岩：

固结较紧泥质岩，呈块状，吸水性和可塑性极弱，在水中不易泡软。

成分较复杂，多水云母，含粉砂。

    页岩：

固结很好泥质岩，成页片层，无吸水性和可塑性，水中不能泡软，可按其所含次要成分进一步命名，如炭质页岩、钙质页岩等。

    化学岩及生物化学岩类：

这类岩石结构多样，有碎屑结构和生物结构，但以化学结构为主。

由于岩石多数为非晶质或隐晶质，肉眼不能分辩矿物颗粒，因此，要注意区分岩石种类众多化学成分和矿物成分。

其中主要岩石种类有以下几种：

    碳酸盐岩：

主要由钙镁碳酸盐组成，分布广泛，在沉积岩中仅次于页岩和砂岩，结构以碎屑结构和化学结构为主，最主要岩石有石灰岩和白云岩。

    石灰岩：

主要由方解石组成，常呈灰或灰白色，由于含有机质多少不等，颜色可由浅灰到黑色，一般较致密，断口呈贝壳状，硬度不大，加稀盐酸起泡剧烈。

常因结构不同而给予不同名称，如豹皮灰岩、鲕状灰岩和竹叶状灰岩等。

灰岩中常含有粘土矿物、硅质等杂质，含量较多时称为泥灰岩、硅质灰岩等。

    白云岩：

主要由白云石组成，与灰岩相似，所不同者是白云岩加稀盐酸可起泡微弱，肉眼不易观察，但可耳闻咝声，其粉末加稀盐酸可起泡。

    铁质岩：

含有大量铁氧化物、碳酸盐或硫化物岩石，如果其中铁矿物含量高，达到工业要求时则可成为铁矿石，如赤铁矿，菱铁矿岩。

    锰质岩：

富含锰氧化物或碳酸盐，在成因及分布特点上皆与铁质岩相似，但其量少于铁质岩，锰质岩加H2O2强烈起泡。

    硅质岩：

由生物或化学成因二氧化硅组成，分布上仅次于碳酸盐岩，常见岩石有碧玉岩和燧石岩等，颜色多呈灰白色—灰—灰黑色，隐晶质，致密坚硬，不易氧化。

    磷质岩：

含大量磷酸钙沉积岩，目前把含P2O5为8-19.5%含磷岩石称为磷质岩，P2O5含量大于19.5%者（相当于含50%磷灰石，称为磷灰石）称为磷块岩，磷质岩颜色较深，结构构造与碳酸盐相似，常见岩石有结核磷块岩和层状磷块岩。

    铝质岩：

富含氧化铝（Al2O3>SiO2）和铝氢氧化物矿物岩石，铝质岩常呈灰色，矿物成分难辨，常见结构有泥质结构，粉砂质结构，外貌上与泥质岩相似，但铝质岩硬度及比重较大，有时有磁性，若铝质岩中Al2O3>40%，Al2O3：

SiO2>2：

1时，称铝土矿。

根据成因可分为红土地型铝土矿和沉积型铝土矿两种。

    蒸发岩：

又称盐类岩、盐岩，主要由钾、钠、钙、镁氯化物或硫酸盐类矿物组成，产于炎热干燥环境泻湖及盐湖中，以化学结构为主，易深解、质软、易变形、破碎。

常见有盐岩、钾盐、石膏等。

    可燃有机岩：

主要由碳及碳氢化合物组成，主要有泥炭、煤、石油、油页岩及沥青等。

油页岩一般呈棕黑色，质地细致，比重轻（1.3-1.8），富弹性，坚韧而不易破碎，小刀可削成薄片卷起，以指甲刻划可出现油脂光泽刻痕。

    集块岩：

岩石中火山碎屑大于100mm者占50%以上，常混有火山角砾、火山灰等，分选性差。

    火山角砾岩：

主要由直径2-100mm火山喷发碎屑构成，胶结物一般为凝灰质。

碎屑多为中一酸性熔岩角砾和其它岩石角砾，分选性差，层理不明显。

    凝灰岩：

是分布最广一种火山碎屑岩，主要由直径小于2mm火山灰组成，一般具有层理。

碎屑以中酸性晶屑、玻屑为主，呈各种较浅颜色，表面具粗糙感。

变质岩肉眼鉴定

 一、变质岩矿物成分

    变质岩是由岩浆岩和沉积岩变质而形成，因而矿物组成既与岩浆岩、沉积岩有密切关系，又可形成一些新矿物组合。

矿物种类比岩浆岩、沉积岩更为复杂多样。

    岩浆岩中主要矿物（长石、石英、云母、角闪石、辉石等）往往也是变质岩主要矿物，但在相对含量上差别可能很大。

例如，岩浆岩中石英含量一般不超过30-40%，而在变质岩中可很高，甚至超过90%；在富含石英、长石岩浆岩中，暗色矿物一般不超过20-30%，而在变质岩中可超过50%。

