工程地質(zhì)模塊二

模塊2礦物與巖石010203礦物巖漿巖沉積巖PART

ONEPART

TWOPART

THREE04變質(zhì)巖PART

FOUR目錄CONTENTS01礦物人類工程活動(dòng)都是在地殼表層進(jìn)行的，而組成地殼的主要物質(zhì)成分是巖石。巖石是在自然地質(zhì)作用下，由一種或多種礦物以一定的規(guī)律組成的集合體。目前，自然界中已發(fā)現(xiàn)的礦物有3300多種，但常見的只有五六十種，而構(gòu)成巖石主要成分的不過二三十種。通常把在巖石中構(gòu)成巖石主要成分并決定巖石性質(zhì)的礦物稱為造巖礦物，如常見的長石、石英、輝石、角閃石、黑云母、橄欖石、方解石、白云石等。造巖礦物對巖石性質(zhì)影響顯著，對鑒定巖石類型起著重要作用。因此，認(rèn)識(shí)和學(xué)會(huì)鑒定這些造巖礦物是鑒別巖石的基礎(chǔ)。2.1礦物礦物是指地殼中的化學(xué)元素在地質(zhì)作用下形成的、具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的單質(zhì)或化合物。自然界中只有少數(shù)礦物是以自然元素形式出現(xiàn)的，如硫黃（S）、金剛石（C）、自然金（Au）（見圖）等。2.1.1礦物的概念及類型絕大多數(shù)礦物是由兩種或兩種以上元素組成的化合物，如石英（SiO2）、方解石（CaCO3）、石膏（CaSO4·2H2O）等。礦物除少數(shù)呈液態(tài)(如水銀、石油、水)和氣態(tài)(如CO2、H2S、天然氣)外，絕大多數(shù)都呈固態(tài)，如石英、正長石、斜長石、云母、滑石、橄欖石、雌黃、雄黃、辰砂、剛玉等，如圖所示。2.1.1礦物的概念及類型（a）石英（b）正長石（c）黑云母固體礦物按其內(nèi)部構(gòu)造不同，可分為晶質(zhì)體和非晶質(zhì)體兩種。晶質(zhì)體的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（原子、離子、分子）有規(guī)律地排列，往往具有規(guī)則的幾何外形，如巖鹽（見圖）。2.1.1礦物的概念及類型非晶質(zhì)體的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列則是雜亂無章沒有規(guī)律的，因此不具有規(guī)則的幾何外形，如瑪瑙、蛋白石、玉髓（SiO2·nH2O）（見圖）和褐鐵礦（Fe2O3·nH2O）等。地殼中的礦物絕大部分是晶質(zhì)體。2.1.1礦物的概念及類型自然界的礦物按其成因可分為以下三大類型：（1）原生礦物（也叫內(nèi)生礦物）。原生礦物是在成巖或成礦的時(shí)期內(nèi)，從巖漿熔融體中經(jīng)冷凝結(jié)晶過程所形成的礦物，如石英、長石、橄欖石、普通輝石（見圖）、普通角閃石等。2.1.1礦物的概念及類型（2）次生礦物（也叫外生礦物）。次生礦物是在地表各種外力作用下形成的礦物，如高嶺石、方解石、白云石等。自然界中有六種礦物或礦物族是最為常見的，它們組成了人們賴以生存的地球表面的95%的固體物質(zhì)。（3）變質(zhì)礦物。變質(zhì)礦物是在變質(zhì)作用過程中形成的礦物，如藍(lán)晶石、十字石、紅柱石、石榴子石、蛇紋石等。它們的含量決定了巖石的名稱及其主要性質(zhì)，如表所示，表見下頁2.1.1礦物的概念及類型2.1.1礦物的概念及類型2.1.1礦物的概念及類型一般可以根據(jù)礦物的定名大概知道它屬于哪一類礦物，礦物定名的規(guī)律如表所示。每一種礦物都具有一定的物理性質(zhì)，它們是礦物化學(xué)成分與內(nèi)部構(gòu)造的綜合體現(xiàn)。所以，可以根據(jù)礦物的物理性質(zhì)來識(shí)別和鑒定它們。準(zhǔn)確鑒定礦物需要借助化學(xué)分析和各種儀器，但對于一般常見礦物，用肉眼即可進(jìn)行初步鑒定。肉眼鑒定所依據(jù)的是礦物的一般物理性質(zhì)。下面著重介紹用肉眼和簡單工具（如硬度計(jì)、毛瓷板、放大鏡和小鋼刀等）就可分辨的物理性質(zhì)。2.1.2礦物的物理性質(zhì)1.礦物的形態(tài)礦物的形態(tài)（或形狀），是指礦物的單個(gè)晶體外形或集合體的狀態(tài)。每種礦物一般都具有一定的形態(tài)，因此礦物的形態(tài)可以幫助識(shí)別礦物。（1）礦物單體的形態(tài)。礦物單晶體有的沿一個(gè)方向延伸，呈柱狀（如角閃石）、針狀、纖維狀等；有的沿兩個(gè)方向延展，呈板狀（如石膏）、片狀（如云母）等；有的沿三個(gè)方向大致相等發(fā)育，呈等軸狀（如方解石）或粒狀（如白云石），如圖所示。2.1.2礦物的物理性質(zhì)1—正長石；2—斜長石；3—石英；4—角閃石；5—輝石；6—橄欖石；7—方解石；8—白云石；9—石膏；10—綠泥石；11—云母；12—黃鐵礦；13—石榴子石（2）礦物集合體的形態(tài)。同種礦物多個(gè)單體聚集在一起的整體稱為礦物集合體。集合體的形態(tài)主要取決于礦物的單體形態(tài)、特征和它們之間的排列方式。礦物單體如果為一向延伸，其集合體常為纖維狀（如纖維石膏）、柱狀、針狀或毛發(fā)狀；單體如果為兩向延展，其集合體常為片狀、板狀或鱗片狀；單體如果為三向等長，其集合體常為粒狀(肉眼能分辨礦物顆粒)或塊狀(肉眼不能分辨礦物顆粒)。2.1.2礦物的物理性質(zhì)塊狀集合體中的堅(jiān)實(shí)者稱為致密塊狀（如石英），疏松者稱為土狀（如高嶺土）。此外，還有些特殊形態(tài)的集合體。下面簡單介紹幾種：①放射狀。由長柱狀或針狀礦物以一點(diǎn)為中心向外呈放射狀排列而成，形似菊花。②晶簇。在巖石的空洞或裂隙中，叢生于同一基底，另一端朝向自由空間發(fā)育而具完好晶形的簇狀單晶體群，如下圖所示。③鮞狀和豆?fàn)?。礦物由許多小圓球組成，圓球內(nèi)部有同心圓構(gòu)造，其中顆粒大小如魚子的稱為鮞狀（如赤鐵礦），顆粒大小如豆的稱為豆?fàn)睢?.1.2礦物的物理性質(zhì)④鐘乳狀。形似冬季屋檐下凝結(jié)的冰錐，橫切面呈圓形，內(nèi)部具有同心層狀構(gòu)造，有時(shí)還兼有放射狀構(gòu)造（如方解石）。⑤葡萄狀、腎狀和結(jié)核狀。形似葡萄的稱為葡萄狀，形似腎的稱為腎狀，其內(nèi)部均具有同心層狀及放射狀構(gòu)造。不規(guī)則球形或橢球形的稱為結(jié)核狀，其內(nèi)部有時(shí)有同心層狀，有時(shí)有放射狀構(gòu)造。2.1.2礦物的物理性質(zhì)2.礦物的光學(xué)性質(zhì)礦物的光學(xué)性質(zhì)是指礦物對自然光的吸收、反射和折射所表現(xiàn)出的各種性質(zhì)。（1）顏色和條痕。顏色是礦物最直觀的性質(zhì)之一，礦物的顏色指礦物對可見光中不同光波選擇吸收和反射后映入人眼的現(xiàn)象，根據(jù)成色原因可分為如下幾種：①自色。自色是指由于礦物本身的化學(xué)成分中含有帶色的元素而呈現(xiàn)的顏色，即礦物本身所固有的顏色。例如，赤鐵礦多呈紅色，黃鐵礦多呈黃銅色，黃銅礦呈深黃銅色，孔雀石呈翠綠色等。自色是鑒定礦物的重要特征。②他色。他色是指由非礦物本身固有的組分所引起的不很固定的顏色。例如，純凈的石英為無色，含有雜質(zhì)或致色元素時(shí)，可呈現(xiàn)出不同的顏色，如黃水晶、煙水晶、紫水晶等。他色一般無鑒定意義。2.1.2礦物的物理性質(zhì)③假色。由光的干涉、衍射等物理光學(xué)過程所引起的顏色。例如，斑銅礦氧化表面上呈現(xiàn)藍(lán)紫斑駁的顏色，稱為倩色；白云母、冰洲石等無色透明礦物晶體內(nèi)部，沿裂隙面、解理面所呈現(xiàn)的相似于虹霓般的彩色，稱為暈色；歐泊、拉長石等礦物中不均勻分布的藍(lán)、綠、紅、黃等，隨觀察角度而閃爍變幻或徐徐變化的彩色，稱之為變彩。2.1.2礦物的物理性質(zhì)④條痕。條痕是指礦物粉末的顏色，通常由礦物在白色無釉瓷板上擦劃時(shí)留下的粉末痕跡而得出。條痕顏色較礦物塊體的顏色固定，它對于不透明的金屬礦物和色彩鮮明的透明礦物具有重要的鑒定意義。例如，赤鐵礦因形態(tài)的不同可分別呈鐵黑、鋼灰、褐紅等色，但它的條痕均為櫻紅色；黃鐵礦呈淺黃銅色，而條痕呈綠黑色。2.1.2礦物的物理性質(zhì)（2）光澤。光澤是指礦物新鮮表面對可見光的反射能力。根據(jù)反光強(qiáng)弱與特征，光澤可分為金屬光澤、半金屬光澤和非金屬光澤，其中非金屬光澤又可細(xì)分為多種。光澤的分類、特征描述和舉例如表所示。2.1.2礦物的物理性質(zhì)（3）透明度。透明度是指礦物允許可見光透過的程度。常以1cm厚的礦物塊體為基礎(chǔ)觀察可見光透過的情形。能允許絕大部分光透過，即隔著約1cm厚的礦物塊體可清晰看到礦物后面物體輪廓的細(xì)節(jié)，稱之為透明，如水晶、冰洲石。2.1.2礦物的物理性質(zhì)基本上不容許光透過，即隔著約1cm厚的礦物塊體觀察時(shí)，完全見不到礦物后面的物體，稱之為不透明，如磁鐵礦。透明和不透明之間可有過渡類型，如石膏。3.礦物的力學(xué)性質(zhì)礦物的力學(xué)性質(zhì)是指礦物在受力后表現(xiàn)出來的物理性質(zhì)。（1）硬度。硬度是指礦物抵抗外力刻劃、壓入或研磨的能力。德國礦物學(xué)家摩爾（F.Mobs）取自然界常見的10種礦物作為標(biāo)準(zhǔn)，將硬度分為1～10度10個(gè)等級，此即摩氏硬度（見表2-4）。