野外矿物岩石的观察1经典教科书.docx

1、野外矿物岩石的观察1经典教科书1野外矿物岩石的观察和认识基本方法了解地球的物质组成，是从认识矿物岩石开始的。矿物岩石的野外识别能力，是地质工作者的一项基本功。目前地球上已被发现的矿物总数已达3300余种，我们在课堂实验室内所见到的还不到1%，如此多的矿物如何才能辨认过来？其实与人类关系密切的仅200余种。其中长石、石英、橄榄石、辉石、角闪石、云母、粘土矿物、方解石等是常见的造岩矿物，它们占了地球上矿物总量的90%以上。其余如硫化物、氧化物、卤化物等一般少见，只是在一定区域、一定地质时代、富集到一定程度形成金属或非金属矿产。在野外，矿物是组成岩石的基本单位。它们的分布并非杂乱无章，而与地球的演化

2、密切相关。它们随着区域、地质时代的不同有规律地分布。在岩石圈范围内，岩浆岩、变质岩占总体积的95%，沉积岩仅占5%，主要分布于5 Km以上的范围内，但却涵盖了大陆面积的70%，海底几乎全部为沉积物覆盖。而沉积岩中，碎屑岩、碳酸岩盐、粘土岩共占总量的99%，其它可燃有机岩、硅质岩、铁质岩、铝质岩及盐类仅占很少比例。了解了这些，在野外就可以心中有数了。运用学过的矿物岩石的知识和方法，在不断的实践中积累经验，就会认识越来越多的矿物和岩石，识别能力会愈来愈强。在野外，除了掌握岩石的基本知识和识别方法外，还可借助一些简单的工具：如锤子、放大镜、小刀、5%的稀盐酸等。观察时，首先要用地质锤敲开岩石的新鲜面

3、再进行其它工作，否则其风化表面会使观察产生错误的认识。用小刀可以区分硬度为6级上下的矿物，如方解石和石英。如遇石膏和滑石，指甲刻划即可识别。矿物之间相互刻划可判断他们相对硬度大小。一般放大镜可将岩石中细小的矿物颗粒放大10倍，能够观察其成分、结构等。用稀HCl可以区别方解石与其它矿物。实地观察时，首先映入眼帘的是岩石的颜色。对岩石颜色的描述十分重要。一般地说，岩浆岩和变质岩的颜色往往与其暗色矿物（如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等，它们都是含有Fe2+的硅酸盐矿物）含量有关。含量愈高，颜色愈深。岩浆岩从超基性岩至酸性岩颜色逐渐变浅，就是暗色矿物含量渐少，而长石、石英等浅色矿物含量渐高的缘故。因此

4、在观察岩浆岩、变质岩的过程中，对颜色的正确描述有助于岩石类型的识别。而沉积岩中，深色岩层系因其富含有机质所致，它们往往代表还原、湿润条件下的产物。而常见于岩浆岩、变质岩中的暗色矿物极易风化分解，难以出现在沉积岩中。红色沉积岩层多含有Fe3+，是氧化、干燥条件下的产物。接下来利用手中的工具观察岩石的矿物成分、结构、构造现象。沉积岩中，还要注意古生物化石的观察。野外岩石在纵向上、横向上会发生变化。观察时应注意上、下、左、右追索一下，观察它们的变化。这样才能全面认识岩石及其组合特征。观察内容应分项逐条记录在笔记本上。2沉积岩的观察和认识在野外，沉积岩一望无际的层状分布是最易辨认的。单个岩层厚度大小不

5、一也是沉积岩应描述的特征：巨厚层2m厚层20.5m中层.m薄层.m页薄层2mm粗砂20.5mm中砂0.50.25mm细砂0.250.1mm粉砂0.10.01mm某一标准粒度的碎屑占以上即可以此命名。例：淮南谢桥下二叠统下石盒子组煤层底板砂岩描述灰色，中厚层；碎屑矿物成分主要为石英，含量75%以上，次要成分为长石、岩屑、炭屑等，共占15%；粒屑大小在0 .80. 3mm之间，含量共占70%以上，主要为中粒碎屑；碎屑多为次棱角次圆状，分选中等；胶结物主要为泥质，孔隙式胶结为主，次为接触式；基质含量少，主要为泥质、粉砂。单斜层理发育，上部见波状层理。向上为细砂、粉砂岩，粉砂岩中可见植物碎屑化石。定名

