岩石

岩石

岩石,地質勘探的主要對象。是固態礦物礦物混合物,其中海面下的岩石稱為礁、暗礁暗沙,由一種或多種礦物組成的,具有一定結構構造的集合體,也有少數包含有生物的遺骸或遺跡(即化石)。礦物有三態:固態(如化石)、氣態(如天然氣)、液態(如石油),但主要是固態物質,是組成地殼的物質之一,是構成地球岩石圈的主要成分。

  • 中文名稱
    岩石
  • 外文名稱
    rock;roche;pena;roach
  • 別稱
    石頭
  • 分布
    世界各地

基本介紹

次要礦物岩石中礦物分類釋義 詞目:岩石 拼音:yán shí

岩石

[rock] 由一種或通常由兩種以上礦物所組成的固結或不固結的集合體,其一部分生物成因的(如煤),在自然界大量存在,構成地殼的很大一部分。

詳細解釋

1.高大的石塊;大石塊。《史記·高祖本紀》:“ 高祖 即自疑,亡匿,隱於 芒 碭 山澤巖石之間。” 南朝 梁 江淹《詣建平王上書》:“其上則隱於篇肆之間,臥於巖石之下。” 清 陳康祺《郎潛紀聞》卷三:“﹝ 蘇州 滄浪亭 ﹞巖石玲瓏,水木清美,遂為城中名勝之冠。” 楊沫《青春之歌》第一部第三章:“第二天大早,她就被海浪拍打著岩石的聲音催醒了。”

岩石

2.比喻重臣。語出《詩·小雅·節南山》:“節彼南山,維石巖巖。赫赫 師尹 ,民具爾瞻。” 宋 曾鞏《與北京韓侍中啓》:“自避遠於煩機,久淹回於外服,宜從嚴石之望,趣正袞衣之歸。” 宋 蘇舜欽《聞京尹範希文等謫官》詩:“大議搖巖石,危言犯採旒。蒼黃出京府,憔悴謫南州。”

3.指構成地殼的礦物的集合體。分沉積岩、火成岩和變質岩三大類。

基本定義

岩石是天然產出的具穩定外型的礦物或玻璃集合體,按照一定的方式結合而成。是構成地殼和上地幔的物質基礎。按成因分為岩漿岩、沉積岩變質岩。其中岩漿岩是由高溫熔融的岩漿在地表或地下冷凝所形成的岩石,也稱火成岩或噴出岩。沉積岩是在地表條件下由風化作用、生物作用和火山作用的產物經水、空氣和冰川等外力的搬運、沉積和成岩固結而形成的岩石;變質岩是由先成的岩漿岩、沉積岩或變質岩,由于其所處地質環境的改變經變質作用而形成的岩石。

岩石

地殼深處和上地幔的上部主要由火成岩和變質岩組成。從地表向下16公裏範圍內火成岩大約佔95%,沉積岩隻有不足5%,變質岩最少,不足1%。地殼表面以沉積岩為主,它們約佔大陸面積的75%,洋底幾乎全部被沉積物所覆蓋。 岩石學主要研究岩石的物質成分、結構、構造、分類命名、形成條件、分布規律、成因、成礦關系以及岩石的演化過程等。它屬地質科學中的重要的基礎學科。

性質介紹

岩石性質

岩石工程性質無外乎就是物質成分(顆粒本身的性質)、結構(顆粒之間的聯結)、構造(成生環境及改造、建造)、現今賦存環境(應力、溫度、水)這幾個方面的因素。如果是岩體,則取決于結構面和岩塊兩個方面,在大多數情況下,結構面起著控製性作用。

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歷史

地球形成之初,地核的引力把宇宙中的塵埃吸過來,凝聚的塵埃就變成了山石,經過風化,變成了岩石。接著就變成隕石,在沒有落入地球大氣層時,是遊離于外太空的石質的,鐵質的或是石鐵混合的物質,若是落入大氣層,在沒有被大氣燒毀而落到地面就成了我們平時見到的隕石,簡單的說,所謂隕石,就是微縮版的小行星“撞擊了地球”而留下的殘骸。幾億年過去了,世界上就有了無數岩石。現在人類 在岩土工程界,常按工程性質將岩石分為極堅硬的、堅硬的、中等堅硬的和軟弱的四種類型。正在向定量方向發展。

