第5讲（岩浆岩、沉积岩）.doc

地质学基础与铀矿地质讲义2007（第5讲） 内容提要 第三章 岩石 3.1岩浆岩 3.2 沉积岩 参看地质学pp.47-68. 第三章岩石 1、岩石是矿物的集合体，是各种地质作用的产物，是构成地壳的物质基础。 2、岩石学的研究内容 研究岩石的种类、性质、成分、形成过程、演变历史以及与矿产关系的科学。 3、研究岩石（学）的意义 地壳中大部分矿产都产于岩石中，二者之间存在着密切的成因联系。另外，对于采矿工作而言，还表现在 A、采场都位于岩石之上； B、开拓系统布置在岩石之中； C、开采对象矿体赋存在岩石之内，要采掘矿石必须先采出大量岩石。 因此，具备基本的岩石学知识，对于采矿工程技术人员来讲是必需的。 4、岩石的分类 组成地壳的岩石，按照其成因分为三大类岩浆岩、沉积岩、变质岩。 （1）岩浆岩是内力地质作用的产物，系地壳深处的岩浆沿地壳裂隙上升，冷凝而成。埋于地下深处或接近地表的叫侵入岩；喷出地表的叫喷出岩。 （2）沉积岩系先成岩石（包括沉积岩）经外力地质作用而形成。 （3）变质岩系岩浆岩或沉积岩经变质作用而形成的与原岩迥然不同的岩石。 5、鉴别三大类岩石的依据 岩石的结构和构造。 （1）岩石的结构 岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小和性状以及彼此间的组合方式叫做结构。这主要决定于地质作用进行的环境。 （2）岩石的构造 岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石的其他组成部分之间的排列方式以及充填方式叫做构造。它反映了地质作用的性质。 3.1岩浆岩 岩浆岩占地壳总重量的95％，是组成地壳的主要岩石类型。 一、岩浆岩的一般特征 岩浆岩的特征可以从物质成分、结构构造和产状几个方面来研究。 1、岩浆岩的物质成分 物质成分包括化学成分和矿物成分两个层次。物质成分体现岩浆岩的主要特征，也是岩浆岩分类的主要依据。 （1）化学成分 地壳中的所有元素，在岩浆岩中几乎都存在，只是含量不同而已。 岩浆岩的化学成分（尤其常量元素）常用氧化物来表示SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、TiO2、P2O5、MnO等。其中SiO2最多，Al2O3次之。 根据SiO2含量的高低，可以把岩浆岩划分为四类 超基性岩（SiO265％）。 随着SiO2含量的增加，即超基性岩→酸性岩的过渡，其他氧化物表现为 FeO、MgO逐渐减少；K2O和Na2O在超基性岩中几乎缺失，向酸性岩显著增大；CaO在超基性岩中很少，基性岩中最大，然后随SiO2含量的增加逐渐减小；Al2O3在基性岩中大量出现，随着SiO2含量的增加略有变小的趋势。 （2）矿物成分 根据组成矿物的化学成分特征，常将组成岩浆岩的矿物分为硅铝矿物和铁镁矿物两类。 硅铝矿物矿物中SiO2和Al2O3的含量较高，不含铁、镁。包括石英和长石类矿物，它们的颜色通常较浅，又称浅色矿物。 铁镁矿物矿物中含FeO、MgO较多，SiO2和Al2O3较少，包括橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类。矿物颜色较深，又称为暗色矿物。 不同类型的岩石，有着比较固定的矿物组合。随着岩浆温度的下降， 两个矿物系列，分别按顺序结晶。在同一时刻，两个系列所结晶析出的矿物，就共同组合成一定类型的岩浆岩。不同岩石类型的形成过程为岩浆随着温度的下降，结晶温度较高的矿物首先结晶析出，依次类推。 美国学者N.L.鲍文（1922年）根据人工硅酸盐溶浆的实验发现岩浆在冷却时，主要造岩矿物的结晶析出遵循一定的顺序，可划分为两个系列，即斜长石的连续反应系列和暗色矿物的不连续反应系列，被称为鲍文反应系列。 图356中上部的矿物析出早．结晶温度高；随着岩浆冷却温度降低，两个系列合二为一，依次析出钾长石、白云母，最后是析出最晚、结晶温度最低的石英。由鲍文反应系列可知，岩浆冷凝时，可同时析出一种斜长石和一种铁镁矿物，两个系列可形成对应的共结关系，从而形岩浆岩中造岩矿物有规律性的共生组合。 