6、：中粒石英砂岩在野外，碎屑岩常形成山脊或突兀地面，抗风化能力较强，表面无水溶蚀痕迹，除钙质胶结者外，滴酸无反应。更重要的是经常使用手中的放大镜，从结构的观察中很容易与其它岩类区别。2）碳酸盐岩的观察和认识碳酸盐岩主要为石灰岩、白云岩。在野外，用小刀和稀盐酸很容易认识和区别它们。石灰岩主要矿物为方解石，但其结构组分也可分为两部分：泥晶基质与颗粒。特殊情况下还有生物形成的架状结构，如淮南地区的叠层石灰岩。碳酸盐岩中的颗粒不是岩石风化的产物，而是沉积过程中由于机械的、化学的或生物作用形成的，如粒屑、鲕粒、生物屑、藻团等。颗粒含量50%以上者可定为颗粒石灰岩，如：竹叶状（砾石）石灰岩、鲕粒石灰岩、生物

7、碎屑石灰岩。一般颗粒含量高，沉积时水体能量高。泥晶含量50%以上者称泥晶图22鲕粒石灰岩石灰岩，反映较为平静的水体环境。例：中寒武统张夏组鲕粒石灰岩的描述灰色，厚层状；主要矿物成分为方解石，滴稀盐酸剧烈起泡；鲕粒结构。鲕粒圆球状，大小均匀，一般粒径1mm左右，含量60%；颗粒中含生物碎屑，主要为三叶虫，软体动物，约占10%；亮晶方解石胶结，含量30%。水动力强，无泥晶基质。定名：亮晶鲕粒石灰岩白云岩由白云石组成，它们主要为白云石交代石灰岩而成，故多为晶粒结构，放大镜下能观察得很清楚。若沉积时交代，则形成于干燥气候下，与盐类共生，故少见生物化石。碳酸盐岩易与水作用，表面溶蚀沟槽十分发育。特别是白

8、云岩风化面上的“刀砍”状构造常是白云岩的重要识别标志，其成因系白云岩在构造作用下破裂，在地下水作用下沿裂隙沉淀方解石，表面上方解石较白云石易风化，形成“刀砍”状。在地下，碳酸盐岩是重要的含水层。3）粘土岩的观察和认识粘土岩的矿物主要为高岭石、蒙脱石等。颗粒一般0.001mm，电子显微镜下才能看到它们，故称泥质结构。其中层（页）理发育者称页岩，不发育时称泥岩，未固结者称粘土。粘土岩在野外较易辨认，其岩性松软，易风化，常形成低洼地形而被掩盖。粘土岩由于含杂质不同呈黄、绿、灰、红等颜色，如煤系地层中页岩因富含碳质呈黑色，有时可称碳质泥（页）岩，上二叠统石千峯组页岩因含Fe3+呈紫红色。学会用肉眼或借

9、助于放大镜来鉴定火成岩，是野外地质旅行的基本功之一。特别在填绘地质图、测制剖面图、研究侵入体及其相互穿插关系，观察侵入体与其围岩的关系，以及各种火成岩与成矿的关系等方面，均具有重要意义。学会野外鉴定火成岩，大体上应从以下几项步骤入手。首先观察岩石的颜色、含石英的分量、含铁镁矿物的分量这三项指标，估计遇到的火成岩应归属于哪一个大类。比如淡红色、浅灰色，含石英晶体的颗粒较多，而含铁镁矿物的分量较少的，大体上是属于酸性火成岩。如果岩石呈灰色、灰绿色，铁镁矿物的含量相当明显，而石英晶体的颗粒大为减少，或偶尔可见者，大体应属于中性火成岩。如果岩石的颜色黝黑，并略带橄榄绿，完全看不到石英颗粒，铁镁矿物几乎

