黄铜矿(CuFeS2) 常为致密块状或粒状集合体。颜色铜黄,条痕为绿黑色。金属光泽。硬度3~4,小刀能刻划。性脆,相对密度4.1~4.3。
黄铜矿以颜色较深且硬度小可与黄铁矿相区别。
方铅矿(PbS) 单晶常为立方体,通常呈致密块状或粒状集合体。颜色铅灰,条痕灰黑色。金属光泽。硬度2~3。有三组解理,沿解理面易破裂成立方体。相对密度7.4~7.6。
闪锌矿(ZnS) 常为致密块状或粒状集合体。颜色自浅黄到棕黑色不等(因含Fe量增高而变深),条痕为白色到褐色。光泽自松脂光泽到半金属光泽。透明至半透明。硬度3.5~4。解理好。相对密度3.9~4.1(随含铁量的增加而降低)。
石英(SiO2) 常发育成单晶并形成晶簇,或成致密块状或粒状集合体。纯净的石英无色透明,称为水晶(crystal)。石英因含杂质可呈各种色调。例如含Fe”呈紫色者,称为紫水晶;含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者,称为乳石英。石英晶面为玻璃光泽,断口为油脂光泽,无解理。硬度7。贝壳状断口。相对密度2.65。
隐晶质的石英称为石髓(玉髓),常呈肾状、钟乳状及葡萄状等集合体。一般为浅灰色、淡黄色及乳白色,偶有红褐色及苹果绿色。微透明。
具有多色环状条带的石髓称为玛瑙。
赤铁矿(Fe203) 常为致密块状、鳞片状、鲕状、豆状、肾状及土状集合体。显晶质的赤铁矿为铁黑色到钢灰色,隐晶质或肾状、鲕状者为暗红色,条痕呈樱红色。金属、半金属到土状光泽。不透明。硬度5~6,土状者硬度低。无解理。相对密度4.0~5.3。
磁铁矿(Fe304) 常为致密块状或粒状集合体,也常见八面体单晶。颜色为铁黑色。条痕为黑色。半金属光泽,不透明。硬度5.5~6.5。无解理。相对密度5。具强磁性。
褐铁矿 实际上不是一种矿物而是多种矿物的混合物,主要成分是含水的氢氧化铁(Fe203·nH2O),并含有泥质及二氧化硅等。褐至褐黄色,条痕黄褐色。常呈土块状、葡萄状,硬度不一。
萤石(CaF2)常能形成块状、粒状集合体,或立方体及八面体单晶。颜色多样,有紫红、蓝、绿和无色等。透明。玻璃光泽。硬度4。解理好。易沿解理面破裂成八面体小块。相对密度3.18。
方解石(CaCO3) 常发育成单晶,或晶簇、粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。纯净的方解石无色透明。因杂质渗人而常呈白、灰、黄、浅红(含Co、Mn)、绿(含Cu)、蓝(含Cu)等色。玻璃光泽。硬度3。解理好。易沿解理面分裂成为菱面体。相对密度2.72。遇冷稀盐酸强烈起泡。
白云石(CaMg(CO3)2) 单晶为菱面体,通常为块状或粒状集合体。一般为白色,因含Fe常呈褐色。玻璃光泽。硬度3.5~4。解理好。相对密度2.86,含铁高者可达2.9~3.1。白云石以在冷稀盐酸中反应微弱,以及硬度稍大而与方解石相区别。
孔雀石(Cu(C03)(OH)2) 常为钟乳状、块状集合体,或呈皮壳附于其它矿物表面。深绿或鲜绿色。条痕为淡绿色。晶面上为丝绢光泽或玻璃光泽。硬度3.5~4。相对密度3.5~4.0。遇冷稀盐酸剧烈起泡。
孔雀石以其特有颜色而易与其他矿物相区别。
