岩石矿物成分及组成

岩石矿物成分及组成 岩石矿物成分及组成 地壳中的各种化学元素，在各种地质作用下不断进行化合，形成各种矿物。绝大部分矿物具有晶体结构，只有一小部分矿物属于胶体矿物。 矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一，是构成地壳岩石的物质基础。自然界里的矿物很多，大约有3000种，但最常见的只有五六十种，至于构成岩石主要成分的只不过二三十种。组成岩石主要成分的矿物，称造岩矿物。它们共占地壳重量的99％。各种矿物都具有一定的外特征——形态和物理性质，可以作为鉴别矿物的依据。 一、常见矿物的认识 1.自然元素矿物：自然金——石墨——自然铜——自然硫 2.硫化物矿物：黄铁矿——辰砂——闪锌矿——黄铜矿——方铅矿 3.氧化物和氢氧化物矿物：赤铁矿——磁铁矿——石英——软锰矿——褐铁矿 4.硅酸盐类矿物：橄榄石——正长石——石棉——蛇纹石——红柱石——云母——普通辉石——绿泥石——斜长石——石榴子石——滑石——普通角闪石——高岭石 5.碳酸盐类矿物：方解石——白云石——孔雀石——蓝铜矿 6.硫酸盐类矿物：重晶石——石膏 7.磷酸盐类矿物：磷灰石——磷氯铅矿 8.卤化物类矿物：萤石——石盐——钾盐——冰晶石——氯铜矿 9.其他矿物：硼砂——钨锰铁矿 二、常见岩石的认识 1.火成岩（岩浆岩）： 火成岩或称岩浆岩，是指岩冷却后（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。现在已经发现700多种岩浆岩，大部分是在地壳里面的岩石。常见的岩浆岩有花岗岩、安山岩及玄武岩等。一般来说，岩浆岩易出现于板块交界地带的火山区。 由岩浆凝结形成的岩石称为岩浆岩。主要由硅酸盐矿物组成，含微量磁铁矿。组成岩浆岩的矿物主要为长石、石英、黑云母、角闪石、辉石和橄榄石。组成岩浆岩的元素主要是氧、硅、铝、铁、钾、钠八种元素。占98%，其余许多元素总量不超过2%。按岩石中SiO2含量分为： 酸性岩浆岩SiO2含量大于65%，以浅色矿物为主； 中性岩浆岩SiO2含量52%-65%，一般浅色矿物多于或等于暗色矿物； 基性岩浆岩SiO2含量45%-52%，一般暗色矿物多于或等于浅色矿物； 超基性岩浆岩SiO2含量小于45%，浅色矿物极少或无.? 随着SiO2含量减少，钾、钠一般也相应减少，而镁、铁、钙则相应增高。少数岩浆岩钾、钠含量特高，称碱性岩，大多数与中性岩SiO2含量相当。 按照岩浆岩产状，岩浆岩喷出地表后冷凝形成的岩石为喷出岩；未喷出地表，在地下一定深处冷凝固结形成的岩石，为侵入岩。 最常见岩石：花岗岩——正长岩——闪长岩——致密长石——安山岩——辉绿岩——辉长岩——玄武岩——橄榄岩 2.沉积岩（水成岩）： 沉积岩，又称为水成岩，是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的80%。相较于火成岩及变质岩，沉积岩中的化石所受破坏较少，也较易完整保存，因此对考古学来说是十分重要的研究目标。　 沉积岩来自于岩石和有机物的碎片，叫做沉积物，在百万年期间积聚成堆。这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。像沙，盐，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。 