2.1.2礦物的物理性質(zhì)（2）解理和斷口。礦物晶體在外力作用下沿一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)，稱為解理。由此產(chǎn)生的光滑平面，稱為解理面。礦物在外力作用下沿不定方向破裂而形成的凹凸不平的破裂面，稱為斷口。示解理可根據(jù)解理面方向的數(shù)目分為一組解理（如云母）、二組解理（如長石、輝石與角閃石）、三組解理（如方解石）及多組解理，如圖2-8和圖2-9所示，圖片見下頁。2.1.2礦物的物理性質(zhì)2.1.2礦物的物理性質(zhì)圖2-8圖2-9根據(jù)晶體受力時(shí)是否易于沿解理面破裂，以及解理面的大小和平整光滑程度，可將解理分為以下幾級：②完全解理：易于沿解理面分裂，解理面顯著而平整，如螢石、方解石等。③中等解理：常沿解理面分裂，解理面清楚但不很平整，且不連續(xù)，如正長石、輝石等。①極完全解理：極易沿解理面分裂成薄片，解理面平整光滑，如云母。④不完全解理：沿解理面分裂較為困難，解理面很不平整、不連續(xù)，如磷灰石。⑤極不完全解理：無解理，如石英。2.1.2礦物的物理性質(zhì)斷口的形態(tài)常具有一定的特征，如貝殼狀（石英，見圖）、鋸齒狀（石膏）、平坦?fàn)睿▔K狀高嶺石）、土狀（鋁土礦）、粒狀（大理石）等。2.1.2礦物的物理性質(zhì)4.其他性質(zhì)有些礦物還具有獨(dú)特的性質(zhì)，如彈性(指礦物受外力作用時(shí)發(fā)生彎曲而不斷裂，外力撤除后即能恢復(fù)原狀的性質(zhì)，如云母)、撓性(指礦物受外力作用時(shí)發(fā)生彎曲而未斷開，但外力解除后不能恢復(fù)原狀的性質(zhì)，如綠泥石、滑石)、延展性（指礦物受外力的拉引或錘擊、滾軋時(shí)，能拉伸成細(xì)絲或展成薄片而不破裂的性質(zhì)，如自然金等）、磁性(指礦物可被外部磁場吸引或排斥的性質(zhì)，如磁鐵礦)、滑感(滑石)、咸味(巖鹽)、比重大（重晶石）、臭味（硫黃）等物理性質(zhì)，以及與冷稀鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生CO2氣泡(如圖所示的方解石)等現(xiàn)象。礦物的這些獨(dú)特的性質(zhì)對鑒別某些礦物有重要意義。2.1.2礦物的物理性質(zhì)2.1.2礦物的物理性質(zhì)另外，黃鐵礦、石膏、云母、方解石、黏土礦物在評定巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)時(shí)具有重要的意義。因?yàn)辄S鐵礦遇水和氧時(shí)易形成硫酸，可使巖石被迅速、劇烈地破壞。石膏具有較大的可溶性和膨脹性，受水作用后易于溶濾而在巖石中形成空洞。云母極易分裂成薄片，常以夾層狀包含在巖石中，使巖石的強(qiáng)度降低、性質(zhì)不均勻，容易碎裂成單獨(dú)的板塊，特別是含鐵質(zhì)的黑云母，較白云母更易受到破壞。方解石在一定條件下可溶解于水形成溶洞，不僅使巖石的強(qiáng)度降低而且會(huì)產(chǎn)生滲透。黏土礦物（高嶺石、蒙脫石、伊利石）遇水易軟化，強(qiáng)度很低，極易產(chǎn)生滑動(dòng)。在鑒定礦物時(shí)，要善于抓住主要矛盾，注意比較各種礦物的異同點(diǎn)，找出各種礦物的特殊點(diǎn)。應(yīng)用表2-5鑒定造巖礦物時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)顏色確定被鑒定的礦物是屬于淺色的（如石英、長石、白云母等）還是深色的（如橄欖石、黑云母、角閃石、輝石等），再以適當(dāng)?shù)奈锲反_定出其硬度范圍，然后觀察分析被鑒定礦物的其他特征，即可做出結(jié)論。表2-5為常見造巖礦物的物理性質(zhì)（見下頁），根據(jù)這些物理性質(zhì)可進(jìn)行造巖礦物的肉眼鑒定。常見造巖礦物的肉眼鑒定，可在實(shí)驗(yàn)課上結(jié)合礦物標(biāo)本進(jìn)行學(xué)習(xí)。2.1.2礦物的物理性質(zhì)2.1.2礦物的物理性質(zhì)續(xù)表見下頁2.1.2礦物的物理性質(zhì)續(xù)表見下頁2.1.2礦物的物理性質(zhì)續(xù)表見下頁2.1.2礦物的物理性質(zhì)續(xù)表見下頁2.1.2礦物的物理性質(zhì)02巖漿巖巖石是礦物（部分為火山玻璃或生物遺?。┑淖匀患象w。它是在地質(zhì)作用下由一種或多種礦物組成的、具有一定結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的自然集合體。2.2巖漿巖根據(jù)成因和形成過程，巖石可分為三大類，即由巖漿活動(dòng)所形成的巖漿巖（火成巖）、由外力作用形成的沉積巖（水成巖）和由變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖。1.巖漿巖的概念巖漿巖又稱火成巖，是由熾熱的巖漿在地下或噴出地表后冷凝固結(jié)而形成的巖石，其占地殼巖石體積的64.7%，是三大類巖石的主體。巖漿是存在于上地幔頂部和地殼深處，以硅酸鹽為主要成分，富含揮發(fā)性物質(zhì)（CO2、CO、SO2、HCl及H2S等），處于高溫（700～1300℃）、高壓（約為數(shù)千兆帕）狀態(tài)下的熔融體。2.2.1巖漿巖的概念及產(chǎn)狀熔融的巖漿可以在上地幔或地殼深處運(yùn)移，并沿深部的斷裂向上入侵。當(dāng)巖漿向上運(yùn)移時(shí)，由于溫度和壓力的降低，巖漿逐漸冷凝而未到達(dá)地表，稱為巖漿的侵入作用。由侵入作用所形成的巖石稱為侵入巖。侵入巖是被周圍原有巖石封閉起來的三維空間的實(shí)體，故又稱為侵入體。包圍侵入體的原有巖石稱為圍巖。按形成深度可分深成侵入體（一般是在地表3km以下）和淺成侵入體（通常距地表3km以內(nèi)）。一般深成侵入體規(guī)模大，淺成侵入體規(guī)模小。2.2.1巖漿巖的概念及產(chǎn)狀若巖漿沿一定構(gòu)造裂隙通道上升到溢出地表或噴出地表，稱為巖漿的噴出作用，也稱為火山作用。在地表由于噴出作用形成的巖石稱為噴出巖，根據(jù)巖漿噴出的作用方式及其猛烈程度，又可將其分為熔巖和火山碎屑巖兩類。熔巖是指上升的巖漿溢出地表冷凝而成的巖石。火山碎屑巖是指巖漿或它的碎屑物質(zhì)被火山猛烈地噴發(fā)到空中，而后又在地面堆積形成的巖石。2.2.1巖漿巖的概念及產(chǎn)狀2.巖漿巖的產(chǎn)狀巖漿巖的產(chǎn)狀是指巖漿巖體的形態(tài)、大小及其與圍巖的關(guān)系。巖漿巖的產(chǎn)狀是受巖漿的物質(zhì)組成、產(chǎn)出的物理化學(xué)條件以及冷凝地帶的空間環(huán)境的制約和控制的，因此巖漿巖的產(chǎn)狀多種多樣，如圖所示。2.2.1巖漿巖的概念及產(chǎn)狀（1）深成侵入巖體的產(chǎn)狀——巖基和巖株。巖基是一種規(guī)模極大的侵入體，分布面積在60km2以上，形態(tài)不規(guī)則，巖性均勻，巖漿侵入位置深，冷凝速度慢，晶粒結(jié)晶粗大。（2）淺成侵入巖體的產(chǎn)狀——巖脈、巖墻、巖床、巖盤、巖蓋。巖漿侵入圍巖的各種裂隙和斷層中形成的脈狀巖體稱為巖脈或脈巖。近于直立的巖脈稱為巖墻。巖漿沿著圍巖的層面侵入而形成的板狀侵入巖體稱為巖床。巖株出露面積一般小于60km2，平面形狀多呈渾圓形，巖性均一，與圍巖接觸面不平直，邊緣常有規(guī)模較小、形態(tài)規(guī)則或不規(guī)則的侵入體分枝插入圍巖之中。若巖漿侵入成層的圍巖，侵入體的展布與圍巖成層方向大致平行，但其中間部分略向下凹、似盤狀，則稱為巖盤；如果侵入體底平而頂凸、似蘑菇狀，則稱為巖蓋。巖盤與巖蓋，其下部有管狀通道與下面更大的侵入體相通，因此常由黏性大的巖漿形成。2.2.1巖漿巖的概念及產(chǎn)狀（3）噴出巖體的產(chǎn)狀——火山錐、熔巖流。巖漿沿火山頸噴出地表，其噴發(fā)方式主要有兩種：一是巖漿沿管狀通道上涌，從火山口噴發(fā)或溢出，稱為中心式噴發(fā)；二是巖漿沿地殼中狹長的裂隙或斷裂帶溢出，稱為裂隙式噴溢。2.2.1巖漿巖的概念及產(chǎn)狀噴出巖的產(chǎn)狀受其巖漿的成分、黏性、上涌通道的特征、圍巖的構(gòu)造以及地表形態(tài)的控制和影響。常見的噴出巖的產(chǎn)狀有火山錐、熔巖流和熔巖臺(tái)地等。①火山錐。黏性較大的巖漿沿火山口噴出地表，猛烈地爆炸噴發(fā)火山角礫、火山彈及火山渣。這些較粗的固體噴發(fā)物在火山口附近常堆積成火山錐，錐體高達(dá)數(shù)十至數(shù)百米，錐體坡角可達(dá)30°，錐頂有明顯的火山口，如圖所示。2.2.1巖漿巖的概念及產(chǎn)狀②熔巖流和熔巖臺(tái)地。熔巖流由黏性小、易流動(dòng)的巖漿沿火山口或斷裂噴出或溢出地表形成，厚度較小的熔巖流也稱熔巖席或熔巖被。巖漿長時(shí)間、緩慢地溢出地表堆積形成的臺(tái)狀高地稱為熔巖臺(tái)地。2.2.2巖漿巖的化學(xué)成分及礦物成分1.巖漿巖的化學(xué)成分巖漿巖的化學(xué)成分幾乎包括了地殼中所有的元素，但其含量卻差別很大。若以氧化物計(jì)，則以SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、Na2O、K2O、H2O、TiO2等為主，它們占巖漿巖中化學(xué)元素總量的99%以上，其中SiO2含量最大，約占59.14%，其次是Al2O3，占15.34%。