沉积岩典型矿物（如粘土、盐类矿物）除方解石、白云母等以外，只能在浅变质时作为残余矿物存在。

    除继承矿物外，变质作用能形成特有、只有在变质岩中才大量存在变质矿物，变质矿物种类与变质程度有关。

属于低级变质矿物主要有绢云母、绿泥石、蛇纹石、红柱石、滑石等；属于中级变质矿物主要有云母、硬绿泥石、透闪石、阳起石、绿帘石、蓝晶石等；属于中-高级变质有石榴石、透辉石、斜长石等；属于高级变质有夕线石，紫苏辉石及正长石等。

    二、变质岩结构

    变质岩结构类型很多，按其成因可分为四大类，每类又有多种结构，现简述如下：

    1、变余结构：

是浅变质岩中常见结构，它仍保留原来沉积岩、岩浆岩结构。

如变余砾（砂）状结构、变余泥质结构、变余斑状结构等。

    2、变晶结构：

在变质过程中经重结晶作用和变晶作用所形成结构。

它与岩浆岩晶质结构虽有相似性，但也存在差异点。

变晶结构晶粒一般为全晶质；除变斑晶外，晶粒一般呈他形或半自形；各种矿物无明显生成先后次序；柱状、片状矿物等呈定向排列或见粒状结构被拉长。

常见变晶结构有：

粒状（花岗）变晶结构：

由粒状矿物（长石、石英或方解石等）所组成，变晶矿物颗粒大小相近，似花岗岩结构。

    角岩结构：

泥质岩石经接触热变质形成细粒变晶结构。

    鳞片变晶结构：

主要由云母、绿泥石、滑石等片状矿物组成。

如与粒状矿物相结合，则可称鳞片粒状变晶结构。

    纤维变晶结构：

主要由阳起石、透闪石、夕线石等纤维状、长柱状矿物组成，当它们与粒状矿物相结合时，称纤维粒状变晶结构。

    斑状变晶结构：

变质过程中由于结晶能力差异，形成颗粒较大，自形程度较高变斑晶，如：

石榴子石、红柱石、蓝晶石等。

其基质结构各异，从变余结构到粒状变晶结构等。

    3、交代结构：

在交代作用过程中形成，主要发育于高级变质岩和混合岩中，一般要在显微镜下才能看清，故本次实习不观察。

    4、压碎结构：

岩石在低温下受定向压力作用发生破碎面形成，是动力变质岩典型特征。

按破裂程度可分：

碎裂结构、碎斑结构和糜棱结构等。

    三、变质岩构造

   变质岩构造按成因可分三大类，在各大类中还可分出若干种构造，常见有：

    1、变余构造：

指变质作用后保留下来原岩构造，如变余层理构造、变余气孔（杏仁）构造、变余流纹构造等。

    2、变成构造：

指变质过程中形成构造，是变质岩中常见、最具特征性构造。

常见有：

    板状构造：

泥质（或粉砂质硅质）岩石在低温、高压条件下形成平等破裂面，板理面光滑平整，由于原岩矿物基本上未重结晶，故只有少量绢云母、绿泥石等在板理面上呈弱丝绢光泽。

    千枚状构造：

结晶程度较板状构造强，但肉眼尚不能分辨矿物颗粒；裂开面比较密集，不平整，表面有皱纹，并有强烈丝绢光泽。

    片状构造：

变质过程中所形成片状、长柱状矿物平等排列构成片理面，片理面可以较平直，也可波状弯曲。

    片麻状构造：

部分成定向排列片状或柱状矿物在长石、石英等粒状矿物中成断续分布、称片麻状构造。

岩石不易沿片麻理方向裂开成平整面。

若片柱状矿物和粒状矿物分别集中，则可形成粒度不同或色调不同条带状构造。

    块状构造：

岩石中各种矿物无定向排列，各部分大致均匀，如石英岩、大理岩等。

    3、混合岩构造：

混合岩化过程中，由脉体和基体两部分相互作用所形成。

常见有眼球状构造、条带状构造、肠状构造等，它们反映了混合岩化作用强度。

    四、常见变质岩特征

    大理岩：

