工程地质三大岩类
A. 跪求工程地质中三大岩类的工程地质性质!!!
1、沉积岩
沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后形成的岩石。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程,然后在合适的环境中沉积下来,经过漫长的压实作用,石化成坚硬的沉积岩。
沉积岩依照沈积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩.沉积岩的形成 1.风化侵蚀:在河流上的大石头,经年累月被侵蚀风化,逐渐崩解成小的沙泥、碎屑。 2.搬运:这些碎屑被水流从上游搬运到下游。 3.堆积:下游流速减缓,搬运力减小,岩石碎屑便沉积下来。 4.压密:新的沉积物压在旧的沉积物上,时间久了,底下的沉积物被压得较紧实。 5.胶结:地下水经过沉积物的孔隙,带来的矿物质填满孔隙,使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起,形成沉积岩。 6.露出:堆积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面,露出地表。
2、岩浆岩
岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大,因此,它的特点也与沉积岩明显不同。
岩浆岩又分安山岩、玄武岩、花岗岩。 由地底岩浆冷却凝固形成,由于岩浆成分和冷却凝固方式不同,便形成不同的火成岩。岩浆岩的形成: 1.安山岩:岩浆藉由火山口喷发出地面,快速冷却形成的。 2.玄武岩:岩浆经由缓和喷发漫流而出,逐渐冷凝形成的。 3.花岗岩:岩浆并不喷出地面,而是在地底下慢慢冷却形成的。
3、变质岩
在地壳形成和发展过程中,早先形成的岩石,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,而形成一种新的岩石,这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。
变质岩又分:板岩、片岩、片麻岩、大理岩。 变质岩的形成:1.为变质前的岩层:由于沉积或火山作用,堆积出一层层岩层。 2.挤压岩层:在强大挤压和摩擦力之下,产生温度和压力,使得深埋在地底下的岩石发生变质作用。 3.变质成新岩石:岩石里零散分布的矿物结晶会呈规矩排列,或生出新矿物来,而变成各种新的变质岩。
B. 说明三大岩类的地质特性上的不同点
1、沉积岩
沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后形成的岩石。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程,然后在合适的环境中沉积下来,经过漫长的压实作用,石化成坚硬的沉积岩。
沉积岩依照沈积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩.沉积岩的形成 1.风化侵蚀:在河流上的大石头,经年累月被侵蚀风化,逐渐崩解成小的沙泥、碎屑。 2.搬运:这些碎屑被水流从上游搬运到下游。 3.堆积:下游流速减缓,搬运力减小,岩石碎屑便沉积下来。 4.压密:新的沉积物压在旧的沉积物上,时间久了,底下的沉积物被压得较紧实。 5.胶结:地下水经过沉积物的孔隙,带来的矿物质填满孔隙,使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起,形成沉积岩。 6.露出:堆积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面,露出地表。
2、岩浆岩
岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大,因此,它的特点也与沉积岩明显不同。
岩浆岩又 分安山岩、玄武岩、花岗岩。 由地底岩浆冷却凝固形成,由于岩浆成分和冷却凝固方式不同,便形成不同的火成岩。岩浆岩的形成: 1.安山岩:岩浆藉由火山口喷发出地面,快速冷却形成的。 2.玄武岩:岩浆经由缓和喷发漫流而出,逐渐冷凝形成的。 3.花岗岩:岩浆并不喷出地面,而是在地底下慢慢冷却形成的。
3、变质岩
在地壳形成和发展过程中,早先形成的岩石,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,而形成一种新的岩石,这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。