古老岩石都出現在大陸內部的結晶基底之中。代表性的岩石屬基性和超基性的火成岩。這些岩石由于受到強烈的變質作用已轉變為富含綠泥石和角閃石的變質岩,通常我們稱為綠岩。如1973年在西格陵蘭發現了同位素年齡約38億年的花崗片麻岩。1979年,巴屯等測定南非波波林帶中部的片麻岩年齡約39億年左右。

加拿大北部的變質岩—阿卡斯卡片麻岩是儲存完好的古老地球表面的一部分。放射性年代測定表明阿卡斯卡片麻岩有將近40億年的年齡,從而說明某些大陸物質在地球形成之後幾億年就已經存在了。

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最近,科學家在澳大利亞西南部發現了一批最古老的岩石,根據其中所含的鋯石礦物晶體的同位素分析結果,表明它們的“年齡”約為43億至44億歲,是迄今發現的地球上最古老的岩石樣本,根據這一發現可以推論,這些岩石形成時,地球上已經有了大陸和海洋。在地球誕生2億至3億年後,可能並不象人們所認為的那樣由熾熱的岩漿所覆蓋,而是已經冷卻到了足以形成固體地表和海洋的溫度。地球的圈層分異在距今44億年前可能就已經完成了。

目前在中國發現的最古老岩石是冀東地區的花崗片麻岩,其中包體的岩石年齡約為35億年。

澳大利亞西部Warrawoona群中的微化石在形態結構上比較完整。它們究竟是藍藻還是細菌目前尚難確定。通常認為,早期疊層石是藍藻建造的,疊層石是藍藻存在的指示。如果35億年前就已經出現藍藻,則說明釋氧的光合作用早就開始了,這便引出一個問題:為什麽直到20億年前大氣圈才積累自由氧呢?從35億年前到20億年前中間相隔15億年之久,為什麽氧的積累如此緩慢?對此當然有不同的解釋。例如近年來已經發現疊層石也可能完全由光合細菌建造,或甚至由非光合細菌建造。

最古老生命存在的間接證據中較重要的是格陵蘭西部條帶狀鐵建造(BIF)和輕碳同位素。如果證據成立,則由此可推斷在38億年前的地球上已經出現進行釋氧光合作用的微生物,即類似藍藻的生物。根據Cloud的解釋,BIF是由光和微生物周期性地釋氧而引起亞鐵氧化為高價鐵沉積下來的。輕碳同位素也是光合作用的間接證據。但反對的意見認為,BIF形成所需的氧可以通過大氣中的水分子的光分解來提供,而輕碳同位素可能來自碳酸鹽的熱分解。

十八世紀末岩石學從礦物學中脫胎出來而發展成一門獨立的學科。在岩石學發展的初期,主要研究的是火成岩,到了十九世紀中葉才開始系統地研究變質岩,而沉積岩直到二十世紀初才引起人們的註意。目前岩石學正沿著岩漿岩石學、沉積岩石學和變質岩石學三個主要的分支方向發展。

套用範圍

做建材

1. 大理岩:大理岩的岩面質感細致,常用來作為壁面或地板。由于大理岩是由石灰岩變質而成,主要成分為碳酸鈣,因此也是製造水泥的原料。大理岩材質軟而細致,是很好的雕塑石材,許多有名的雕像都是由大理岩作成的,如著名的維納斯像。其他如牆面或擺飾,也常是由大理石加工琢磨而成,如花瓶、煙灰缸、桌子等家用品。

