2．2 地壳的结构与岩石组成

    （1）地壳的岩石类型

     岩石是由一种或一种以上的矿物或岩屑组成的有规律的集合体，是地质作用的产物。岩石是组成岩石圈的基本单位。岩石类型复杂多样，按岩石形成的自然作用类型，可将它们分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类。

    岩浆岩：

    岩浆岩是由炽热的岩浆冷凝结晶而成的岩石，它可以分成两个成因系列：一是由岩浆侵入地壳并在地壳中结晶形成的岩石，称为侵入岩；另一是岩浆喷出地表（突破地壳），在海水或大气中冷却形成的岩石，称为火山岩。

    在侵入岩中最为熟知的是花岗岩，现在我们以其作为岩浆岩的代表来叙述。

     花岗岩 是属于酸性的岩浆岩类，SiO2含量高达66％～63％。主要由三种主要矿物组成，它们是带红、黄、灰色调的浅色柱状长石，无色透明或烟灰色的粒状石英，以及白色或黑色的片状云母。由于是在上地壳中逐渐冷却结晶的，三种主要矿物都有较好的晶体，只是由于结晶过程的温度、压力条件和降温速率不同，矿物晶体的大小不同。由于花岗岩主要化学组分的含量存在一定范围变化，且次要（或微量）元素的含量变化较大，三种主要矿物晶体的颜色有多种变化。当某些次要元素（或微量元素）的含量较高且满足化学计量比时，可以形成它们的独立矿物——在岩石中这些矿物被称为次要矿物和副矿物，如磁铁矿、磷灰石等。以上种种差异和变化，使花岗岩这一类型的岩石显得不那么简单了，因此花岗岩还可以进一步分类。

    花岗岩中矿物良好的结晶形态和各矿物晶体形态的相互衬托，使花岗岩整体很美观，常被用来作装饰石材。花岗岩的三种主要矿物中，长石和石英的颜色都较浅，而且硬度都较大，它们在岩石中的总量达占到80％～85％以上。

    岩浆岩除了可以按形成方式分为火山岩和侵入岩两大类型外，还可进一步按岩石的化学成分、矿物成分、产状等再进行分类。其中岩石的化学成分是最重要的分类依据，岩石中SiO2的含量常作为一个重要指标（表4-1，图4-2）：SiO2含量高于66％的为酸性岩，花岗岩、花岗闪长岩属于酸性侵入岩，流纹岩是酸性火山岩；SiO2含量为53％～66％的岩石为中性岩，如闪长岩，相对于花岗岩来说，其中石英含量降低，暗色矿物中长柱状角闪石比片状黑云母更重要，以火山岩形式产出的中性岩是安山岩；含SiO245％～53％的称基性岩，典型的基性侵入岩为辉长岩，暗色矿物以辉石为主，浅色矿物主要为斜长石，石英含量已很少，各类玄武岩都是基性火山岩；含SiO2最低（＜45％）的岩浆岩是超基性岩，超基性岩一般不再出现石英和斜长石，因此它们是由暗色结晶矿物组成的岩石，岩石多为深灰—黑色。若SiO2含量极低（＜40％），由于橄榄石的含量大于辉石，岩石可呈绿（或黄）色，各类橄榄岩都是超基性岩。超基性火山岩分布较局限，苦橄岩是它们的代表之一。从酸性岩到超基性岩，岩石的颜色总体上是逐渐加深的。应当说明，在石材商业交易中，“花岗岩”—名被用来泛指各类岩浆岩，要注意避免名词混淆。

    岩石学家用岩石中的K2O+Na2O含量或里特曼指数：

    碱性（δ=3.3～9）、过碱性（δ＞9）三个系列。

    侵入岩和火山岩的本质区别在于它们产出的地质构造位置和结晶环境，两者间除可以通过结晶程度进行鉴别外，侵入岩侵入于早先形成的岩石中时，“最省力”的方式是沿裂隙侵入并使其横截面有较小的周长，主体沿侵入方向延伸，虽形态多样，但多为近圆柱状。大侵入体常呈圆锥状，其边缘或上部可有枝状或脉状延伸部分，与周围岩石的产状不协调。火山岩是岩浆喷出地表，在大气圈和水圈中冷却结晶形成的，当岩浆沿裂隙喷发时，火山岩形态一般与地表形态比较协调，呈被状或层状。

