淺談三大類巖石野外觀察定名

李小剛

【摘 要】雖然巖石的面貌是千變?nèi)f化的，但對(duì)于巖性的觀察與定名都有著統(tǒng)一的定名原則。作為野外的地質(zhì)學(xué)者來說，從巖石形成的環(huán)境，也就是從成因上來劃分，可以把巖石分為三大類：沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖。

【關(guān)鍵詞】巖性識(shí)別 沉積巖 沉積環(huán)境 巖漿巖 變質(zhì)巖

一、沉積巖的觀察與描述

沉積巖是分布于地表的主要巖類。它種類繁多，巖性變化較大。野外識(shí)別沉積巖，其最顯著的宏觀標(biāo)志就是成層構(gòu)造，即層理。據(jù)此，很容易與巖漿巖、變質(zhì)巖相區(qū)別。根據(jù)沉積巖成因、結(jié)構(gòu)和礦物成分，可進(jìn)一步區(qū)分出次一級(jí)的類別。凡具碎屑結(jié)構(gòu)，即碎屑粒徑大于0.005～2毫米，被膠結(jié)物膠結(jié)而成的巖石，是碎屑巖；凡具泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，即粒徑小于0.005毫米，質(zhì)地均勻、較軟，有細(xì)膩感，常具頁(yè)理的巖石是粘土巖；凡具化學(xué)和生物化學(xué)結(jié)構(gòu)，多為單一礦物組成的巖石，是化學(xué)巖和生物化學(xué)巖。由于各類沉積巖的巖性差別，因此在鑒定方法上也不相同：

（一）碎屑巖的肉眼鑒定：

鑒定碎屑巖時(shí)著重觀察其巖石結(jié)構(gòu)與主要礦物成分。首要的是看碎屑結(jié)構(gòu)。抓住這一特征，就不會(huì)與其他巖石相混淆了。要仔細(xì)觀察碎屑顆粒大?。毫酱笥?毫米是礫巖，0.05～2毫米是砂巖，0.005～0.05毫米是粉砂巖。粉砂巖顆粒肉眼難以分辯，用手指研磨有輕微砂感。按砂巖的粒徑又可定出粗砂巖（0.5～2毫米）中砂巖（0.25～0.5毫米）和細(xì)砂巖（0.05～0.25毫米）。對(duì)于礫巖，還應(yīng)注意觀察其顆粒形狀，顆粒外形呈棱角狀者是角礫巖，系圓狀或次圓狀者為礫巖。其次，看碎屑巖的礦物成分（碎屑顆粒成分和膠結(jié)物成分）。礫巖類的碎屑成分復(fù)雜，分選較差，顆粒較大，一般不參與定名；砂巖，主要礦物成分有石英、長(zhǎng)石和一些巖石碎屑。在碎屑巖中，常見的膠結(jié)物有鐵質(zhì)（氧化鐵和氫氧化鐵）、硅質(zhì)（二氧化硅）、泥質(zhì)（粘土質(zhì)）、鈣質(zhì)（碳酸鈣）等。鐵質(zhì)膠結(jié)物多呈紅色、褐紅色或黃色。硅質(zhì)最硬，小刀刻不動(dòng)。鈣質(zhì)滴稀HCl起泡。弄清楚了結(jié)構(gòu)和成分，就可為碎屑巖定名。例如，碎屑礦物成分以石英為主，其含量超過50%，長(zhǎng)石和巖屑含量均小于25%的砂巖，叫做石英砂巖。也可按其膠結(jié)物命名，如可稱某巖石為鐵質(zhì)石英砂巖。碎屑巖中可見化石，但一般保存較差。

火山碎屑巖的鑒別比較困難。因?yàn)椋诔梢蛏暇哂谢鹕絿姲l(fā)和沉積的雙重性，是一種介于巖漿巖與沉積巖之間的過渡型巖石。常常是以其成因特點(diǎn)、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和膠結(jié)物的特征來區(qū)別于碎屑巖。

