第2-2章 岩石sk.ppt

3．常见的沉积岩,（1）碎屑岩类,A.火山碎屑岩由火山喷发的碎屑物质在地表经短距离搬运，或就地沉积而成介于喷出岩和沉积岩之间的过渡类型。,火山角砾岩火山碎屑占90％以上，粒径一般为2～l00mm，多呈棱角状，常为火山灰或硅质胶结，颜色常呈暗灰、蓝灰或褐灰色。,凝灰岩一般由小于2mm的火山灰及细碎屑组成，碎屑主要是晶屑、玻屑及岩屑。胶结物为火山灰等；凝灰岩孔隙性高，重度小，易风化。,,B.沉积碎屑岩又称正常碎屑岩，是由先成岩石风化剥蚀的碎屑物质，经搬运、沉积、胶结而成的岩石。常见的有,砾岩及角砾石,砂岩,粉砂岩,砾岩及角砾石由由50％以上大于2mm的粗大浑圆状砾石胶结而成的称为砾岩；由棱角状的角砾胶结而成的称为角砾岩。胶结物的成分有钙质、泥质、铁质及硅质等。,,砂岩砂质结构，由50％以上粒径介于0.052mm的砂粒胶结而成；按砂粒粒径的大小，可分为粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩。砂岩分布很广，易于开采加工，是工程上广泛采用的建筑石料。,,粉砂岩粉砂质结构，常有清晰的水平层理，矿物成分与砂岩近似，但粘土矿物的含量一般较高，主要由粉砂胶结而成，结构较疏松，强度和稳定性不高。,（2）粘土岩类,页岩以粘土矿物为主，脱水胶结而成，大部分有明显的薄层理，呈页片状，分为硅质页岩、粘土质页岩、砂质页岩、钙质页岩及碳质页岩；除硅质页岩强度稍高外，其余岩性软弱，易风化成碎片，强度低，与水作用易于软化而丧失稳定性。,泥岩成分与页岩相似，成厚层状，以高岭石为主要成分的泥岩，常呈灰白色或黄白色，吸水性强，遇水后易软化或有的吸水后体积急剧膨胀。,（3）化学及生物化学岩类,石灰岩简称灰岩，矿物成分以方解石为主，结晶结构与生物结构，常呈深灰、浅灰色，纯质灰岩呈白色；遇冷稀盐酸剧烈起泡是其重要鉴别标志，常含有大量生物介壳、骨骼的碎片。是一种用途很广的建筑石料。,白云岩主要由白云石组成，与石灰岩的区别是遇冷稀盐酸不起泡，通常为浅灰色、灰白色。断口呈粒状，硬度稍大于石灰岩等。,2.2.3变质岩（metamorphicrock）,变质岩是由原来的岩石岩浆岩、沉积岩和变质岩在地壳中受到高温、高压及化学成分加入的影响，在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成的新的岩石。变质岩不仅具有自身独特的特点，而且还常保留着原来岩石的某些特征。,1．变质作用的因素,在变质因素的影响下，促使岩石在固体状态下改变其成分、结构和构造的作用，称为变质作用。引起变质作用的主要因素是高温、高压和新的化学成分的加入。,（1）高温大部分的变质作用都是在高温条件下进行的，温度升高后，一方面能促使岩石发生重结晶，形成新的结晶结构。如石灰岩发生重结晶作用后晶粒增大，成为大理岩；石英砂岩成为石英岩。另一方面还能促进矿物间的化学反应，产生新的变质矿物。引起变质作用的热源一是炽热岩浆带来的热量；二是地壳深处的高温；三是构造运动所产生的热。,（2）高压引起岩石发生变质的高压，一是上覆岩层重量产生的静压力；二是构造运动或岩浆活动所引起的横向挤压力。在静压力的长期作用下，能使岩石的孔隙性减小，因而使岩石变得更加致密坚硬。同时在一定温度的作用下，会使岩石的塑性增强，比重增大，形成象石榴子石等体积小而比重大的变质矿物。,由构造运动产生的定向横压力，有时比静压力更大。