硬石膏(CaSO4) 单晶体呈等轴状或厚板状。集合体常为块状及粒状。纯净者透明。无色或白色,常因含杂质而呈暗灰色。玻璃光泽。硬度3~3.5。解理好,沿解理面可破裂成长方形小块。相对密度2.9~3.0。
石膏(CaSO4·2H20) 单晶体常为板状。集合体为块状、粒状及纤维状等。为无色或白色。有时透明。玻璃光泽,纤维状石膏为丝绢光泽。硬度2。有极好解理,易沿解理面劈开成薄片。薄片具挠性。相对密度2.30~2.37。石膏中透明而呈月白色反光者称透明石膏,纤维状者称纤维石膏,细粒状者称雪花石膏。
磷灰石(Ca5(PO4)3(F,C1,OH)) 常为六方柱状之单晶,集合体为块状、粒状、肾状及结核状等。纯净磷灰石为无色或白色,但少见。一般呈黄绿色。可以出现蓝色、紫色及玫瑰红色等。玻璃光泽。硬度5.断口参差状。断面为油脂光泽。相对密度2.9~3.2。
以结核状出现的磷灰石称磷质结核。
用含钼酸铵的硝酸溶液滴在磷灰石上,有黄色沉淀(磷钼酸铵)析出,是鉴别磷灰石的重要方法。
橄榄石((Mg,Fe)2(SiO4)) 常为粒状集合体。浅黄绿到橄榄绿色,随含铁量增高而加深。玻璃光泽。硬度6~7。解理不好。相对密度3.2~4.4,随含铁量增高而增大。
石榴子石(X3Y2(SiO4)3) 化学式中的X代表二价阳离子ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+等,Y代表三价阳离子Al3+、Fe3+、Cr3+、等,阳离子为铁、铝者称为铁铝榴石,阳离子为钙、铝者,称为钙铝榴石。尽管它们的化学成分有某种变化,但其基本结构相同,特征近似。
石榴子石常形成等轴状单晶体。集合体成粒状和块状。浅黄白、深褐到黑色(一般随含铁量增高而加深)。玻璃光泽。硬度6~7.5。无解理。断口为贝壳状或参差状。相对密度4左右。
红柱石(A12SiO5) 单晶体呈柱状,横切面近于正方形,集合体呈放射状,俗称菊花石,常为灰白色及肉(A12SiO5)红色。玻璃光泽。硬度6.5~7.5。有平行柱状方向的解理。相对密度3.13~3.16。
蓝晶石(A12SiO5) 单晶体常呈长板状或刀片状。常为蓝灰色。玻璃光泽,解理面上有珍珠光泽。有平行长轴方向的解理。硬度5.5~7。平行伸长方向的硬度小,垂直伸长方向的硬度大。相对密度3.53一3.65。
夕线石(A12SiO5) 通常为针状及纤维状集合体。常为灰白色。玻璃光泽。硬度7。有平行伸长方向的解理。相对密度3.38一3.49。
普通辉石(Ca,Mg,Fe,Al)2(Si,Al)206 单晶体为短柱状,横切面呈近正八边形,集合体为粒状。绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度5.5~6.0。有平行柱状方向的两组解理,其交角为87o。相对密度3.2~3.4。
普通角闪石((Ca,Na)2一3(Mg,Fe,Al)5(Si6(Si,Al)2O22)(OH,F)2) 单晶体较常见,为长柱状。横切面呈六边形,经常以针状形式出现,绿黑色或黑色,玻璃光泽;硬度5~6。有平行柱状的两组解理,交角为56o。相对密度3.02~3.45,随着含Fe量增加而加大。
滑石(Mg3(Si4010)(OH)2) 单晶体为片状,通常为鳞片状、放射状、纤维状、块状等集合体。无色或白色。解理面上为珍珠光泽。硬度1。平行片状方向有极完全解理。有滑感。薄片具挠性。相对密度2.58~2.55。
