商品大理石的概念遠(yuǎn)比普通變質(zhì)巖中的大理石廣泛,因此商業(yè)上大理石包括各種碳酸鹽和鎂質(zhì)硅酸鹽,他們的主要礦物組分是各種方解石、白云巖或蛇紋石。我們平時(shí)所說(shuō)的大理石地質(zhì)學(xué)上是沉積巖的一種。因此必須了解沉積巖。
沉積巖是在地表或近地表的常溫常壓條件下,由風(fēng)化作用、生物作用和火山作用的產(chǎn)物,經(jīng)過(guò)介質(zhì)的搬運(yùn)、沉積形成的松散的沉積物,再經(jīng)壓實(shí)、膠結(jié)而成的層裝巖石。沉積巖的物質(zhì)主要來(lái)源于先成巖石(無(wú)論是火成巖、變質(zhì)巖和先成的沉積巖)風(fēng)化作用和剝蝕作用的破壞產(chǎn)物,包括碎屑物質(zhì)、溶解物質(zhì)和新生物質(zhì);除此還包括生物遺體、生物碎屑以及火山作用的產(chǎn)物。因此沉積巖的平均化學(xué)成分和巖漿巖近似,但由于沉積巖形成條件不同,所以在化學(xué)成分上又有差異。沉積巖中在化學(xué)成分上,沉積巖中Fe2O3多于FeO,K2O多于Na2O,巖漿巖則與此相反。因?yàn)榈乇憝h(huán)境富含水和二氧化碳,所以沉積巖中水和二氧化碳的含量也明顯比巖漿巖中的高。沉積巖的礦物成分:在巖漿巖中大量存在的礦物如角閃石、輝石、橄欖石等在沉積巖中很少見(jiàn)。在巖漿巖中大量存在的礦物如長(zhǎng)石、石英等,在沉積巖中也大量存在,是組成沉積巖的重要礦物。有些是在沉積過(guò)程中形成的礦物如某些氫氧化物、氧化物、鹽類礦物、粘土礦物等,是在地表(富含O2、CO2水等)條件下形成的,稱為自生礦物,這些礦物在巖漿巖中是很少見(jiàn)或缺乏的。沉積巖按成因及成分可大致分類為:1、碎屑巖類:包括正常的碎屑巖、火山碎屑巖;2、化學(xué)巖和生物化學(xué)巖。
沉積巖的構(gòu)造:層理和層面構(gòu)造是沉積巖特有的構(gòu)造。沉積巖因?qū)永順?gòu)造顯示其非均勻性,層理有:水平的、波狀起伏的、傾斜的、交錯(cuò)的等,肉眼看不到層理構(gòu)造的為塊狀層理。層面構(gòu)造是各種地質(zhì)作用在沉積物表面留下的痕跡。常見(jiàn)的有波痕、泥裂、雨痕、蟲跡等。
沉積巖的結(jié)構(gòu):沉積巖的結(jié)構(gòu)與沉積巖的成因緊密相關(guān)可分為:碎屑巖具有碎屑結(jié)構(gòu)、化學(xué)巖具有化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物成因的生物結(jié)構(gòu)。
碎屑結(jié)構(gòu):按碎屑顆粒的直徑大小又可分為:
礫狀結(jié)構(gòu):>2mm
砂狀結(jié)構(gòu):0.05—2mm之間
粉砂狀結(jié)構(gòu): 0.O05—0.05mm之問(wèn).
泥質(zhì)結(jié)構(gòu):<0.005mm。
化學(xué)結(jié)構(gòu):礦物是通過(guò)膠體溶液或真溶液中以化學(xué)方式沉淀而生成的結(jié)構(gòu),它可以是隱晶的,也可以是顯晶的。
生物結(jié)構(gòu):巖石中幾乎全部或大部分由生物遺體(如貝殼等)所組成.