2.2.2巖漿巖的化學(xué)成分及礦物成分巖漿巖中SiO2的含量有一定的規(guī)律性，因此，根據(jù)SiO2含量的多少，可將巖漿巖分為酸性巖類(SiO2含量大于65%)、中性巖類(SiO2含量為52%～65%)、基性巖類(SiO2含量為45%～52%)和超基性巖類(SiO2含量小于45%)四類。相對富含SiO2和Al2O3的巖石稱為硅鋁質(zhì)巖石，如花崗巖；相對富含F(xiàn)eO和MgO的巖石稱為鎂鐵質(zhì)巖石，如玄武巖。2.巖漿巖的礦物成分組成巖漿巖的礦物有30多種，但分布最廣泛的只有八種。這八種礦物按顏色深淺分為淺色礦物和深色礦物兩類。淺色礦物富含硅、鋁，有鉀長石、斜長石、石英和白云母等；例如，花崗巖的主要礦物是石英、正長石和黑云母，輝長巖的主要礦物是基性斜長石和輝石。巖漿巖的礦物組成與其化學(xué)成分（硅、鋁、鐵、鎂含量）密切相關(guān)，而巖漿巖的顏色則與其礦物組成（淺色礦物、暗色礦物含量）密切相關(guān)。深色礦物富含鐵、鎂，有橄欖石、輝石、角閃石和黑云母等。其中長石占全部巖漿巖礦物總量的63%，其次是石英，故長石和石英是巖漿巖分類和鑒定的重要依據(jù)。對具體巖石來講，并不是這些礦物都同時(shí)存在，通常僅是由其中的兩三種主要礦物組成。從基性巖到中性巖再到酸性巖，巖石中硅、鋁含量逐漸增高，鐵、鎂含量逐漸降低；淺色礦物含量逐漸增多，而暗色礦物含量逐漸減少。所以，從基性巖到中性巖再到酸性巖，巖石的顏色逐漸變淺。2.2.2巖漿巖的化學(xué)成分及礦物成分巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造反映了巖石形成環(huán)境與物質(zhì)成分變化的規(guī)律性，與礦物成分一樣是區(qū)分、鑒定巖漿巖的重要標(biāo)志，也是巖石分類和定名的重要依據(jù)之一，同時(shí)還是直接影響巖石強(qiáng)度高低的主要因素。1.巖漿巖的結(jié)構(gòu)巖漿巖的結(jié)構(gòu)是指組成巖石的礦物的結(jié)晶程度、礦物顆粒大小、晶粒形狀及相互結(jié)合的情況。影響巖漿巖結(jié)構(gòu)的主要因素是巖漿的化學(xué)成分（黏度）、物理化學(xué)狀態(tài)（溫度、壓力）及成巖環(huán)境（冷凝、結(jié)晶的時(shí)間與空間）等。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造如果形成深成巖的巖漿埋藏深、冷凝緩慢，晶體結(jié)晶時(shí)間充裕，則在適宜的空間中能形成自形程度高、晶形好、晶粒粗大的礦物晶體；相反，噴出地表的巖漿由于冷凝速度快，結(jié)晶時(shí)間不足，故其形成的噴出巖多為非晶質(zhì)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造按照不同標(biāo)準(zhǔn)，巖漿巖的結(jié)構(gòu)可分為多種類型。（1）按結(jié)晶程度分類。根據(jù)礦物的結(jié)晶程度，巖石結(jié)構(gòu)可分為全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)和玻璃質(zhì)（非晶質(zhì)）結(jié)構(gòu)，如圖所示。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1—全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；2—半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；3—非晶質(zhì)（玻璃質(zhì)）結(jié)構(gòu)①全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)是指全部由結(jié)晶礦物組成的結(jié)構(gòu)。全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)是巖漿在溫度緩慢降低的情況下形成的，通常是深成侵入巖具有的結(jié)構(gòu)，如花崗巖等，如圖（a）所示。②半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)是指既有礦物晶體又有玻璃質(zhì)共存的結(jié)構(gòu)。半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)主要是淺成巖具有的結(jié)構(gòu)，有時(shí)在噴出巖中也能見到，如流紋巖、粗面巖，如圖（b）所示。③非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)是指巖石全部由非晶質(zhì)礦物組成的結(jié)構(gòu)，又稱玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)是在巖漿噴出地表迅速冷凝以致結(jié)晶時(shí)間不足的情況下形成的，為噴出巖特有的結(jié)構(gòu)，如黑耀巖等，如圖（c）所示。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造（2）按礦物晶粒大小分類。根據(jù)礦物晶粒的大小，巖石的結(jié)構(gòu)可分為粗粒結(jié)構(gòu)（顆粒直徑大于5mm）、中粒結(jié)構(gòu)（顆粒直徑為1～5mm）、細(xì)粒結(jié)構(gòu)（顆粒直徑為0.1～1mm）和微粒結(jié)構(gòu)（顆粒直徑小于0.1mm）。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造巖石中的粗粒、中粒、細(xì)粒用肉眼或放大鏡可以辨識(shí)，故統(tǒng)稱為顯晶質(zhì)，是侵入巖的結(jié)構(gòu)特征。微粒只能在顯微鏡下觀察和識(shí)別，故稱為隱晶質(zhì)，是火山巖和部分淺成巖的結(jié)構(gòu)特征。（3）按礦物晶粒的相對大小分類。根據(jù)礦物晶粒的相對大小，巖石結(jié)構(gòu)可分為等粒結(jié)構(gòu)和不等粒結(jié)構(gòu)兩大類，如圖所示。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1—等粒結(jié)構(gòu)；2—不等粒結(jié)構(gòu)；3—似斑狀結(jié)構(gòu)；4—斑狀結(jié)構(gòu)①等粒結(jié)構(gòu)。等粒結(jié)構(gòu)是指巖石中的礦物全部是顯晶質(zhì)粒狀，同種主要礦物結(jié)晶顆粒大小大致相等的結(jié)構(gòu)。等粒結(jié)構(gòu)是深成巖特有的結(jié)構(gòu)。不等粒結(jié)構(gòu)按其顆粒相對大小又可分為斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)兩類。斑狀結(jié)構(gòu)是石基為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)的結(jié)構(gòu)，是淺成巖或噴出巖的重要特征。②不等粒結(jié)構(gòu)。不等粒結(jié)構(gòu)是指巖石中同種主要礦物結(jié)晶顆粒大小不等、相差懸殊的結(jié)構(gòu)。不等粒結(jié)構(gòu)中較大的晶體礦物叫斑晶，細(xì)粒的微小晶?；螂[晶質(zhì)、玻璃質(zhì)叫石基。似斑狀結(jié)構(gòu)是石基為顯晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)，多見于深成巖體的邊緣或淺成巖中。一般侵入巖多為全晶質(zhì)等粒結(jié)構(gòu)。噴出巖多為隱晶質(zhì)致密結(jié)構(gòu)或玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，有時(shí)為斑狀結(jié)構(gòu)。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2.巖漿巖的構(gòu)造巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中不同礦物集合體之間的排列方式及充填方式，它決定了巖石的外貌特點(diǎn)。巖石的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)的概念不同，結(jié)構(gòu)主要表示礦物或礦物之間的各種特征，而構(gòu)造主要表示礦物集合體之間的各種特征。巖漿巖的構(gòu)造特征主要決定于巖漿冷凝時(shí)的環(huán)境。常見的巖漿巖構(gòu)造有如下幾種：2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造（1）塊狀構(gòu)造。塊狀構(gòu)造是指巖石中礦物顆粒均勻分布，無定向排列的現(xiàn)象，巖石呈均勻的塊體狀。塊狀構(gòu)造在侵入巖中最為常見。（2）流紋狀構(gòu)造。