（二）粘土巖的肉眼鑒定：

鑒定粘土巖的主要依據(jù)是其泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。粘土巖礦物顆粒非常細(xì)小，肉眼僅能按其顏色、硬度等物理性質(zhì)及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造來鑒定。它多具滑膩感，粘重，有可塑性、燒結(jié)性等物理性質(zhì)。若是純凈的粘土巖，一般為淺色的土狀巖石。層理是粘土巖中最明顯的特征，因此，人們就按粘土巖層理（倘層理厚度小于1毫米稱頁(yè)理）及其固結(jié)程度進(jìn)行分類，將固結(jié)程度很高、頁(yè)理發(fā)育，可剝成薄片者稱作頁(yè)巖。頁(yè)巖常含化石。粘土巖中以頁(yè)巖為主。將那些固結(jié)程度較高、不具頁(yè)理，遇水不易變軟者稱泥巖。最后，再根據(jù)顏色與混入物的不同進(jìn)行命名，如可稱作紫紅色鐵質(zhì)泥巖、灰色鈣質(zhì)頁(yè)巖等。

（三）化學(xué)巖和生物化學(xué)巖的肉眼鑒定：

此類巖石中分布最廣和最常見的有碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、鐵質(zhì)巖和磷質(zhì)巖，尤以碳酸鹽類巖石分布為廣。有無生物遺骸是判斷屬于生物化學(xué)巖或是化學(xué)巖的標(biāo)志。化學(xué)巖成分常較單一。它們多為單礦物巖石，故此，可按其礦物的物理性質(zhì)進(jìn)行鑒定?；瘜W(xué)巖具有化學(xué)結(jié)構(gòu)，即結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)和鮞狀結(jié)構(gòu)等；生物化學(xué)巖具生物結(jié)構(gòu)，即全貝殼結(jié)構(gòu)、生物碎屑結(jié)構(gòu)等。

綜合上述，在觀察和描述沉積巖時(shí)應(yīng)注意：

要描述巖石整體的顏色，區(qū)分巖石是碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)或結(jié)晶結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)等；要描述組成巖石的主要礦物、碎屑物及膠結(jié)物等成分；

據(jù)其礦物成分、顆粒大小及顏色上的差異，觀察巖石的層理，注意層面上波痕、泥裂等構(gòu)造特征；

對(duì)礫石的形狀、大小、磨圓度和分選性等特征要描述，并要確定膠結(jié)類型，以及膠結(jié)程度；對(duì)沉積巖命名時(shí)應(yīng)遵循“顏色+膠結(jié)物+巖石名稱”的法則。此外，還需注意沉積巖體形狀、巖層厚度及產(chǎn)狀、風(fēng)化程度、化石保存情況及其類屬。

二、巖漿巖的觀察與描述

對(duì)巖漿巖的觀察，一般是觀察其顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分及其含量，最后確定其巖石名稱。肉眼鑒定巖漿巖，首先看到的就是顏色。顏色基本可以反映出巖石的成分和性質(zhì)。

對(duì)巖漿巖進(jìn)行肉眼鑒定：

第一是要依據(jù)其顏色大致定出屬于何種巖類。比如，若是淺色，一般為酸性巖（花崗巖類）或中性巖（正長(zhǎng)巖類）；若是深色，一般為基性巖或超基性巖。由酸性巖到基性巖，深色礦物的含量逐漸增多，巖石的顏色也就由淺到深。同時(shí)還要注意區(qū)別巖石新鮮面的顏色和風(fēng)化后的顏色。還可根據(jù)其中暗色礦物與淺色礦物的相對(duì)含量來進(jìn)行描述，如暗色礦物含量超過60%者為暗色巖，在30～60%者為中色巖，在30%以下者為淺色巖。