沉積巖的顏色:沉積巖的顏色往往反映了巖石的成分和形成的環(huán)境。白色的沉積巖多為純凈的高嶺土、石英、方解石、鹽類成分組成。深灰色-黑色一般說(shuō)明巖石中含有有機(jī)成分或散狀的硫化鐵等雜質(zhì)。是還原環(huán)境下形成的巖石;肉紅色或深紅色可能含有較多的正長(zhǎng)石或氧化鐵,是在氧化環(huán)境下形成的;含二價(jià)鐵的硅酸鹽組成綠色沉積巖,形成于弱還原環(huán)境。
沉積巖的肉眼鑒定方法和步驟:
1、碎屑巖:具有典型的碎屑結(jié)構(gòu),觀察描述以下內(nèi)容:
1)顏色:要求指出巖石的總體顏色,并要區(qū)別新鮮面和風(fēng)化面的顏色。
2)構(gòu)造:看有無(wú)微層理和層面構(gòu)造,一般以塊狀構(gòu)造常見(jiàn)。
3)結(jié)構(gòu):碎屑巖具有典型的碎屑結(jié)構(gòu),由兩部分組成:1、碎屑部分:描述碎屑顆粒的大小及含量,若為粗碎屑巖,描述礫石或角礫的大小、形態(tài)、磨圓度等。2、膠結(jié)部分:常見(jiàn)的膠結(jié)物有:黏土質(zhì):土狀,巖石較松散,小刀可以刻動(dòng),并在水中可以泡軟。鐵質(zhì):使巖石呈紫紅色或褐色。硅質(zhì):白色,硬度大于小刀,往往膠結(jié)緊密。鈣質(zhì):白色加稀鹽酸強(qiáng)烈起泡。
4)碎屑成分:常見(jiàn)的有:石英、長(zhǎng)石、白云母及巖屑碎屑,確定碎屑成分及含量。
5)命名:碎屑巖按碎屑顆粒的大小先定出:礫巖、砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖,基本名稱,再按碎屑粒級(jí)、成分細(xì)分。
2、泥質(zhì)巖:泥質(zhì)巖由黏土礦物組成,礦物顆粒非常細(xì)小,故在手標(biāo)本中肉眼鑒定其成分是困難的。主要觀察描寫泥質(zhì)巖的顏色和物理性質(zhì)。
1)顏色:一般的泥質(zhì)巖往往為淺色,混入有機(jī)質(zhì)則顯黑色,混入氧化鐵呈褐色,含綠泥石、海綠石等為綠色。
2)物理性質(zhì):觀察巖面斷口、硬度、可塑性,在水中易否泡軟,吸水性強(qiáng)弱等。
3)構(gòu)造:觀察巖石中有無(wú)層理、波痕、結(jié)核、泥裂等。
4)是否含有生物化石。
5)泥質(zhì)巖易和粉砂巖混淆:肉限鑒定一般用手研磨巖石粉末,有無(wú)砂感予以區(qū)別。若無(wú)砂感者定為泥質(zhì)巖。
6)命名:泥質(zhì)巖本身的進(jìn)一步分類根據(jù)固結(jié)程度、有無(wú)頁(yè)理構(gòu)造分為黏土、泥巖和頁(yè)巖,有的還可根據(jù)顏色、硬度和滴酸起抱等進(jìn)一步分為鐵質(zhì)、硅質(zhì)和鈣質(zhì)頁(yè)巖等。
3、化學(xué)及生物化學(xué)巖:
1)顏色:灰-灰白色居多,但往往隨混入物而變化。
2)構(gòu)造:應(yīng)注意有無(wú)微細(xì)層理和層面構(gòu)造,有無(wú)化石等。
3)結(jié)構(gòu):若為結(jié)晶粒狀,要按粒度劃分粗、中、細(xì)粒及其含量;若為生物碎屑,要分清生物種屬及其含量。
4)斷口:可反映巖石的固結(jié)程度和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。如巖石由顯微粒狀方解石或白云石組成,固結(jié)差的為土狀斷口,固結(jié)致密的為貝殼狀斷口,顆粒較粗大而均勻的則呈“砂糖狀斷口”顆粒較小不均勻而含有生物碎屑的則呈不平坦斷口,若有顯微層理則呈階狀斷口。
5)硬度:一般小于小刀,如混入硅質(zhì),硬度增加。
6)遇酸反應(yīng):加酸起泡程度。
7)命名:化學(xué)巖和生物化學(xué)巖主要根據(jù)物質(zhì)組成進(jìn)—步分類命名,其中碳酸鹽類巖還應(yīng)根據(jù)鈣、鎂和黏土物質(zhì)的百分含量(即與鹽酸反應(yīng)難易程度)以及碎屑的成分與結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)分類。
(二)沉積巖肉眼鑒定描述舉例