高岭石(A14(Si4010)(OH)3) 一般为土状或块状集合体。白色,常因含杂质而呈其它色调。土状者光泽暗淡,块状者具蜡状光泽。硬度2。相对密度2.61~2.68。具可塑性。
白云母(KA12(AlSi3010)(OH,F)2) 单晶体为短柱状及板状,横切面常为六边形。集合体为鳞片状,其中晶体细微者称为绢云母。簿片为无色透明。具珍珠光泽。硬度2.5~3。有平行片状方向的极好解理,易撕成薄片。具弹性。相对密度2.77~2.88。
黑云母(K(Mg,Fe3(AlSi3010)(OH,F)2) 单晶体为短柱状、板状,横切面常为六边形,集合体为鳞片状。棕褐色或黑色,随含铁量增高而变暗。其它光学与力学性质同白云母相似。相对密度2.7~3.3。
长石 长石是硅酸盐矿物中分布最广的一类矿物,约占地壳重量的50%。长石包括三个基本类型:
钾长石(K(AlSi308)) (代号Or)
钠长石(Na(AlSi308)) (代号Ab)
钙长石(Ca(AlSi208)) (代号An)
钾长石与钠长石因其中含有碱质元素Na与K,故常称碱性长石
钠长石与钙长石常按不同比例混溶在一起,组成类质同像系列:
钠长石Ab l00~90 An 0~10
更长石Ab 90~70 An l0~30
中长石Ab 70~50 An 30~50
拉长石Ab 50~30 An 50~70
培长石Ab 30~10 An 70~90
钙长石Ab l0~0 An 90~100
这六种长石成分上连续过渡,总体称斜长石。其中钠长石与更长石称为酸性斜长石;拉长石、培长石及钙长石称为基性斜长石(此处酸性、基性为地质上的,非化学上的意义)。
斜长石有许多共同特征。如单晶体为板状或板条状。常为白色或灰白色。玻璃光泽。硬度6~6.52。有两组解理,彼此近正交,相对密度2.61~2.75,随钙长石成分增大而变大。
钾长石包含正长石、钾微斜长石、透长石及冰长石等变种,其成分无变化,仅结构略有差别。其中常见的是正长石。单晶体常为柱状或板柱状。常为肉红色,有时具有较浅的色调。玻璃光泽。硬度6。有两组方向相互垂直的解理。相对密度2.4~2.57。
第五节 常见变质岩的认识
目的: 1 通过对变质岩特征的认识加深对变质作用的理解
2.学会认识几种常见的变质岩
一、变质岩的矿物成分
与原岩(变质前的岩石,可以是岩浆岩、沉积岩,或变质岩)有继承关系,同时又能形成一些特有的变质矿物
(1)岩浆岩中的主要矿物(石英、长石、云母、角闪石、辉石等)往往也是变质岩中的主要矿物,但含量不同,如:石英在岩浆岩中一般不超过30~40%,变质岩有时>90%(如石英岩)。
(2)沉积岩的主要矿物除方解石、白云石和石英等以外,其它(如盐类矿物、粘土矿物)只能在浅变质时以残余矿物出现。
(3)变质岩中所特有,只有在变质岩中才大量出现的矿物:
低级变质矿物:绢云母、绿泥石、蛇纹石、红柱石、滑石等;
中级变质矿物:云母、硬绿泥石、透闪石、阳起石、绿帘石、蓝晶石;
中—高级变质矿物:石榴石、透辉石、斜长石;
高级变质矿物:矽线石、紫苏辉石等。
二、变质岩的结构
1.变余结构:浅变质岩中常见的结构,它仍保留了原岩的结构,如变余砾状结构、变余砂状结构、 变余砾(砂)状结构、变余泥质结构、变余伍状结构等.
