第一节 侵入岩的肉眼鉴定
1.岩类的确定
肉眼鉴定侵入岩的岩类,可以根据其矿物成分和颜来进行。 (1) 主要造岩矿物的肉眼鉴定
组成侵入岩的矿物,主要有碱性长石、斜长石、钠长石、似长石(霞石、白榴石、方钠石等)、辉石、角闪石、橄榄石、黑云母、石英等。
1) 石英:岩石中有石英出现,通常表明SiO2过饱和,石英是酸性岩类的主要矿物。石英在岩石中多呈烟灰,不规则的粒状,无解理,贝壳状断口,油脂光泽、玻璃光泽。因此易于灰白的斜长石区别。但当长石等矿物的解理不发育时,可用肉眼观察长石的双晶来区别。鉴定岩石是否含石英时,最好将标本用水湿后观察。这样,在同其他浅矿物区别时效果会好一些。 2) 碱性长石:主要为正长石、微长石,在浅成侵入岩中可见透长石。这些长石,从化学成分
上说,统称为钾长石。钾长石经常是肉红、褐黄、灰紫、灰白等。以肉红的钾长石最为常见。但钾长石也有灰白的,斜长石也有浅红、蔷薇红或肉红的。在鉴定两类长石时,颜只能作为辅助条件,须考虑其他特征。产于花岗岩中的正长石、微斜长石,常为他形粒状晶体,呈斑晶时可为自形晶。正长石的卡式双晶常见(将长石的晶面或解理面迎光转动到一个合适的角度,就可以看见以一条直线或折线为界,两边反光强度不一,即为卡式双晶)。产于正长岩、霞石正长岩中的正长石,其颜有时呈肉红,有时呈灰。富钠斜长石在钾长石中呈条纹交生状态,成为条纹长石。如果是钾长石在斜长石中成条纹交生状态,则成为反条纹长石。粗大的条纹在手标本上可以观察到,如在钾长石的晶面或解理面上,可以见到一些大致沿一定方向的须根状细脉,其颜多半比主题要浅,这些细脉就是条纹结构。
3) 斜长石:斜长石广泛产于各种侵入岩中,多呈暗灰-白,有时也有肉红或褐灰。玻璃光泽,风华和蚀变后呈土状光泽,两组解理(即(001)与(010)解理)完全。聚片双晶为重要鉴定特征,其观察方法如下:将标本来回转动,用肉眼或放大镜观察晶面或解理面上的反光情况,当看到互相平行的明暗相间的线段时,就是聚片双晶纹。在一般情况下,酸性斜长石聚片双晶纹较密,基性斜长石的双晶纹较疏。
4) 普通角闪石:在闪长岩、正长岩、辉长岩等岩石中常见。黑、暗绿,长柱状晶体。但在某些花岗闪长岩中,一向延长的特点不十分显著,肉眼观察时容易误认为是辉石,横断面呈菱形、六边形。在细粒岩石中,角闪石与黑云母有时易混淆,但角闪石硬度大,小刀不易刻划;黑云母硬度小小刀易于刻划,且成鳞片状粉末。此外,角闪石常常呈绿,玻璃光泽,黑云母带褐解理面上可见珍珠光泽。
5) 辉石:为超基性岩和基性岩的主要矿物。绿黑、绿褐、褐等,少部分有翠绿(产于超基性岩中的含铬辉石)或灰、灰绿(透辉石)。短柱状、玻璃光泽,解理不完全,新鲜断面呈密集而不整齐的阶梯断口,两组柱面解理的夹角近于90°。横断面为近正方形或近正八边形。
6) 黑云母:主要出现于中性岩和酸性岩中。黑、黑褐,有时因褪而颜变浅,呈金黄。解理极完全,常成片状,解理面呈现珍珠光泽。横断面呈六边形,纵断面成长条状,硬度小,次生变化后颜变为绿褐、绿。
7) 橄榄石:为超基性岩、基性岩的常见矿物。多呈柱状、粒状晶体,鲜艳的橄榄绿或黄绿,玻璃光泽,不规则断口或贝壳状断口。常发生蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化等蚀变。
钾长石和斜长石的主要区别特征见表1。
辉石和角闪石的肉眼鉴定特征列于表2。
表1 钾长石、斜长石肉眼鉴定对比表
特征 | 钾长石 | 斜长石 |
颜 | 肉红、黄褐、灰紫、灰白少见 | 暗灰-白,蔷薇红少见 |
晶形 | 多为宽板状 | 中酸性的多为宽板状,基性的常为细长柱状 |