变质岩又分:板岩、片岩、片麻岩、大理岩。 变质岩的形成:1.为变质前的岩层:由于沉积或火山作用,堆积出一层层岩层。 2.挤压岩层:在强大挤压和摩擦力之下,产生温度和压力,使得深埋在地底下的岩石发生变质作用。 3.变质成新岩石:岩石里零散分布的矿物结晶会呈规矩排列,或生出新矿物来,而变成各种新的变质岩。
C. 三大岩类具体分类命名
火成岩igneous rock
火成岩是岩浆侵入地壳或喷出地表经冷却固结而成的岩石,又称岩浆岩(magma rock)。
火山岩 volcanic rock
火山岩是由火山作用所形成的各种岩石,既包括熔岩和火山碎屑岩,又包括与火山作用有关的潜火山岩。
侵入岩intrusive rock
是岩浆侵入地壳内冷凝而成的火成岩。由于冷却速度较慢,常为结晶质岩石。侵入岩依其侵入地壳中的部位深浅,分为深成岩(>3km),浅成岩(1.5~3km),和超浅成岩(0.5~1.5km)。
超基性岩 ultrabasic rock
火成岩的一个大类。指化学成分中二氧化硅(SiO2)含量小于45%,同时氧化镁(MgO),氧化铁(FeO)等基性组分含量高的火成岩。
超镁铁质岩 ultramafic rock
指镁铁质矿物(以橄榄石、辉石为主)含量达90%以上的一类火成岩。因此,大多数超镁铁质岩就是超基性岩,反之亦然。但也有例外,如辉石类单矿物岩,镁铁矿物在90%以上,但二氧化硅(SiO2)含量高于45%。所以,它是超镁铁质岩,而不是超基性岩;又如单矿物斜长岩,是由钙的硅铝酸盐矿物组成,二氧化硅(SiO2)含量低于45%,属超基性岩,但不是超镁铁质岩。
基性岩 basic rock
基性岩是火成岩的一个大类。二氧化硅(SiO2)含量为45%~52%。主要矿物成分为辉石、基性斜长石,不含石英或石英含量极少。色深,比重较大。与超基性岩的主要区别除二氧化硅(SiO2)含量外,在矿物成分上含有相当数量的斜长石,而超基性岩则没有或有很少的斜长石。常见的基性深成岩为辉长岩,浅成岩为辉绿岩,喷出岩为玄武岩。
中性岩 intermediate rock
火成岩的一个大类。二氧化硅(SiO2)含量为52%~63%。主要矿物成分为角闪石和中性斜长石,可含少量石英。常见的中性深成岩为闪长岩、石英闪长岩,浅成岩为闪长玢岩,喷出岩为安山岩、英安岩。正长岩、粗面岩从二氧化硅(SiO2)含量看,也可作中性岩一类,但是偏碱性的中性岩。
酸性岩 acid rock
火成岩的一个大类。二氧化硅含量大于63%。色浅。浅色矿物以钾长石、酸性斜长石、石英为主。最特征的是石英大量出现,约占岩石的1/4到1/3。暗色矿物较少,一般为黑云母。常见的酸性深成岩为花岗岩、花岗闪长岩,浅成岩为花岗斑岩,喷出岩为流纹岩和英安岩。
超酸性岩 ultraacid rock
一般指二氧化硅(SiO2)含量大于75%的岩石,代表岩石为白岗岩和某些白云母花岗岩等。几乎不含暗色矿物,浅色矿物主要为碱性长石和石英。
碱性岩 alkalic rock
火成岩的一个大类。含二氧化硅较低而碱质较高。主要矿物成分为碱性长石(微斜长石、正长石、钠长石)、各种副长石(霞石、方钠石、钙霞石等)以及碱性暗色矿物(霓石、霓辉石、钠铁闪石、钠闪石等)。深成岩的代表为霞石正长岩,浅成岩为霞石正长斑岩,喷出岩为响岩。
脉岩 dike rock
指呈脉状产出的火成岩,多属浅成-超浅成侵入岩。根据成分可分为两类:(1)与深成岩成分相似的岩脉(称未分脉岩),如花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、微晶闪长岩等;(2)与深成岩成分差别大的脉岩(称二分脉岩),若以浅色矿物为主,具细晶结构者为细晶岩,具伟晶结构者为伟晶岩;若以暗色矿物为主,具煌斑结构者称煌斑岩。
斑岩 porphyry
斑岩是含碱性长石、副长石或石英斑晶为主的浅成岩和超浅成岩的通称。如花岗斑岩、流纹斑岩等。为避免和浅成岩命名相混,熔岩不使用“斑岩”名称。
玢岩 porphyrite
玢岩是具斑状结构的中-基性浅成岩的超浅成岩的总称。斑晶以斜长石和暗色矿物为主,如闪长玢岩、辉绿玢岩、玄武玢岩等。熔岩不使用这一术语。
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D. 三大岩类地质特性不同点是什么
地球上的岩石千变万化,它是一种或多种矿物的集合体,它是构成地壳的基本部分。按其成因可分为三大类:岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩。