沉积岩是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运、沉积及其沉积后作用而形成的一类岩石。 最常见岩石：砾岩——角砾岩——石灰岩——砂岩——粉砂岩——页岩——白云岩——燧石（硅质岩） 3.变质岩： 变质岩是在高温高压和矿物质的混合作用下由一种岩石自然变质成的另一种岩石。质变可能是重结晶、纹理改变或颜色改变。 变质岩是在地球内力作用，引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下，发生物质成分的迁移和重结晶，形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石。 变质岩是组成地壳的主要成分，一般变质岩是在地下深处的高温（要大于150℃）高压下产生的，后来由于地壳运动而出露地表。 一般变质岩分为两大类，一类是变质作用作用于岩浆岩（即：火成岩），形成的变质岩成为正变质岩；另一类是作用于沉积岩，生成的变质岩为副变质岩。 大面积变质的岩石为区域性的，但也有局部性的，局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩石的变质称为接触变质岩；如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为动力变质岩。 原岩受变质作用的程度不同，变质情况也不同，一般分为低级变质、中级和高级变质。变质级别越高，变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下，形成板岩；在中级变质时形成云母片岩；在高级变质作用下形成片麻岩。 岩石在变质过程中形成新的矿物，所以变质过程也是一种重要的成矿过程，中国鞍山的铁矿就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩，这种铁矿占全世界铁矿储量的70%。此外如锰钴铀共生矿、金铀共生矿、云母矿、石墨矿、石棉矿都是变质作用造成的。 变质岩是组成地壳的主要岩石类型之一。在变质作用中，由于温度、压力、应力和具有化学活动性流体的影响，在基本保持固态条件下,原岩的化学成分、成分和结构构造发生不同程度的变化。变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造(如片理、片麻理等)和由变质作用形成的特征变质矿物如蓝晶石、红柱石、矽线石、石榴石、硬绿泥石、绿帘石、蓝闪石等。 最常见岩石：大理岩——板岩——片岩——片麻岩——石英岩——蛇纹岩——闪岩 硅质岩 一、概述 硅质岩，即沉积岩中以二氧化硅为主要成分的岩石。也称燧石岩。其主要矿物成分是自生石英、玉髓和蛋白石。硅质岩分为3类：①生物硅质岩，②化学硅质岩，③凝灰硅质岩。 ①生物硅质岩 如由放射虫球状体堆积而成的放射虫硅质岩；主要由硅质海绵骨针堆积并由化学沉淀的SiO2胶结形成的海绵硅质岩；主要由硅藻组成，并由粘土质充填或混杂胶结而成的硅藻土。放射虫硅质岩又可分两大类,一类是地槽型放射虫硅质岩,与深海洋壳型蛇绿岩、混杂岩共生，在中国西藏的三叠系—侏罗系、新疆的寒武系—奥陶系和内蒙的泥盆系中都有这类放射虫硅质岩;另一类是地台型放射虫硅质岩,与浅海碳酸盐岩和碎屑岩共生，出现在地台的裂陷带，在中国广东下二叠统的当冲组和江浙一带的鸡山组都有这类放射虫硅质岩。