双晶 | 有时可见卡式双晶 | 常成细长的平行的聚片双晶纹 |
次生变化 | 变为高岭土,在晶面上呈土状 | 变为绿帘石、绢云母等,晶面上呈淡绿、暗灰 |
云母带出现的岩石 | 花岗岩、正长岩、霞石正长岩 | 辉长岩、闪长岩、花岗岩 |
| | |
表2 辉石和角闪石肉眼鉴定对比表
矿物名称 特征 | 辉石 | 角闪石 |
颜 | 黑、棕、暗绿 | 黑至绿黑 |
晶形 | 短柱状、粒状,其断面为八边形或近正方形 | 长柱状,其断面为六边形或菱形 |
解理夹角 | (110)∧(1 10)≈90°、断口常呈阶梯状 | (110)∧(1 10)=60°,呈菱形 |
光泽 | 玻璃光泽 | 玻璃光泽 |
共生矿物 | 常与基性斜长石、橄榄石共生 | 常与中性斜长石和黑云母共生 |
产出岩石 | 超基性岩、基性岩,部分中性岩 | 中性岩、中酸性岩 |
| | |
(2) 岩石的颜
岩石的颜通常用率来表示。率即暗矿物占造岩矿物总量的百分比。岩石颜的深浅,是暗矿物和浅矿物相对含量的反映。因此,根据岩石颜的深浅,大致分为浅、中与暗岩石三类,它们大致可与酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩相对应。但也有例外,如微晶、隐晶质或玻璃质岩石的颜,就比相同成分的粒状岩石的颜要深。例如黑曜岩、珍珠岩、松脂岩等酸性熔岩的颜比花岗岩颜深。所以,率的应用,只能限制在结晶粒状的岩石。
1) 当岩石为暗,几乎全由暗矿物(95%以上)组成时,这种岩石可能为超基性岩类,可根据矿物成分及其性质进一步确定岩石名称。如果全为粒状矿物,无解理时,则可能是纯橄榄岩;如果全部矿物都有解理,则可能是辉石岩或角闪石岩;如果部分矿物有解理,部分矿物是粒状,则可能是辉(石)橄(榄)岩;若岩石的结构致密,可能为蛇纹石化橄榄岩。
2) 当岩石为黑灰或灰,且不含石英,而暗矿物与浅矿物之比约为1:1时,可能是辉长岩;暗矿物与浅矿物含量之比为1:2时可能是闪长岩。
3) 当岩石为浅,几乎全由浅矿物(90%左右)组成,又含石英时,可能是石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩和花岗岩等;若不含石英时,则可能是正长岩、二长岩、霞石正
长岩等。
在鉴定侵入岩属何种岩石类型时,需要观察石英的有无和含量,钾长石和斜长石的有无和含量,以及暗矿物的种类和含量等来确定。现将上述三因素归纳为表3。
表3 主要侵入岩肉眼鉴定表
大类 | 超基性岩 | 基性岩 | 中性岩 | 酸性岩 | 碱性岩 |
| 无石英 | 一般无石英 | 石英<5% | 石英>20% | 无石英,有似长石类 |
暗矿物 >90% | 暗矿物 90%~35% | 暗矿物 35%~15% | 暗矿物 <15% | 或为碱性 暗矿物 |
有钾长石 | 钾长石>斜长石 | | | 正长岩 | 花岗岩 | 霞石正长岩 |
钾长石≈斜长石 | 二长岩 | 二长花岗岩 | |
钾长石<斜长石 | | 花岗闪长岩 |
基本无钾长石 有斜长石 | 斜长石+角闪石 | 闪长岩 | |
斜长石+辉石 | 辉长岩 | | |
斜长石为主 | 斜长岩(暗矿物很少 | | 斜长花岗岩 |
基本无长石 | 橄榄石为主 | 橄榄石 | | | | |
辉石为主 | 辉石 |
角闪石为主 | 角闪石 |
| | | | | | |
第二节 沉积岩的野外鉴别
对沉积岩或沉积物的研究,其目的是:1确定其物质成分、结构、构造,以及其中所含化石等,并给予正确的命名;2通过对岩石在不同阶段所形成的物质成分及其结构、构造特点的研究,来确定它在沉积成岩以及后生阶段所发生的变化,以便恢复原生沉积特征及性质;3对岩石进行相分析,其目的是再造沉积时的自然地理状况;4搞清岩石某些性质,以确定其在国民经济上的价值。