2.变晶结构:在变质过程中经重结晶作用所形成的结构.它与岩浆岩的晶质结构虽有相似性.但也存在差异,与岩浆岩晶质结构的主要区别表现在:
(1)前者晶粒一般为全晶质
(2)晶粒一般显它形或半自形自形
(3)各种矿物无明显生成先后顺序
(4)常见矿物的定向排列或粒状矿物的拉长现象
粒状(花岗)变晶结构:由粒状矿物(长石、石英或方解石等)所组成,变矿物颗粒大小相近,似花岗岩结构。
鳞片变晶结构:主要由云母、绿泥石、滑石等片状矿物组成.如与粒状矿物混合产出,可称鳞片粒状变晶结构。
纤维变晶结构:主要由阳起石、透闪石、夕线石等纤维状、长柱状矿物组成;当它们与粒状矿物相组合时,称纤维粒状变晶结构。
斑状变晶结构:变质过程中由于结晶能力的差异,形成颗粒较大,自形程度较高的变斑晶,如石榴子石、红柱石、,蓝晶石等.其基质的结构各异,从变余结构到粒状变晶结构等。
3.交代结构:在交代作用过程中形成,主要分布于高级变质岩和混合岩中。一级要在显微镜下才能看清。
4.压碎结构:岩石在低温下受定向压力作用发生破碎而形成,是动力变质岩的典型特征.按破裂程度可分为碎裂结构、碎斑结构和糜棱结构等。
三、变质岩的构造。
变质岩的构造按成因可分三大类,在各大类中还可分出若干种构造,常见的有:
1.变余构造:指变质作用后所保留下来的原岩构造.如变余层理构造、变余气孔(杏仁)构造、变余流纹构造等。
2.变成构造:指变质过程中所形成的构造,是变质岩中常见的、最具特征性的构造,常见的有:
板状构造:泥质(或粉砂质、硅质)岩石在低温、高压条件下形成的平行破裂面,板理面光滑平整.由于原岩的矿物基本上未重结晶,故只有少量绢云母、绿泥石等在板理面上呈弱丝绢光泽。
千枚状构造:结晶程度较板状构造强,但肉眼尚不能分辨矿物颗粒;裂开面比较密集,
不平整.表面有皱纹,并有强烈丝绢光泽。
片状构造:变质过程中所形成的片状、长柱状矿物平行排列构成片理面.片理面可以很平直,也可成波状弯曲。
片麻状构造:部分成定向排列的片状或柱状矿物在长石、石英等粒状矿物中成断续分布、称片麻状构造.岩石不易沿片麻理方向裂开成平整的而.若片、柱状矿物和粒状矿物分别集中,则可形成粒度不同或色调不同的条带状构造。
块状构造:岩石中各种矿物无定向排列,各部分大致均匀,如石英岩、大理岩等。
3.混合岩构造:混合岩化过程中,由脉体和基体两部分相互作用所形成.常见的有眼球状构造、条带状构造、肠状构造等,它们反映了混合岩化作用的强度。
四、实习指导
观察描述变质岩的内容,与其他岩类相似;也是颜色、构造、结构、矿物成分、次生变化等特征。所不同的是变质岩的结构、构造和矿物成分特点与岩浆岩、沉积岩有显著不同,是变质岩的主要定名依据,并能反映变质过程中的物理化学条件和生成历史。
1.构造 构造是变质岩的主要定名依据,常见的有以下几种。
(l)片理:板状、千枚状、片状、片麻状等,其区分方法是:①首先直接观察结晶颗粒大小,若肉眼不易分辨的则可能属板状、千枚状类;肉眼能予以分辨的则可能属片状、片麻状类。②然后再进一步观察破裂面的特点。对于肉眼不易分辨颗粒者,若破裂面光滑整齐,易劈成厚度均匀的薄板状的,则为板状构造;若片理面上见有强烈的绢丝光泽,且有时尚见有许多明显的小皱纹者则为千枚状构造。对于片状与片麻状的区分,首先观察矿物的形态特点,然后注意定向排列的连续性。若主要由片状或柱状矿物所组成,且成连续分布则为片理构造;反之若以粒状矿物为主,片、柱状矿物虽定向排列,但不连续成层,则为片麻构造。
(2)块状:岩石中全部由粒状矿物组成,不显定向性。