它一方面使岩石和矿物发生变形和破裂，形成各种破碎构造；同时在与静压力的综合作用下，有利于片状、柱状矿物定向生长，而形成变质岩特有的片理构造。,（3）新的化学成分加入,在岩石发生变质作用的过程中，新的化学成分主要来自岩浆活动带来的含有复杂化学元素的热液和挥发性气体。在温度和压力的综合作用下，这些具有化学活动性的成分，容易与围岩发生反应，产生各种新的变质矿物，甚至会使岩石的化学成分发生深刻的变化。岩石发生变质，经常是上述因素综合作用的结果。,2．变质岩的一般特征,（1）矿物成分,变质岩的矿物成分，除保留有原来岩石的矿物，如石英、长石、云母等外，还有变质矿物，如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等，变质矿物是变质岩所特有的，可把变质岩与其他岩石区别开来。,（2）结构和构造,变质岩几乎全部是结晶结构，但其结晶结构主要经过重结晶作用形成，故称为变晶结构以示区别，如粗粒变晶结构，斑状变晶结构等。若变质作用不彻底，在形成的变质岩中残留有变质前原来岩石的结构特征，称为变余结构。,变质岩的构造主要的是片理构造和块状构造。片理构造是变质岩所特有的。其中片理构造主要有,板状构造片理厚，片理面平直，重结晶作用不明显，颗粒细密，光泽微弱，沿片理面裂开则呈厚度一致的板状，如板岩。,千枚状构造片理薄，颗粒细密，沿片理面有绢云母出现，容易裂开呈千枚状，呈丝绢光泽，如千枚岩（粘土岩变质而来）。,片状构造重结晶作用明显，片状、板状或柱状矿物沿片理面富集，平行排列，片理很薄，沿片理面很容易剥开呈不规则的薄片，光泽很强，如云母片岩等。,片麻状构造颗粒粗大，片理很不规则，粒状矿物呈条带状分布，少量片状、柱状矿物相间断续平行排列，沿片理面不易裂开，如片麻岩。,块状构造变质岩除上述片理构造外，如果岩石主要由粒状矿物组成时，则成致密块状构造，如大理岩和石英岩等。,3．常见的变质岩,（1）片理状岩类,片麻岩具典型的片麻状构造，变晶或变余结构。主要矿物为石英和长石，其次有云母、角闪石、辉石等，有时尚含有少许石榴子石等变质矿物。岩石颜色视深色矿物含量而定。片麻岩强度较高，如云母含量增多，强度相应降低。因具片理构造，故较易风化。,片岩具片状构造，变晶结构，矿物成分主要是一些片状矿物，如云母、绿泥石、滑石等，含有少许石榴子石等变质矿物。片岩的片理一般比较发育，片状矿物含量高，强度低，抗风化能力差，极易风化剥落，岩体也易沿片理倾向坍落。,滑石片岩,千枚岩多由粘土岩变质而成，矿物成分主要为石英、绢云母、绿泥石等，结晶程度比片岩差，晶粒极细，肉眼不能辨别，外表常呈黄绿、褐红、灰黑等色，片理面常有微弱的丝绢光泽。千枚岩的质地松软，强度低，抗风化能力差，容易风化剥落，基本上没什么用途。,磁铁绢云母千枚岩,（2）块状岩类,大理岩由石灰岩或白云岩经重结晶变质而成，等粒变晶结构，块状构造；主要矿物成分为方解石；呈白色、浅红色、淡绿色、深灰色等颜色，常因含有其他带色杂质而呈现出美丽的花纹。大理岩强度中等，易于开采加工，色泽美丽，是很好的建筑装饰石料。,石英岩结构和构造与大理岩相似，一般由较纯的石英砂岩变质而成，常呈白色，因含杂质，可出现灰白色、灰色、黄褐色或浅紫红色；强度很高，抵抗风化的能力很强，是良好的建筑石料，但硬度很高，开采加工相当困难。,鉴别岩石最基本的方法，是根据岩石的外观特征，用肉眼和简单工具如小刀、放大镜等进行鉴别。,2.2.4三大类岩石的肉眼鉴别,1．