2. 花崗岩:本土的花崗岩隻有在金門才看得到,因此金門的老房子幾乎都是用花崗岩做成的。台灣的寺廟所用的花崗岩,是來自福建,多用于寺廟裏的龍柱、地磚、石獅。

3. 板岩:因其容易裂成薄板狀,且在山區極易取得,故原住民至今仍使用板岩作為建材,築成石板屋或圍牆。

4. 礫岩:有些礫岩含有鵝卵石及砂,而且膠結不良,容易將它們分散開來,例如:台灣西部第四紀的頭嵙山層中就是這種礫岩,其中卵石和砂都是建材。

5. 石灰岩:台灣最常見的石灰岩是由珊瑚形成的,通稱為珊瑚礁石灰岩。在澎湖,珊瑚礁石俗稱「石」,居民用以作為圍牆建材,以遮蔽強烈的東北季風,保護農作物。

岩石

6. 泥岩:由于其主要成分是黏土,自古就被作為磚瓦、陶器的原料。

7. 安山岩:由于材質堅硬,亦常用來作廟宇的龍柱、牆壁的石雕、墓碑、地磚等。

提煉金屬

1. 金礦:含金的岩石經過風化和侵蝕作用,金會被分離出來而成自然金,因為金比泥沙重得多,容易沉積下來,經過淘洗,就成為黃金。

2. 黃銅礦:黃銅礦是提煉銅最主要的礦物。

3. 方鉛礦:方鉛礦呈現鉛灰色,有立方體的解理,是最重要的含鉛礦物。

4. 赤鐵礦:赤鐵礦面板顏色呈現鐵灰色或紅褐色,是最重要的含鐵礦物。

5. 磁鐵礦:磁鐵礦屬含鐵礦物,具有磁性,吸附含鐵物質。

珍貴寶石

礦物若具有堅硬、稀有、耐久、透明且顏色美麗的特點,即常被用來作為裝飾品,一般稱為寶石,以下是常見的寶石簡介:

1. 鑽石:即俗稱的金剛石,有許多種顏色,如淡黃、褐、白、藍、綠、紅等,其中以無色透明的價值最高。

2. 剛玉:剛玉也有許多不同的顏色,如:紅色的剛玉俗名紅寶石,藍色的剛玉叫做藍寶石。其化學成分為三氧化二鋁。

3. 蛋白石:一般為無色或白色,有些具有特殊的暈彩。

4. 水晶:純石英單晶稱為水晶,水晶內因含不同雜質而呈現不同顏色,如:黃水晶、紫水晶等。石英的纖維狀顯微晶聚合體稱為玉髓;石英的粒狀顯微晶聚合體稱為燧石,這兩種礦物是台東縣重要的玉石。

顏料

有些礦物具有特別的顏色,可用來作成顏料,如藍色的藍銅礦,綠色的孔雀石,紅色的辰砂。

其他用途

1. 石英:石英是製造玻璃及半導體的主要原料,如:苗傈縣汶水溪的上福基砂岩中的石英砂即為製造玻璃的主要材料。

2. 方解石:方解石存在于大理岩及石灰岩中,是製造水泥的主要原料。

3. 白雲母:白雲母因不導電、不導熱且具有高熔點的特徵,因此經常被用來作為電熱器中絕緣體的材料。

4. 石墨:硬度低,且具有油脂光澤,條痕為黑色,常用于製造鉛筆芯,此外石墨還可以做成潤滑劑、電極、坩堝等。

5. 硫磺:火山地區的溫泉中即含有黃色的硫磺。

6. 石膏:石膏一般用于固定骨折受傷處,或做成塑像,也用于建築工業。

7. 磷灰石:用于製造農業用磷肥。

8. 蛇紋石:含有鎂的成分,可用于煉鋼工業上。

9. 滑石:硬度低,有滑膩感;通常被研磨成粉末,以製造顏料、爽身粉、去污粉、化妝品等。

產地介紹

地球形成之初,地核的引力把宇宙中的塵埃吸過來,凝聚的塵埃就變成了山石。山石經過風化,變成了岩石。接著就變成隕石,在沒有落入地球大氣層時,是遊離于外太空的石質的、鐵質的或是石鐵混合的物質;若是落入大氣層,在沒有被大氣燒毀而落到地面就成了我們平時見到的隕石。簡單的說,所謂隕石,就是微縮版的小行星“撞擊了地球”而留下的殘骸。

種類介紹

火成岩

也稱岩漿岩。來自地球內部的熔融物質,在不同地質條件下冷凝固結而成的岩石。當熔漿由火山通道噴溢出地表凝固形成的岩石,稱噴出岩或稱火山岩。常見的火山岩有玄武岩、安山岩和流紋岩等。當熔岩上升未達地表而在地殼一定深度凝結而形成的岩石稱侵入岩,按侵入部位不同又分為深成岩和淺成岩。 花崗岩、輝長岩、閃長岩是典型的深成岩。花崗斑岩、輝長玢岩和閃長玢岩是常見的淺成岩 。根據化學組分又可將火成岩分為 超基性岩(SiO2 ,小于45%)、 基性岩 (SiO2 ,45%~52%)、 中性岩(SiO2 ,52%~65%)、 酸性岩(SiO 2 ,大于65%)和 鹼性岩(含有特殊鹼性礦物,SiO 2 ,52%~66%)。火成岩佔地殼體積的64.7%。

