地质学各种石头的形成原理（地质学玩石头读懂常见三大岩的干货了解一下）

学地质，方知自然之瑰丽奥妙，每当向别人介绍“地质学”专业的时候，对方就会情不自禁地脑补我们着挖掘机在工地或山沟子里辛勤作业、挥汗如雨的英勇场景。

图：你对别人专业有哪些误解？

那么学地质到底学些啥？很可能是以下列表中的一种：矿物学、岩石学、矿床学、古生物学与地层学、地球化学、构造地质学、第四纪地质学、地球物理、古生物学、沉积学等等等等……

趁着清明假期，今天就和小编一起从石头出发，系统了解一下常见三大岩的结构和构造。

沉积岩大类

碎屑岩是沉积岩中的一个重要类型，砾岩、砂岩、黏土岩都属于碎屑岩。

碎屑岩的结构与岩浆岩和变质岩有很大的不同，后者的矿物颗粒之间是连续接触的；而在碎屑岩中，颗粒之间以点接触，颗粒之间有隙，这些隙被胶结物或者细粒填隙物质充填。因此，具有隙是碎屑岩重要的结构特征。

沉积岩的不同结构

碎屑岩的结构包括碎屑颗粒的结构、杂基或胶结物的结构以及碎屑和填隙物之间的关系等诸多特征。

碎屑颗粒的结构特征是指粒度、球度、形状、圆度和颗粒的表面特征。

粒度是指颗粒的大小，1-1000mm为砾级，0.1-1mm为砂级，0.01-0.1为粉砂级，< 0.01为黏土级。

球度用于衡量一个颗粒近乎于球体的程度，等轴状矿物球度高，片状、柱状矿物球度低；形状用大家熟悉的圆球体、椭球体、扁球体和长扁球体来表示；圆度是指原始的碎屑棱角被磨圆的程度，用比较形象的棱角状、次棱角状、次圆状和圆状划分出四个级别；颗粒表面特征是看碎屑颗粒的表面的磨光程度如以及是否有刻蚀的痕迹。

填隙物结构包括杂基和胶结物。杂基是和粗大碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，属于机械沉积，杂基粒度一般< 0.03mm；而胶结物是化学成因的物质，一般含量小于50％，填隙在隙之间。胶结物有非晶质和显晶质等结构类型。

碎屑和填隙物之间的关系，也称胶结类型。主要有以下四种情况：基底胶结的填隙物为杂基且含量多，碎屑颗粒呈星点状分布；隙胶结则不然，胶结物含量少，只充填在碎屑之间的隙中；接触胶结和隙胶结类似，但胶结物含量更少，只分布在颗粒之间接触的地；镶嵌结构的特点是颗粒之间呈凹凸线状接触，似乎没有胶结物。

沉积岩最典型的构造特征是具有层理。沿垂直向观察这种层状构造可以发现，由于矿物成分、结构或颜色的不同而表现出成层性。根据纹层排列的特点，层理可以继续细分。比如纹层呈直线状相互平行，并且平行于层面，称为水平层理和平行层理；纹层呈对称或不对称的波状，总向平行于层面，称为波状层理；纹层斜交层面，斜层系呈彼此重叠、交错、切割的组合式，称为交错层理或斜层理等等。

沉积岩的另一个重要的构造类型是有层面构造，既在岩层表面有波痕、泥裂、槽模、沟模等机械成因的各种不平坦的沉积构造痕迹；还有因为化学成因的晶体印模、结核以及生物成因的生物遗骸等，这些都是在沉积岩中常见的构造现象。根据成因，波痕分成浪成、水成和风成三种；泥裂在现代沉积中经常见到，是沉积物露出水面后，爆晒干涸形成的收缩裂缝。平面形态呈网格状的龟裂纹，它是沉积面暴露地表的标志；槽模是定向的水流在还没有固结的软泥表面冲刷形成的凹槽，后来被砂质充填形成的。其长轴向代表水流向，高起的一端代表上游；沟槽常成组出现，是岩底面上的一种平行脊状构造，和模槽一样，也是确定古水流向的标志之一。