第二步是觀察巖漿巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。據(jù)此，便可區(qū)分出是屬深成巖類、淺成巖類或是噴出巖類。根據(jù)巖石中各組分的結(jié)晶程度，可分為全晶質(zhì)、半晶質(zhì)和玻璃質(zhì)等結(jié)構(gòu)。不僅要對(duì)全晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)區(qū)分出顯晶質(zhì)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，還要對(duì)其中的顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)巖石按其礦物顆粒大小，進(jìn)一步細(xì)分出等粒、不等粒、粗粒或細(xì)粒等結(jié)構(gòu)。對(duì)具有斑狀結(jié)構(gòu)的巖石要描述斑晶成分、基質(zhì)的成分及結(jié)晶程度。

觀察巖石中礦物有無定向排列，進(jìn)而就能推斷巖石的形成環(huán)境，含揮發(fā)組分多少以及巖漿流動(dòng)的方向。若無定向排列稱之為塊狀構(gòu)造；若有定向排列，則可能是流紋構(gòu)造、氣孔構(gòu)造或條帶狀構(gòu)造。深成巖、淺成巖大多是塊狀構(gòu)造；噴出巖則為流紋構(gòu)造和氣孔構(gòu)造等。對(duì)于巖石中有規(guī)律排列的長(zhǎng)柱狀礦物、氣孔捕虜體等均要觀測(cè)其方向。對(duì)于那些在接觸面上有規(guī)則排列的片狀礦物，要描述其組成成分，并測(cè)其產(chǎn)狀要素。

第三步是觀察巖漿巖的礦物成分。礦物成分是巖石定名最重要的依據(jù)。巖漿巖類別是根據(jù)SiO2含量百分比確定的，而SiO2含量可在巖石礦物成分上反映出來。

假如有大量石英出現(xiàn)，說明是酸性巖；如果有大量橄欖石存在，則表明是超基性巖；如果只有微量或根本沒有石英和橄欖石，則屬中性巖或基性巖。假如巖石中以正長(zhǎng)石為主，同時(shí)所含石英又很多，就可判定是酸性巖；倘若以斜長(zhǎng)石為主，暗色礦物又多為角閃石，屬于中性巖；若暗色礦物多系輝石，則屬基性巖。對(duì)于巖石中凡能用肉眼識(shí)別的礦物均要進(jìn)行描述。首要的是描述主要礦物形態(tài)、大小及其性質(zhì)。其次，要對(duì)次要礦物作簡(jiǎn)略描述。

第四步是為巖漿巖定名。在肉眼觀察和描述的基礎(chǔ)上確定巖石名稱。請(qǐng)注意在巖石名稱前面冠以顏色和結(jié)構(gòu)，比如，可將某巖石定名為淺灰色粗粒花崗巖。

另外，在野外還要注意查明巖漿巖體的產(chǎn)狀，即巖體的空間分布位置、規(guī)模大小以及與圍巖的接觸關(guān)系等，結(jié)合巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，以推論巖石的形成環(huán)境。也要注意不同侵入體或同一侵入體之間的巖性變化、時(shí)間順序及相互關(guān)系。

三、變質(zhì)巖的觀察與描述

我國(guó)區(qū)域變質(zhì)巖系十分發(fā)育，變質(zhì)巖石類型十分復(fù)雜，主要有片麻巖、粒狀巖石（變粒巖、淺粒巖）、片巖、千枚巖、變質(zhì)硅鐵質(zhì)巖、大理巖、變質(zhì)鐵鎂質(zhì)巖及區(qū)域混合巖等。上述變質(zhì)巖類均屬不同的原巖建成造經(jīng)受不同時(shí)期、不同類型區(qū)域變質(zhì)作用的結(jié)果。不同成分的原巖經(jīng)受不同類型的區(qū)域變質(zhì)作用，在一定的溫高壓力條件下，形成各具特征的礦物和常見礦物共生組合，并因之分別構(gòu)成不同溫壓條件的麻粒巖相、角閃巖相、綠片巖相、藍(lán)閃石片巖相及次綠片巖相。所以，變質(zhì)巖系的發(fā)生和發(fā)展與大地構(gòu)造環(huán)境和地殼演化有密切的關(guān)系。