岩浆岩的鉴别方法,根据岩石的外观特征对岩浆岩进行鉴定时，首先要注意岩石的颜色，其次是岩石的结构和构造，最后分析岩石的主要矿物成分。,（1）先看岩石整体颜色的深浅。颜色的深浅，是岩石所含深色矿物多少的反映。一般来说，从酸性到基性，深色矿物的含量是逐渐增加的，故岩石的颜色由浅变深。如果岩石是浅色的，那可能是花岗岩或正长岩等酸性或偏于酸性的岩石。,（2）分析岩石的结构和构造。岩浆岩的结构和构造特征，是岩石生成环境的反映，如果岩石是全晶质粗粒、中粒或似斑状结构，说明很可能是深成岩如果是细粒、微粒或斑状结构，则可能是浅成岩或喷出岩；如果斑晶细小或为玻璃质结构，则为喷出岩；如果具有气孔、杏仁或流纹状构造，则为喷出岩。,（3）分析岩石的主要矿物成分，确定岩石的名称。,2．沉积岩的鉴别方法,先从观察岩石的结构开始，结合其它特征，再作进一步分析，确定岩石的名称。从沉积岩的结构特征来看，如果岩石是由碎屑和胶结物两部分组成，或者碎屑颗粒很细而不易与胶结物分辨，但触摸有明显含砂感的，一般是属于碎屑岩类的岩石。如果岩石颗粒十分细密，用放大镜也看不清楚，但断裂面暗淡呈土状，硬度低，触摸有滑腻感的，一般多是粘土类的岩石。具结晶结构的可能是化学岩类。,（1）碎屑岩可先观察碎屑粒径的大小，其次分析胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分。根据碎屑的粒径，先区分是砾岩、砂岩还是粉砂岩。根据胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分，判断所属的亚类，并确定岩石的名称。,（2）粘土岩常见的粘土岩主要的有页岩和泥岩两种，页岩层理清晰，一般沿层理能分成薄片，风化后呈碎片状，而泥岩层理不清晰、风化后呈碎块状。,（3）化学岩主要的有石灰岩、白云岩和泥灰岩等，它们的外观特征都很类似，区别在于方解石、白云石及粘土矿物的含量有差别，故采用盐酸试剂进行鉴别。石灰岩遇盐酸起泡强烈，泥灰岩遇盐酸起泡，但泡沫混浊，干后往往留有泥点，白云岩遇盐酸不起泡，或者反应微弱，但当粉碎成粉末之后，则发生显著泡沸现象，并常伴有咝咝的响声。,3．变质岩的鉴别方法,鉴别变质岩时，可以先从观察岩石的构造开始。根据构造，首先将变质岩区分为片理构造和块状构造的两类。然后可进一步根据片理特征和主要矿物成分，分析所属的亚类，确定岩石的名称。,岩浆岩、沉积岩和变质岩的地质特征表,岩浆岩、沉积岩和变质岩的地质特征表,2.3地质年代及其特征,地球形成到现在已有46亿年以上的历史，在这漫长的岁月里，地球经历了许多连串的变化，而这些变化把整个地球历史可分为若干发展阶段。地质年代指地球发展的时间段落。当我们需要了解一个地区的工程地质情况，如地质构造，岩层的相互关系，以及阅读地质资料或地质图时，都必须具备地质年代的相关知识。,岩层的地质年代有绝对地质年代和相对地质年代两种表示方法。表示地质事件发生的先后顺序为相对年代，表示地质事件发生至今的年龄称为绝对年代（同位素年龄）。相对地质年代不能说明岩层形成的确切时间，但能反映岩层形成的自然阶段，从而说明地壳发展的历史过程，故在地质工作中，一般以应用相对地质年代为主。,1．岩层相对地质年代的确定方法,（1）地层层序律,未经过构造运动改造的层状岩层大多是水平岩层，水平岩层的层序为每一层都比它下伏的相邻层新而比它上覆的相邻层老，为下老上新，即具有地层层序律。