经典地质图集，彻底搞明白三大岩！

 

岩石是天然产出的，

由矿物或类似矿物的物质

(如有机质、玻璃、非晶质等)

组成的固态集合体。

它是组成地壳的物质之一，

是构成地球岩石圈的主要成分。

 

Dan Bristy（爱尔兰）（图源@google.com）

 

Old Man of Hoy（苏格兰）（图源@google.com）

 

希腊岩洞（图源@freedify.com）

 

Rock Kicker（厄瓜多尔）（图源@google.com）

 

岩石按成因可分为

火成岩、沉积岩和变质岩三大类。

先存岩石可以在高温等条件下

发生熔融形成岩浆，

岩浆冷凝固结形成火成岩。

（图源@google.com）

先存的火成岩、沉积岩和

变质岩暴露于地表后

经过风化、剥蚀、搬运和沉积

可以形成沉积岩。

或者在不同的温度、压力等

外界作用下发生化学成分、

矿物成分、结构构造等的改变，

形成与原先岩石特征不同的变质岩。

 

岩石循环（图源@google.com）

 

这些岩石相互转化的过程

被称为——岩石循环。

岩石循环产生的三大岩

究竟有什么特征？

一起来看看吧！

 

（图源@google.com）

 

 

 

第

1

章

-火成岩-

 

火成岩又称岩浆岩，

是在岩石循环过程中

产生的三大岩类的一种，

是指岩浆冷却后

（地壳里喷出的岩浆，

或者被融化的现存岩石），

成形的一种岩石。

 

（图源@universetoday.com）

 

目前，已经发现的岩浆岩

有700多种，大部分是在

地壳里面的岩石。一般来说，

岩浆岩易出现于

板块交界地带的火山区。

 

板块边界火山分布（2015，UCLA制图）

 

火成岩可以分为

两种基本类型。

 

火成岩的形成（图源@universetoday.com）

 

第一种为侵入岩

（Intrusive rocks），

是指当上覆岩层压力减轻时，

软流层中的岩浆就钻出，

在地壳深处冷凝而形成的岩石。

例如闪长岩、辉长岩、

花岗岩、伟晶岩和橄榄岩等。

 

侵入岩（图源@ClickView）

 

闪长岩为典型的中性岩，

整体呈暗灰色。

其中主要成分为

白色的斜长石和深色的角闪石，

还含有少量的辉石、

黑云母和石英等。

 

闪长岩（图源@google.com）

 

辉长岩为来源于深部地壳或

上地幔的玄武质岩浆

经侵入作用形成，

主要矿物成分为

基性斜长石和单斜辉石，

广泛分布于地壳的

各种构造环境和月球上。

 

辉长岩（图源@google.com）

 

伟晶岩是由巨粒矿物

组成的淡色结晶岩，

是富含挥发分的硅酸盐残浆，

侵入到火成岩或围岩裂隙中

缓慢结晶而成的。

 

伟晶岩（图源@google.com）

 

第二种为喷出岩

（Extrusive rocks），

是指岩浆喷出地表

冷凝而形成的火成岩。

这种岩石包括安山岩、玄武岩、

英安岩、黑曜岩和流纹岩等。

 

喷出岩（图源@ClickView）

 

玄武岩是一种细粒致密、

外观呈黑色的火成岩，

由基性岩浆喷发凝结而成，

主要成分是硅铝酸钠或硅铝酸钙。

玄武岩岩浆的黏度小，易于流动，

常形成广大的熔岩台地，

所以分布很广。

 

玄武岩（图源@google.com）

 

安山岩为中性喷出岩，

分布范围仅次于玄武岩。

岩石一般为灰、灰绿、

淡紫或紫红色，

其中含有少量斜长石、角闪石、

辉石和黑云母的斑晶，

且斑晶常呈定向排列，

这是由于岩浆是在流动中冷却的。

 

安山岩（图源@google.com）

 

黑曜岩（黑曜石）

是一种致密块状或熔渣状的

酸性玻璃质火山岩，

和松脂岩、珍珠岩都统称为

酸性火山玻璃岩。

呈致密块状，有时见石泡构造。

 

黑曜岩（图源@google.com）

 