在野外鑒別變質(zhì)巖的方法、步驟與前述巖漿巖類似，但主要根據(jù)是其構(gòu)造、結(jié)構(gòu)和礦物成分。這是因?yàn)?，變質(zhì)巖的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)是其命名和分類的重要依據(jù)。

第一步可先根據(jù)構(gòu)造和結(jié)構(gòu)特征，初步鑒定變質(zhì)巖的類別。譬如，具有板狀構(gòu)造者稱板巖；具有千枚構(gòu)造者稱千枚巖等。具有變晶結(jié)構(gòu)是變質(zhì)巖的重要結(jié)構(gòu)特征。例如，變質(zhì)巖中的石英巖與沉積巖中的石英砂巖盡管成分相同，但前者具變晶結(jié)構(gòu)，而后者卻是碎屑結(jié)構(gòu)。

第二步再根據(jù)礦物成分含量和變質(zhì)巖中的特有礦物進(jìn)一步詳細(xì)定名。一般來講，要注意巖石中暗色礦物與淺色礦物的比例，以及淺色礦物中長(zhǎng)石和石英的比例，因這些比例關(guān)系與巖石的鑒定有著極大關(guān)系。例如，某巖石以淺色礦物為主，而淺色礦物中又以石英居多且不含或含有較少長(zhǎng)石，就是片巖；若某巖石成分以暗色礦物為主，且含長(zhǎng)石較多，則屬片麻巖。變質(zhì)巖中的特有礦物，如藍(lán)晶石、石榴子石、蛇紋石、石墨等，雖然數(shù)量不多，但能反映出變質(zhì)前原巖以及變質(zhì)作用的條件，故也是野外鑒別變質(zhì)巖的有力證據(jù)。關(guān)于板巖和千枚巖，因其礦物成分較難識(shí)別，板巖可按“顏色+所含雜質(zhì)”方式命名，如可稱黑色板巖、炭質(zhì)板巖；千枚巖可據(jù)其“顏色+特征礦物”命名，如可稱銀灰色千枚巖、硬綠泥石千枚巖等。

在野外，還要觀察地質(zhì)體產(chǎn)狀、變質(zhì)作用的成因。比如，石英巖與大理巖兩者在區(qū)域變質(zhì)與接觸變質(zhì)巖中均有，就只能根據(jù)野外產(chǎn)狀和共生的巖石類型來確定。假如此類巖石圍繞侵入體分布，并和板巖共生，則為接觸變質(zhì)形成；假如此類巖石呈區(qū)域帶狀分布，并和具片狀或片麻狀構(gòu)造的巖石共生，則為區(qū)域變質(zhì)所形成。

對(duì)變質(zhì)巖我們也應(yīng)描述巖石總體顏色，注意其巖石結(jié)構(gòu)。若為變晶結(jié)構(gòu)，則要對(duì)礦物形態(tài)進(jìn)行描述。注意觀察巖石中礦物成分是否定向排列，以便描述其構(gòu)造。用肉眼和放大鏡觀察可見的礦物成分應(yīng)進(jìn)行描述。若無變斑晶，就按礦物含量多少依次描述；若有變斑晶，則應(yīng)先描述變斑晶成分，后描述基質(zhì)成分。至于其它方面，如小型褶皺、細(xì)脈穿插、風(fēng)化情況等，亦應(yīng)作簡(jiǎn)略描述。在為變質(zhì)巖定名時(shí)，應(yīng)本著“特征礦物+片狀（或柱狀）礦物+基本巖石名稱”的原則。如，可將某巖石定名為藍(lán)晶石黑云母片巖。

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