首先晶出的是基性岩，最后形成的是酸性岩。 但是必须指出，这些矿物结晶的顺序，并非后一种矿物待前一种矿物结晶完毕后才开始结晶。实际上，由于岩浆温度是逐渐降低的，因此，相邻矿物在一定的温度范围内其结晶初始是互有先后的。所以同一类岩石中或多或少含有与其近似岩类的矿物。 从超基性岩到酸性岩，结晶温度逐渐降低，矿物组成表现为暗色矿物逐渐较少，浅色矿物含量逐渐增多。 但是要注意天然岩浆的结晶过程比鲍文总结的反应系列复杂得多，如有的学者发现许多与反应系列不相符合的现象，两大系列也不完全是共结关系，并对鲍文反应系列进行了修改、补充，尽管如此，鲍文在本世纪20年代所完成的实验与地质方面的经典研究，依然是岩浆岩的理论支柱之一。 2、岩浆岩的结构构造 岩浆岩的结构和构造研究可用来判断岩浆岩的成因、形成环境及形成时的物理化学条件，也是鉴别各类岩浆岩的重要依据之一。 （1）岩浆岩的结构 岩浆岩的结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及矿物颗粒间的相互关系所表现出来的岩石持征。 根据结晶程度分为全晶质结构、半晶质结构、玻璃质结构。 1全晶质结构岩石全部由结晶的矿物组成，是岩浆在地下温度缓慢下降的条件下，从容结晶形成的，多见于深成浸入岩，如花岗岩。 2半晶质结构岩石由结晶质和玻璃质两部分组成，多见了喷出岩及浅成侵入岩的边缘，如安山岩。 3玻璃质结构岩石全部由玻璃质组成，是岩浆在喷出地表温度骤然降低的条件下，来不及结晶形成的。多见于酸性喷出岩，如黑曜岩。玻璃质极不稳定，易产生脱破化作用，逐渐转化为结晶物质。 根据矿物颗粒大小．肉眼观察时可区分出显晶质结构和隐晶质结构两类显晶质结构是肉眼或借助放大镜能分辨出矿物颗粒者。 依照矿物颗粒的相对大小，可分为等粒结构、不等粒结构及班状、似班状结构三类。等粒结构指岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等；不等粒结构指岩石中同种主要矿物颗粒大小不等，但变化是连续的；班状，似斑状结构；指组成岩石的矿物颗粒大小相差悬殊，可截然分成两群．大颗粒分布在小颗粒之中，粗大者称为班晶，细小者称为基质。若基质为隐晶质、玻璃质者称为斑状结构；基质为显晶质者，称为似斑状结构。等粒结构多见于深成侵入岩；不等粒结构出现在浅成侵入岩；斑状、似斑状结构多出现于喷出岩及浅成侵入岩中。斑状结构中的斑晶结晶时间早于基质．两者成分往往也有差别；似斑状结构中的斑晶与基质几乎同时结晶，两者成分差别不大。 根据矿物颗粒的形状，也即矿物晶体发育的完整程度，分为以下3种结构自形结构，半自形结构和他形结构。见图358。 （2）岩浆岩的构造 岩浆岩的构造是指岩石组成部分的排列方式及充填方式所表现出的岩石特征。岩浆岩常见的构造有以下几种 1）块状构造又称均一构造，组成岩石的各矿物组分均匀分布，无定向排列，是岩浆岩中最常见的构造。 2）斑杂构造岩石中存在由矿物成分或结构差异所显示的边界不清晰、分布不均匀的斑块者，称斑杂构造，系由岩浆对围岩不均匀的同化混染作用形成。 3 带状构造岩石由颜色、成分或结构不同的条带交替、平行排列形成的构造。 4气孔、杏仁构造岩浆喷溢地表，所含挥发组分形成气泡，部分逸散大气中。部分因岩浆冷凝而保留在岩石中，形成气孔构造。当气孔被岩浆期后矿物充填时，形成杏仁构造。充填物为方解石、石英、绿泥石等。气孔、杏仁构造是喷出岩特有的构造。 5流纹构造不同颜色的条纹和拉长的气孔所显示出来的流动构造，是岩浆喷出地表在流动过程中形成的，在酸性喷出岩中常见，流纹岩因而得名。 6原生节理岩浆侵入地壳表层或喷出地表冷凝时，固体积收缩，岩石产生裂缝、从而天成原生节理．玄武岩中的柱状节理常见。 7枕状构造；岩浆喷发在水下流动中形成的构造。熔浆进入水中表面冷凝成硬壳，内部熔浆沿裂缝冲出硬壳继续流动，又冷凝而形成枕状体，底面较平，顶向上凸，且常有沉积物充填、胶结。枕状构造常见于基性喷出岩。 8晶洞构造出现于侵入岩中的原生空洞，由岩浆冷凝过程中体积收缩而成，晶洞壁上常有辐射状晶体。晶洞构造常见于花岗岩中。 3、岩浆岩的产状 岩浆岩是以一定的岩体出现的。