流紋狀構(gòu)造是指巖石中柱狀及針狀礦物、被拉長的氣孔、不同顏色的條帶，相互平行、定向排列而形成流動(dòng)狀的形態(tài)。流紋狀構(gòu)造常見于酸性噴出巖，尤以流紋巖為典型，反映巖漿噴出的流動(dòng)狀態(tài)。（3）氣孔狀構(gòu)造。氣孔狀構(gòu)造是指當(dāng)巖漿噴溢到地表時(shí)，其中的揮發(fā)組分逸散后留下的圓形、橢圓形或被拉長的孔洞，如圖所示。一般來說，基性熔巖巖漿黏度小，氣孔較大、較圓；酸性熔巖巖漿黏度大，氣孔較小，較不規(guī)則。當(dāng)氣孔占巖石總體積的70％以上時(shí)，稱之為浮巖或浮石。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造（4）杏仁狀構(gòu)造。杏仁狀構(gòu)造是指噴出巖中的氣孔被后期的次生物質(zhì)（如方解石、二氧化硅、沸石、蛋白石等，與原巖成分無關(guān)）充填，形成形似杏仁狀的構(gòu)造。杏仁狀構(gòu)造多見于噴出巖中，某些玄武巖和安山巖的構(gòu)造即為杏仁狀構(gòu)造。（5）晶洞構(gòu)造。晶洞構(gòu)造是指侵入巖中由于巖漿冷凝時(shí)體積收縮或因氣體逸出而形成的渾圓或橢圓形的大小不一的孔洞。晶洞中常有發(fā)育完好的晶體，形成晶簇，常見于花崗巖中。2.2.3巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1.巖漿巖的分類巖漿巖是構(gòu)成地殼的主要巖石。按體積計(jì)，巖漿巖約占地殼的64.7%。但在地表，巖漿巖出露不多（出露后遭到各種變化形成了別的巖石），和變質(zhì)巖加在一起，約占地殼表面積的25%。巖漿巖的分類方法很多，最基本的分類方法是按組成物質(zhì)中SiO2的含量多少將其分為酸性巖、中性巖、基性巖和超基性巖四大類。同時(shí)，按巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和產(chǎn)狀可將每類巖石劃分為深成巖、淺成巖和噴出巖三種不同類型。如果給按上述方法分類的不同巖漿巖賦予相應(yīng)的名稱，則形成一種縱向與橫向的雙向分類法（見表2-6，見下頁）。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法表2-62.常見巖漿巖的特征（1）酸性巖類。主要礦物為石英、鉀長石和酸性斜長石，次要礦物為黑云母、白云母和角閃石。典型巖石有花崗巖、花崗斑巖、流紋巖。②花崗斑巖?；◢彴邘r的成分與花崗巖相似，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶由正長石、石英組成，石基多由細(xì)小的長石、石英及其他礦物或隱晶質(zhì)構(gòu)成，塊狀構(gòu)造。斑晶以石英為主時(shí)則稱為石英斑巖。①花崗巖?；◢弾r多呈肉紅色、灰白色、淺黃色，主要礦物為石英、正長石、斜長石，次要礦物為黑云母和角閃石，全晶質(zhì)粗、中等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。花崗巖分布廣泛，性質(zhì)均一、堅(jiān)硬，巖塊抗壓強(qiáng)度達(dá)120～200MPa，是良好的建筑物地基和優(yōu)質(zhì)的建筑石料。③流紋巖。流紋巖的礦物成分與花崗巖相似，常呈灰白色、灰紅色等。巖石呈斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)呈隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，斑晶為正長石、石英，基質(zhì)常為玻璃質(zhì)或隱晶質(zhì)，具有明顯的流紋構(gòu)造。流紋巖堅(jiān)硬，強(qiáng)度高，可作為良好的建筑材料，但若作為建筑物地基時(shí)需要注意下伏巖層和接觸帶的性質(zhì)。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法（2）中性巖類。鐵鎂礦物比基性巖明顯減少，主要礦物為角閃石，其次為黑云母和輝石。中性斜長石增多。典型巖石有閃長巖、安山巖、正長巖、粗面巖。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法①閃長巖。閃長巖為灰白、深灰色，主要礦物為角閃石和斜長石，次要礦物為輝石、黑云母和少量石英。閃長巖含石英時(shí)稱為石英閃長巖，常呈細(xì)粒的等粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石堅(jiān)硬，不易風(fēng)化，巖塊抗壓強(qiáng)度可達(dá)130～200MPa，可作為各種建筑物的地基和建筑材料。②安山巖。安山巖為灰色、紫色或灰紫色，主要礦物為角閃石和斜長石，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)，塊狀構(gòu)造，有時(shí)含氣孔、杏仁構(gòu)造。安山巖巖塊致密，強(qiáng)度稍低于閃長巖。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法③正長巖。正長巖多為肉紅色、淺黃或灰白色，中粒、等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為正長石，其次為黑云母、角閃石等，有時(shí)含少量的斜長石和輝石，一般石英含量極少。其物理力學(xué)性質(zhì)與花崗巖類似，但不如花崗巖堅(jiān)硬，且易風(fēng)化。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法④粗面巖。粗面巖呈淺紅、淺褐黃或淺灰等色，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為正長石，一般石英含量極少，石基很細(xì)，為隱晶質(zhì)，具有細(xì)小孔隙，表面粗糙。（3）基性巖類。主要礦物為輝石、斜長石，次要礦物為角閃石、黑云母和橄欖石。有時(shí)可見蛇紋石、綠泥石和滑石等次生礦物。典型巖石有輝長巖、輝綠巖和玄武巖。①輝長巖。輝長巖呈灰黑、深灰或黑綠色，主要礦物為輝石和斜長石，次要礦物為角閃石、黑云母和橄欖石。輝長巖具有中粒或粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，具有很高的強(qiáng)度，巖塊抗壓強(qiáng)度可達(dá)200～250MPa。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法②輝綠巖。輝綠巖呈暗綠或綠黑色，主要礦物為斜長石和輝石，二者含量相近，其次為橄欖石、角閃石和黑云母，具有典型的輝綠結(jié)構(gòu)。其特征是粒狀輝石等暗色礦物充填在板條狀斜長石組成的格架空隙中，常具有杏仁狀構(gòu)造，多呈巖床或巖脈產(chǎn)出。輝綠巖具有良好的物理力學(xué)性質(zhì)，抗壓強(qiáng)度也很高，但因節(jié)理往往較發(fā)育，易風(fēng)化破碎，使強(qiáng)度大為降低。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法③玄武巖。玄武巖為灰綠或暗綠、暗黑色，礦物成分同輝長巖，常呈隱晶質(zhì)和細(xì)粒結(jié)構(gòu)，也有斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶多為橄欖石、輝石和斜長石，常有氣孔或杏仁狀構(gòu)造，柱狀節(jié)理發(fā)育，如圖所示。玄武巖分布廣泛，巖塊抗壓強(qiáng)度為200～290MPa，具有抗磨損、耐酸性強(qiáng)的特點(diǎn)。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法（4）超基性巖類。幾乎全由鐵鎂礦物組成，顏色深，典型巖石為橄欖巖和輝石巖。①橄欖巖。橄欖巖呈深綠色或黑綠色，主要礦物為橄欖石（全由橄欖石組成者稱為純橄欖巖），包含少量輝石，塊狀構(gòu)造，中、粗等粒結(jié)構(gòu)。橄欖石風(fēng)化易蝕變成蛇紋石或綠泥石。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法②輝石巖。輝石巖呈黑綠色，主要礦物為輝石，包含少量橄欖石，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。（5）火山碎屑巖類?；鹕剿樾紟r是由火山噴發(fā)作用形成的火山碎屑物質(zhì)堆積、膠結(jié)而成的巖石。常見的巖石有火山角礫巖和凝灰?guī)r。②凝灰?guī)r。凝灰?guī)r主要由火山灰組成，其中粒徑小于2mm的火山碎屑占90%以上，顏色多為灰白、灰綠、灰紫和褐黑色。凝灰?guī)r是分布最廣的火山碎屑巖，宏觀上有不規(guī)則的層狀、似層狀構(gòu)造。凝灰?guī)r的抗風(fēng)化能力弱，易風(fēng)化蝕變成蒙脫石黏土。①火山角礫巖?；鹕浇堑[巖常見于火山錐。主要由火山礫、火山渣（粒徑為2～50mm）組成的，稱為火山角礫巖；主要由火山塊（粒徑大于50mm）組成的，稱為火山集塊巖?；鹕侥?guī)r巖石的孔隙率大，容重小，易風(fēng)化，風(fēng)化后會(huì)形成斑脫土，抗壓強(qiáng)度一般為8～75MPa。