流纹岩的化学成分与

花岗岩相同，是一种火山喷出岩。

大多数流纹岩都具斑状结构，

表明结晶作用在

喷发作用以前就已开始。

 

流纹岩（图源@google.com）

 

 

 

第

2

章

-沉积岩-

 

沉积岩是在岩石循环过程中

产生的，三种组成地球岩石圈

的主要岩石之一。

 

（图源@google.com）

 

沉积岩是在

地壳发展演化过程中，

在地表或接近地表的

常温常压条件下，

任何先成岩遭受

风化剥蚀作用的破坏产物，

以及生物作用与火山作用的产物，

在原地或经过外力的搬运，

所形成的沉积层，

又经成岩作用而成的岩石。

 

由上至下为物理、化学、生物风化作用（图源@google.com）

 

沉积岩根据其形成特征，

可分为三种基本类型。

 

主要沉积环境（图源@google.com）

 

第一种为碎屑沉积岩

（Clastic sedimentary rocks），

它们的形成主要与

外动力地质因素有关，

大多为机械破碎的产物

经搬运沉积而成。

如角砾岩、砾岩、

砂岩和粉砂岩等。

 

 

搬运作用（图源@google.com）

 

 

角砾岩是由从母岩上破碎下来的，

颗粒直径大于2毫米的碎屑，

经过搬运、沉积、压实、

胶结而形成的岩石。

 

角砾岩（图源@Minerals Database）

 

组成角砾岩的碎屑物质，

一般因原地堆积或搬运距离很短，

因此磨圆度极低，分选很差，

形状各异，棱角分明 。

角砾岩能很好反映母岩成分和性质，

它与母岩关系较砾岩更为密切。

 

美国加州莫哈韦沙漠角砾岩露头（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

角砾岩最常见的

形成位置之一是露头的底部，

物理风化碎屑堆积处。

另一种是在离露头不远的

河流沉积物或冲积扇上。

 

加拿大角砾岩露头（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

砾岩是一种由

从母岩上破碎下来的，

颗粒直径大于2毫米的碎屑，

经过搬运、沉积、压实、

胶结而形成的岩石。

砾岩比较粗糙，

可以见到明显的砾石，

如果胶结成岩石的砾石具有棱角，

则称为角砾岩。

 

砾岩（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

砂岩主要由各种砂粒胶结而成的，

颗粒直径在0.05-2mm，

其中砂粒含量要大于50%，

结构稳定，通常呈淡褐色或红色，

主要含硅、钙、黏土和氧化铁。

 

砂岩（图源@google.com）

 

粉砂岩由粒径为

0.0625～0.0039毫米

的粉砂的含量占50%

以粉砂岩标本的一种碎屑沉积岩。

粉砂岩的颜色多种多样，

随混入物的成分不同而变。

粉砂岩是在经过了长距离搬运、

水动力条件比较安静、

沉积速度缓慢的环境下形成的。

 

粉砂岩（图源@google.com）

 

第二种为化学沉积岩

（Chemical sedimentary rocks）。

是指由母岩风化产物中的

溶解物质通过化学作用

沉积而成的岩石。

 

化学作用沉积（图源@google.com）

 

地球上最重要的铁矿床

是在沉积岩中发现的。

它们是经过在海洋和

淡水中铁和氧结合的

化学反应形成的。

 

铁矿石（图源@mmsteelclub.com）

 

地球上几乎所有的

主要铁矿床都在18亿年前

形成的岩石中。

当时地球上的海洋

含有大量的溶解铁，

几乎没有溶解氧。

 

赤铁矿（图源@google.com）

 

当第一个有光合作用能力的

生物开始向水中释放氧气时，

氧气立即与大量溶解的铁结合，

产生赤铁矿或磁铁矿，

铁矿床逐渐开始形成。

这些矿物大量地沉积在海底，

形成了现在所说的

条带状含铁建造

(Banded iron formation)。

 

条带状含铁建造（图源@Graeme Churchard/wikipedia.org）

 

最后一种为生物沉积岩

（Organic sedimentary rocks）。

生物沉积岩是由

生物体的堆积造成的，

如花粉、孢子、贝壳、

珊瑚等大量堆积，

经过成岩作用形成。

 

