岩浆岩、沉积岩和变质岩的主要特征和类型及其相互转化

一、岩浆岩、沉积岩和变质岩的主要特征和类型（1）岩浆岩：是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的，又称火成岩。岩浆主要来源于地幔上部的软流层，那里温度高达1300℃，压力约数千个大气压，使岩浆具有极大的活动性和能量，按其活动又分为喷出岩和侵入岩。未达到地表的岩浆冷凝而成的岩石叫侵入岩。深成侵入岩颗粒较粗。浅成侵入岩颗粒细小或大小不均。喷出岩是在岩浆喷出地表的条件下形成，温度低，冷却快，常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构，具有气孔、流纹等构造等。岩浆岩常见的如在地壳中分布很广的中粗粒结构的侵入岩——花岗岩，气孔构造发育，黑色致密的玄武岩，流纹构造显著的酸性喷出岩——流纹岩等。沉积岩：是地面即成岩石在外力作用下，经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成。岩浆岩主要特征是：①层理构造显著；②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有：直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。岩浆岩的主要类型，可以分为以下四类：1、超基性岩类：二氧化硅含量小于45%，多铁、镁而少钾、钠，基本上由暗色矿物组成，主要是橄榄石、辉石，二者含量可以超过70%。其次为角闪石和黑云母；不含石英，长石也很少。这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类，喷出岩是苦橄岩类。2、基性岩类：化学成分的特征是SiO2为45-53%，Al2O3可达15%，CaO可达10%；而铁镁含量约各占6%左右。岩石颜色比超基性岩浅，比重也稍小，一般在3左右。侵入岩很致密，喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造。。在矿物成分上，铁镁矿物约占40%，而且以辉石为主，其次是橄榄石、角闪石和黑云母。基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长石。这类岩石的侵入岩是辉长岩，分布较少；而喷出岩-玄武岩，却有大面积分布。3、中性岩类：化学成分特征是SiO2为53-65%，铁、镁、钙比基性岩低，Al2O316-17%，比基性岩略高，而Na2O+K2O可达5%，比基性岩明显增多。中性岩类岩石颜色较浅，多呈浅灰色，比重比基性岩要小。主要矿物为角闪石与长石，兼有少量石英、辉石、黑云母等。代表性岩石为闪长石、安山岩、正长岩与粗面岩。4、酸性岩类：这类岩石的SiO2含量最高，一般超过66%，K2O+Na2O平均在6-8%之间，铁、钙含量不高。矿物成分的特点是浅色矿物大量出现，主要是石英、碱性长石和酸性斜长石，还有云母。暗色矿物含量很少，大约只占10%。代表性岩石为花岗岩与流纹岩。二、沉积岩，又称为水成岩，是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物等疏松沉积物团结而成的岩石。同时也是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的80%（2）沉积岩的主要特征：①层理构造显著，富含次生矿物、有机质；②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石，即是生物化石；③具有碎屑结构于非碎屑结构之分，有的具有干裂、孔隙、结核等。通常情况下沉积岩由岩石碎屑、矿物碎屑、火山碎屑及生物碎屑等构成，其中包括砾、砂、粉砂和泥等不同粒级的物质。各粒级沉积物使沉积岩具有砾状结构、砂状结构、粉状结构或泥状结构。④沉积岩层面呈波状起伏，或残留波痕、雨痕、干裂、槽模、沟模等印模，或层内出现锯齿状缝合线或结核，均属沉积岩的原生构造特征。沉积岩的主要类型：1、碎屑岩类主要指母岩风化碎屑经搬运再堆积后胶结而成的岩石，包括①砾岩与角砾岩；②砂岩在沉积岩中分布仅次于黏土岩。它是由粒度在2～0.1毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。在砂岩中，砂含量通常大于50%，其余是基质和胶结物。碎屑成分以石英、长石为主，其次为各种岩屑以及云母、绿泥石等矿物碎屑。；③粉砂岩，0.1～0.01mm粒级的碎屑颗粒超过50%，以石英为主，常含较多的白云母，钾长石和酸性斜长石含量较少，岩屑极少见到。黏土基质含量较高。黏土岩是沉积岩中分布最广的一类岩石。其中，黏土矿物的含量通常大于50%，粒度在0.005～0.0039mm范围以下。主要由高岭石族、多水高岭石族、蒙脱石族、水云母族和绿泥石族矿物组成；2、黏土岩类具有泥状结构，由黏土矿物及其他细粒物质组成，硬度低。固结好而无层理的为泥岩，固结较好并有良好层理的为页岩，固结较差的则为黏土。页岩依据胶结物或附加成分又可以分为钙质页岩、铁质页岩、碳质页岩和油页岩等。3、生物化学岩类多由化学和生物化学形成物组成并主要见于海相或相沉积物，具显晶或隐晶结构、鲕状或豆状结构、生物结构，包括硅质岩、石灰岩、白云岩等。（3）变质岩：是岩浆岩或沉积岩在变质作用下形成的一类新岩石。和前两类岩石主要区别是变质岩属重结晶的岩石，颗粒较粗，不含玻璃质和有机质的残体。其主要特征是：①有的具有片理（片状）构造如片岩；②有的呈片麻构造（未形成片状），岩石断面上看到各种矿物成带状或条状等，如花岗片麻岩；③有的呈板状构造，颗粒极小，肉眼难辨，如板岩。常见的变质岩类型：1、由方解石或白云石重新经过结晶而成的大理岩2、由页岩和粘土经过变质而形成原解理状的板岩3、由片状、柱状岩石组成的片岩3、多由沉积岩和岩浆岩变质而成的片麻岩4、由砂岩变质而成的石英岩等。二、岩浆岩、沉积岩和变质岩的相互转化过程岩浆、岩浆岩、沉积岩和变质岩彼此都有一定的转化关系，当时间和地质条件发生改变以后，任何一类岩石都可以变为另外一类的岩石。当原始物质经过热的作用或压力的减低，可产生部分熔融而形成岩浆。岩浆沿著地壳的裂隙上升至地壳的浅处，或经由火山喷发至地表，冷却结晶形成岩浆岩。已存在的岩浆岩或沉积岩、变质岩，再经过风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩作用后，形成沉积岩。沉积岩经过长时间在地壳深部受高温和高压的作用，而发生了变质作用，形成变质岩。也有一部份的变质岩是由岩浆岩受了高温高压的作用而变来的。在地壳深部的变质岩经过高温的作用后，可产生深熔作用而在被熔为岩浆。有一部分的岩浆岩经过高温的作用后，亦可再熔融为岩浆，岩浆经结晶作用后又造成了新的岩浆岩……，如此循环不已，形成地质大循环。地质大循环并非一成不变，而是一个复杂的过程。如此复杂的过程不断地反覆进行，导致地壳体积的逐渐增加，同时组成地球的岩石与矿物，也不断地被破坏而再形成新的物质。