岩浆岩的产状是指岩浆岩体在空间上的形态、规模，与围岩的关系以及形成时所处的深度及地质构造环境等。 岩浆岩的产状、根据岩浆活动的方式不同可分为侵入岩和喷出岩两类。 1．侵入岩产状 深成岩的产状其规模甚大，面积由几平方公里至几百、几千平方公里。其形态有岩基和岩株。以热力熔化围岩方式侵入，形成于36km以下的深度。 1岩基是巨型侵入岩体，平面上呈长圆形，一般向下延伸很远，出露面积大于100km。岩基通常切割围岩但有时局部也与围岩平行。岩基一般为粗大的等粒全晶质花岗岩构成。例如，海南岛的琼中花岗岩体为一巨大岩基、面积5000km。 2岩株是规模较大的浸入体，是岩基边缘的分支，在深部与岩基相连，在上部则向外伸出。平面上呈近圆形，与围岩的接触面较陡，出露面积小于100km，多见于中酸性岩。岩株切穿围岩。 浅成岩产状其岩体规模不大，出露面积有几十平方米到几平方公里。以机械推挤方式侵入围岩，形成深度也浅。岩体形态及其与围岩接触关系有下列几种 1岩床岩浆沿围岩层面贯入形成的板状侵入体，厚度不大，面积大，常见于基性及超基性岩中。 2岩盘岩盖及岩盆岩浆沿围岩层理侵入，平面上呈圆形或椭圆形，岩体中部厚，边部薄。剖面上，岩盘中部拱起呈穹状，底部平坦；岩盆中部下凹呈盆状，顶面及底面均下凹。岩盘一般规模不大，直径36km．厚约1km，多见于酸性及中酸性岩中。岩盆一般规模较大，直径可达数百公里，多由基性岩及碱性岩组成。 3岩墙与岩脉；岩浆沿园岩的裂隙，斜切层理侵入形成的。一般地说，岩墙规模较大，形态规则，厚度稳定；岩脉规模较小．形态不规则，厚度变化大。岩墙与岩脉，常成群出现、具一定排列方向，受围岩裂隙系统的控制。 侵入体与围岩接触处都有程度不同的接触变质现象。 2．喷出岩产状 喷出岩的产状与岩浆性质及其喷发方式有关，常常由熔岩被或熔岩流形成层状及由火山碎屑物形成火山锥。现将喷发方式及其相应产状分述如下 1熔透式喷发岩浆上升时，因过热和具有很高的化学能，而将其上覆围岩熔透，使岩浆溢出地表，形成熔透式喷发，又称面式喷发，面积可达几十甚至几百平方公里，多为中酸性岩。如我国闽浙一带的大片熔岩流。 2裂隙式喷发岩浆沿一定方向的大断裂升至地表喷发，火山口沿断裂呈线状分布，又称线状喷发。多为粘度小，易流动的基性熔浆，形成平缓大面积覆盖的熔岩被。如河北汉诺坝及印度德干高原的玄武岩。 3中心式喷发岩浆沿颈状管道喷出地表，平面上呈点状，又称点状喷发。现代大陆上的火山多为这种喷发形式。中心式喷发常伴随强烈的爆发作用，从火山口喷出气体及大量碎屑物质，最后溢出熔岩。喷出物在火山口堆积形成火山锥最为常见。中心式喷发多为中酸性岩浆，因粘度大不易流散，从而呈弯状及针状。有些基性岩浆也可形成户心式喷发，例如山东省昌乐县见有基性岩浆中心式喷发遗留的火山口。 二、岩浆岩的分类及各类岩石特点 岩浆岩中各类岩石的特征 1、 超基性岩类 深成侵入岩常见的为橄榄岩、辉岩，浅成侵入岩或喷出岩为金伯利岩。SiO2含量＜45％，富含FeO、MgO，反映在矿物成分上，铁镁矿物占绝对优势，主要是橄榄石、辉石、角闪石；硅铝矿物少长石＜10％。颜色深、比重大。 超基性岩在地表分布面积小，占岩浆岩分布面积的0.4％。侵入岩规模小，喷出岩罕见。 超基性岩类深成侵入岩如橄榄岩，其主要矿物为橄榄石，次为辉石或角闪石，不含长石和石英。呈全晶质粒状结构，致密块状构造。橄榄岩遭受蚀变后成为蛇纹岩。 呈浅成产出的金伯利岩（角砾云母橄榄岩），主要成分为橄榄石、金云母等，是原生金刚石的成矿母岩，因最初发现于南非的金伯利镇而得名。另外在我国的山东、辽宁等地也发现了该类矿床。超基性岩与镍、铬、钴等矿产有成因联系，能形成巨大矿床；铂也主要产于橄榄岩中。 2、基性岩类辉长岩一玄武岩类 基性岩类SiO2含量4552％，FeO、MgO含量低于超基性岩类，A12O3、CaO高于超基性岩类。反映在矿物成分上铁镁矿物显著减少，浅色矿物约占50％。主要矿物成分是辉石和基性斜长石，有时也见有橄榄石、角闪石、黑云母等次要矿物、不含或少含石英，岩石颜色较深。 深成侵入岩辉长岩，岩石呈黑色，中粗粒结构，块状构造，由辉石和斜长石组成的深浅相间的条带构造也常见。基性侵入岩数量少。 喷出岩玄武岩数量极多，是喷出岩中分布最广的岩石。 