沉積岩

也稱水成岩。在地表常溫、常壓條件下,由風化物質、火山碎屑、有機物及少量宇宙物質經搬運、沉積和成岩作用形成的層狀岩石。按成因可分為 碎屑岩、 粘土岩 和化學岩(包括生物化學岩)。常見的沉積岩有 砂岩 、凝灰質砂岩、 礫岩 、粘土岩、 頁岩、 石灰岩 、 白雲岩、 矽質岩、 鐵質岩、 磷質岩 等。沉積岩佔地殼體積的7.9%,但在地殼表層分布則甚廣,約佔陸地面積的75%,而海底幾乎全部為沉積物所覆蓋。

沉積岩有兩個突出特征:一是具有層次,稱為層理構造。層與層的介面叫層面,通常下面的岩層比上面的岩層年齡古老。二是許多沉積岩中有“石質化”的古代生物的遺體或生存、活動的痕跡-----化石,它是判定地質年齡和研究古地理環境的珍貴資料,被稱作是紀錄地球歷史的“書頁”和“文字”。

變質岩

原有岩石經變質作用而形成的岩石。根據變質作用類型的不同,可將變質岩分為5類:動力變質岩、接觸變質岩、區域變質岩、混合岩和交代變質岩。常見的變質岩有 糜棱岩、碎裂岩、 角岩、板岩、 千枚岩 、 片岩、 片麻岩 、 大理岩 、 石英岩、角閃岩、片粒岩、榴輝岩、 混合岩 等。變質岩佔地殼體積的27.4%。

岩石具有特定的比重、孔隙度、抗壓強度和抗拉強度等物理性質,是建築、鑽探、掘進等工程需要考慮的因素,也是各種礦產資源賦存的載體,不同種類的岩石含有不同的礦產。以火成岩為例,基性超基性岩與親鐵元素,如鉻、鎳、鉑族元素、鈦、釩、鐵等有關;酸性岩與親石原素如鎢、錫、鉬、鈹、鋰、鈮、鉭、鈾有關;金剛石僅產于金伯利岩和鉀鎂煌斑岩中;鉻鐵礦多產于純橄欖岩中;中國華南燕山早期花崗岩中盛產鎢錫礦床;燕山晚期花崗岩中常形成獨立的錫礦及鈮、鉭、鈹礦床。石油和煤隻生于沉積岩中。前寒武紀變質岩石中的鐵礦具有世界性。許多岩石本身也是重要的工業原料,如北京的漢白玉(一種白色大理岩)是聞名中外建築裝飾材料,南京的雨花石、福建的壽山石、浙江的青田石是良好的工藝美術石材,即使那些不被人註意的河沙和卵石也是非常有用的建築材料。許多岩石還是重要的中葯用原料,如麥飯石(一種中酸性脈岩)就是十分流行的葯用岩石。岩石還是構成旅遊資源的重要因素,世界上的名山、大川、奇峰異洞都與岩石有關。我們祖先從石器時代起就開始利用岩石,在科學技術高度發展的今天,人們的衣、食、住、行、遊、醫……無一能離開岩石。研究岩石、利用岩石、藏石、玩石、愛石已不再是科學家的專利,而逐漸變成廣大民眾生活的組成部分。

風化情況

岩石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏松及礦物成分次生變化的現象。導致上述現象的作用稱風化作用。分為:①物理風化作用。主要包括溫度變化引起的岩石脹縮、岩石裂隙中水的凍結和鹽類結晶引起的撐脹、岩石因荷載解除引起的膨脹等。②化學風化作用。包括:水對岩石的溶解作用;礦物吸收水分形成新的含水礦物,從而引起岩石膨脹崩解的水化作用;礦物與水反應分解為新礦物的水解作用;岩石因受空氣或水中遊離氧作用而致破壞的氧化作用。③生物風化作用。包括動物和植物對岩石的破壞,其對岩石的機械破壞亦屬物理風化作用,其屍體分解對岩石的侵蝕亦屬化學風化作用。人為破壞也是岩石風化的重要原因。岩石風化程度可分為全風化、強風化、弱風化和微風化4個級別。

大約在200年前,人們可能認為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恆不變的特征。可現在我們已經知道高山最終將被風化和剝蝕為平地,湖泊終將被沉積物和植被填滿,沙漠會隨著氣候的變化而行蹤不定。地球上的物質永無止境地運動著。暴露在地殼表面的大部分岩石都處在與其形成時不同的物理化學條件下,而且地表富含氧氣二氧化碳和水,因而岩石極易發生變化和破壞。表現為整塊的岩石變為碎塊,或其成分發生變化,最終使堅硬的岩石變成松散的碎屑和土壤。礦物和岩石在地表條件下發生的機械碎裂和化學分解過程稱為風化。由于風、水流及冰川等動力將風化作用的產物搬離原地的作用過程叫做剝蝕