 

生物体的堆积（图源@google.com）

 

例如部分生物成因的

石灰岩（ limestone）：

白垩岩（Chalk）、

贝壳灰岩（Coquina）等。

 

（图源@google.com）

 

白垩岩是一种软质、白色、

多孔的沉积碳酸盐岩，

是一种由方解石组成的石灰岩。

它是在相当深的海洋条件下，

由一种叫做颗石藻的微生物

脱落下来的细小方解石壳

逐渐堆积而成的。

 

白垩岩（图源@ukfossils.co.uk）

 

贝壳灰岩是一种由完整的

生物贝壳被泥晶方解石

固结而成的石灰岩。

 

 

贝壳灰岩（图源@google.com）

 

按生物种类不同

可分为腕足类贝壳灰岩、

软体类贝壳灰岩等。

也可直接按生物种类命名，

如有孔虫灰岩、纺锤虫灰岩等。

 

美国华盛顿橡树州立花园贝壳灰岩露头（图源@google.com）

 

 

 

第

3

章

-变质岩-

 

变质岩是通过

变质作用形成的三大岩之一。

 

（图源@google.com）

 

变质作用是指岩石在基本上

处于固体状态下，

受到温度、压力及

化学活动性流体的作用，

发生矿物成分、化学成分、

岩石结构与构造变化的地质作用。

 

变质作用（图源@google.com）

 

变质岩的岩性特征，

既受原岩的控制，具有一定继承性，

又因经受了不同的变质作用，

在矿物成分和结构构造上又具有新生性

（如含有变质矿物和定向构造等），

因此变质岩具有众多种类。

 

西班牙变质岩露头（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

如片麻岩， 是由岩浆岩或

沉积岩经深变质作用而成的岩石。

具有暗色与浅色矿物相间呈定向或

条带状断续排列的

片麻状构造特征，呈变晶结构。

 

片麻岩（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

片麻岩按原岩的不同，

可分为由岩浆岩变质

而成的“正片麻岩”和

由沉积岩变质

而成的“副片麻岩”。

 

来自捷克的正片麻岩（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

千枚岩是具有

千枚状构造的低级变质岩石。

原岩通常为泥质岩石

（或含硅质、钙质、炭质的泥质岩）、

粉砂岩及中、酸性凝灰岩等。

 

千枚岩（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

片岩是具有典型的

片状构造的变质岩一种，

是区域变质的产物。

片状，板状，

纤维状矿物相互平行排列，

粒度较粗，肉眼可辨别。

主要矿物为云母，石英，

角闪石，绿泥石等。

 

片岩（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

板岩是具有板状构造，

基本没有重结晶的变质岩。

原岩为泥质、粉质或中性凝灰岩，

沿板理方向可以剥成薄片。

 

 

板岩（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

大理岩是由碳酸盐岩

经区域变质作用或

接触变质作用形成的变质岩。

主要由方解石和白云石组成，

具粒状变晶结构，

块状（有时为条带状）构造。

 

大理岩（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

石英岩是一种

主要由石英组成的变质岩，

多由石英砂岩或

其他硅质岩石经变质作用，

重结晶形成。

石英岩一般为块状构造，

粒状变晶结构，呈晶质集合体。

 

石英岩（图源@GEOLOGYSCIENCE）

 

复杂又神奇的岩石循环

在地球上重复进行着，

形成了千奇百怪、各具特色的岩石，

构成了地球上最具魅力的风景！

 

 

 

 

参考资料：

 

 

[1] 朱筱敏. 沉积岩石学[M]. 石油工业出版社, 2008.

[2] 方邺森, 任磊夫. 沉积岩石学教程[M]. 地质出版社, 1987.

 

[3] 鲁欣, 中华人民. 沉积岩石学原理[M]. 地质出版社, 1958. 

[4] 冯增昭. 中国沉积学[M]. 石油工业出版社, 1994.

[5] Daniel Mikes. Reservoir characterisation and upscaling[M]. VDM Verlag Dr. Müller, 2011.

 

UCLA、NGDC、Getty Images、GEOLOGYSCIENCE、Minerals Database、flichr、百度百科、维基百科

 

来源为桔灯勘探