對(duì)巖石標(biāo)本,依上所述步驟觀察、描述完畢,最后應(yīng)給予命名。為便于從巖石名稱中反映出巖石特征,往往用巖石的全名稱。
一般順序是:顏色+構(gòu)造+結(jié)構(gòu)+成分。
m號(hào)標(biāo)本
新鮮面為白色,風(fēng)化面為灰白色;具層理構(gòu)造;粗粒砂狀結(jié)構(gòu),粒度—般為1mm左右,
有5%>2mm的礫石,磨圓較好,多呈渾圓狀,分選也較好;硅質(zhì)膠結(jié)。碎屑礦物主要為石英,其含量大于90%,可見(jiàn)少量長(zhǎng)石,風(fēng)化后呈高嶺土。
根據(jù)定名原則,m號(hào)標(biāo)本全名為:白色含礫粗粒石英砂巖。
n號(hào)標(biāo)本
黃綠色,帶少量褐色斑點(diǎn),泥質(zhì)結(jié)構(gòu),巖石致密,硬度低,指甲可刻動(dòng),斷口粗糙,表面光澤暗淡,可見(jiàn)細(xì)小云母片,含三葉蟲和圓貨貝化石碎片,具有平行的簿層狀頁(yè)理構(gòu)造,滴鹽酸起泡。
n號(hào)標(biāo)本可定為:黃綠色含生物鈣質(zhì)頁(yè)巖。
q號(hào)標(biāo)本
灰白色,泥晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,巖石具貝殼狀斷口,固結(jié)致密,小刀可刻動(dòng),局部有粗晶的方解石顆粒,直徑l—2mm左右,解理面閃閃發(fā)光,加鹽酸劇烈起泡。
故q號(hào)標(biāo)本可定為:灰白色泥晶灰?guī)r。
沉積巖是在地表或近地表的常溫常壓條件下,由風(fēng)化作用、生物作用和火山作用的產(chǎn)物,經(jīng)過(guò)介質(zhì)的搬運(yùn)、沉積形成的松散的沉積物,再經(jīng)壓實(shí)、膠結(jié)而成的層裝巖石。沉積巖的物質(zhì)主要來(lái)源于先成巖石(無(wú)論是火成巖、變質(zhì)巖和先成的沉積巖)風(fēng)化作用和剝蝕作用的破壞產(chǎn)物,包括碎屑物質(zhì)、溶解物質(zhì)和新生物質(zhì);除此還包括生物遺體、生物碎屑以及火山作用的產(chǎn)物。因此沉積巖的平均化學(xué)成分和巖漿巖近似,但由于沉積巖形成條件不同,所以在化學(xué)成分上又有差異。沉積巖中在化學(xué)成分上,沉積巖中Fe2O3多于FeO,K2O多于Na2O,巖漿巖則與此相反。因?yàn)榈乇憝h(huán)境富含水和二氧化碳,所以沉積巖中水和二氧化碳的含量也明顯比巖漿巖中的高。沉積巖的礦物成分:在巖漿巖中大量存在的礦物如角閃石、輝石、橄欖石等在沉積巖中很少見(jiàn)。在巖漿巖中大量存在的礦物如長(zhǎng)石、石英等,在沉積巖中也大量存在,是組成沉積巖的重要礦物。有些是在沉積過(guò)程中形成的礦物如某些氫氧化物、氧化物、鹽類礦物、粘土礦物等,是在地表(富含O2、CO2水等)條件下形成的,稱為自生礦物,這些礦物在巖漿巖中是很少見(jiàn)或缺乏的。沉積巖按成因及成分可大致分類為:1、碎屑巖類:包括正常的碎屑巖、火山碎屑巖;2、化學(xué)巖和生物化學(xué)巖。
沉積巖的構(gòu)造:層理和層面構(gòu)造是沉積巖特有的構(gòu)造。沉積巖因?qū)永順?gòu)造顯示其非均勻性,層理有:水平的、波狀起伏的、傾斜的、交錯(cuò)的等,肉眼看不到層理構(gòu)造的為塊狀層理。層面構(gòu)造是各種地質(zhì)作用在沉積物表面留下的痕跡。常見(jiàn)的有波痕、泥裂、雨痕、蟲跡等。
沉積巖的結(jié)構(gòu):沉積巖的結(jié)構(gòu)與沉積巖的成因緊密相關(guān)可分為:碎屑巖具有碎屑結(jié)構(gòu)、化學(xué)巖具有化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物成因的生物結(jié)構(gòu)。
碎屑結(jié)構(gòu):按碎屑顆粒的直徑大小又可分為:
礫狀結(jié)構(gòu):>2mm
砂狀結(jié)構(gòu):0.05—2mm之間
粉砂狀結(jié)構(gòu): 0.O05—0.05mm之問(wèn).