(一)、岩浆岩
岩浆岩又称火成岩,是由地壳下面的岩浆沿地壳薄弱地带上升侵入地壳或喷出地表后冷凝而成的。
岩浆岩的主要特征
岩浆岩是由岩浆直接冷凝形成的岩石,因此,具有反映岩浆冷凝环境和形成过程所留下的特征和痕迹,与沉积岩和变质岩有明显的区别。
(二)、变质岩
地壳中的原岩(包括岩浆岩、沉积岩和已经生成的变质岩),由于地壳运动、岩浆活动等所造成的物理和化学条件的变化,即在高温、高压和化学性活泼的物质(水气、各种挥发性气体和热水溶液)渗入的作用下,在固体状态下改变了原来岩石的结构、构造甚至矿物成分,形成一种新的岩石称为变质岩。变质岩不仅具有自身独特的特点,而且还保存着原来岩石的某些特征。
1、 变质岩的主要特征
1 有的具有片理(片状)构造如片岩;
2 有的呈片麻构造(未形成片状),岩石断面上看到各种矿物成带状或条状等,如花岗片麻岩;
3 有的呈板状构造,颗粒极小,肉眼难辨,如板岩。
(三)、沉积岩
沉积岩,又称为水成岩,是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物等疏松沉积物团结而成的岩石。同时也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)。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%。
沉积岩的主要特征
1 层理构造显著,富含次生矿物、有机质;
2 沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石,即是生物化石;
E. 主要岩石类型(三大岩类)
目前被广泛采用的岩石分类原则是岩石的成因。在这个原则下岩石被分成了三大类,即火成岩、沉积岩和变质岩。
1.火成岩
火成岩是由岩浆(以硅酸盐为主要成分的高温熔融体)固结而成的岩石。如果岩浆在凝固时温度下降的速度很快,则形成玻璃质或结晶颗粒很小的岩石。这时,岩石的化学成分与岩浆的化学成分大致相同。由于在岩浆固结的过程中挥发分可能会散失掉,所以严格说来岩浆和由它固结所形成的岩石在化学组成上是不完全相同的。
如果岩浆在固结的过程中温度是缓慢下降的,则固结成岩过程将变得很复杂。随着岩浆的冷却,岩浆中的物质按一定的顺序结晶。一般来讲,由岩浆中结晶出的晶体的化学组成不同于岩浆的化学组成。当结晶出来的晶体聚集在一起形成岩石时,岩石的化学组分和原来的岩浆的化学组分也不完全一样。
由于岩浆的原始成分不同以及岩浆在缓慢冷却固结的过程中其化学组成要发生一定的变化,所以由岩浆逐渐冷却所形成的火成岩种类具有多样性。
2.沉积岩
沉积岩是在地球表面上,在温度和压力都比较低的表生作用条件下,由沉积的物质形成的。一般来讲,沉积作用发生的地点是河流、湖泊和海洋。
沉积岩中最显著的构造是层理。一个连续的,大致由相同的岩石构成的,成为构成地层最小单位的层称单层。单层的上下界面称为层理面。在单层内,沉积物的性质和组成可以稍有不同,由此所形成的条带状构造称为纹理。
沉积物在沉积以后,先呈松散的堆积状,颗粒与颗粒之间有许多空隙。当新的沉积物压在其上时,由于静压力的存在,颗粒被压实。另外,颗粒中的一些矿物在水的作用下被溶解,然后又形成新的沉淀。在沉积后的颗粒之间沉淀新矿物的过程成为胶结作用。由于压实、胶结及其他的一些成岩作用,沉积物逐渐固结和硬化,最终形成沉积岩。
沉积岩可以简单分为碎屑沉积岩、粘土岩和化学-生物沉积岩。在岩石物理学中常见的沉积岩有:砂岩、泥质沉积岩和钙质沉积岩。砂岩是以砂为主的碎屑沉积岩,一般富含石英颗粒,在砂粒之间有自生矿物发生的胶结作用。最常见的胶结物是方解石、白云石、菱铁矿、石英、玉髓和蛋白石等。
泥质沉积岩是由粘土经固结后形成的岩石。具有显著的层理构造的泥质沉积岩称为页岩,反之称为泥岩。泥质岩石由不同起源的物质构成。首先是风化生成的物质,主要是高岭土族和蒙脱石族的粘土矿物;其次是在风化分解后剩余的原矿物,主要是石英、长石和云母等;最后是作为自生矿物的方解石、白云石、蛋白石、玉髓、黄铁矿和海绿石等。
钙质沉积岩有灰岩和白云岩。灰岩主要由方解石构成,白云岩主要由白云石类的矿物构成。在灰岩和白云岩之间,有各种中间类型的岩石。含有少量白云石的灰岩称为白云质灰岩,含有少量方解石的白云岩称为灰质白云岩。
除碳酸盐矿物外,钙质沉积岩中也含有其他矿物。最常见的是碎屑石英和粘土矿物。方解石和泥质物质含量大体相当的岩石称为泥灰岩。
硅质沉积中的矿物有蛋白石、玉髓、石英等。