地表岩石在原地發生機械破碎而不改變其化學成分也不新礦物的作用稱物理風化作用。如礦物岩石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結晶等作用均可使岩石由大塊變成小塊以至完全碎裂。化學風化作用是指地表岩石受到水、氧氣和二氧化碳的作用而發生化學成分和礦物成分變化,並產生新礦物的作用。主要通過溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式進行。

雖然所有的岩石都會風化,但並不是都按同一條路徑或同一個速率發生變化。經過長年累月對不同條件下風化岩石的觀察,我們知道岩石特征、氣候和地形條件是控製岩石風化的主要因素。不同的岩石具有不同的礦物組成和結構構造,不同礦物的溶解性差異很大。節理、層理和孔隙的分布狀況和礦物的粒度,又決定了岩石的易碎性和表面積。風化速率的差異,可以從不同岩石類型的石碑上表現出來。如花崗岩石碑,其成分主要是矽酸鹽礦物。這種石碑就能很好地抵御化學風化。而大理岩石碑則明顯地容易遭受風化。

氣候因素主要是通過氣溫、降雨量以及生物的繁殖狀況而表現的。在溫暖和潮濕的環境下,氣溫高,降雨量大,植物茂密,微生物活躍,化學風化作用速度快而充分,岩石的分解向縱深發展可形成巨厚的風化層。在極地和沙漠地區,由于氣候幹冷,化學風化的作用不大,岩石易破碎為棱角狀的碎屑。最典型的例子,是將矗立于幹燥的埃及已35個世紀並儲存完好的克列奧帕特拉花崗岩尖柱塔,搬移到空氣污染嚴重的紐約城中心公園之後,僅過了75年就已面目全非。

地勢的高度影響到氣候:中低緯度的高山區山麓與山頂的溫度、氣候差別很大,其生物介面貌顯著不同。因而風化作用也存在顯著的差別。地勢的起伏程度對于風化作用也具普遍意義:地勢起伏大的山區,風化產物易被外力剝蝕而使基岩裸露,加速風化。山坡的方向涉及到氣候和日照強度,如山體的向陽坡日照強,雨水多,而山體的背陽坡可能常年冰雪不化,顯然岩石的風化特點差別較大。

剝蝕與風化作用在大自然中相輔相成,隻有當岩石被風化後,才易被剝蝕。而當岩石被剝蝕後,才能露出新鮮的岩石,使之繼續風化。風化產物的搬運是剝蝕作用的主要體現。當岩屑隨著搬運介質,如風或水等流動時,會對地表、河床及湖岸帶產生侵蝕。這樣也就產生更多的碎屑,為沉積作用提供了物質條件。

岩石在日光、水分、生物和空氣的作用下,逐漸被破壞和分解為沙和泥土,稱為風化作用。沙和泥土就是岩石風化後的產物。

一、岩石的風化現象。

岩石的疏松、剝落、裂縫這些都是岩石的風化現象。

二、岩石的產生風化的原因。

所含礦物

主要礦物

指岩石中含量多幷在確定岩石大類名稱上起主要作用的礦物。

例如花崗岩類,主要礦物是石英和鉀長石,石英含量小于75%,鉀長石含量大于25%時,則岩石為正長岩類,石英含量大于95%時,則歸為石英岩類,所以對于花崗岩來說,石英、長石為主要礦物。

次要礦物

岩石

指岩石中含量次于主要礦物的礦物,對劃分岩石大類不起主要作用,但對確定岩石種屬起一定作用,含量一般小于15%。

如閃長岩類,石英是次要礦物,閃長岩中含有石英(含量達5%)稱石英閃長岩,無石英或石英小于5%,則稱閃長岩,但二者均屬閃長岩大類,所以對閃長岩來說石英石次要礦物。

副礦物

岩石中含量很少,通常不到1%,它們通常不參與岩石命名,隻有對岩石成因或成礦方面有特殊意義時,有選擇地用作岩石名稱前的點綴,如獨居石花崗岩,獨居石以副礦物存在,但指示該花崗岩富稀土元素。

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