泥質(zhì)結(jié)構(gòu):<0.005mm。
化學(xué)結(jié)構(gòu):礦物是通過(guò)膠體溶液或真溶液中以化學(xué)方式沉淀而生成的結(jié)構(gòu),它可以是隱晶的,也可以是顯晶的。
生物結(jié)構(gòu):巖石中幾乎全部或大部分由生物遺體(如貝殼等)所組成.
沉積巖的顏色:沉積巖的顏色往往反映了巖石的成分和形成的環(huán)境。白色的沉積巖多為純凈的高嶺土、石英、方解石、鹽類成分組成。深灰色-黑色一般說(shuō)明巖石中含有有機(jī)成分或散狀的硫化鐵等雜質(zhì)。是還原環(huán)境下形成的巖石;肉紅色或深紅色可能含有較多的正長(zhǎng)石或氧化鐵,是在氧化環(huán)境下形成的;含二價(jià)鐵的硅酸鹽組成綠色沉積巖,形成于弱還原環(huán)境。
沉積巖的肉眼鑒定方法和步驟:
1、碎屑巖:具有典型的碎屑結(jié)構(gòu),觀察描述以下內(nèi)容:
1)顏色:要求指出巖石的總體顏色,并要區(qū)別新鮮面和風(fēng)化面的顏色。
2)構(gòu)造:看有無(wú)微層理和層面構(gòu)造,一般以塊狀構(gòu)造常見(jiàn)。
3)結(jié)構(gòu):碎屑巖具有典型的碎屑結(jié)構(gòu),由兩部分組成:1、碎屑部分:描述碎屑顆粒的大小及含量,若為粗碎屑巖,描述礫石或角礫的大小、形態(tài)、磨圓度等。2、膠結(jié)部分:常見(jiàn)的膠結(jié)物有:黏土質(zhì):土狀,巖石較松散,小刀可以刻動(dòng),并在水中可以泡軟。鐵質(zhì):使巖石呈紫紅色或褐色。硅質(zhì):白色,硬度大于小刀,往往膠結(jié)緊密。鈣質(zhì):白色加稀鹽酸強(qiáng)烈起泡。
4)碎屑成分:常見(jiàn)的有:石英、長(zhǎng)石、白云母及巖屑碎屑,確定碎屑成分及含量。
5)命名:碎屑巖按碎屑顆粒的大小先定出:礫巖、砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖,基本名稱,再按碎屑粒級(jí)、成分細(xì)分。
2、泥質(zhì)巖:泥質(zhì)巖由黏土礦物組成,礦物顆粒非常細(xì)小,故在手標(biāo)本中肉眼鑒定其成分是困難的。主要觀察描寫泥質(zhì)巖的顏色和物理性質(zhì)。
1)顏色:一般的泥質(zhì)巖往往為淺色,混入有機(jī)質(zhì)則顯黑色,混入氧化鐵呈褐色,含綠泥石、海綠石等為綠色。
2)物理性質(zhì):觀察巖面斷口、硬度、可塑性,在水中易否泡軟,吸水性強(qiáng)弱等。
3)構(gòu)造:觀察巖石中有無(wú)層理、波痕、結(jié)核、泥裂等。
4)是否含有生物化石。
5)泥質(zhì)巖易和粉砂巖混淆:肉限鑒定一般用手研磨巖石粉末,有無(wú)砂感予以區(qū)別。若無(wú)砂感者定為泥質(zhì)巖。
6)命名:泥質(zhì)巖本身的進(jìn)一步分類根據(jù)固結(jié)程度、有無(wú)頁(yè)理構(gòu)造分為黏土、泥巖和頁(yè)巖,有的還可根據(jù)顏色、硬度和滴酸起抱等進(jìn)一步分為鐵質(zhì)、硅質(zhì)和鈣質(zhì)頁(yè)巖等。