硅藻土在陆相湖泊中沉积较丰富，在中国的山东、吉林和云南等地，有多处第三纪沉积的硅藻土矿床。 ②化学硅质岩 由沉积的或交代碳酸盐或其他矿物的SiO2为主要成分的岩石，质地坚硬，一般称为燧石岩。含氧化铁杂质的,称铁质碧玉岩,常呈红色、绿色或黄色；含有机炭的，称炭质碧玉岩，常呈黑色；燧石岩和碧玉岩在元古宙的地层中经常出现。 ③凝灰硅质岩 由脱玻化玻屑为主要造岩成分的蛋白石岩，又称瓷土岩。其中蛋白石呈超显微状球体集聚状，孔隙多，质地较轻，含少量粘土成分，是火山灰沉积在湖、海中改造而成的一种特殊的硅质岩。凝灰硅质岩或瓷土岩常出现在中生代以后的地层中，例如在黑龙江、嫩江一带有其分布。 硅质岩的用途随其成分和结构特征不同而异。如洁白纯净的硅质岩可作为玻璃原料；含硅藻丰富的硅藻土可用作滤清材料或隔音材料；颜色光泽美丽的碧玉岩可做宝石或雕刻工艺品的原料；瓷土岩可做轻体建筑的原料等。 硅质岩是指由化学作用、生物化学作用和某些火山作用所形成的，富含SiO2（70—90%）的岩石。不包括主要由机械沉积作用所形成的石英砂岩和沉积石英砂岩，虽然有时它们的SiO2含量在90%以上。 硅质岩的矿物成分主要有非晶质的蛋白石（SiO2·nH2O，为凝胶体）、隐晶质的玉髓（又叫石髓，成分为SiO2·2H2O）及结晶质的自生石英（SiO2）。此外，还有泥岩矿物，碳酸盐矿物及氧化铁等。 硅质岩的结构有非晶质结构、隐晶质结构，有时呈微晶、鲕状、内碎屑及生物结构。常呈薄层状、透镜状及结核状产出。岩石多呈黑灰色，少数呈白色或红色。岩性坚硬、性脆，化学性质稳定，不易风化。 硅质岩的分布较广，在沉积岩中仅次于粘土岩、碎屑岩和碳酸盐岩，而位居第四位。 硅质岩按成因可分为三类： 1.生物成因的  硅藻土、海绵岩、放射虫岩、板状硅藻土、蛋白岩、藻叠层硅岩等。 2.非生物成因的  碧玉岩、燧石岩、硅华等。他们可以是化学成因的、也可能是次生交代形成的、或与火山作用有关。 3.机械成因的  鲕粒硅岩、球粒硅岩、内碎屑硅岩等。 以上这些类型中，以燧石岩最常见，碧玉岩次之，其他各类岩石在古代沉积中少见，多为现代或新生代的沉积。 二、硅质岩主要类型 1.硅藻土，硅藻土主要由硅藻遗体组成，硅藻壳主要由蛋白石组成，个体很小，为0.002—0.15mm。硅藻土呈白色或浅黄色，轻而软，比重0.4—0.9。孔隙度大，可达90—92%，吸收性强。一般不显层理，有时可见薄水平层理。 硅藻土多分布于两极和中纬度地区的现代海岸，地史中多见于第三系、第四系和白垩系中，我国山东、吉林、湖南等地有产。 2.海绵岩，由50%以上的硅质海绵生物遗体组成其中主要是硅质海绵骨针。其矿物成分主要是蛋白石，有时为玉髓，硅质骨针间的胶结物也为硅质矿物（蛋白石、玉髓等）。黔西下石炭统就有硅质海绵骨针岩，部分骨针菱铁矿化。 3.放射虫岩，由50%以上的硅质放射虫介壳组成，还可混入其他生物。矿物成分为蛋白石，常混有粘土矿物等，有时见有方解石、海绿石等。我国西藏雅鲁藏布江蛇绿岩套中有放射虫硅质岩分布。 4.碧玉岩，主要由玉髓和自生石英组成，常含氧化铁、有机质等混入物，故易成各种色彩。碧玉岩多为隐晶结构，岩石致密坚硬，具贝克断口状。多分布于地槽区，常与火山岩伴生，成巨厚层（数百米以上），称碧玉岩建造。其成岩与海底火山喷发有关，是由火山喷发出的SiO2沉淀而成。