3.变质岩
变质岩是火成岩或沉积岩在变质作用条件下形成的新岩石。在变质作用过程中,岩石基本上处于固态,但矿物成分或结晶状态发生了变化。
F. 三大类岩石的分布,组成,结构构造,工程地质性质(列表) 急!!!
岩石是一种或多种矿物的集合体,它是构成地壳的基本部分。按其成因分为三大类,即岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩:是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的,又称火成岩。岩浆主要来源于地幔上部的软流层,那里温度高达1300℃,压力约数千个大气压,使岩浆具有极大的活动性和能量,按其活动又分为喷出岩和侵入岩。未达到地表的岩浆冷凝而成的岩石叫侵入岩。深成侵入岩颗粒较粗。浅成侵入岩颗粒细小或大小不均。喷出岩是在岩浆喷出地表的条件下形成,温度低,冷却快,常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构,具有块状、流线、流面、气孔、流纹、条带状 构造等。岩浆岩常见的如在地壳中分布很广的中粗粒结构的侵入岩——花岗岩,气孔构造发育,黑色致密的玄武岩,流纹构造显著的酸性喷出岩——流纹岩等。
沉积岩:是地面即成岩石在外力作用下,经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成,其主要特征是:①层理构造显著如板状层理、交错层理,互层;②沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石;③有的具有波痕、石盐假晶、干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有:直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩,由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩,由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩,由方解石为其主要成分,硬度不大的石灰岩等。
变质岩:是岩浆岩或沉积岩在变质作用下形成的一类新岩石。和前两类岩石主要区别是变质岩属重结晶的岩石,颗粒较粗,不含玻璃质和有机质的残体。其主要特征是:①有的具有片理(片状)构造如片岩;②有的呈片麻构造(未形成片状),岩石断面上看到各种矿物成带状或条状等,如花岗片麻岩;③有的呈板状构造,颗粒极小,肉眼难辨,如板岩。4条带状、千枚状。常见的变质岩如由方解石或白云石重新经过结晶而成的大理岩,由页岩和粘土经过变质而形成原解理状的板岩,由片状、柱状岩石组成的片岩,多由沉积岩和岩浆岩变质而成的片麻岩,由砂岩变质而成的石英岩等。
三大类岩石具有不同的形成条件和环境,而岩石形成所需的环境条件又会随着地质作用的进行不断地发生变化。沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩。在地表常温、常压条件下,岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。变质岩和沉积岩当进入地下深处后,在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆,经结晶作用而变成岩浆岩。因此,在地球的岩石圈内,三大岩类处于不断演化过程之中。太阳能是岩石发生演变过程的能量来源之一,它控制着外动力地质作用的进行;包含在岩石内部的放射性能量是地球内力地质作用的能量来源。此外,地球重力能和地球旋转能在各种地质作用中也是不可忽视的重要方面。其中构造运动是地球内力作用重要的表现形式,它可使地下深处的侵入岩和变质岩上升到地表遭受破坏,也可使地表岩石发生强烈拗陷而产生变质,同时,构造运动对岩浆的形成和上升也有重要影响。
G. 三大类岩石的分类成因
岩石是一种或多种矿物的集合体,它是构成地壳的基本部分。按其成因分为三大类,即岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩:是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的,又称火成岩。岩浆主要来源于地幔上部的软流层,那里温度高达1300℃,压力约数千个大气压,使岩浆具有极大的活动性和能量,按其活动又分为喷出岩和侵入岩。未达到地表的岩浆冷凝而成的岩石叫侵入岩。深成侵入岩颗粒较粗。浅成侵入岩颗粒细小或大小不均。喷出岩是在岩浆喷出地表的条件下形成,温度低,冷却快,常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构,具有块状、流线、流面、气孔、流纹、条带状构造等。岩浆岩常见的如在地壳中分布很广的中粗粒结构的侵入岩——花岗岩,气孔构造发育,黑色致密的玄武岩,流纹构造显著的酸性喷出岩——流纹岩等。