碳酸盐类岩石（石灰岩和白云岩）经热接触变质或区域变质，矿物重结晶形成，一般呈白色，块状构造，花岗变晶结构。

如果岩石虽有重结晶而无明显退色者称结晶灰岩。

    大理岩中碳酸盐矿物占50%以上，由于原岩中多含杂质，故可形成各种钙镁硅酸盐矿物，如硅灰石、透闪石、蛇纹石等，它们也可参加命名，如蛇纹石大理岩等。

    石英岩：

石英砂岩等硅质岩石经区域变质或热接触变质，重结晶形成，岩石颜色、结构、构造与大理岩相同，但硬度大于小刀，石英含量占70%以上，可含少量（<10%）长石和因杂质造成其它矿物，如云母、绿泥石、角闪石等。

含铁石英岩是其重要变种，除石英外，含有数量不等粒状磁铁矿和片状赤铁矿。

    角岩：

是泥质、粉砂质、砂质沉积岩热变质产物。

岩石一般呈深色，细粒、致密坚硬，具角岩结构或斑状变晶结构，断面光滑平整或呈贝壳状，富铝粘土岩变质形成角岩常有红柱石斑晶，称红柱石角岩；由砂岩等变质形成称长英质角岩。

    矽卡岩：

主要是在中酸性侵入岩和碳酸盐岩石接触带附近，由接触交代作用所形成。

岩石主要由石榴石和透辉石及某些其它钙铁硅酸盐矿物组成。

外表特征多变，颜色主要取决于矿物成分，常分为暗色、暗绿色或暗棕色等，不等粒花岗变晶结构或斑状变晶结构，块状构造或条带状构造。

矽卡岩中常有多种金属矿物存在，如磁铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白钨矿等。

    云英岩：

主要是花岗质岩石遭受高温气体和热液交代作用形成，常呈浅色，块状构造，花岗变晶或磷片花岗变晶结构，显微镜下可见交代结构。

矿物成分以石英（50-90%），白云母为主，并常见黄玉、电气石等高温气成矿物，有时含黑钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿等金属矿物。

    板岩：

由泥质、粉砂质或凝灰质岩石经轻度区域变质作用形成。

变余泥质或粉砂质结构，板状构造，板理面平整，有时尚可见变余层理构造，除板理面偶见细小不均匀绢云母、绿泥石、石英外，以隐晶质为主，并有大量残留泥质和粉砂。

硅质含量高者可形成硅板岩。

    千枚岩：

变质前原岩与板岩相同，变质时遭受较强应力，变质程度较板岩稍深。

原岩几乎全部重结晶，但新生矿物颗粒很细，肉眼难于辨别，为细粒磷片变晶结构，千枚状构造，薄片理面上常见小皱纹和微细绿泥石和绢云母丝绢光泽，有时可见变斑晶。

片岩：

由泥质、砂质等岩石变质形成，变质程度比千枚岩更深。

矿物成分肉眼可辨认，主要由片状物（云母、绿泥石、滑石）、柱状矿物（角闪石等）和粒状矿物（石英、长石等）组成，其中片状、柱状矿物至少大于30%，长石小于25%。

鳞片变晶结构或斑状变晶结构，有明显片理结构。

岩石可按主要矿物成分命名，如云母片岩、绿泥石片岩等。

    片麻岩：

由各种岩石经较深变质作用形成，具中粗粒花岗变晶结构，片麻状状构造。

矿物成分中除含有构成片麻状构造片状或柱状矿物外，长英质矿物含量大于50%，且长石多于石英。

命名时可按特征矿物+主要片状或柱状矿物+长石种类+片麻岩方式进行，如石榴黑云母斜长片麻岩；若无特征矿物，长石种类肉眼不能鉴别，这两项可不参加命名。

    动力变质岩：

由动力变质作用形成，主要分布在断裂破碎带。

按变形性质不同分为碎裂岩和糜棱岩两大系列，前者以脆性变形为主，其显著特征是岩石无定向或具弱定向构造，以裂隙为主，无或少有重结晶作用；后者以塑性变形为主，其主要特征是岩石具定向构造（如梳状构造、片理构造等），并