由于火山凝灰?guī)r含有玻璃質(zhì)礦物較多，因此常用來作為水泥原料。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法3.巖漿巖的鑒定方法利用表2-6進(jìn)行巖漿巖的肉眼鑒定時(shí)，首先，觀察新鮮巖石的顏色，估計(jì)所含暗色礦物的體積百分比，以確定巖石的化學(xué)類別；其次，觀察巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，確定巖石的成因類別；最后，根據(jù)巖石的礦物成分定出巖石名稱。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法應(yīng)該注意的是，在確定顏色時(shí)，應(yīng)把巖石放在一定的距離，觀察它大致（平均）的顏色；觀察礦物成分時(shí)，只需鑒定其中顯晶質(zhì)或斑狀結(jié)構(gòu)中的斑晶成分即可（隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì)用肉眼不易鑒定）。例如，有一巖石標(biāo)本，礦物成分以石英和正長石為主，斜長石次之，暗色礦物為黑云母，含量超過5%，可按如下方法進(jìn)行觀察和鑒定：巖石顏色較淺，為淺灰白色，應(yīng)為酸性或中性巖；巖石為粗粒結(jié)構(gòu)，全晶質(zhì)，塊狀構(gòu)造，據(jù)此應(yīng)為深成巖；巖石中含有大量石英，正長石多于斜長石，綜合上述條件，對照分類表的縱行和橫行，可確定是花崗巖；暗色礦物黑云母的含量超過5%，最終可定名為黑云母花崗巖。2.2.4巖漿巖的分類特征及鑒定方法03沉積巖沉積巖是由地表或接近于地表的巖石遭受風(fēng)化剝蝕破壞而產(chǎn)生的物質(zhì)經(jīng)搬運(yùn)、沉積和固結(jié)成巖而形成的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，沉積巖在地殼表層分布最廣，占陸地面積的75%，但體積只占地殼的5%（巖漿巖和變質(zhì)巖共占95%）。分布的厚度各處不一，且深度有限，一般不過幾百米，僅在局部地區(qū)才有數(shù)千米甚至上萬米的巨厚沉積。2.3沉積巖沉積巖記錄著地殼演變的漫長過程，地殼上最老的巖石年齡為46億年，而沉積巖最老的就達(dá)36億年(位于原蘇聯(lián)的科拉半島)。在沉積巖中蘊(yùn)藏著大量礦產(chǎn)，不僅礦種多而且儲(chǔ)量大，如煤、鋁土礦、石灰?guī)r等，具有重要的工業(yè)價(jià)值。另外，各種工程建筑（如道路、橋梁、水壩、礦山等）幾乎都以沉積巖為地基。因此，研究沉積巖的形成條件、組成成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征有著很重要的實(shí)際意義。2.3沉積巖沉積巖的形成過程是一個(gè)長期而復(fù)雜的外力地質(zhì)作用過程，一般可分為四個(gè)階段。1.松散破碎階段地表或接近于地表的各種先成巖石，在溫度變化、大氣、水及生物長期的作用下逐步破碎成大小不同的碎屑，有時(shí)原來巖石的礦物成分和化學(xué)成分也會(huì)發(fā)生改變，形成一種新的風(fēng)化產(chǎn)物。2.3.1沉積巖的形成2.搬運(yùn)作用階段巖石經(jīng)風(fēng)化作用產(chǎn)生的產(chǎn)物，除少數(shù)部分殘留在原地堆積外，大部分被剝離原地，經(jīng)流水、風(fēng)及重力等作用搬運(yùn)到低地。在搬運(yùn)過程中，巖石的不穩(wěn)定成分繼續(xù)風(fēng)化破碎，破碎物質(zhì)經(jīng)受磨蝕，其棱角被不斷磨圓、顆粒逐漸變細(xì)。4.固結(jié)成巖階段松散沉積物轉(zhuǎn)變成堅(jiān)硬沉積巖的階段即為固結(jié)成巖階段。固結(jié)成巖作用主要有壓實(shí)、膠結(jié)、重結(jié)晶三種。3.沉積作用階段當(dāng)搬運(yùn)力逐漸減弱時(shí)，被攜帶的物質(zhì)便陸續(xù)沉積下來。在沉積過程中，大的、重的顆粒先沉積，小的、輕的顆粒后沉積。因此，沉積物具有明顯的分選性。最初沉積的物質(zhì)呈松散狀態(tài)，稱為松散沉積物。2.3.1沉積巖的形成1.沉積巖的化學(xué)成分沉積巖的主要物質(zhì)成分來源于巖漿巖的風(fēng)化產(chǎn)物，因此沉積巖與巖漿巖的平均化學(xué)成分很相似(見表2-7,見下頁)沉積巖中Fe2O3的含量大于FeO的含量，K2O的含量大于Na2O的含量，而在巖漿巖中則相反。但各類沉積巖的化學(xué)成分差異很大，如碳酸鹽巖以MgO、CaO和CO2為主，砂巖以SiO2為主，泥巖則以鋁硅酸鹽為主。多價(jià)金屬離子以高價(jià)氧化物在沉積巖中出現(xiàn)。沉積巖中富含H2O、CO2、O2和有機(jī)質(zhì)，這在巖漿巖中幾乎是不存在的。2.3.2沉積巖的物質(zhì)組成及膠結(jié)物2.3.2沉積巖的物質(zhì)組成及膠結(jié)物2.沉積巖的礦物成分沉積巖的礦物成分主要來源于先成巖石的碎屑、造巖礦物和溶解物質(zhì)。組成沉積巖的礦物，最常見的有20種左右，而每種沉積巖一般由1～3種主要礦物組成。組成沉積巖的物質(zhì)按成因可分為四類。（1）碎屑物質(zhì)。碎屑物質(zhì)是指原巖經(jīng)風(fēng)化破碎而生成的呈碎屑狀態(tài)的物質(zhì)，主要有礦物碎屑（如石英、長石、白云母等抵抗風(fēng)化能力較強(qiáng)、較穩(wěn)定的礦物顆粒）、巖石碎塊、火山碎屑等。2.3.2沉積巖的物質(zhì)組成及膠結(jié)物在巖漿巖中常見的橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、基性斜長石等礦物形成于高溫高壓環(huán)境中，在常溫常壓的表生條件下是不穩(wěn)定的。巖漿巖中的石英，大部分形成于巖漿結(jié)晶的晚期，在表生條件下穩(wěn)定性較大，一般以碎屑物形式出現(xiàn)于沉積巖中。2.3.2沉積巖的物質(zhì)組成及膠結(jié)物（2）黏土礦物。黏土礦物主要是一些原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用分解后所產(chǎn)生的次生礦物。這些礦物是在常溫常壓且富含CO2和H2O的表生環(huán)境條件下形成的，如高嶺石、蒙脫石、水云母等。黏土礦物粒徑小于0.005mm，具有很大的親水性、可塑性及膨脹性。（4）有機(jī)質(zhì)及生物殘骸。有機(jī)質(zhì)及生物殘骸是由生物殘骸經(jīng)有機(jī)化學(xué)變化而形成的礦物，如貝殼、珊瑚礁、硅藻土、泥炭、石油等。（3）化學(xué)沉積礦物?；瘜W(xué)沉積礦物是從真溶液或膠體溶液中沉淀出來的或通過生物化學(xué)沉積作用形成的礦物，如方解石、白云石、石膏、巖鹽、鐵和錳的氧化物或氫氧化物等。2.3.2沉積巖的物質(zhì)組成及膠結(jié)物3.沉積巖的膠結(jié)物沉積巖中的碎屑礦物顆粒經(jīng)過膠結(jié)物的膠結(jié)、壓實(shí)固結(jié)后成巖。常見的膠結(jié)物主要為硅質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì)和鐵質(zhì)，不同的膠結(jié)物對沉積巖的顏色和巖石強(qiáng)度有很大的影響。（1）硅質(zhì)膠結(jié)。膠結(jié)物主要是隱晶質(zhì)石英或非晶質(zhì)SiO2，多呈灰白或淺黃色，質(zhì)堅(jiān)，抗壓強(qiáng)度高，耐風(fēng)化能力強(qiáng)。（2）鈣質(zhì)膠結(jié)。膠結(jié)物主要是方解石、白云石，多呈灰色、青灰色、灰黃色。巖石的強(qiáng)度和堅(jiān)固性高，但具可溶性，遇稀鹽酸作用即發(fā)生起泡反應(yīng)。2.3.2沉積巖的物質(zhì)組成及膠結(jié)物（3）泥質(zhì)膠結(jié)。膠結(jié)物主要為黏土礦物，呈黃褐色、灰黃色，結(jié)構(gòu)松散、易碎，抗風(fēng)化能力弱，巖石強(qiáng)度低，遇水易軟化。（4）鐵質(zhì)膠結(jié)。膠結(jié)物主要組分為鐵的氧化物和氫氧化物，多呈棕、紅、褐、黃褐等色，膠結(jié)緊密，強(qiáng)度高，但抗風(fēng)化能力弱。（5）石膏質(zhì)膠結(jié)。膠結(jié)物成分為CaSO4，硬度小，膠結(jié)不緊密。膠結(jié)物在沉積巖中的含量一般為25%左右，若其含量超過25%，即可參與巖石的命名。例如，鈣質(zhì)長石石英砂巖，即是長石石英砂巖中鈣質(zhì)膠結(jié)物超過了25%。2.3.2沉積巖的物質(zhì)組成及膠結(jié)物沉積巖的結(jié)構(gòu)是指組成物質(zhì)的形態(tài)、大小、性質(zhì)、結(jié)晶程度等。沉積巖的結(jié)構(gòu)隨其成因類型的不同而各具特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：1.碎屑結(jié)構(gòu)由原巖經(jīng)機(jī)械破碎和搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)(包括礦物碎屑和巖石碎屑)，在沉積成巖過程中被膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)，稱為碎屑結(jié)構(gòu)。