浅成侵入岩辉绿岩，岩石呈暗绿色一黑色，细粒结构和辉绿结构，辉绿结构是由自形一半自形的长条形斜长石组成网格，自形程度差的辉石充填于网格的空隙之中。辉石常见有绿泥石化。基性侵入岩的分布较超基性岩多。 与基性侵入岩体有关的矿产有钒钛磁铁矿和铜镍硫化物矿床且伴生有铂、钴、金、银等，例如四川攀枝花钒钛磁铁矿体。 玄武岩深灰、灰绿或黑色。矿物成分同辉长岩。隐晶结构，气孔或杏仁构造，柱状节理特别发育。由海底喷发而形成的玄武岩称细碧岩，浅绿色、杏仁状或枕状构造特别明显。分布广泛，海底地壳基本由玄武岩组成。因其岩浆粘度小，易于流动，在陆地上常形成大面积巨厚的熔岩被产出。 3、中性岩类闪长岩安山岩类 中性岩类SiO2含量5265％，FeO、MgO、CaO含量进一步降低，Na2O、K2O含量增加。反映在矿物成分上，铁镁矿物减少，含量约30％，以角闪石为主；浅色矿物增加，含量约70％，主要为中性斜长石．并出现钾长石及少量石英。岩石颜色较基件岩浅。 中性侵入岩数量少，但中性喷出岩一安山岩分布广泛，仅次于玄武岩。 中性岩类深成侵入岩是闪长岩，岩石呈灰白色、浅绿色，全晶质中一粗粒结构或似斑状结构；块状构造。若石英、钾长石含量增加．则为石英闪长岩及花岗闪长岩。 中性岩类浅成侵入岩是闪长玢岩、岩石呈灰白色一灰色，有次生变化时为灰绿色。班状结构，块状构造。 玢岩指具有斑状结构的中、基性岩。 中性岩类喷出岩是安山岩，岩石呈灰紫色、紫褐色，常具斑状结构、气孔及杏仁构造及块状构造。 4、酸性岩类花岗岩一流纹岩类 酸性岩类SlO2含量＞65％、属于SiO2过饱和岩石，FeO、MgO、CaO含量低，K2O、Na2O含量较高、反映在矿物成分上、暗色矿物往往＜10％．浅色矿物往往＞90％，主要是石英含量较高。岩石颜色浅。本类岩石分布很广，但侵入岩分布远远超过喷出岩。 酸性岩类深成侵入岩是花岗岩、岩石呈浅灰色、浅灰红色、肉红色，等粒结构，块状构造，主要矿物成分为石英、钾长石、酸性斜长石．且钾长石多于斜长石；次要矿物为黑云母、角闪石，亦见少量辉石。 酸性岩类浅成侵入岩是花岗斑岩，岩石呈灰白色、肉红色，成分与花岗岩相当、全晶质斑状结构。班晶主要是石英、钾长石，有时也可见黑云母、角闪石、辉石；基质为微晶一隐品结构；若基质为细一粗粒结构时，称为似斑状结构，岩石为似斑状花岗岩。若斑晶主要为石英，基质为隐晶结构时，岩石称为石英斑岩。 酸性岩类喷出岩是流纹岩，岩石呈灰红、粉红、灰白色，少数为深灰色、砖红色，具班状结构，含少量石英、透长石斑晶；基质为隐晶质或玻璃质，多具流纹构造，并常与火山碎屑物质相伴生。流纹岩可按结构分为斑状流纹岩和玻璃质流纹岩。玻璃质流纹岩成分以酸性玻璃质为主．结晶矿物极少，具玻璃质结构，常见的有多为黑色的黑曜岩、具松脂光泽的松脂岩、浅色具玻璃光泽和珍珠状裂隙的珍珠岩及浅色气孔构造特别发育的浮岩。浮岩常呈皮壳状覆于熔岩顶部，除酸性岩外，基性岩中也可见有浮岩覆于玄武岩流的顶部。 随着近代岩石学的发展，尤其是对于含水的花岗质岩石系统的深入研究，逐渐发展起来一种学说花岗岩化成因说。按照这种学说，花岗岩可以是在地壳不太深的部位，由原来组成地壳的岩石（包括沉积岩），通过花岗岩化就地形成花岗岩或者形成深熔花岗岩浆，再次侵位而成。所谓花岗岩化，就是来自于上地幔的碱性流体物资，上升到地表的某个深度，通过裂隙贯入交代，代换或扩散，渗透使原来的岩石改造成花岗岩。这一花岗岩化理论，在目前基本上能为大多数地质工作者所接受。 除了上述主要岩浆岩之外，在自然界尚可见到一些呈脉状产出的浅成岩，如煌斑岩、细晶岩、伟晶岩等，统称为脉岩。 三、岩浆岩的肉眼鉴定及命名 应当指出，肉眼或借助于简单工具（放大镜、小刀和三角板等）只能对岩石做宏观的鉴定和给以粗略的名称。而精确的鉴定和命名则通常需要经过显微镜下的研究、化学分析和一些特殊方法才能得出。 但对于采矿工作者来说，通常是凭肉眼去鉴定演示。因此，掌握肉眼鉴定岩石的方法，并以此确定岩石名称，就显得十分必要了。 1、岩浆岩的肉眼鉴定 岩浆岩的特征表现在颜色、矿物成分、结构和构造等方面，并借以观察和区别各种岩石，其观察步骤如下 （1）观察岩石的颜色岩浆岩的颜色在很大程度上反映了它们的化学成分和矿物成分。