10、成为岩石的全部组分，则应属于基性岩类。基本上分辨出酸性、中性和基性三大类岩石以后，接着就应该鉴定其具体的名称了。这时候，认识岩石中所含的矿物名称是鉴定的关键，因此，熟悉一下最基本的几种造岩矿物很有必要。石英：晶体多为六方柱体及菱面体的聚形，晶面有横纹。颜色多种多样，纯净者无色透明，称之为水晶。常见者有白色、灰色乃至暗灰色。如含锰质，呈紫色；含有机质，呈烟黄色、烟褐色、墨色。玻璃光泽。断口不平，有如贝壳状。硬度7，超过铁器，故刀口针尖均难以刻画。正长石：晶体短柱状，常呈粒状或块状。表面可见解理裂缝。颜色多呈肉红色、浅黄色。玻璃光泽。硬度6，与铁器相近。斜长石：板状、板柱状晶体，多为白色、浅灰色，

11、有时为浅绿色、浅红色。常为不规则的粒状。玻璃光泽。硬度66.5。黑云母：晶体常呈板状、柱状。片状解理发育，极易剥落成薄片，故可用小刀、指甲拨开。具玻璃-珍珠光泽。硬度低，23。薄片富有弹性。颜色呈黑、褐色。易风化，成为绿泥石。白云母：晶体形状与黑云母相同。片状解理亦发育，极易剥成薄片。玻璃-珍珠光泽。硬度23，颜色白、浅黄，浅灰、浅绿。不易风化。普通角闪石：晶体常呈柱状，横断面为假六边形，颜色为黑色。绿色、褐色。玻璃光泽。有时可见金属光泽。其解理裂缝的交角为60。硬度5.56。普通辉石：晶体呈短柱状。其横剖面为假八面形。颜色多为黑色、墨绿色及褐黑色。玻璃光泽。硬度56。解理裂缝的交角呈90。橄

12、榄石：它的颜色比较特殊，通常呈橄榄绿、黄绿色，有些则呈黑色。有较强的玻璃光泽。断口呈贝壳状。硬度67，因其极易风化，表面常见浅红色的锈斑。它常见于基性及超基性岩类中，成为判断此类岩石的标志性矿物。石榴石：晶形发育良好，有时也呈颗粒状。能见到菱形的晶面。玻璃光泽较强。颜色为红褐色、褐绿色、褐色。硬度为6.57.5。比重较大。因其形态如石榴子，故名。掌握了识别上述最基本的造岩矿物以后，再结合酸性、中性和基性三大类岩石的特征，就可以进一步具体地鉴定各种火成岩的名称了。从岩石的颜色看，花岗岩跟正长岩几乎没有什么差别，都呈肉红色或灰白色。而两者的最主要区别在于有无石英-正长岩不含石英，而花岗岩中的石英含

13、量可达20以上。相当于花岗岩的喷出岩就是流纹岩，多具斑状结构，其斑晶即由石英和长石构成。另外，还具有流纹状构造，少数也具有气孔状构造，这些气孔多呈拉长的顺流纹层延伸的方向。相当于正长岩的喷出岩称为粗面岩，亦具斑状结构，其斑晶由长石、黑云母或角闪石之类构成。花岗岩跟花岗闪长岩也很相似，但花岗闪长岩中的石英含量较花岗岩为少，一般在2015左右；而其中的暗色矿物则显著增加，达1015。另外，花岗闪长岩中多含斜长石，而花岗岩中则含大量的钾长石。典型的闪长岩，色调较深，因所含的暗色矿物较多，一般不少于1520，其中以普通角闪石和黑云母的含量为最多。闪长岩中一般是见不到石英的，有时可见极少量散落的石英晶粒

14、，后者称之为石英闪长岩。相当于闪长岩的喷出岩称为安山岩，一般呈红褐色、浅红色或灰绿色。属细粒岩类，具斑状结构，其斑晶多由辉石、角闪石、黑云母等构成，斜长石有时也作板状晶体存在。安山岩具块状或气孔状构造。如气孔被次生的碳酸盐、硅质矿物充填时，则形成杏仁状构造。辉长岩，多呈黑色，灰色或微带红的深灰色。一般为中粗粒结构。灰白色的斜长石和黑色或古铜色的粒状辉石均匀地间杂分布，有时尚有黄绿色的橄榄石和深黑色的磁铁矿颗粒散布其间。辉长岩是基性侵入体中常见的岩类。相当于辉长岩的喷出岩称玄武岩，一般是黑色或灰黑色的细粒致密的岩石，风化后常呈暗红色、黑褐色、暗绿色。气孔构造是玄武岩的重要特征，气孔的形状常随熔岩