碎屑結(jié)構(gòu)是碎屑巖特有的結(jié)構(gòu)。（1）按碎屑粒徑的大小可分為礫狀結(jié)構(gòu)、砂質(zhì)結(jié)構(gòu)和粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，如表所示。2.3.3沉積巖的結(jié)構(gòu)（2）根據(jù)顆粒外形分為棱角狀結(jié)構(gòu)、次棱角狀結(jié)構(gòu)、次圓狀結(jié)構(gòu)和滾圓狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。碎屑顆粒磨圓程度受顆粒硬度、相對密度及搬運(yùn)距離等因素影響。2.3.3沉積巖的結(jié)構(gòu)(a)棱角狀（b）次棱角狀（c）次圓狀（d）滾圓狀（3）按膠結(jié)類型可分為基底膠結(jié)、孔隙膠結(jié)和接觸膠結(jié)，如圖所示。當(dāng)膠結(jié)物含量較大時(shí)，碎屑顆粒孤立地分散于膠結(jié)物之中，互不接觸，且距離較大，此時(shí)碎屑顆粒散布在膠結(jié)物的基底之上，故稱基底式膠結(jié)。當(dāng)膠結(jié)物含量不大時(shí)，碎屑顆?；ハ嘟佑|，膠結(jié)物充填在顆粒之間的孔隙中，則稱為孔隙式膠結(jié)。當(dāng)只在顆粒接觸處才有膠結(jié)物，并且顆粒間的孔隙大都是空洞時(shí)，則稱為接觸式膠結(jié)。2.3.3沉積巖的結(jié)構(gòu)(a)基底膠結(jié)（b）孔隙膠結(jié)（c）接觸膠結(jié)1—碎屑顆粒；2—膠結(jié)物質(zhì)碎屑巖膠結(jié)物的種類和膠結(jié)類型與巖石的工程性質(zhì)密切相關(guān)。硅質(zhì)膠結(jié)的巖石堅(jiān)硬，而泥質(zhì)膠結(jié)的巖石松軟；基底膠結(jié)牢固，而接觸膠結(jié)的牢固程度最差。所以，研究時(shí)不僅要分析膠結(jié)物的成分，還應(yīng)注意其膠結(jié)類型。3.化學(xué)結(jié)晶結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)晶結(jié)構(gòu)是指巖石由從溶液中沉淀、結(jié)晶等化學(xué)成因物質(zhì)組成的結(jié)構(gòu)，可分為鮞狀、結(jié)核狀、纖維狀、致密塊狀和晶粒結(jié)構(gòu)等。2.泥質(zhì)結(jié)構(gòu)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，也稱黏土結(jié)構(gòu)，是由粒徑小于0.005mm的黏土礦物顆粒組成的，是泥巖、頁巖等黏土巖的主要結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)質(zhì)地均一、致密且性軟。4.生物結(jié)構(gòu)巖石幾乎全部是由生物遺體或碎片組成的結(jié)構(gòu)，如生物碎屑結(jié)構(gòu)、貝殼結(jié)構(gòu)、珊瑚結(jié)構(gòu)等。生物結(jié)構(gòu)是生物化學(xué)巖的特有結(jié)構(gòu)。2.3.3沉積巖的結(jié)構(gòu)沉積巖的一個(gè)明顯特點(diǎn)是具有宏觀的沉積構(gòu)造。沉積構(gòu)造是指沉積巖的各個(gè)組成部分的空間分布和排列形式，它們可以反映和指示成巖時(shí)的特定沉積環(huán)境。沉積巖的構(gòu)造特征主要表現(xiàn)在層理、層面、結(jié)核和生物構(gòu)造等方面。1.層理構(gòu)造沉積巖的原始產(chǎn)狀一般呈層狀分布，其上下被略平且平行的面所分界，上界面稱上層面或頂板，下界面稱下層面或底板，每層是廣闊而厚度很小的板狀均勻巖體（巖層）。但是由于沉積環(huán)境的變化，沉積巖也可能出現(xiàn)其他一些產(chǎn)狀，如圖所示。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征1—層狀巖層；2—夾層；3—尖滅層；4—透鏡體；5—狹縮沉積巖很重要的一個(gè)特征是具有層理構(gòu)造。層理構(gòu)造是指構(gòu)成沉積巖的物質(zhì)由于顏色、成分、顆粒粗細(xì)或顆粒特征的不同而產(chǎn)生的分層現(xiàn)象。層與層（由于季節(jié)和氣候變化所形成的厚薄不同的成層單位稱為層）之間的接觸面稱為層理面。但層與層之間結(jié)合得十分緊密，實(shí)際上并不真正存在分界面。層面與層理面不同，層面是由于巖石在原始形成過程中發(fā)生了沉積間斷而形成的。層根據(jù)其厚度可分為巨厚層（厚度大于1m）、厚層（厚度為1～0.5m）、中厚層（厚度為0.5～0.1m）和薄層（厚度小于0.1m）。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征層理面與層面的方向不一定一致，據(jù)此，根據(jù)層理的形態(tài)和成因可分為平行層理、斜交層理和交錯(cuò)層理。圖為沉積巖層理形態(tài)示意2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征（a）平行層理（b）斜交層理（c）交錯(cuò)層理下圖為沉積巖層理形態(tài)實(shí)物2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征(a)平行層理（b）斜交層理（c）交錯(cuò)層理（1）平行層理。平行層理的層理面與層面相互平行。這種層理主要見于細(xì)粒巖石（黏土巖、粉細(xì)砂巖等）中。平行層理是在沉積環(huán)境比較穩(wěn)定的條件下（如廣闊的海洋和湖底、河流的堤岸帶等），從懸浮物或溶液中緩慢沉積而形成的。（2）斜交層理。斜交層理的層理面向一個(gè)方向與層面斜交。這種層理在河流及濱海三角洲的沉積物中均可見到，主要是由單向水流所造成的。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征（3）交錯(cuò)層理。交錯(cuò)層理的層理面以多組不同方向與層面斜交。交錯(cuò)層理經(jīng)常出現(xiàn)在風(fēng)成沉積物（如沙丘）或淺海沉積物中，是由于風(fēng)向或水流動(dòng)方向變化而形成的。有些巖層一端厚，另一端逐漸變薄以至消失，這種現(xiàn)象稱為尖滅層。若巖層中間厚，而在兩端不遠(yuǎn)處的距離內(nèi)尖滅，則稱為透鏡體，如圖所示。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征2.層面構(gòu)造層面構(gòu)造指在巖層層面上由于水流、風(fēng)、生物活動(dòng)等作用留下的痕跡，如波痕、泥裂、雨痕等。（1）波痕。波痕是指沉積物在沉積過程中，由于風(fēng)力、流水或海浪等的作用，在沉積巖層面上保留下來的波浪痕跡，它是沉積介質(zhì)動(dòng)蕩的標(biāo)志，見于巖層頂面，如圖所示。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征1—風(fēng)成波痕；2—水流波痕；3—浪成波痕（2）泥裂。濱?；?yàn)I湖地帶沉積物未固結(jié)時(shí)露出地表，由于氣候干燥、日曬，沉積物表面干裂，發(fā)育成多邊形的裂縫，裂縫斷面呈“V”字形，并為后期泥、砂等填充，如圖所示。（3）雨痕、雹痕。雨痕、雹痕是沉積表面受雨點(diǎn)或冰雹打擊留下的痕跡。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征3.結(jié)核結(jié)核是指巖體中成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和顏色等不同于周圍巖石的某些集合體的團(tuán)塊。結(jié)核常為圓球形、橢球形、透鏡狀及不規(guī)則形態(tài)，常見有硅質(zhì)、鈣質(zhì)、磷質(zhì)、鐵錳質(zhì)和黃鐵礦結(jié)核等。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征例如，石灰?guī)r中的燧石結(jié)核，主要是SiO2在沉積物沉積的同時(shí)以膠體凝聚方式形成的；黃土中的鈣質(zhì)結(jié)核，是地下水從沉積物中溶解CaCO3后在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)再結(jié)晶凝聚形成的。4.生物構(gòu)造生物構(gòu)造是指生物遺體、生物活動(dòng)痕跡和生態(tài)特征等在沉積過程中被埋藏、固結(jié)成巖而保留的構(gòu)造，如化石、蟲跡、蟲孔、生物礁體、疊層構(gòu)造等。在沉積過程中，若有各種生物遺體或遺跡（如動(dòng)物的骨骼、甲殼、蛋卵、糞便、足跡及植物的根、莖、葉等）埋藏于沉積物中，后經(jīng)石化交代作用保留在巖石中，則稱為化石，如圖所示。根據(jù)化石種類可以確定巖石形成的環(huán)境和地質(zhì)年代。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征