沉积岩:是地面即成岩石在外力作用下,经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成,其主要特征是:①层理构造显著如板状层理、交错层理,互层;②沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石;③有的具有波痕、石盐假晶、干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有:直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩,由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩,由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩,由方解石为其主要成分,硬度不大的石灰岩等。
变质岩:是岩浆岩或沉积岩在变质作用下形成的一类新岩石。和前两类岩石主要区别是变质岩属重结晶的岩石,颗粒较粗,不含玻璃质和有机质的残体。其主要特征是:①有的具有片理(片状)构造如片岩;②有的呈片麻构造(未形成片状),岩石断面上看到各种矿物成带状或条状等,如花岗片麻岩;③有的呈板状构造,颗粒极小,肉眼难辨,如板岩。4条带状、千枚状。常见的变质岩如由方解石或白云石重新经过结晶而成的大理岩,由页岩和粘土经过变质而形成原解理状的板岩,由片状、柱状岩石组成的片岩,多由沉积岩和岩浆岩变质而成的片麻岩,由砂岩变质而成的石英岩等。
三大类岩石具有不同的形成条件和环境,而岩石形成所需的环境条件又会随着地质作用的进行不断地发生变化。沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩。在地表常温、常压条件下,岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。变质岩和沉积岩当进入地下深处后,在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆,经结晶作用而变成岩浆岩。因此,在地球的岩石圈内,三大岩类处于不断演化过程之中。太阳能是岩石发生演变过程的能量来源之一,它控制着外动力地质作用的进行;包含在岩石内部的放射性能量是地球内力地质作用的能量来源。此外,地球重力能和地球旋转能在各种地质作用中也是不可忽视的重要方面。其中构造运动是地球内力作用重要的表现形式,它可使地下深处的侵入岩和变质岩上升到地表遭受破坏,也可使地表岩石发生强烈拗陷而产生变质,同时,构造运动对岩浆的形成和上升也有重要影响。
H. 三大岩类的特点
① 火成岩 也称岩浆岩。来自地球内部的熔融物质,在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石,称喷出岩或称火山岩。常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩,按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。 花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩 。根据化学组分又可将火成岩分为 超基性岩 (SiO2 ,小于45%)、 基性岩 (SiO2 ,45%~52%)、 中性岩 (SiO2 ,52%~65%)、 酸性岩 (SiO 2 ,大于65%)和 碱性岩 (含有特殊碱性矿物,SiO 2 ,52%~66%)。火成岩占地壳体积的64.7%。