15、流动的状态而变化。当气孔很多时，组成多孔或熔碴状构造。如气孔被次生的矿物充填，则形成杏仁状构造。玄武岩也常见斑晶，后者多由斜长石、橄榄石、辉石等组成。橄榄石风化以后变为褐红色的伊丁石，故在黑色的底色上显示出棕色的斑点。超基性的侵入岩就是橄榄岩，一般多呈黑色、暗绿色或黄绿色。主要由橄榄石、金属矿物组成，也夹少量的辉石、角闪石、黑云母等。通常为细粒、粗粒或致密块状结构。以上所述的几种岩石，都是最常见的，在野外凭肉眼就能识别。至于各主要岩类之间的过渡型岩石，则视情况而定，更正确的名称，有待于室内磨制成薄片以后放在显微镜下鉴定。另外不大常见的岩石，此处也毋需赘述。火成岩的结构与构造火成岩的名称，固然与

16、其所含的矿物成分、化学成分有密切的关系，但了解这些物质组分的形态面貌也十分重要，后者用专门术语来说就是岩石的结构和构造。火成岩命名时的另一基本原则，就要考虑它的结构和构造。这是因为同样的矿物成分、化学成分的岩浆，当其沿裂隙上升到某一部位时，冷凝后表现出来的结构和构造也是不同的，这样，岩石的名称也就自然有差别了。例如在酸性岩类中，正长石、斜长石、石英等基本矿物形成晶体时，呈粒状结构，就称为花岗岩；而当其喷溢出地面，虽然其物质组分相同，但颗粒结构不清楚，有时还出现流动的带状构造，这样，就不能称做花岗岩，而叫流纹岩了。由此可见，火成岩的野外定名，不可不注意其结构和构造。什么是岩石的结构？简单地说，是

17、指岩石物质组分的结晶程度、颗粒大小、形态特征以及它们之间的相互关系等。什么是火成岩的构造？是指组成岩石的各部分（集合体）在形成岩石时，在排列充填其空间方式上所构成的岩石特点；或者也可以说，是集合体的排列、配置与充填方式的关系。具体地怎样认识火成岩的结构与构造呢，现分别予以阐述，先谈结构，主要应从以下几方面去认识。岩石的结晶程度。我们把岩石中的矿物形成晶体的，称为结晶物质，简称晶质；把另一种未能形成晶体的物质，称为玻璃质，简称非晶质。所谓岩石的结晶程度，即指晶质与非晶质之间的比例关系。此种比例关系，大体分为三大类：全晶质结构-岩石中的矿物，全部都形成晶体，例如花岗石。玻璃质结构-岩石中的矿物全部

18、都是非晶质的，跟玻璃十分相似，主要见于某些火山喷出岩，如黑耀岩。半晶质结构-岩石中既有矿物晶体，又有玻璃物质，火山喷出岩类颇为常见，如流纹岩、安山岩、玄武岩等。矿物颗粒的形状。这是由于矿物的习性和结晶空间约束的变化，使晶体形成不同形态的颗粒。这些颗粒的形状有：粒状（如石英），柱状（如角闪石及辉石），板状（如长石），片状（如云母和绿泥石），针状（如金红石），纤维状（如蛇纹石）。放射状，这是纤维状和针柱状的矿物作放射状排列而成（如电气石和磷灰石）。矿物颗粒的大小。指肉眼能分辨得出来的显晶质颗粒的体积而言，按其直径分为：粗粒5毫米中粒51毫米细粒10.1毫米微粒0.1毫米如果矿物晶体的颗粒更细小，肉

19、眼难以分辨，需要放在显微镜下才能看得清楚的，则称为隐晶质。如果比隐晶质更小，一般显微镜底下也难以辨认的，即见不到晶体形状的，则称为非晶质。在野外观察矿物结晶颗粒的大小，隐晶质和非晶质均无实际意义，只有显晶质才有用处。这样，为方便我们描述火成岩特征起见，把显晶质矿物的大小归纳为三种情况，即三种颗粒结构类型：等粒结构-同种矿物颗粒的大小大致相等，多见于侵入岩类。不等粒结构-同种矿物颗粒的大小不等，多见于侵入体的边缘及浅成侵入岩类。斑状或似斑状结构-岩石中的矿物颗粒很清楚地分为两大群类，大晶体明显可见，小晶体十分微小，但细心观察也能见到（岩石学称之为基质），因此，晶粒在基质的衬托之下，呈现出斑状结构

