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矿物和岩石岩石
2010年11月02日
专业2010-11-02 09:21:39阅读3评论0 字号:大中小订阅岩石是矿物的集合体,是各种地质作用的产物,是构成地壳的物质基础。
岩石学是研究岩石的种类、性质、成分、形成过程、演变历史以及与矿产关系的科学。
地壳中绝大部分矿产都产于岩石中,它们之间存在着密切的成因联系。如煤产在沉积岩里;大部分金属矿则产在岩浆岩或其形成与岩浆岩有直接或间接联系。研究岩石就是为了发现岩石与矿产的关系,从中找出规律,以便更多更好地找寻和开发矿产资源。
另一方面,大多数岩石本身就是重要矿产,如花岗岩、大理岩可用作天然的建筑和装饰石料。此外,冶金用的耐火材料和熔剂,农业用的无机肥料以及部分能源,都来自天然岩石。
岩石对于采矿工作者尤为重要。工业场地摆布于岩石之上,开拓系统布置在岩石之中,开采对象———矿体不仅赋存在岩石内而且有着成因联系,要采矿石必须先采出大量岩石(如露天矿的剥离)。因此,采矿工程技术人员必须具备岩石学的知识。
需要指出,在研究人造(工艺)岩石时,也要广泛应用岩石学的知识。在研究提高各种硅酸盐制品———耐火材料、铸石、陶瓷、水泥、玻璃等和其他人造岩石的质量,以及研究其内部组成和结构与物理化学性能时,也要大量应用岩石学的研究方法。最近30年来,在此基础上产生了一门与岩石学有密切关系的新学科———工艺岩石学。
工艺岩石的研究,不仅能解决生产工艺中提出来的一系列实际问题(耐火材料、陶瓷、炉渣、磨料等),而且对了解天然岩石形成过程的理论问题有着十分重要的意义。
不难了解,地质作用的性质及进行的环境,会决定着矿物彼此组合的关系,亦即矿物在岩石中的分布情况。换句话说,决定着岩石的外貌,并以此作为鉴别三大类岩石的主要根据之一,这些关系表现在岩石的结构和构造两个方面:
1. 岩石的结构
岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小和形状以及彼此间的组合方式叫做结构。这主要决定于地质作用进行的环境,在同一大类岩石中,由于它们生成的环境不同,就产生了种种不同的结构。关于这一点将在每一大类岩石的叙述中讨论。
2. 岩石的构造
岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石的其他组成部分之间的排列方式以及充填方式叫做构造。这反映着地质
作用的性质。由岩浆作用生成的岩浆岩大多具有块状构造;由变质作用生成的变质岩,多数情况下它们的组成矿物一般都依一定方向作平行排列,具片理状构造;由外力地质作用生成的沉积岩,是逐层沉积的,多具层状构造。
研究岩石的结构构造,不仅对划分岩类,正确识别岩石有着实际意义,而且在采掘工艺中,对于研究岩体稳定、井巷支护、爆破措施及选择采掘机械起着重要作用。
组成地壳的岩石,按其成因可分为三大类:即岩浆岩、沉积岩和变质岩。
1. 岩浆岩
是内力地质作用的产物,系地壳深处的岩浆沿地壳裂隙上升,冷凝而成。埋于地下深处或接近地表的叫侵入岩;喷出地表的叫喷出岩。其特征是:一般均较坚硬,绝大多数矿物均成结晶粒状紧密结合,常具块状、流纹状及气孔状构造。原生节理发育。
2. 沉积岩
系先成岩石(包括沉积岩)经外力地质作用而形成。其特征是:常具碎屑状、鲕状等特殊结构及层状构造,并富含生物化石和结核。
3. 变质岩
系岩浆岩或沉积岩经变质作用而形成与原岩迥然不同的岩石。其特征是:多具明显的片理状构造。
一、岩浆岩
岩浆岩又叫火成岩,占地壳总质量的SiO2,在三大类岩石中,岩浆岩占有比较重要的地位。岩浆岩的特征可以从物质成分、结构构造和产状几个方面研究。
(一)岩浆岩的物质成分
岩浆岩的物质成分包括化学成分和矿物成分。研究物质成分不仅有助于了解各类岩浆岩的内在联系、成因及次生变化,而且可以作为岩浆岩分类的主要根据。因此,对物质成分及其变化规律的研究,是岩浆岩石学的主要任务之一。
岩浆岩的化学成分地壳中存在的元素在岩浆岩中几乎都有,但各种元素的含量却不相同。O、Si、-Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti 元素在岩浆岩中普遍存在,%,其次为P、H、Mn、Ba等。
1. 岩浆岩的化学成分常用氧化物表示,%,%。在岩浆岩中各种主要氧化物之间,有很密切的关系。岩浆岩中各种氧化物随SiO2含量的增减而作有规律的变化,根据SiO2含量,可以把岩浆岩分成四类:超基性岩(SiO2<45%)、基性岩(45%<SiO2<52%)、中性岩(52%<SiO2<65%)、酸性岩(>65%)
随着SiO2的增加,FeO及MgO 逐渐减少,故基性岩石中FeO及MgO 比酸性岩多。CaO在超基性岩中很少,基性岩中大量出现,以后随SiO2的增加又逐