(a)雷氏三葉蟲（b）鱗木此外，縫合線等也是沉積巖形成條件的反映?；⒖p合線等不僅對研究沉積巖很重要，而且對研究地史和古地理也有重要意義。2.3.4沉積巖的構(gòu)造和特征由于沉積巖的形成過程比較復(fù)雜，目前對沉積巖的分類方法尚不統(tǒng)一。通常主要是以沉積造巖物質(zhì)的來源劃分基本類型，而以沉積作用方式、成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等進(jìn)行進(jìn)一步劃分，將沉積巖分為火山碎屑巖、陸源沉積巖和內(nèi)源沉積巖三大類（見表，續(xù)表見下頁）。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖在各種沉積巖中，分布最廣、最常見的只有三種，即頁巖、砂巖和石灰?guī)r。這三種巖石約占全部沉積巖總量的99%。此外，在地表?？梢姷缴?、礫石、卵石和黏土等松散沉積物。1.碎屑巖類碎屑巖以具有礦物巖石的碎屑顆粒為特征。沉積的碎屑（在搬運(yùn)過程中被不同程度磨圓）與黏土主要是柔軟而飽和水分的泥、砂、礫石，由于它們不斷地沉積疊加，使先沉積的物質(zhì)埋藏于后來沉積層之下，由此壓實(shí)，水分被擠出，并產(chǎn)生一定的化學(xué)變化，使泥、砂和礫石經(jīng)膠結(jié)、固結(jié)作用而成巖。根據(jù)碎屑顆粒粒徑和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為以下幾種：2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖（1）礫巖和角礫巖。碎屑巖中粒徑大于2mm的碎屑顆粒，稱為礫石或角礫。圓狀和次圓狀且礫石含量大于50%的巖石，稱為礫巖；如果礫石為棱角狀或次棱角狀，則稱為角礫巖，如圖所示。礫巖和角礫巖主要由巖屑組成，礦物成分多為石英、燧石，膠結(jié)物有硅質(zhì)（成分為SiO2）、泥質(zhì)（成分為黏土礦物）、鈣質(zhì)（成分為Ca、Mg的碳酸鹽）或其他化學(xué)沉淀物。膠結(jié)物的成分與膠結(jié)類型對礫巖的物理力學(xué)性質(zhì)有很大影響，若為基底膠結(jié)類型，且膠結(jié)物為硅質(zhì)或鐵質(zhì)的礫巖，其抗壓強(qiáng)度可達(dá)200MPa以上，是良好的建筑物地基。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖(a)礫巖（b）角礫巖（2）砂巖。砂巖是由50%以上粒徑為0.05～2mm的砂粒膠結(jié)而成的巖石，如圖所示。碎屑成分常為石英、長石、白云母、巖屑及生物碎屑等。碎屑顏色多樣，因砂屑與填隙物成分而異。碎屑按粒徑大小可分為粗粒、中粒及細(xì)粒砂巖等。砂巖的定名通常根據(jù)碎屑成分、膠結(jié)物和基質(zhì)成分來命名，如碎屑主要為粗粒石英，其次為巖屑，基質(zhì)為黏土質(zhì)，則可稱為粗粒黏土質(zhì)巖屑石英砂巖；也可以僅根據(jù)顏色命名，如紫紅色砂巖、灰綠色砂巖等。砂巖中膠結(jié)物成分和膠結(jié)類型不同，抗壓強(qiáng)度也不同。例如，硅質(zhì)砂巖抗壓強(qiáng)度為80～200MPa；泥質(zhì)砂巖抗壓強(qiáng)度較低，為40～50MPa或更低。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖（3）粉砂巖。粉砂巖是由50%以上粒徑為0.005～0.05mm的顆粒組成的具有粉砂狀結(jié)構(gòu)的巖石。粉砂巖的顏色多樣，碎屑成分常為石英及少量長石與白云母，命名方法和砂巖一樣。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖2.黏土巖類黏土巖主要是指由粒徑小于0.005mm的顆粒組成的、含大量黏土礦物的巖石。此外，黏土巖還含有少量的石英、長石、云母。（1）泥巖。泥巖是由弱固結(jié)的黏土經(jīng)脫水、固結(jié)而形成的。泥巖層理不明顯，常呈厚層狀、塊狀，具有泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。泥巖的強(qiáng)度較低，一般干試樣的抗壓強(qiáng)度為5～35MPa，遇水易泥化，強(qiáng)度顯著降低。黏土巖一般都具有可塑性、吸水性、耐火性，有重要的工程意義。主要的黏土巖有兩種，即泥巖和頁巖。（2）頁巖。頁巖顏色不一，多呈灰色、黑色和棕色。頁巖的成分、成因雖同泥巖，但因其具有明顯的頁片狀層理，故稱為頁巖。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖頁巖（見下圖）具有泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、頁理構(gòu)造，硬度低，致密，不透水。頁巖由于基本不透水，通常被作為隔水層。但頁巖性質(zhì)軟弱，抗壓強(qiáng)度一般為20～70MPa或更低，浸水后強(qiáng)度顯著降低，抗滑穩(wěn)定性差。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖3.化學(xué)巖和生物化學(xué)巖類（1）石灰?guī)r。石灰?guī)r簡稱灰?guī)r，顏色多為深灰、淺灰。質(zhì)地純凈的灰?guī)r呈白色，主要化學(xué)成分為碳酸鈣，礦物成分以結(jié)晶的細(xì)粒方解石為主，其次含少量白云石等礦物，具有致密塊狀或?qū)永順?gòu)造、化學(xué)結(jié)構(gòu)。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖另外，由于沉積環(huán)境的不同，常形成一些特殊結(jié)構(gòu)的石灰?guī)r，如鮞狀、竹葉狀、豆?fàn)畹然規(guī)r。石灰?guī)r一般遇酸起泡劇烈，抗壓強(qiáng)度為40～80MPa。石灰?guī)r具有可溶性，易被地下水溶蝕，形成寬大的裂隙和溶洞，是地下水的良好通道。此外，石灰?guī)r還是燒制石灰、水泥的重要原材料，也是用途很廣的建筑石材。（2）白云巖。白云巖主要由白云石組成，顏色多為灰白色、淺灰色，含泥質(zhì)時(shí)呈淺黃色，具有隱晶質(zhì)或細(xì)晶粒狀結(jié)構(gòu)。白云巖與石灰?guī)r的外貌很相似，其硬度和耐風(fēng)化程度較石灰?guī)r略大。但白云巖加冷稀鹽酸不起泡或微弱起泡，在野外露頭上常以許多縱橫交叉似刀砍狀的溶溝為其特征，純白云巖可作為耐火材料。（3）泥灰?guī)r。石灰?guī)r中均含有一定數(shù)量的黏土礦物，若其含量為25%～50%，則稱為泥灰?guī)r。泥灰?guī)r有灰色、黃色、褐色、紅色等，滴鹽酸起泡后留有泥質(zhì)斑點(diǎn)，可以此來區(qū)別它與石灰?guī)r。泥灰?guī)r具有致密結(jié)構(gòu)，易風(fēng)化，抗壓強(qiáng)度低，一般為6～30MPa。較好的泥灰?guī)r可作為水泥原料。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖（4）硅質(zhì)巖。硅質(zhì)巖常為紅色、暗紅色、灰綠色等。其化學(xué)成分為SiO2，組成礦物為微晶石英或玉髓，少數(shù)情況下為蛋白石。含有機(jī)質(zhì)的硅質(zhì)巖為灰黑色，富含氧化鐵的硅質(zhì)巖稱為碧玉，呈結(jié)核狀產(chǎn)出者稱為燧石結(jié)核，少數(shù)質(zhì)輕多孔的硅質(zhì)巖稱為硅華，具有不同顏色的同心圓環(huán)帶狀構(gòu)造者稱為瑪瑙。2.3.5沉積巖的分類及主要沉積巖04變質(zhì)巖變質(zhì)巖為組成地殼三大巖類之一，是地質(zhì)科學(xué)研究的重點(diǎn)之一。變質(zhì)巖含有遠(yuǎn)古代地球演化的歷史痕跡，是研究地球演化的重要對象，很多寶石、漢白玉等都屬于變質(zhì)巖。由于變質(zhì)巖中具有一些片理構(gòu)造的巖石，因此在工程建設(shè)中屬于軟弱地帶，應(yīng)予以重視。2.4變質(zhì)巖這種使巖石發(fā)生質(zhì)的變化的過程，稱為變質(zhì)作用。變質(zhì)巖占地殼總體積的27.4%，但在地球表面分布范圍較小，也不均勻。地史中（寒武紀(jì)以前）較古老的巖石大都是變質(zhì)巖。隨著地殼的不斷演化，巖石所處的地質(zhì)環(huán)境也在不斷改變，為了適應(yīng)新的地質(zhì)環(huán)境和物理化學(xué)條件的變化，其礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造都會(huì)發(fā)生一系列改變。地殼內(nèi)部原有的巖石(巖漿巖、沉積巖和原有變質(zhì)巖)由于受到高溫、高壓及化學(xué)成分加入的影響，改變了原有礦物的成分結(jié)構(gòu)和構(gòu)造而形成的新巖石，稱為變質(zhì)巖。2.4變質(zhì)巖引起變質(zhì)作用的因素有溫度、壓力及化學(xué)活動(dòng)性流體。變質(zhì)溫度的基本來源包括地殼深處的高溫、巖漿及地殼巖石斷裂錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的高溫等。引起巖石變質(zhì)的壓力包括上覆巖石重量引起的靜壓力、侵入巖體空隙中的流體所形成的壓力以及地殼運(yùn)動(dòng)或巖漿活動(dòng)產(chǎn)生的定向壓力?；瘜W(xué)活動(dòng)性流體則是以巖漿、H2O、CO2為主，其次還包含其他一些易揮發(fā)、易流動(dòng)物質(zhì)的流體。根據(jù)變質(zhì)作用的地質(zhì)成因和變質(zhì)作用因素，可將變質(zhì)作用分為以下幾種類型，如圖2-31和圖2-32所示。（圖見下頁）2.4.1變質(zhì)作用的因素及類型2.4.1變質(zhì)作用的因素及類型圖2-31變質(zhì)作用2.4.1變質(zhì)作用的因素及類型圖2-32變質(zhì)作用類型示意1—?jiǎng)恿ψ冑|(zhì)作用；2—熱接觸變質(zhì)作用；