    沉积岩：

    沉积岩仅占地壳岩石总体积的5％，但由于它形成于广泛分布的陆地表面及海洋盆地中由沉积作用形成，因而，它占据地表75％面积。沉积岩最显著的特征是成层性，在山区常常可以看到一层层的岩石，这就是沉积岩。组成沉积岩的物质来自陆地上已生成的各类岩石，它们称为沉积岩的母岩（或源岩）。除以上母岩外，火山喷出物，生物物质，水体中的化学沉淀物也是沉积岩的组成部分，在一定条件下，沉积岩中还有宇宙物质加入。

    沉积岩根据物质来源、沉积物搬运和沉积作用方式可以分为陆源碎屑岩和化学、生物化学沉积岩两大类。

     陆源碎屑岩 指沉积物来自大陆物理侵蚀作用，经流水、风、冰川、泥石流、重力流等搬运到沉积盆地沉积而成的岩石。沉积过程受物理的或机械的因素控制，如流体性质（气体、液体、固体），运动状态（流动、波浪）及其强度控制。碎屑岩占沉积岩总量的3／4以上。

    陆源碎屑岩根据颗粒大小可分为砾岩（＞2mm）、砂岩（2～0.05mm）、粉砂岩（0.05～0.005 mm）、泥岩（＜0.005mm）。

    对于碎屑岩而言，有两个方面的特征最为重要：一是结构，二是构造。

    碎屑岩的结构是指组成它的碎屑颗粒的特征。包括粒度、分选性、磨圆度、胶结方式和颗粒表面特征。地质学家可以根据它来确定搬运碎屑的沉积介质的性质，是风？是水？是冰川或是重力流？还可以据此确定它离源区的远近，盆地沉积介质的动力特征。

    沉积岩的构造是指组成沉积岩的颗粒的排列特征，有层理构造、层面构造等等。如水平层理、交错层理、平行层理、反丘交错层理等（图4-3）。层面构造如波痕、流痕、冲刷痕、铸模及生物活动的遗迹等。

     火山碎屑岩 是火山爆发的碎屑物质经过搬运在盆地中（陆上或水下）沉积下来，经成岩固结或熔结而成的岩石。它既有火山作用的特征，又有沉积作用的特征（搬运和沉积），介于火山熔岩与陆源碎屑岩之间。典型的火山碎屑岩，火山物质含量达90％以上，其中可以有10％的陆源碎屑混入物。

     化学及生物化学沉积岩 其物质（矿物）来源是风化成真溶液或胶体溶液搬运到盆地内，或者其本身就来自盆地内部，通过物理化学或生物化学方式沉积下来并经成岩作用转化为岩石。化学及生物化学沉积岩可根据成分进一步分类。首先根据沉积作用的控制因素分为化学或物理化学成因的岩石，如蒸发作用形成的石膏、岩盐和钾盐；白云岩的形成也与蒸发作用有关。物理化学或化学沉淀形成的沉积岩如锰质岩、铜质岩、铁质岩、铝质岩及沸石质岩等等。生物及生物化学形成的如碳酸盐岩、硅质岩、磷质岩及部分铁质岩和有机质岩石如煤、油页岩、石油、天然气及沥青质岩等等。

    分布最广的碳酸盐岩，它的成因与生物化学作用十分密切，但是它的沉积作用却与碎屑岩一样，受盆地水动力因素控制，因此它是按结构进行分类的。可进一步分为颗粒灰岩、泥粒灰岩、粒泥灰岩、泥晶灰岩以及生物格架灰岩等。碳酸盐岩按成分还可分为石灰岩（CaCO3）、白云岩（MgCa[CO3]2）。
　　本文标题：地壳的结构与物质组成-地球及各圈层的物质组成(3)
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