② 沉积岩 。在地表常温、常压条件下,由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。按成因可分为 碎屑岩 、 粘土岩 和化学岩(包括生物化学岩)。常见的沉积岩有 砂岩 、凝灰质砂岩、 砾岩 、粘土岩、 页岩 、 石灰岩 、 白云岩 、 硅质岩 、 铁质岩 、 磷质岩 等。沉积岩占地壳体积的7.9%,但在地壳表层分布则甚广,约占陆地面积的75%,而海底几乎全部为沉积物所覆盖。 沉积岩有两个突出特征:一是具有层次,称为层理构造。层与层的界面叫层面,通常下面的岩层比上面的岩层年龄古老。二是许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存、活动的痕迹-----化石,它是判定地质年龄和研究古地理环境的珍贵资料,被称作是纪录地球历史的“书页”和“文字“。
③ 变质岩 。原有岩石经变质作用而形成的岩石。根据变质作用类型的不同,可将变质岩分为5类:动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。常见的变质岩有 糜棱岩 、碎裂岩、 角岩 、板岩、 千枚岩 、 片岩 、 片麻岩 、 大理岩 、 石英岩 、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、 混合岩 等。变质岩占地壳体积的27.4%。
岩石具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质,是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素,也是各种矿产资源赋存的载体,不同种类的岩石含有不同的矿产。以火成岩为例,基性超基性岩与亲铁元素,如铬、镍、铂族元素、钛、钒、铁等有关;酸性岩与亲石原素如钨、锡、钼、铍、锂、铌、钽、铀有关;金刚石仅产于金伯利岩和钾镁煌斑岩中;铬铁矿多产于纯橄榄岩中;中国华南燕山早期花岗岩中盛产钨锡矿床;燕山晚期花岗岩中常形成独立的锡矿及铌、钽、铍矿床。石油和煤只生于沉积岩中。前寒武纪变质岩石中的铁矿具有世界性。许多岩石本身也是重要的工业原料,如北京的汉白玉(一种白色大理岩)是闻名中外建筑装饰材料,南京的雨花石、福建的寿山石、浙江的青田石是良好的工艺美术石材,即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建筑材料。许多岩石还是重要的中药用原料,如麦饭石(一种中酸性脉岩)就是十分流行的药用岩石。岩石还是构成旅游资源的重要因素,世界上的名山、大川、奇峰异洞都与岩石有关。我们祖先从石器时代起就开始利用岩石,在科学技术高度发展的今天,人们的衣、食、住、行、游、医……无一能离开岩石。研究岩石、利用岩石、藏石、玩石、爱石已不再是科学家的专利,而逐渐变成广大群众生活的组成部分。 岩石的风化 岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用。分为:①物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。②化学风化作用。包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。③生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。 大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候的变化而行踪不定。地球上的物质永无止境地运动着。暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏。表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀 地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行。 虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。 气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的。在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层。在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑。最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非。 地势的高度影响到气候:中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大。 剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化。风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件。 岩石在日光、水分、生物和空气的作用下,逐渐被破坏和分解为沙和泥土,称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。