一般超基性岩呈黑色绿黑色暗绿色；基性岩呈灰黑色灰绿色；中性岩呈灰色灰白色；酸性岩呈肉红色淡红色白色。 （2）观察矿物成分认识矿物时，可先借助颜色，若岩石颜色深可先看深色矿物，如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等；若岩石颜色浅时，可先看浅色矿物，如石英、长石等。在鉴定时，经常是先观察岩石中有无石英及其含量，其次是观察有无长石及属于正长石还是斜长石，再就是看有无橄榄石了。这些矿物都是伴别不同类别岩石的指示矿物。此外，尚需注意黑云母，它经常与酸性岩有关。在野外观察时，还应该注意矿物的次生变化，如黑云母容易变为绿泥石或蛭石；长石容易变为高岭石等，这对已风化岩石的鉴别，非常重要。 （3）观察岩石的结构构造岩石的结构构造是决定该类岩石属于喷出岩、浅成岩或深成岩的依据之一。一般喷出岩具有隐晶质结构、玻璃质结构、斑状结构、流纹构造、气孔或杏仁构造。浅成岩具有细粒状、隐晶状、斑状结构、块状构造。深成岩具有等粒结构、块状构造。 2、岩浆岩的一般命名方法 岩市的名称大体包括基本名称和附加名称两大部分。基本名称是岩石名称必不可少的部分，它是由岩石中的主要矿物所决定的。反映着岩石的最基本特征，是岩石分类的基本单元，如花岗岩、闪长岩等。附加名称是说名岩石不同特征的各种各样的形容词，一般位于岩石基本名称之前，通常包括岩石的颜色、结构、构造以及次要矿物等。 矿物成分在岩石命名中占有重要地位。岩浆岩中的原生矿物分为三类 （1）主要矿物它是划分岩石大类，确定岩石基本名称的依据，例如，花岗岩中的石英和钾长石都是主要矿物，没有它们就不能称为花岗岩。 （2）次要矿物是划分岩石种属，确定岩石附加名称的依据。例如石英在闪长岩中一般少于5，若当石英含量超过5时，则称为石英闪长岩。 （3）副矿物其含量甚少，通常不足1，纳入命名时，不受含量限制。如花岗岩中，含微量的电气石或绿柱石时，则可分别命名为电气石花岗岩或绿柱石花岗岩。 命名时，需首先结合岩石产状，分出是侵入岩还是喷出岩，然后用肉眼观察其主要矿物成分及含量，决定其大类，定出岩石的基本名称，再根据次要矿物成分及含量，进一步确定出附加名称。如某种岩浆岩，根据其产状定为侵入岩，又知主要矿物为辉石、基性斜长石；次要矿物为少量橄榄石，因此，可初步定名为橄榄辉长岩。 四、岩浆岩中的主要矿产 岩浆岩中蕴藏着许多重要的金属和非金属矿产。 3.2沉积岩 沉积岩的概念 由沉积物经过压固、脱水、胶结及重结晶作用变成的坚硬岩石。即原岩经过风化作用→剥蚀作用→搬运作用→沉积作用→成岩作用后形成的岩石。 沉积岩占地壳总重量的5，就地表的分布而言，则占75。在地壳表层呈层状广泛分布，这是区别于其它类型岩石的重要标志之一。 一、沉积岩的一般特征 沉积岩是在常温、常压下，并且大部分是在地表水体里形成的（部分是在其它搬运介质下沉积的，如黄土沉积是风成沉积），因此，它的矿物组成、结构构造以及颜色等，都有别于其它两大类岩石，这些特征是我们认识和区分沉积岩的依据。 （一） 沉积岩的物质成分 组成沉积岩的组分分两部分，分别为碎屑颗粒和胶结物。颗粒有岩屑和单矿物两种。岩屑是原来的岩浆岩、沉积岩和变质岩的碎屑。组成沉积岩的矿物有两类，一类是原来岩石经过风化、剥蚀、搬运来的矿物，又称原生矿物或碎屑矿物；另一类是在沉积作用中形成的新矿物。 1、化学成分 沉积岩和岩浆岩这两类岩石的化学成分十分相似，其原因在于沉积岩物质主要来自岩浆岩的风化产物。但由于两者成因不同，所以在化学成分方面也有一些差异。 （1）、在Fe2O3和FeO的对比关系上 在沉积岩和岩浆岩中铁的总量大致相同。但沉积岩中Fe2O3的含量高于FeO；而岩浆岩中则FeO略高于，这显然是沉积岩形成于地表含自由氧的条件下使大部分FeO氧化为Fe2O3所致。 （2）、在Na2O和K2O的对比关系上 沉积岩中K2O的含量多于Na2O；而岩浆岩中则相反。其主要原因是由于岩浆岩风化分解后产生的Na2O常形成易溶盐类氯化物、硫酸盐类溶于海水中。而含钾矿物如白云母在表生条件下较稳定，粘土矿物又易于吸附钾，故母岩中的K2O大部分含在白云母碎屑和粘土吸附物中进入沉积岩。 （3）、沉积岩中富含H2O和CO2，这显然是由于沉积岩形成于表生条件下所致。 