（三）岩石

岩石的概念

岩石（rock）是天然形成的、由固体矿物或岩屑组成的集合体。

地壳中的岩石种类很多，但组成岩石的主要矿物仅有 20 多种。岩石可以是由一种矿物组成的单矿物岩石，如大理岩主要由方解石组成；也可以是由几种矿物组成的复矿物岩石，如花岗岩是由长石、石英、云母等组成；岩石还可以是由岩屑（指早先存在的岩石破碎后的碎块，在一个岩屑中往往包含多个矿物颗粒）所组成的，如砾岩是由粒径大于 2 mm 的岩屑所组成。

岩石的矿物成分及结构、构造

地壳中的岩石种类虽多，但它并不是矿物的任意组合，而是受地质作用的特有规律所支配。不同的岩石具有不同的矿物成分及结构、构造特点，这些特点正是区别与鉴定岩石种类的主要依据。

岩石的矿物成分不同类型的岩石往往具有不同的矿物共生组合，这主要是地质作用自然选择的结果。这种特定的矿物共生组合不仅表现在矿物的种类上，而且还表现在矿物的含量上。如花岗岩主要由长石、石英、云母组成，其中长石含量常达 60％以上，石英占 30％～40％，云母为 5％左右，在这个组合里不可能出现橄榄石；而在超基性岩（如橄榄岩）中，矿物主要为橄榄石及辉石，在这个组合里不可能出现石英。又如在页岩中，主要为地表环境下形成的高岭石等粘土矿物组成，其含量可达 90％以上，而在花岗岩等地下深处形成的岩石中却不可能出现高岭石等粘土矿物。

岩石的结构岩石的结构是指组成岩石的矿物（或岩屑）的结晶程度、颗粒大小、形状及其相互关系。也就是说，它主要是指岩石中颗粒本身的一些

特点。例如花岗岩，其中的矿物颗粒全是结晶的，且颗粒较粗大,同种矿物的颗粒大小基本相等，因此，它的结构可称为中一粗粒、等粒结构；如果岩石是由岩屑组成的，这类岩石的结构称为碎屑结构，如砾岩、砂岩等（图 3.12）。

岩石的构造岩石的构造是指岩石中的矿物（或岩屑）颗粒在空间上的分布和排列方式特点。也以花岗岩为例，其中的长石、石英、云母颗粒都是以随机的方向和方式均匀分布，这种构造称为块状构造；而对于矿物成分与花岗岩类似的片麻岩，其中的长石、石英、云母常沿着一定的方向作断断续续的定向排列，这种构造称为片麻状构造；又如砾岩、砂岩中碎屑颗粒的排列或堆积常具有分层性，这种构造称为层理构造（图 3.12）。

地壳中的岩石类型

根据岩石形成的原因，地壳中的岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。

岩浆岩（magmatite）

由岩浆冷凝后形成的岩石称为岩浆岩，又称火成岩。岩浆岩按其形成的环境有两种类型：岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石称为喷出岩；岩浆在地表以下冷凝形成的岩石称为侵入岩。岩浆岩的物质成分主要是各种硅酸盐，如果以岩浆岩中 SiO2 化学组分的百分含量来划分，则岩浆岩可分为四大类：超基性岩（SiO2＜45％）、基性岩（SiO2 为 45％～52％之间）、中性岩（SiO2 为 52％～66％之间）和酸性岩（SiO2＞66％）。

岩浆岩的矿物成分主要包括橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、斜长石、钾长石、石英等 7 种，前 4 种矿物颜色较深，富含 Fe、Mg 元素，称为暗色矿物；后 3 种矿物颜色较浅，富含 Si、Al 元素，称为浅色矿物。岩浆岩中按超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩的顺序，暗色矿物逐渐减少，而浅色矿物逐渐增长，因而岩石的总体颜色也由深变浅。

岩浆岩在地表的分布面积约占 20％左右，但地下深处有增加的趋势，从体积上看估计占地壳的 30％～40％。地壳中最常见、分布最广的岩浆岩是玄武岩（基性喷出岩）与花岗岩（酸性侵入岩）。

沉积岩（sedimentary rock）

沉积岩是在地表或近地表的条件下，由母岩（岩浆岩、变质岩和早先形成的沉积岩）风化、剥蚀的产物经搬运、沉积和硬结成岩而形成的岩石。沉积岩绝大部分是在水介质中沉积形成的，但也有少数是在空气介质中沉积形成的（如风积岩、火山碎屑岩）。沉积岩按成分可分为碎屑岩、粘土岩、化学岩和生物化学岩、火山碎屑岩等 4 类。

组成沉积岩的物质成分主要为：岩屑、矿物、有机质及胶结物。其中，岩屑是母岩经风化、剥蚀下来的岩石碎屑，有些则是来自于火山喷发的产物。矿物常包括 3 种类型：一是从原岩上风化剥蚀下来的碎屑矿物，如石英、长石、云母等；二是在风化剥蚀过程中新形成的表生矿物，主要是高岭石等粘土矿物；三是在沉积过程中形成的化学沉淀新矿物，如方解石、白云石、燧石（SiO2）、赤铁矿等。有机质在沉积岩中也很常见，主要包括动植物的遗体和骨骼，有些岩石可全部由有机质组成，如煤、珊瑚礁灰岩等。在碎屑组成的沉积岩中，还常见有胶结物将碎屑连接起来，常见的胶结物成分有钙质

（CaCO3）、硅质（SiO2）、铁质（FeO、Fe2O3）、泥质等。

沉积岩在地表分布广泛，约占地表面积的 70％，但其主要集中于地壳表层，全球的平均厚度约 1.8 Km，估计占地壳体积的 10％左右。沉积岩中最常见、分布最广的是泥岩、页岩、砂岩和碳酸盐岩（石灰岩及白云岩）。

变质岩（metamorphic rock）

变质岩是地壳中已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩或变质岩）在高温、高压及化学活动性流体的作用下，使原岩石的物质成分、结构、构造发生改造而形成的新岩石。变质岩按形成的地质背景及原因主要包括接触变质岩、动力变质岩、区域变质岩和混合岩等几类。

变质岩的矿物以长石、石英、云母、角闪石、方解石、辉石等含量高、分布广。沉积岩中那些常温、常压下形成的表生矿物在变质岩中一般难以存在。变质岩中常出现某些只在变质岩中存在的矿物，这类矿物称变质矿物，常见的有石榴子石、红柱石、夕线石、滑石、蓝闪石、蛇纹石、石墨等，这些矿物常能反映岩石变质的环境，是鉴别变质岩的有力标志。

变质岩在地表分布面积较小，约占 10％。地表的这些变质岩一般是由地下深处升起并剥蚀出露的，变质岩在地下深处分布广泛。就体积而言，变质岩可能约占地壳的 50％～60％。地壳中含量多、分布广的变质岩主要有片岩、片麻岩、混合岩、麻粒岩及大理岩等。