20、，多见于浅成侵入体或喷出岩类中。矿物彼此之间的相互关系。这是一种比较特殊的结构，如在某些火成岩中，它表现为矿物晶体彼此之间的镶嵌关系，于是这种结构反映出由交错穿插而形成的各种花纹图像：或作条纹、或作蠕虫状、或作环带状、或作卷曲状，百态千姿，十分绚丽。现在，让我们来认识火成岩的构造，比较常见的构造类型有以下几种。块状构造。这是由于岩石中的矿物组分均匀分布所造成的一种构造，十分普通，侵入岩与喷出岩类中均有所见。斑状构造。这是一种非均一的构造，由于岩石中的矿物组分在结构上或成分上均有差异而形成，特别在颜色和颗粒大小方面极不一致，于是呈现出斑驳陆离的面貌。带状构造。形成此种构造的原因与斑状构造相同，故

21、本质上应归于斑状构造，只是其斑驳的色调具有定向性的条带而已。球状构造。这是一些矿物围绕着某些中心，呈同心状分布而形成一种球体状的构造，最多的见于一些花岗岩类岩石中。气孔和杏仁状构造。此种构造常见于火山喷出岩中，当岩浆沿地壳裂隙喷溢于地表，在流动冷凝过程中，所含的挥发物质向外逸散，留下空洞，有圆形、椭圆形及其他不规则的形状，这样，此类喷出岩就具有气孔状构造了。假如气孔特多，占总体积的90以上者，岩石很轻，能在水面浮动，称为浮岩。有人放置于金鱼缸内，充作观赏之用；如浮岩产量较多，可开采作高层建筑的石材之用。当气孔构造被后来的其他矿物（如沸石、方解石）充填，在暗色岩体上显示出白色或其他浅色的斑体，形

22、似杏仁，故称杏仁状构造，玄武岩类、安山岩类岩石中常有所见。晶洞构造。侵入于地壳上部的岩浆，停留在某处冷凝过程中，岩体的内部有时会留下空隙，在此空洞周围的洞壁上发育了密集的某些矿物（最多的是石英）的晶体，形态多姿，精美绚丽，称为晶洞构造。枕状构造。基性熔岩有时在水下的火山通道喷溢出来，骤然遇到低温，加速冷凝，在熔岩体的表层先呈半固结状，而其内部仍高温流动，在流动受阻的情况下出现了扁球状、扁椭球状的枕状构造。如四川峨眉山二叠纪时曾发生海底火山喷发，玄武岩层形成许多枕状构造，若万千睡枕，成堆垒叠，蔚为奇观。流纹状构造。多见于火山喷出岩。当岩浆流溢于地表，由于其中的矿物具有色调的差异性，在流动过程中，

23、造成条带状构造，有如行云流水，或如飘带飞舞，形成逗人喜爱的花纹，最典型的莫如流纹岩中所见者。如杭州西湖宝椒山所见。柱状节理。当火成岩形成时，由于热量的散逸，熔融体逐渐冷凝收缩，岩石就按一定的方向发生自然破裂，就形成节理，把整体的岩石分割成无数多边形的柱体，如玄武岩常以垂直的六边形或多边形的柱状节理发育为特征；也有成圆弧状的节理，如辉绿岩常具球形节理，沿节理面风化剥落以后，使辉绿岩在野外露头上呈现为一个个好似排列起来的石球。还有如花岗岩常呈三个方向的节理发育，当其风化以后，形成万笏朝天奇观，如苏州天平山所见。火山岩地区由于柱状节理特别发育，满山柱体林立，构成奇特的景色，往往能招徕大批游客前来寻奇

24、探胜，成为著名的游览胜地。如苏格兰的神仙台阶、浙江临海桃渚镇海滨（当地称珊瑚石）、江苏六合桂子山的火山石柱林，都十分壮观。火成岩的产状上面所谈的火成岩的结构与构造，基本上是用肉眼在一块手标本上，或者在一米见方的野外露头上就能观察到的岩石特征，可以说是一项微观考察吧！现在要谈的，是在比较大的范围内考察，也可说是一项宏观项目吧！这就是火成岩的产状。所谓火成岩的产状，是指火成岩体在地壳中产出（存在）的状态，具体地说，就是野外所看到的整个岩体的模样。当然，这也是在火成岩发育地区旅行时所必须了解的内容。火成岩体产状的具体内容，包括岩体的大小、形状及其与围岩之间的关系，这是由构造环境的特点所决定的。所以当