泥裂──干旱的产物

晶体印模和结核是化学作用形成的构造。晶体印模是原来在松软沉积物表面形成的盐晶体，后来被熔融掉，留下的印痕被其他物质交代或充填，以假象的形式保留下来；结核是与围岩有显著差别的团块状矿物集合体。

生物成因的构造有生物遗迹构造和生物扰动构造。前者是生物生存期间运动、居住、寻找食物等活动留下的痕迹；底栖生物的活动使沉积物的原始构造受到破坏，形成生物扰动沉积岩。

岩浆岩大类

岩浆岩这个家族中有四个大的分支，也就是四大岩类。这里我们只能介绍各大岩类的基本特征，并选择一些常见的岩做一简单描述。

1、超基性岩类

在四大岩类中，超基性岩类在地表分布很少，是四大岩类中最小的一个分支，仅占岩浆岩总面积的0.4％。超基性岩体的规模也不大，常形成外观象透镜状、扁豆状的岩体，它们好象一串大小不同的珠子一样沿着一定向延伸，断断续续排列，有时可以追索上千公里。

超基性岩颜色比较深，大部分都是黑灰色、墨绿色，比重也很大，一般都在3.0以上，因此很坚硬，常具致密块状构造。它的化学成分特征是酸度最低，SiO2含量小于45％；碱度也很低，一般情况下 K2O Na2O不足1％；但铁、镁含量高，通常FeO Fe2O3在8-16％之间, MgO含量围较宽，在12-46％之间。

超基性岩基本上由暗色矿物组成，主要是橄榄、辉，二者含量可以超过70％。其次为角闪和黑云母；不含英，长也很少。

这类岩最常见侵入岩是橄榄岩类，喷出岩是苦橄岩类。

2、基性岩类

基性岩类岩颜色比超基性岩浅，比重也稍小，一般在3左右。侵入岩很致密，喷出岩常具有气状和杏仁状构造。其化学成分的特征是SiO2为45-53％，Al2O3可达15％，CaO可达10％；而铁镁含量约各占6％左右。在矿物成分上，铁镁矿物约占40％，而且以辉为主，其次是橄榄、角闪和黑云母。基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长。

这类岩的侵入岩是辉长岩，分布较少；而喷出岩-玄武岩，却有大面积分布。虽然玄武岩构成的火山和台地在陆地上比较多见，但是和海洋底部玄武岩的分布情况相比，就逊色得多，因为海洋底部几乎全部由玄武岩形成。

辉长岩的成分和玄武岩很相近，但是结构上差别较大。辉长岩因为在地下深处，斜长和辉同时结晶，因此，矿物颗粒形态发育比较完整，大小也差不多。玄武岩一般由斑晶矿物和基质两部分组成，斑晶主要是斜长、辉、橄榄，基质就是岩浆喷发时没有来得及结晶的玻璃质或者是只有在显微镜下才能看出的隐晶质。

3、中性岩类

中性岩类岩颜色较浅，多呈浅灰色，比重比基性岩要小。化学成分特征是SiO2为53-65％，铁、镁、钙比基性岩低，Al2O3 16-17％，比基性岩略高，而Na2O K2O可达5％，比基性岩明显增多。

就象这个岩类的名称一样，它是在基性岩和酸性岩中间的过渡类型。侵入岩是闪长岩，相应的喷出岩是安山岩。闪长岩既可以向基性岩辉长岩过渡，也可以向酸性岩花岗岩过渡。同样，喷出岩之间也关系密切，安山岩和玄武岩、流纹岩也常常共生在一起。

4、酸性岩类

酸性岩类中以人们熟悉的花岗岩类出露最多，是在大陆壳中分布最广的一类深成岩，常形成巨大的岩体。喷出岩是流纹岩和英安岩。这类岩的SiO2含量最高，一般超过66％，K2O Na2O平均在6-8％之间，铁、钙含量不高。

矿物成分的特点是浅色矿物大量出现，主要是英、碱性长和酸性斜长。暗色矿物含量很少，大约只占10％。

变质岩大类

变质岩是怎样形成的

变质岩是组成地壳的重要成分，虽然和岩浆岩相比稍有逊色，但是根据其占地壳总体积约27.4％的比例来看，发生在地壳中的变质作用也相当广泛。

变质岩是在变质作用过程中形成的。变质作用有很多类型，每种变质类型的作用围、引起变质作用的原因和形成的变质岩都不大一样。下面介绍几种常见的变质作用，不同类型的变质岩就是在各种不同的变质作用过程中形成的。