但岩层因构造运动而发生倾斜但未倒转时，倾斜面以上的岩层新，倾斜面以下的岩层老，此时应要仔细研究沉积岩的泥裂、波痕、递变层理、交错层等原生构造来判别岩层的顶、底面。,正常层位,变动层位,15代表岩层由老至新,15代表岩层由老至新,（2）生物层序律,沉积岩中保存的地质时期生物遗体和遗迹称为化石，化石的成分常常已变为矿物质，但原来生物骨骼或介壳等硬件部分的形态和内部构造却在化石里保存下来。在漫长的地质历史时期内，生物从无到有、从简单到复杂、从低级到高级发生不可逆转的发展演化。因此不同地质时代的岩层中含有不同类型的化石及其组合，而在相同地质时期的相同地理环境下形成的地层，含有相同的化石，这就是生物层序律。注意寻找和采集古生物化石标本，尤其是那些对确定地质年代有决定意义的标准化石，就可以依据古生物地层学方法确定岩层的地质年代。,（3）切割律,不同时代的岩层或岩体常被侵入岩侵入穿插，就侵入岩与围岩相比，侵入者时代新，被侵入者时代老，这就是切割律。,a侵入接触,b沉积接触,岩浆岩与沉积岩的接触关系,2．绝对地质年代的确定方法,绝对年代则反映距今的时间，自20世纪30年代发现了元素的放射性后，同位素地质年代测定方法得到越来越广泛的应用。绝对年代是通过放射性同位素年龄的测定来确定的。矿物中放射性同位素蜕变后剩余的母体同位素含量N与蜕变而成的子体同位素含量D可以测出，根据下列公式,就可以计算出该矿物从其形成到现在的实际年龄，即代表岩石的绝对年代。通常用来测定地质年代的放射性同位素有钾-氩、铷-锶、铀-铅和碳-14等。同位素地质年代测定方法要求工作精度高，耗资大，需由专门的实验室进行。,3．地质年代单位与地层单位,人们根据几次大的地壳运动和生物界大的演变，把地壳发展的历史过程分为五个称为“代”的大阶段，每个代又分为若干“纪”，纪内因生物发展及地质情况不同，又进一步细分为若干“世”，以及一些更细的段落，这些统称为地质年代。在每一个地质年代中，都划分有相应的地层，与地质年代单位宙、代、纪、世相对应的年代地层单位分别是宇、界、系、统。,地质时代划分为显生宙和隐生宙两个“宙”，并进一步依次划分为“代”、“纪”和“世”。,生物开始大量发展,鱼类极盛,爬行类，两栖类发育,恐龙极盛,植物繁盛，哺乳类急速发展并分化,古人类出现,第四纪Q是新生代最晚的一个纪，也是包括现代在内的地质发展历史的最新时期，是距今最近的地质年代。第四纪分为更新世和全新世Q4，将更新世分为早Q1、中Q2、晚Q3三个世。在第四纪历史上发生了很多重大变化即人类的出现、黄土形成和冰川作用，这反映了第四纪时所特有的自然地理环境等特点。,2.4第四纪地质特征概述,第四纪沉积物,1残积物岩石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑物称残积物或残积土。2坡积物堆积在平缓的斜坡或坡脚处，成为坡积物。3洪积物大雨或融雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地带堆积而成。,根据第四纪沉积物形成的地质作用、沉积环境、物质组成等地质成因类型，将第四纪沉积物的土体分为,4冲积物河流沉积物称为冲积物。5湖泊沉积物湖泊是大陆上主要的沉积场所。较粗的砾、砂沉积在湖岸附近，而较细的碎屑物质被带到湖心发生沉积。,作业,1.试对比说明三大类岩石在成因、产状、矿物成分、结构和构造等方面的各自不同特性。2.试简述第四纪在地质年代表中的位置，第四纪的划分及其绝对年代。,