2、矿物成分 构成沉积岩的主要矿物约20多种。分为两类， 一类是原来岩石经过风化、剥蚀、搬运来的矿物，主要为原岩风化过程中残留下来的稳定矿物，如石英、正长石、白云母等，也包括一些在风化过程中形成的次生矿物，如粘土矿物（包括绿泥石、伊利石、蒙脱石、高岭石等）、三水铝石、赤铁矿等； 另一类是在沉积作用中形成的新矿物，主要有方解石、白云石、岩盐、石膏、粘土矿物、菱铁矿、褐铁矿等。 将沉积岩与岩浆岩中的矿物成分相比较，两者之间存在着显著的区别 （1）有机组分是沉积岩的特有组分； （2）在岩浆岩中大量存在的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等铁镁矿物，在沉积岩中极为罕见。这是因为铁镁矿物都极易风化。矿物风化的顺序和鲍文结晶序列正好相反，即越早结晶的矿物越易风化。 （3）游离的SiO2在岩浆岩中绝大部分以石英出现，而沉积岩中除了石英外，尚有大量的石髓、蛋白石变种。 （4）岩浆岩中很少有的矿物，如粘土矿物、岩盐、石膏及碳酸盐矿物等，在沉积岩中却占有显著的地位。这是由于它们是在地表常温、常压下，而且O2、CO2、H2O充足的条件下形成的。 胶结物 在沉积物的颗粒之间，还有胶结物（把松散沉积物联结起来的物质）。胶结物对于沉积岩的颜色、坚硬程度有很大的影响。按其成分可以分为下面几种 （1）泥质胶结物如泥土或粘土，其胶结成的岩石硬度较小，易碎，断面呈土状。 （2）钙质胶结物胶结物的成分为钙质，所胶结的岩石硬度比泥质胶结的岩石大些，呈灰白色。滴稀盐酸起泡。 （3）硅质胶结物胶结物成分为SiO2，所胶结的岩石强度比前两种胶结物形成的岩石都大，呈灰色。 （4）铁质胶结物胶结物的成分为氢氧化铁或三氧化二铁，所胶结成的岩石坚硬程度也较大，常呈黄褐色或砖红色。 胶结物在岩石中的含量一般仅占25左右，若含量超过25， 即可参加岩石的命名。如钙质长石石英砂岩即系长石石英砂岩中钙质胶结物超过了25。 （二）沉积物的颜色 沉积岩的颜色主要决定于构成岩石的矿物颜色、混入杂质的颜色以及沉积环境和成岩以后的变化，其中沉积环境和成岩以后的变化对沉积岩的颜色有重要的影响。 例如，在氧化环境下，有机物质发生分解，铁为三价，因而颜色为红色或褐色；在还原环境下，有机质较多，铁为两价，因而沉积岩常为蓝色、绿色、深灰色和黑色。根据成因可分三类 继承色岩石的颜色主要继承了原来母岩风化后碎屑的颜色，如长石砂岩为肉红色是 继承了正长石的颜色，纯石英砂岩为白色是继承了石英的颜色等。 原生色是在沉积作用中从溶液中沉淀出来的各种矿物以及成岩作用中新生矿物所表现的颜色。原生色往往可以反映沉积当时的地理环境。 如红色、黄褐色多因富含Fe2O3，灰色、黑色多因富含碳质、沥青质和分散的硫化铁，反映还原环境；又如海绿石砂岩是绿色，反映浅海环境、等等。不含色素的铝土、高岭土、石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等，一般呈白色和灰白色。 次生色是沉积岩在风化过程中所产生的颜色。 如绿色页岩在风化过程中铁的氧化程度不一致，可产生一些红色斑点。次生色特点是颜色不均匀，分布与层理不一致。 详细描绘沉积岩的颜色具有实践的和理论的意义。因为颜色是沉积岩命名的根据之一，如黑色页岩、红色砂岩等；沉积岩的颜色也可以提供找矿的线索，如黑色碳质页岩可以提供找煤的线索；沉积岩的颜色还往往反映岩石的成分和沉积时的古地理环境。 （三）沉积物的结构 沉积岩的结构是由其组成物质的形态特征、性质、大小及所含数量而决定的，它与岩浆岩的结构差别在于，岩浆岩绝大多数是结晶结构，而沉积岩绝大多数是碎屑结构。根据其成因，沉积岩的结构可分为 1、碎屑结构碎屑结构就是由母岩机械风化产生的碎屑沉积后被胶结起来所形成的岩石结构，为砾岩（颗粒直径大于2毫米）、砂岩（颗粒直径为20.05毫米）、粉砂岩（颗粒直径为0.050.005毫米）所特有。 2、泥质结构细小的粘土矿物颗粒直径一般＜0.005毫米构成粘土岩后所形成的岩石结构。 3、结晶结构指由化学作用从真溶液或胶体溶液中沉淀的晶粒或成岩后生成作用中重结晶和交代作用形成的晶粒所构成的岩石，为化学岩所具有的结构。