3—接觸交代變質(zhì)作用；4—區(qū)域變質(zhì)作用；Ⅰ—巖漿巖；Ⅱ—沉積巖1.接觸變質(zhì)作用接觸變質(zhì)作用是指當(dāng)巖漿侵入圍巖時(shí)，在侵入體與圍巖的接觸帶，受到巖漿高溫及其分異出來的揮發(fā)成分及熱液的影響而發(fā)生的一種變質(zhì)作用。根據(jù)變質(zhì)過程中侵入體與圍巖間有無化學(xué)成分的相互交代，接觸變質(zhì)作用可分為熱接觸變質(zhì)作用和接觸交代變質(zhì)作用兩種類型。2.4.1變質(zhì)作用的因素及類型（1）熱接觸變質(zhì)作用。熱接觸變質(zhì)作用也稱熱力變質(zhì)作用，是指由于巖漿侵入體釋放的熱能使接觸帶附近圍巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等發(fā)生變化的一種變質(zhì)作用。這種作用主要表現(xiàn)為原巖成分經(jīng)重結(jié)晶產(chǎn)生新的礦物組合和新的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，而化學(xué)成分基本上沒有發(fā)生變化，如石灰?guī)r變?yōu)榇罄韼r、砂巖變?yōu)槭⑸皫r等。（2）接觸交代變質(zhì)作用。接觸交代變質(zhì)作用是指由于巖漿成分結(jié)晶晚期析出的大量揮發(fā)成分和熱液，通過交代作用，使接觸帶附近的侵入體與圍巖在巖性和化學(xué)成分上均發(fā)生變化的一種變質(zhì)作用。這種作用與熱接觸變質(zhì)作用的區(qū)別在于，圍巖溫度升高的同時(shí)還有化學(xué)成分的進(jìn)入和帶出。接觸交代變質(zhì)作用主要發(fā)生在酸性、中性侵入體與石灰?guī)r的接觸帶，而且往往產(chǎn)生矽卡巖。2.4.1變質(zhì)作用的因素及類型2.動(dòng)力變質(zhì)作用在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程中，巖石在定向壓力作用下而發(fā)生的變形、破碎甚至重結(jié)晶的作用，稱為動(dòng)力變質(zhì)作用。動(dòng)力變質(zhì)作用主要發(fā)生在地殼較淺的部位、構(gòu)造變形強(qiáng)烈的斷裂帶附近，多呈狹長帶狀分布。2.4.1變質(zhì)作用的因素及類型3.區(qū)域變質(zhì)作用在一個(gè)范圍較大的區(qū)域內(nèi)，由于區(qū)域性的地殼運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)影響而引起巖石發(fā)生變質(zhì)的作用，稱為區(qū)域變質(zhì)作用。區(qū)域變質(zhì)作用一般分布范圍廣，延續(xù)時(shí)間長，具有區(qū)域性。在山東泰山、山西五臺(tái)山、河南嵩山等地分布的古老變質(zhì)巖都是由區(qū)域變質(zhì)作用形成的。區(qū)域變質(zhì)巖的巖性在很大范圍內(nèi)比較均一，其強(qiáng)度決定于巖石本身的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦物成分。由于變質(zhì)作用一般不改變原生巖石的產(chǎn)狀，因此產(chǎn)狀不能作為變質(zhì)巖的特征。但是如果受到強(qiáng)烈的擠壓，原生巖石的產(chǎn)狀也可能發(fā)生某些變化，如原生巖體在壓力作用方向上受到強(qiáng)烈的壓縮等。2.4.1變質(zhì)作用的因素及類型2.4.2變質(zhì)巖的物質(zhì)成分1.變質(zhì)巖的化學(xué)成分變質(zhì)巖的化學(xué)成分比較復(fù)雜，主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2及TiO2、P2O5等組成。但不同的變質(zhì)巖其化學(xué)成分差別較大，如石英巖中SiO2的含量高達(dá)90%，而在大理巖中幾乎不含SiO2。2.變質(zhì)巖的礦物成分變質(zhì)巖礦物成分的最大特征是具有變質(zhì)礦物，即在變質(zhì)作用中形成的，僅穩(wěn)定存在于很狹窄的溫度和壓力范圍內(nèi)的礦物。有時(shí)綠泥石、絹云母、剛玉、蛇紋石和石墨等礦物在變質(zhì)巖中大量出現(xiàn)，這也是變質(zhì)巖的一個(gè)鑒定特征。同時(shí)，這些礦物具有變質(zhì)分帶指示作用，如綠泥石、絹云母多出現(xiàn)在淺變質(zhì)帶，藍(lán)晶石存在于中變質(zhì)帶，而硅線石則存在于深變質(zhì)帶中，因此把這類礦物稱為標(biāo)準(zhǔn)變質(zhì)礦物。變質(zhì)礦物對外界條件的變化反應(yīng)很靈敏，所以常常成為變質(zhì)巖形成條件的指示礦物，是鑒定變質(zhì)巖的可靠依據(jù)。常見的變質(zhì)礦物有石榴子石、紅柱石、滑石、石墨、十字石、藍(lán)晶石、硅線石等。除變質(zhì)礦物外，變質(zhì)巖的主要造巖礦物是石英、長石、云母、普通角閃石、普通輝石、橄欖石、磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、磷灰石、方解石、白云石等與巖漿巖和沉積巖共有的礦物。2.4.2變質(zhì)巖的物質(zhì)成分（4）沉積作用。沉積作用是指被各種外動(dòng)力搬運(yùn)的物質(zhì)在適當(dāng)環(huán)境下發(fā)生沉積，形成松散沉積物的作用。（5）硬結(jié)成巖作用。硬結(jié)成巖作用是指松散沉積物固結(jié)成巖石的作用。（2）剝蝕作用。剝蝕作用是指地面流水、地下水等各種外動(dòng)力在運(yùn)動(dòng)過程中對地殼表層造成破壞并將風(fēng)化物剝離原地的作用。（3）搬運(yùn)作用。搬運(yùn)作用是指剝蝕下來的物質(zhì)被各種外動(dòng)力遷移至他處的作用。2.4.3變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)按成因可分為變晶結(jié)構(gòu)、變余結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)。1.變晶結(jié)構(gòu)變晶結(jié)構(gòu)是指巖石在變質(zhì)過程中經(jīng)重結(jié)晶或重新組合而形成的結(jié)構(gòu)。變晶結(jié)構(gòu)按礦物的粒度分為等粒變晶結(jié)構(gòu)（見圖）、不等粒變晶結(jié)構(gòu)及斑狀變晶結(jié)構(gòu)；按礦物顆粒的形狀分為粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)和纖維狀變晶結(jié)構(gòu)等。2.4.3變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)1—黑云母；2—角閃石；3—斜長石2.變余結(jié)構(gòu)變余結(jié)構(gòu)又稱殘余結(jié)構(gòu)，由于其變質(zhì)重結(jié)晶作用不徹底，因此還保留著原巖的礦物成分和結(jié)構(gòu)特征。例如，泥質(zhì)砂巖變質(zhì)時(shí)，泥質(zhì)膠結(jié)物變成絹云母和綠泥石，而其中的碎屑物質(zhì)（如石英）不發(fā)生變化，便形成了變余砂狀結(jié)構(gòu)。還有其他的變余結(jié)構(gòu)，如與巖漿巖有關(guān)的變余斑狀結(jié)構(gòu)、變余花崗結(jié)構(gòu)等。其命名只要在原巖的結(jié)構(gòu)名稱前加上“變余”兩字即可。2.4.3變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)3.碎裂結(jié)構(gòu)碎裂結(jié)構(gòu)是指在定向壓力的作用下，原巖及其中的礦物發(fā)生彎曲變形、破裂，甚至粉碎后又被膠結(jié)起來的一種結(jié)構(gòu)，如糜棱巖、碎裂巖、角礫巖。變質(zhì)巖的構(gòu)造與巖漿巖及沉積巖有著顯著的區(qū)別，它是鑒定變質(zhì)巖的可靠特征。在大多數(shù)情況下，構(gòu)成變質(zhì)巖的片狀、針狀或柱狀礦物在定向壓力作用下呈連續(xù)的或斷續(xù)的平行排列，沿此排列方向易使巖石裂開成薄片，這種特性稱為片理。裂開的面稱為片理面。片理延伸不遠(yuǎn)，片理面可以是平的、彎曲的或波狀的，并且平滑光亮，據(jù)此可與沉積巖的層理及層理面相區(qū)別。2.4