25、我们对火成岩体的产状有所了解以后，对火成岩的成因、形成的条件等方面也就有所认识了。先谈火山岩的产状，它的特点与火山的喷发方式有密切的关系。如果是中心式的喷发，则形成许多锥形的火山岩堆积，组成古火山群，例如山西大同所见到的第四纪火山群就属于此种类型。如果是沿着地壳的断裂带分布的火山岩，或者说是由裂隙式的火山喷发而形成的，则出现线状分布的火山群，如南京地区所见到的第三纪火山群。各地火山岩组成的物质也有所不同，有的以熔岩为主，有的则以火山碎屑为主。如以现代的活火山为例，勘察加汝帕华火山和夏威夷的基拉韦亚火山以熔岩为主，喷溢之时，犹如河流奔泻，或如飞瀑高悬。以火山碎屑物为主者系爆炸式火山喷发而来，火山

26、灰数量极大。有的则两者兼备，此种类型倒是比较普遍的。至于侵入岩的产状，情况远比火山喷出岩复杂，因而形式也较多样，就野外所见者，基本上有以下各类。岩基。这是一种规模巨大的岩体，其面积可达60平方千米以上，其周围还有若干小岩体。当我们在这样的岩基所在地作地质旅行时，往往整天，甚至几天穿越其剖面尚未能抵达边界。岩基多由花岗岩组成，其地形外貌，或作高山峻岭，或作丘陵缓岗，逶迤起伏，连绵不绝。如我国南岭地区不少中生代的花岗岩即构成岩基，在普通小比例尺的地质图上看到的一块块标注红色的符号者，多为岩基所在地。岩株。这是一类规模中等的岩体，其面积在60平方千米以内，周围没有什么零散的小岩体，与其他围岩的接触边

27、界，相当陡直。岩墙或岩脉。这是一类小型的侵入体，其长度自几米至几千米，宽度自几厘米至几百米。在野外视野范围内基本上看得清楚。它的存在形式有几种，或为围岩（沉积岩、火成岩或变质岩均有）发生断裂，岩浆顺裂隙侵入而成；或由另一岩体的支脉侵入而成。有的是孤单的一条岩墙，有的是多条的交错岩墙组合而成。如果遇到岩墙本身的岩石比其围岩坚硬，则在风化露头上往往构成一道延伸挺直、俨如城墙屹立、气势非凡的景色；如果岩墙本身的岩石较之围岩软弱，则往往侵蚀为一条沟壑；若岩墙与围岩的风化程度相似，无分高低时，地形特点不显，则凭其岩石性质相异而辨识之。岩墙是很普通的侵入体，一般地质旅行途中颇易见到。岩床。这是一种沿着地层

28、层面入侵的侵入体，往往夹在上下两个沉积岩（或火山岩、变质岩）层之间，具有一定厚度，延伸较为稳定，一般多由基性岩组成。岩床的规模不大，一般在数十至数百米的露头上就能见到，但也有数千米者。岩盖。其基本形态与岩床相同，只是其中心部位厚度较周围为大。岩盆。其基本形态亦与岩床相同，只是其中心部位下凹，呈盆的形状。我们在地质旅行时，为什么要注意侵入岩的岩体形态呢？这是因为许多矿床同这些岩体在时间上、空间上以及成因类型方面都有密切的联系。比如说，有的矿床分布在岩体内部，有的则分布在岩体与围岩相邻的接触带上，有的却分布到远离岩体的围岩中去了。究其原因，这种种分布规律，与岩体的产状、成分、内部构造、围岩性质以及与围岩之间的接触关系均有一定联系。通过华南地区各种花岗岩体的研究表明，钨、锡、钼、铍等矿床往往与各岩体的较晚期形成的小岩株有关。吉林某地的铜镍硫化矿床与基性至超基性岩盆有关，而且矿体位于盆底部位。由此可见，研究岩体的特点有助于指导矿产的找寻。