主要在石灰岩、白云岩、硅质岩中发育。包括晶质结构（颗粒直径0.01毫米）和隐晶质结构（颗粒直径0.010.001毫米） 4、胶状结构颗粒直径小于0.001毫米的结构。 5、生物结构生物结构则直接由生物遗体构成，在某些生物灰岩、硅质岩中出现，是生物化学岩所具有的结构。 （四）沉积物的构造 沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布和它们相互之间的排列关系。其中沉积岩的层理构造是沉积岩的基本特征之一。常见的沉积岩的构造有 1、 层理构造 层理是沿原始沉积平面的垂直方向上矿物成分、颜色、结构等特征发生变化所构成的一种层状构造。层与层之间的接触面称层面。上、下两个层面之间的岩石称为岩层。 根据岩层中每个单层厚度的不同，可将沉积岩层划分为 块状单层厚度1米； 厚层状单层厚度10.5米； 中厚层状单层厚度0.50.1米； 薄层状单层厚度0.10.01米； 页片状单层厚度小于0.01米。 层理构造按层理形态可分为 （1）水平层理层与层之间的界面是平直的，且相互平行。是在沉积环境比较稳定的条件下形成的。 （2）波状层理层理面呈对称或不对称，规则或不规则的波状线，其总方向平行于总的层面。其成因有两种，一种是往复振荡的波浪造成的，波层对称，多见于湖泊浅水带、海湾、泻湖环境的沉积物中；另一种是微弱的单向水流造成的，波层不对称，多见于河漫滩沉积物中。这种层理在细砂岩或粉砂岩中常见。 （3）斜层理细层与主要层理面斜交。斜层理是沉积物在水介质中作单向运动时产生的。斜层理的倾斜方向代表了当时水流的方向。 通过对层理的研究，不仅可以帮助我们正确划分对比、判断地层是否倒转，而且可以帮助我们推断沉积物的沉积环境和确定水流的运动方向。 2、块状构造 岩石层理不清楚，矿物颗粒排列无一定规律。是搬运沉积物的介质营力迅速降低，碎屑颗粒来不及分选而共同沉积形成的。 3、鲕状构造 具有同心圆状之圆形或椭圆形颗粒，形似鱼籽，称鲕状构造。 鲕粒的形成系胶体物质围绕砂粒、碎屑在浅海浅水环境中沉积而成。当鲕粒直径大于2毫米时，可称豆状构造。 4、沉积岩的其它构造特征 包括沉积岩层面上的构造特征和沉积岩中特有的包裹物如化石、结核等。这些特征同样反映了沉积岩的生成条件和形成环境的特殊性，同时也可以用来确定水流的方向和判断岩层是否倒转。 （1）沉积岩层面上的构造 A、波痕波痕是在流水（或风）作用下砂质沉积物移动时所形成的砂纹或砂波。 B、雨痕雨点滴落在湿润而柔软的泥质或砂质沉积物的表面上时，便形成了圆形或椭圆形的凹坑，在适当的条件下，在沉积岩层面上保留下来，这种凹穴称为雨痕。多半是保存在当时干旱气候地区的泥质岩中。 C、泥裂露出水面的软泥沉积物受到曝晒后，干裂而成的不规则多边形网状裂隙，其断面呈“V”字形，尖端指向岩层底面，裂隙中常北上覆沉积物充填。常出现于河滩、湖滩、海滩潮坪的泥质、粉砂质沉积物中。 D、虫迹及脚印岩层表面具有的蠕虫爬过的痕迹或动物留下的足迹。 （2）沉积岩岩体内的构造 E、叠层构造是由藻类细胞在新陈代谢过程中分泌的粘液，将细屑物质粘结变硬而成。它的生长因季节变化，藻类分泌物的多少也有变化，因而出现纹层。具叠层构造的岩石称为叠层石。 F、揉皱构造层理被揉皱成复杂的褶曲，是水底滑坡所致。常局限于一定层位，有时分布很广，有时局部产出。常见于湖泊或海底的斜坝地带（如三角洲、生物礁、海底峡谷前缘等），是海底滑坡的良好标志。 G、化石是古代海陆生物的遗骸、碎片或印模，经过石化作用保留在沉积岩中，称为化石。根据不同的画室，可以推断沉积岩的成因和确定沉积岩的时代等。 H、结核在沉积岩中，常有集中起来的呈圆球状或其它不规则状的沉积物质，其成分与周围岩石显著不同，这种物质叫结核。常见的结核有铁质的、锰质的、泥质的、钙质的和硅质的。 I、缝合线多出现在石灰岩和白云岩地层中。在岩石断面上呈现齿状曲线，宛如脊椎动物的颅骨结合线一样，一般与层面一致。其成因复杂，多认为是在上覆岩石的静压力下，由于石灰岩的成分不纯和不均一，当地下水沿层理或其它软弱带流动时，使岩石部分溶解并伴随有物质的重新分配，使其中不溶残余物呈锯齿状分布。 