1.6.3 岩石的野外观察与鉴别

1.6.3 岩石的野外观察与鉴别

自然界的岩石有2000多种,按其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。在构成地壳的岩石中以岩浆岩数量最多,而在地球表面则以沉积岩分布最广泛。

1.6.3.1 岩浆岩(火成岩)

依据岩石的颜色、含石英的分量、含铁镁矿物的分量这3项指标,分析火成岩应归属哪一个大类。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,接着就鉴定其具体的名称,认识岩石中所含的矿物名称是鉴定的关键。识别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,就可以具体地鉴定各种火成岩的名称。

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量可达20%以上。

1.6.3.2 沉积岩

沉积岩的各种层理构造和层面构造以及生物化石,是沉积岩所特有的鉴定特征。

1.碎屑岩的观察和认识

打下一块新鲜标本,先观察碎屑,确定其成分、含量、分选性、磨圆度等,再观察基质或胶结物的成分、含量、胶结方式;然后考虑命名;最后还要观察沉积构造、古生物情况。

碎屑岩命名采用“成分+结构”的原则。碎屑中某矿物成分含量在50%以上,即可以其命名。但长石或岩屑若含量超过25%,即可命名为长石砂岩或岩屑砂岩。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。

2.黏土岩的观察和认识

黏土岩的矿物主要为高岭石、蒙脱石等,颗粒一般小于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,不发育者称泥岩,未固结者称黏土。

黏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。黏土岩由于含不同杂质呈黄、绿、灰、红等颜色,如煤系地层中页岩因富含炭质呈黑色,有时可称炭质泥(页)岩,因而呈紫红色。黏土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%,外观与炭质页岩相似,区别在于黑色页岩不染手。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。

3.碳酸盐岩的观察和认识

碳酸盐岩主要为灰岩、白云岩。在野外,用小刀和稀盐酸很容易认识和区别它们。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。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、藻粒。颗粒含量50%以上者可定为颗粒灰岩,如:竹叶状(砾石)灰岩、鲕粒灰岩、生物碎屑石灰岩。一般颗粒含量高,沉积时水体能量高。泥晶含量50%以上者称泥晶石灰岩,反映了沉积时较为平静的水体环境。

灰岩呈灰色或灰白色,性脆,硬度不大,小刀能刻动,滴稀盐酸会剧烈起泡,若含泥质加酸后岩石表面残留有一层黏土薄膜。按成因可分为粒屑灰岩、生物岩、化学灰岩等。由于灰岩易溶蚀,所以石灰岩发育地区,常形成石林、溶洞等优美风景区。

白云岩主要矿物为白云石,一般颜色较浅,较石灰岩坚韧,滴稀盐酸(浓度为5%)极缓慢地微弱发泡或不发泡,磨成细粉末后才起泡,粒度常较灰岩粗,但也有较细者,也常有较多的细小孔隙。白云岩风化面上的“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,形成纵横交叉的似“刀砍”状的溶沟。

1.6.3.3 变质岩

在野外鉴别变质岩的方法、步骤与前述岩浆岩类似,但主要根据其构造、结构和矿物成分进行鉴别。变质岩的构造和结构是其命名和分类的重要依据。首先根据构造和结构特征,初步鉴定变质岩的类别。譬如,具有板状构造者称板岩;具有千枚构造者称千枚岩。具有变晶结构是变质岩的重要结构特征,例如,变质岩中的石英岩与沉积岩中的石英砂岩尽管成分相同,但前者具有变晶结构,而后者却是碎屑结构。其次根据矿物成分含量和变质岩中的特有矿物进一步详细定名。一般来讲,要注意岩石中暗色矿物与浅色矿物的比例,以及浅色矿物中长石和石英的比例,因这些比例关系与岩石的鉴定有着极大关系。例如,某岩石以浅色矿物为主,而浅色矿物中又以石英居多且不含或含有较少长石,就是片岩;若某岩石成分以暗色矿物为主,且含长石较多,则属片麻岩。变质岩中的特有矿物,如蓝晶石、石榴子石、蛇纹石、石墨等,虽然数量不多,但能反映出变质前原岩以及变质作用的条件,故也是野外鉴别变质岩的有力证据。关于板岩和千枚岩,因其矿物成分较难识辨,板岩可按“颜色+所含杂质”方式命名,如可称黑色板岩、炭质板岩;千枚岩可据其“颜色+特征矿物”命名,如可称银灰色千枚岩、硬绿泥石千枚岩等。在野外,还要观察地质体产状、变质作用的成因,比如,石英岩与大理岩两者在区域变质与接触变质岩中均有,就只能根据野外产状和共生的岩石类型来确定,假如此类岩石围绕侵入体分布,并和板岩共生,则为接触变质形成;假如此类岩石呈区域带状分布,并和具片状或片麻状构造的岩石共生,则为区域变质所形成。

对变质岩也应描述岩石总体颜色,注意其岩石结构,若为变晶结构,则要对矿物形态进行描述。注意观察岩石中矿物成分是否定向排列,以便描述其构造。用肉眼和放大镜观察可见的矿物成分应进行描述,若无变斑晶,就按矿物含量多少依次描述;若有变斑晶,则应先描述变斑晶成分,后描述基质成分。至于其他方面,如小型褶皱、细脉穿插、风化情况等,亦应作简略描述。在为变质岩定名时,应本着“特征矿物+片状(或柱状)矿物+基本岩石名称”的原则,如可将某岩石定名为蓝晶石黑云母片岩。