(3)条带状:不同组分按一定方向成层状或带状分布。
2.结构 肉眼所能观察的变质岩的结构主要有三大类:动力变质作用形成的压碎结构,强烈彻底变质作用形成的变晶结构和变质作用不彻底、保留原岩特征的变余结构。和其他岩石类似,观察时根据矿物颗粒大小和形状等先区别属于哪一大类结构,再确定具体的结构名称。若同时具有几种结构特征,则需指出它们间的相互关系,并加以综合,如岩石按颗粒的相对大小而言是斑状变晶结构,但基质部分为鳞片状矿物组成,岩石总的结构应该写成“具鳞片变晶基质的斑状变晶结构” 。
3.矿物成分 要观察描述肉眼和放大镜能辨认的所有矿物,目估其含量,要特别注意变质矿物种类和含量以及原岩矿物的遭受变质情况,如重结晶、压碎、拉长等。
五、常见变质岩的特征
大理岩 由碳酸盐类岩石(石灰岩和白云岩)经热接触变质或区域变质,矿物重结晶形成,一般呈白色,块状构造,花岗变晶结构.如果岩石虽有重结晶而无明显退色者称结晶灰岩。
大理岩中碳酸盐矿物占50%以上,由于原岩中多含杂质,故可形成各种钙镁硅酸盐矿物。以硅灰石、透闪石.蛇纹石等,它们也可参加命名,如蛇纹石大理岩等。
石英岩 石英砂岩等硅质岩石经区域变质或热接触变质,重结晶形成.岩石的颜色、结构、构造与大理岩相同,但硬度大干小刀,石英含量占70%以上,可含少量(<10%)的长石和因杂质造成的其它矿物,如云母、绿泥石、角闪石等.含铁石英岩是其重要变种.除
石英外,含有数量不等的粒状磁铁矿和片状赤铁矿。
矽卡岩 主要是在中酸性侵入岩和碳酸盐岩石接触带附近.由接触交代作用所形成。岩石主要由石榴石和透辉石及某些其它钙铁硅酸盐矿物组成.外表特征多变,颜色主要取决于矿物成分。常见为暗色、暗绿色或暗棕色等。不等粒花岗变晶结构或斑状变晶结构,块状或条带状构造.矽卡岩中常有多种金属矿物存在,如磁铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白钨矿等。
板岩 由泥质、粉砂质或凝灰质岩石经轻度区域变质形成.。变余泥质或粉砂质结构,板状构造,板理面平整,有时尚可见变余层理构造。除板理面偶见细小不均匀的绢云母、绿泥石、石英外,以隐晶质为主,并有大量残余泥质和粉砂。硅质含量高者可形成硅板岩。
千枚岩 变质前的原岩与板岩相同,变质时遭受较强应力,变质程度较板岩略深.原岩几乎全部重结晶,但新生矿物颗粒很细,肉眼难于辨别,为细粒鳞片变晶结构.千枚状构造,薄的片理面上常见小的皱纹和微细绿泥石和绢云母的丝绢光泽,有时可见变斑晶。
片岩 由泥质、砂质等岩石变质形成,变质程度比千枚岩更深。矿物成分肉眼可辨认,主要由片状矿物(云母、绿泥石、滑石)、柱状矿物(角闪石等)和粒状矿物(石英、长石等)组成,其中片状、柱状矿物至少大于30%,长石大于25%,鳞片变结构或斑状变晶结构,有明显的片理构造.岩石可按主要矿物成分命名,如云母片岩、绿泥石片岩等。
片麻岩 由各种岩石经较深变质形成。具中粗粒花岗变晶结构,片麻状或条带状构造。矿物成分中除含有构成片麻状构造的片状或柱状矿物外,长英质矿物含量大于50%,且长石多于石英。命名时可按特征矿物+主要片状或柱状矿物+长石种类+片麻岩的方式命名,如石榴黑云母斜长片麻岩,若无特征矿物,长石种类肉眼不能鉴别、这两项可不参加命名。
第二节 常见碎屑岩和粘土岩的认识
目的:1.学会观察和描述碎屑岩和粘土岩各类岩石的基本特征,加深对碎屑岩和粘土岩成因的了解。
2.掌握碎屑岩和粘土岩的肉眼鉴定方法和分类命名原则。
3.认识常见碎屑岩和粘土岩,并能根据其基本特征,对未知岩石进行初步分类命名。