二、沉积岩的分类及各类岩石特点 根据沉积岩的成因、物质成分及结构等，可将沉积岩分为三类碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩。 （一）碎屑岩 包括火山碎屑岩和正常碎屑岩两类。 1、火山碎屑岩 火山碎屑岩是沉积岩和喷出岩之间的过渡产物，是由火山喷发的碎屑物质，在地表经短距离搬运或就地沉积形成的。 物质来源火山喷发的碎屑产物。 结构火山碎屑结构 沉积作用方式以机械沉积作用为主。 火山碎屑岩根据碎屑颗粒大小又可分为集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。 （1）集块岩火山碎屑的直径大于100毫米者，称为集块岩。 （2）火山角砾岩碎屑直径一般为2100毫米，多数为大小不等的熔岩角砾，也有少数其它岩石的角砾。 （3）凝灰岩组成岩石的碎屑较细，一般小于2毫米，外表颇似砂岩或粉砂岩，但比砂岩表面粗糙。 2、正常碎屑岩 正常碎屑岩是沉积岩中最常见的岩石之一。它们的形成主要与外动力地质因素有关，大都为机械破碎的产物经过搬运沉积而成。一般所指的碎屑岩是由50以上的碎屑物组成的岩石。当岩石中的胶结物含量超过50时，则分别过渡为化学岩和粘土岩（胶结物以化学沉淀物质和粘土物质时）。根据碎屑颗粒的大小，又可分为 （1）砾岩（碎屑直径2mm）破碎的岩块，经过较长距离的搬运或受到海浪的反复冲击，使棱角消失，形成圆形或椭圆形的砾石，再经胶结的岩石称为砾岩。若岩石中砾石未被磨圆而具明显棱角者，则称为角砾岩。 （2）砂岩（碎屑直径在20.05mm）是由各种成分的砂粒被胶结而成的岩石。胶结物可有泥质、钙质、铁质和硅质等。 （3）粉砂岩由直径0.050.005mm的粉砂碎屑经胶结而成。岩石外貌颇似泥质岩，但较坚硬，并有粗糙感。 （二）粘土岩 又称泥质岩。是沉积岩中最常见的一类岩石，约占沉积岩总体积的5060。它是介于碎屑岩和化学岩之间的过渡类型，并具有独特的成分、结构和性质等特征。 这类岩石是由含量在50以上，直径小于0.005毫米的物质所组成的。主要矿物成分是粘土矿物，尚有少量的极为细小的石英、长石、云母、碳酸盐及重矿物等。主要由含铝硅酸盐类矿物的岩石，经化学风化形成的细粒悬浮物质，被搬运至湖、海盆地或在原地沉积而成。 这类岩石具有典型的泥质结构，质地均一，有滑腻感。 这类岩石可根据其固结程度分为 1、粘土为松散的土状岩石。含粘土颗粒在50％以上。 2、页岩由松散粘土经硬结成岩作用而成。 为粘土岩的一种构造变种，它具有能沿层理面分裂成薄片或页片的性质，常可见到显微层理，称为页理，具有页理构造的粘土常常含有水云母等片状矿物，可由细小的片状矿物平行排列所致。 3、泥岩其成分与页岩相似，但层理不发育，具块状构造。 （三）化学岩及生物化学岩类 这类岩石是由于母岩遭受强烈化学分解作用后，其中某些风化产物形成水溶液（真溶液或胶体溶液）被搬运到水盆地中，通过蒸发作用、化学反应和在生物的直接或间接作用下沉淀而成的。 如，石灰岩、白云岩、铁质岩、锰质岩、铝质岩、磷块岩等。 三、沉积岩的肉眼鉴定及命名 沉积岩由于是经过沉积作用形成的，所以一般都具有层理构造，这是沉积岩的共性。但也有例外，如化学沉积岩和泥岩，它们的层理构造就不发育。 在鉴定碎屑岩时，除了观察颜色、碎屑成分及含量外，尚须特别注意观察碎屑的形状和大小，以及胶结物的成分。 在鉴定粘土岩时，则需仔细观察它们的构造特征，即看有无页理等。 在鉴定化学岩时除观察其物质成分外，还需判别其结构、构造。 沉积岩的一般命名方法 首先，从岩石的结构和构造特征判别岩石的类型，如是碎屑岩还是粘土岩还是化学岩。 其次，以主要矿物为准，定出基本名称， 再次，结合岩石的颜色、层理规模、结构及次要矿物的含量，定出附加名称。 例如某岩石具有层理构造、中粒砂状结构，主要矿物为石英，次要矿物为长石，钙质胶结物，颜色呈灰白色。给该岩石定名。首先，由于具有层理构造，说明该岩石为沉积岩；具有砂状结构，推理为砂岩。定名为灰白色中粒钙质长石石英砂岩。 另，深灰色中厚层鲕状灰岩。 定名顺序 颜色＋（碎屑质地）＋（构造特征）＋（胶结物类型）＋（矿物成分）＋基本名称 四、沉积岩中的主要矿产 12