I. 三大类岩石的分类和成因分别是什么
岩石按照成因分为三大类:岩浆岩、沉积岩和变质岩。
一、岩浆岩的成因:地幔中呈流动状态的炽热岩浆向地表上升冷凝结晶形成岩浆岩。其中花岗岩类的岩石是由于岩浆侵入地壳,在地壳中慢慢冷却,有足够的时间在冷却之前形成晶体,称为侵入岩,如花岗岩。还有一类情况是岩浆快速上升,直到喷出地表,接触到大气或海水时冷却形成岩石,称为喷出岩,如玄武岩、黑曜岩。
二、沉积岩的成因: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%。沉积岩主要包括石灰岩、砂岩、页岩等。
三、变质岩的成因:地球内部的温度和压力能使所有岩石变成变质岩。当岩石变成变质岩后,它的外形、构造、晶粒结构以及矿物组成都会发生变化。岩浆岩、沉积岩都可以变成变质岩,一种变质岩也可以变成另一种变质岩。变质岩比如大理岩、板岩等。
J. 岩石分为三大类各是:
岩石按其成因主要分为火成岩(岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类。
整个地壳中,火成岩大约占95%,沉积岩只有不足5%,变质岩最少。不过在不同的圈层,三种岩石的分布比例相差很大。地表的岩石中有75%是沉积岩,火成岩只有25%。
距地表越深,则火成岩和变质岩越多。地壳深部和上地幔,主要由火成岩和变质岩构成。火成岩占整个地壳体积的64.7%,变质岩占27.4%,沉积岩占7.9%。其中玄武岩和辉长岩又占全部火成岩的65.7%,花岗岩和其他浅色岩约占34%。
这三种岩石之间的区别不是绝对的。随着构成矿物的变化,它们的性质也会发生变化。随着时间和环境的变迁,它们会转变为另外一种性质的岩石。因而有人认为这种分类法较为武断。
一、火成岩
火成岩是由熔岩或岩浆冷却后凝固而成的岩石。火成岩按成因分为两类:一类是岩浆出露地表凝却而形成的火山岩(喷出岩);另一类是岩浆侵入地壳内部,在地表以下缓慢凝却而形成的侵入岩。
喷出岩形成过程中,由于温度和压力迅速降低,可能来不及结晶或结晶较差,代表有浮岩和玄武岩;浅成岩是岩浆侵入到距离地表3千米之内,结晶较细小;而深成岩则是岩浆侵入到距离地表大于3千米的地壳深处,由于温度、压力高,结晶良好。典型的侵入岩如脉岩、花岗岩等。
目前已发现约700种的火成岩,大部分都在地壳表面以下形成,依其化学成分,形成时的温度及压力,其性质也有所不同。鲍氏反应系列描述了不同化学成分的火成岩在不同的温度及压力下结晶的情形。
火成岩是一种硅酸盐岩石,依二氧化硅比例,分为酸性岩、中性岩、基性岩及超基性岩。若中性岩的氧化钠及氧化钾成分偏高,称为碱性岩。
地壳体积的64.7%都是火成岩,可分为橄榄岩、玄武岩、安山岩、花岗岩、粗面岩、响岩、脉岩及火山碎屑岩八大类。其中16%为花岗岩、17%为花岗闪长岩及闪长岩,只有0.6%是正长岩,0.3%是橄榄岩及纯橄榄岩。海底的地壳99%是玄武岩,是铁镁质的火成岩。花岗岩和类似的岩石(称为元花岗岩)形成许多大陆的地壳。
二、沉积岩
沉积岩是由外力作用下形成的,其中一部分又叫“水成岩”,是由水将风化或水侵蚀的物质搬运沉积,经过压密和胶结作用形成的。
沉积岩是在地表因水中固体物质沉积及胶结而成,固体物质可能是旧有岩石或矿物的碎片、有机体、或是水中生物成长或是化学沉淀而成。过程中会使碎屑岩沉积物或是有机物质碎屑开始累积,或是溶液中的物质沉淀形成(即蒸发岩)。而沉积物质在相当的温度及压力下压缩并且胶结(成岩作用),形成沉积岩。
沉积物可能是由风化作用形成,或是其他岩石因侵蚀作用形成,之后由水、风、冰、冰川或是崩坏作用运输到后来的位置。其中mud rock(泥岩、页岩及粉砂岩)占65%,砂岩占20到25%,而碳酸盐岩(石灰岩及白云岩)占10到15%。地表约7.9%的岩石是由沉积岩组成,其中82%是页岩,其他的包括石灰岩(6%),砂岩及长石沙岩(12%)。
沉积岩中常会有化石。沉积岩是在重力的影响下形成,一般会是以平行地面(或地层)或是接近平行的方式分布,也称为地层岩。沉积岩中一小部分沉积在陡峭的山坡上,其中一层岩石在在界面上突然停止,而另一层岩石覆盖了原来的岩石,会看出交错的纹理。