接触交代变质作用

这是指岩浆侵入时，岩浆和围岩的接触带受到岩浆的热烘烤而引起的变质作用。这是一种局部变质作用，仅限于接触带附近。变质温度大致为300-800℃，压力0.2-3Kb，反映出高温、低压的特点。

角岩是接触变质作用特有并且常见的岩，一般呈块状，矿物排列没有定向性，典型的角岩甚至连云母、角闪这样的片状、柱状矿物排列都没有定向性。角岩的种类很多，有泥质角岩、长英质角岩等类型。

区域变质作用

这是分布最广泛、变质因素最复杂的一种变质作用，一般具有比较大的规模，分布面积可以达到数百、甚至数千公里。高温和定向构造应力是引起区域变质作用诸多因素中的主要因素。通常，变质作用温度围大约在200-900℃，压力在3-12Kb。

区域变质作用程度的深浅不同，形成的变质岩也有一些差别，表现在岩结晶程度、矿物组合特征上最为明显。比如板岩、千枚岩、片岩、片麻岩都是区域变质岩，由于变质程度不同，它们的结晶程度逐渐变化，从板岩的隐晶质到片岩的显晶质，并且开始出现片理。区域变质岩中的片理、片麻理是岩在定向压力作用下形成的，岩呈片状，矿物大致在垂直压力的向上定向排列。变质岩中出现的矿物能反映岩的变质程度，比如在不同的岩中见到了绿泥、角闪和辉，可以粗略地认为它们是代表较浅变质、较强变质到强烈变质作用的三个指示矿物。

混合岩化作用

是指随着变质作用增强，温度、压力增高，岩发生部分熔融，那些成分和花岗岩相近的组分首先发生熔融，而富含镁铁的难熔组分仍然留在原地，这种由浅色长、英物质和暗色角闪、黑云母共同组成的岩被称为混合岩。由变质岩经过熔融而形成混合岩的过程，称为混合岩化作用。

混合岩按照浅色组分和暗色组分的排列关系，可以分为肠状混合岩、条带状混合岩、网状混合岩、角砾状混合岩等类型。

埋藏变质作用

这是新近提出来的一种变质作用类型。它是指由于巨厚的火山沉积物埋藏深度大而导致温度、岩压力升高而发生变质作用。这是一种低级变质作用，变质改造常常不彻底，有时甚至和原岩难以区分开来。

动力变质作用

这是机械过程占主导的一种变质作用，大部分发生在地壳活动地带，主要表现为岩破裂、韧性变形和重结晶的过程。

动力变质作用最常见的岩类型是糜棱岩，其次为构造角砾岩、千糜岩等。

巨大的褶皱──地质应力的产物

冲击变质作用 这种变质作用发生在陨冲击地球或其他星体表面所产生的冲击坑中，是一种瞬间高温、高压条件下发生的、特殊类型的变质作用。外表很象火山岩，具有特征的矿物学标志，比如含有高压条件下形成的柯英、斯英，还有一些常见的冲击变质玻璃。

水热变质作用 这是岩浆作用晚期析出大量的挥发份和含有矿物质的水溶液使岩化学成分和矿物成分发生变化的一种变质作用，也叫蚀变作用。其与矿产形成关系密切，常见的蛇纹岩、云英岩、青磐岩、滑菱镁岩都属此类型岩的三大类型之一──变质岩

在地壳形成和发展过程中，早先形成的岩，包括沉积岩、岩浆岩，由于后来地质环境和物理化学条件的变化，在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化，而形成一种新的岩，这种岩被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩类型之一。

在变质岩的概念中，有两点必须强调，这是变质岩区别于沉积岩和岩浆岩的关键所在。首先，变质作用形成于地壳一定的深度，也就是发生于一定的温度和压力围，既不是沉积岩的地表或近地表常温常压条件，也不同于岩浆岩形成时的高温高压条件；另外一点就是变质作用中的矿物转变是在固态情况下完成的，而不是岩浆岩那种从液态的岩浆中结晶形成的。

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注：本文来源于地矿课堂

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