3、化學(xué)及生物化學(xué)巖:
1)顏色:灰-灰白色居多,但往往隨混入物而變化。
2)構(gòu)造:應(yīng)注意有無(wú)微細(xì)層理和層面構(gòu)造,有無(wú)化石等。
3)結(jié)構(gòu):若為結(jié)晶粒狀,要按粒度劃分粗、中、細(xì)粒及其含量;若為生物碎屑,要分清生物種屬及其含量。
4)斷口:可反映巖石的固結(jié)程度和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。如巖石由顯微粒狀方解石或白云石組成,固結(jié)差的為土狀斷口,固結(jié)致密的為貝殼狀斷口,顆粒較粗大而均勻的則呈“砂糖狀斷口”顆粒較小不均勻而含有生物碎屑的則呈不平坦斷口,若有顯微層理則呈階狀斷口。
5)硬度:一般小于小刀,如混入硅質(zhì),硬度增加。
6)遇酸反應(yīng):加酸起泡程度。
7)命名:化學(xué)巖和生物化學(xué)巖主要根據(jù)物質(zhì)組成進(jìn)—步分類命名,其中碳酸鹽類巖還應(yīng)根據(jù)鈣、鎂和黏土物質(zhì)的百分含量(即與鹽酸反應(yīng)難易程度)以及碎屑的成分與結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)分類。
(二)沉積巖肉眼鑒定描述舉例
對(duì)巖石標(biāo)本,依上所述步驟觀察、描述完畢,最后應(yīng)給予命名。為便于從巖石名稱中反映出巖石特征,往往用巖石的全名稱。
一般順序是:顏色+構(gòu)造+結(jié)構(gòu)+成分。
m號(hào)標(biāo)本
新鮮面為白色,風(fēng)化面為灰白色;具層理構(gòu)造;粗粒砂狀結(jié)構(gòu),粒度—般為1mm左右,
有5%>2mm的礫石,磨圓較好,多呈渾圓狀,分選也較好;硅質(zhì)膠結(jié)。碎屑礦物主要為石英,其含量大于90%,可見(jiàn)少量長(zhǎng)石,風(fēng)化后呈高嶺土。
根據(jù)定名原則,m號(hào)標(biāo)本全名為:白色含礫粗粒石英砂巖。
n號(hào)標(biāo)本
黃綠色,帶少量褐色斑點(diǎn),泥質(zhì)結(jié)構(gòu),巖石致密,硬度低,指甲可刻動(dòng),斷口粗糙,表面光澤暗淡,可見(jiàn)細(xì)小云母片,含三葉蟲和圓貨貝化石碎片,具有平行的簿層狀頁(yè)理構(gòu)造,滴鹽酸起泡。
n號(hào)標(biāo)本可定為:黃綠色含生物鈣質(zhì)頁(yè)巖。
q號(hào)標(biāo)本
灰白色,泥晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,巖石具貝殼狀斷口,固結(jié)致密,小刀可刻動(dòng),局部有粗晶的方解石顆粒,直徑l—2mm左右,解理面閃閃發(fā)光,加鹽酸劇烈起泡。
故q號(hào)標(biāo)本可定為:灰白色泥晶灰?guī)r。