沉积岩按沉积结构和组成可分为:砾岩-页岩–砂岩–石灰岩–生物岩–化学岩, 主要分布在地表浅层。
三、变质岩
变质岩是由于地球内力的高温高压造成岩石中的化学成分改变或重结晶形成的。
变质岩是沉积岩、火成岩或是其他较早期的变质岩,在不同的温度及压力下所产生的,此过程称为变质作用,会让岩石的物理性质及化学性质有显著的改变,变质作用前的岩石称为原岩,在变质作用后变质成其他的矿物,或是产生再结晶作用,变质成同一矿物的不同形式。
变质岩可以依原岩分为两大类:“正变质岩”和“副变质岩”,正变质岩是火成岩经变质作用形成的,副变质岩是沉积岩经变质作用形成的。变质作用的温度需高于150 to 200°C,压力需大于1500bars,都是比地表的温度及压力要高的条件,变质岩约占地壳体积的27.4%。许多主要的经济矿物都是在变质岩中生成的。
变质岩可以依变质的机制分为三类:因为岩浆的侵入,加热附近的岩石,会产生接触变质(contact metamorphism),是以温度为主的变质。当沉积物埋在地下深处,会产生压力变质(pressure metamorphism),也称为埋藏变质(burial metamorphism),以压力为主,温度的影响不大,这类变质会产生类似玉之类的矿物。若热及压力都有相关影响,这称为区域变质(regional metamorphism),一般会出现在造山区。
依结构的不同,变质岩可以分为二类,一类有纤维状平面组织的称为有叶理,另一类则是无叶理的。岩石的名称会依其中有的矿物而定,片岩是有叶理的变质岩,主要含有像云母等薄纹性矿物,片麻岩有不同亮度的可见带,最常见的是花岗片麻岩,其他有叶理的变质岩有板岩、千枚岩及糜棱岩。常见的无叶理变质岩有大理石、滑石及蛇纹石,无叶理变质岩也包括由砂岩变质而成的石英岩,以及角页岩。
(10)工程地质三大岩类扩展阅读:
人类的应用
在人类发展中,岩石的应用涉关社会、科技等许多层面。人类和其他人科的岩石使用记录可以追溯到250万年前的旧石器时代。利用岩屑技术可以找到一些最古老,而仍在继续使用的技术。有关金属矿石的开采也是人类进步的几个重要因素之一,依不同地区可以取得金属的不同,其文明进步速度也有所影响。
一、采矿
采矿是由将有价值的矿物或其他地质材料,由矿石、矿脉等来源取出,和土壤分离的过程。采矿可采集的原料包括碱金属、贵金属、铁、钨、煤、钻石、石灰岩、油页岩及岩盐等。若一种材料无法用农业方式产生,也无法在实验室或工厂用合成的方式取得,就需要以采矿的方式取得。广义的开采是指从地球中取得任何自然资源(如石油、天然气、盐其至是水)。
岩石及金属的开采早在史前时代就已经开始,现代的开采程序会先期矿体的探戡、分析矿石的潜在利益、开采需要的原料、若开采结束,将土地复原,可以供其他的使用。
开采程序的特性,会对环境带来潜在的负面冲击,不论是在开采过程中,甚至是在开采结束后都有影响。因此世界上大多数国家都用法律管理开采程序的负面影响。
二、建材
大理岩:大理岩的岩面质感细致,常用来作为壁面或地板。由于大理岩是由石灰岩变质而成,主要成分为碳酸钙,因此也是制造水泥的原料。大理岩材质软而细致,是很好的雕塑石材,许多有名的雕像都是由大理岩作成的,如著名的维纳斯像。其他如墙面或摆饰,也常是由大理石加工琢磨而成,如花瓶、烟灰缸、桌子等家用品。 另外,也有大量以其石粉所生产的人造石之建材; 其性质与天然大理石非常类似。
花岗岩:台湾本土的花岗岩只有在金门才看得到,因此金门的老房子几乎都是用花岗岩做成的。台湾的寺庙所用的花岗岩,是来自福建,多用于寺庙里的龙柱、地砖、石狮。
板岩:因其容易裂成薄板状,且在山区极易取得,故原住民至今仍使用板岩作为建材,筑成石板屋或围墙。
砾岩:有些砾岩含有鹅卵石及砂,而且胶结不良,容易将它们分散开来,例如:台湾西部第四纪的头嵙山层中就是这种砾岩,其中卵石和砂都是建材。
石灰岩:台湾最常见的石灰岩是由珊瑚形成的,通称为珊瑚礁石灰岩。在澎湖,珊瑚礁石俗称“石”,居民用以作为围墙建材,以遮蔽强烈的东北季风,保护农作物。
泥岩:由于其主要成分是黏土,自古就被作为砖瓦、陶器的原料。
安山岩:由于材质坚硬,亦常用来作庙宇的龙柱、墙壁的石雕、墓碑、地砖等。
三、提炼金属
金矿:含金的岩石经过风化和侵蚀作用,金会被分离出来而成自然金,因为金比泥沙重得多,容易沉积下来,经过淘洗,就成为黄金。
黄铜矿:黄铜矿是提炼铜最主要的矿物。
方铅矿:方铅矿呈现铅灰色,有立方体的解理,是最重要的含铅矿物。
赤铁矿:赤铁矿外观颜色呈现铁灰色或红褐色,是最重要的含铁矿物。
磁铁矿:磁铁矿属含铁矿物,具有磁性,吸附含铁物质。