如我国鞍山地区有前震旦系是碧玉铁质岩建造、甘肃白银场铜矿有火山硅质岩—细碧角斑岩建造。 5.燧石岩（或称燧石），这是一种最常见、最重要的硅质岩，主要由玉髓、沉积石英和蛋白石组成。是一种致密坚硬具贝壳状断口的岩石。颜色多为黑色、灰色。常呈层状、条带状、凸镜状或结核状产出，按产状不同分两类： 1）层状燧石岩，呈薄层状，单层厚度很小，但燧石岩层的总厚度可以很大，可达数十米至数百米。它常与含磷或含锰的泥质岩和碳酸盐岩共生。多半是地台区浅海条件下的胶体化学沉淀的产物。按岩石的结构构造可分为两类： （1）块状燧石，微晶或隐晶结构，致密块状构造。由隐晶或微晶的玉髓及少量细晶组成，有时混入有黄铁矿、氧化铁及粘土等。块状燧石岩是原生胶体化学沉淀的、分布较广的硅质岩，我国南方震旦系、寒武系、下二叠统中均有块状燧石岩分布。 （2）鲕状燧石，具鲕状或肾状结构，块状构造，有的能见到水平层理或交错层理。鲕粒由隐晶及细晶的玉髓和石英组成，鲕心常有碎屑石英，鲕粒边缘含粘土质及氧化铁较多。胶结物也为石英或栉壳状玉髓围绕鲕粒生长。在云南昭通下石炭统的煤系中有产。 2）结核状燧石岩，即一般叫的燧石结核，常产于碳酸盐岩中，也可产于泥质岩中，而且往往沿一定层位分布。燧石结核与围岩的接触界线清楚，它可切穿围岩的层理（后生的），或只切穿部分层理，部分层理绕结核而过（成岩的），或层理环绕结核而过（同生的）。 燧石结核的形状复杂，有球状、卵状、棒状、盘状、葫芦状及不规则状。结核的大小不一，从1mm至1—2m都有，一般为5—15cm。结核通常顺层分布，排列成串珠状，也可切穿层理。燧石结核多为成岩后生阶段交代形成的。 燧石结核在我国古生代地层中有广泛分布，如二叠系、石炭系等。 三、硅质岩的用途 硅质岩的用途有多种：硅藻土因其孔隙多，具有极强的吸附能力和良好的隔热、隔音性能，因此，工业上常用作漂白剂、吸收剂（如过滤清洁啤酒、酱油等）和隔热隔音材料；燧石因其硬度高，常用作研磨材料（如作釉石）；碧玉岩可作细工石料，色泽美丽者可作宝石。 碧玉岩和燧石岩致密坚硬，孔隙度很小，故含水性能差，工程性很好。但因其性脆、节理裂隙较发育，因此具有一定的透水性，其抗压强度也因裂隙发育而降低。这些特点均应引起注意。 岩石的分类及特征 分类 成因 名称 特征 火成岩 （岩浆岩） 火山爆发喷出的熔岩，冷却固化形成的岩石 花岗岩 1.​ 岩石的颜色呈灰白色、粉红色或肉红色。 2.​ 主要矿物有石英、正长石、白云母与黑云母。 安山岩 1.​ 岩石有红、绿、黑、灰、白等各种颜色。 2.​ 主要矿物有长石、角闪石、辉石与黑云母。 玄武岩 1.​ 颜色呈墨绿色，岩石中常有圆形气孔。 2.​ 主要矿物有方解石、斜长石。 沈积岩 （水成岩） 主要是由河流携带大量泥砂等物质流入海中，再一层层地沈积在海底。 砾岩 1.​ 砾岩的颗粒较粗，颗粒大于2公厘称为砾岩。 2.​ 外观颜色呈土黄色 砂岩 1.​ 砂岩中主要的矿物为石英，颗粒比砾岩细。 2.​ 颜色为土黄色。 页岩 1.​ 页岩颗粒非常细，触摸时没有颗粒感。 2.​ 页岩中的矿物无法用肉眼辨识。 变质岩 （水成岩） 沈积岩或火成岩受到高温或高压的影响，产生原来成分或结构的改变而成。 板岩 1.​ 岩石中具有节理面构造，风化或敲击后呈板状剥落。 2.​ 颜色呈黑色或灰黑色，在阳光照射下节理面会闪闪发亮。 大理岩 1.​ 颜色为白色、灰色或黑色。 2.​ 大理岩的矿物组成就只有方解石。