为了达到上述目的,对沉积岩的研究应该是全面综合地使用各种方法、手段。近代的沉积岩石学研究方法很多,如野外地质学研究、室内研究、综合相分析……等。下面仅就沉积岩肉眼鉴定方面做概略的介绍。
一、沉积岩肉眼鉴定要点及描述内容
在各论中主要介绍了四类沉积岩,即陆源碎屑岩类、粘土岩类、碳酸盐岩和硅质岩类。现主要分述如下。
(一) 陆源碎屑岩类
陆源碎屑岩按其碎屑粒径可划分为:
粗碎屑岩(砾岩和角砾岩) >2mm
中碎屑岩(砂岩类) 2~0.05mm
细碎屑岩(粉砂岩类) 0.05~0.005mm
每类碎屑岩其相应粒度的碎屑含量必须在50%以上。如含有历史50%以上的岩石才能称作砾岩,以此类推。碎屑岩的命名是以含量占50%以上的粒级来确定岩石的基本名称,若其他粒级含量在25%~50%之间,则在基本名称之前冠以“××质”;若其含量在5%~25%之间,则以“含××”表示。
1.粗碎屑岩类——砾岩相角砾岩的观察和描述内容
1)颜:尽可能指出总的颜,并注意它的成因。
2)砾石成分:鉴定各种砾石的成分,确定砾石占整个岩石的百分含量。如为复成分砾岩,还需估计各种成分砾石占全部砾石的百分含量。
3)砾石大小及分选性:如分选不好时,应指出一般大小以及最大和最小的粒径。
4)砾石的圆度、球度及形状。
5)胶结物成分,占整个岩石的百分含量;胶结物本身的性质;胶结类型等。
6)其他:砾石有没有定向排列,胶结的致密程度,有无次生脉穿插等等。
由于砾岩在地层学上常作为沉积间断的标志和划分底层的依据,同时砾岩的沉积大部分距陆源供给区很近,易于利用砾岩成分来推断古地理情况,故对砾岩的野外研究还应注意下列方面:
1)层位和分布概况;
2)岩层产状及其变化(如透镜体);
3)层理及层面构造;
4)与上下层的接触关系及其在剖面中的位置;
5)砾石的倾向、倾角和长轴方向。
2.中碎屑岩类——砂岩类砂岩
通常按碎屑粒径可分为:巨砾砂岩(2~1mm);粗粒砂岩(1~0.5mm);中粒砂岩(0.5~0.25mm);细粒砂岩(0.25~0.1mm);微粒砂岩(0.1~0.05mm)。
各种不同粒径的砂岩的观察和描述内容有:
1)颜,并推断其成因;
2)碎屑颗粒的大小,分选程度,如大小不均匀,应指出最大、最小和一般的直径,以及各种颗粒含量的百分比;
3)碎屑颗粒的形状及磨圆度;
4)胶结物的成分及其占整个岩石的百分含量,胶结类型,胶结致密程度;
5)岩石的构造;
6)碎屑成分:矿屑(需分辨出碎屑矿物的种类)、岩屑(尽量区分其原岩类型)以及各种成分占全部碎屑的百分含量;
7)生物残骸;
8)次生变化。
在野外研究砂岩时除上述内容外,还应注意:1层埋构造(特别注意斜层理)和层面构造;2岩层厚度及其变化等。
3.细碎屑岩类——粉砂岩
粉砂岩按碎屑粒度可分为:粗粉砂岩(0.05~0.03mm)和细粉砂岩(0.03~0.005mm)两类。
粉砂岩的观察和描述内容与砂岩大致相同。但由于粉砂岩颗粒细小,故在手标本中难以辨认碎屑和胶结物成分。在野外主要研究它们的产状、构造特征及形成方式等。
(二) 粘土岩类
粘土岩类亦具有双重特性,从碎屑粒度来看大部分由<0.005mm的颗粒组成;从矿物成分来看,主要是由粘土矿物所组成。
由于粘土矿物非常细小,故要在肉眼中鉴定它们的成分是非常困难的,主要是对其颜和物理性质的研究。这是由于颜和物理性质,一方面可以帮助我们判断粘土矿物成分,另一方面可以帮助了解其工业价值。物理性质主要注意其滑腻程度、可塑性、断口、膨胀性、粘舌性和在水中是否容易泡软等等。