㈠ 火成岩的野外特征
1.侵入岩的野外产状
首先根据侵入岩与围岩的接触关系分为整合侵入体和不整合侵入体。当侵入体与围岩的接触面基本上平行于围岩的层理或片理时,称为整合侵入体。相反,如果侵入体切割围岩片理、层理,接触面产状与围岩片理和层理产状不一致,则称为不整合侵入体。
其次,根据侵入体的形态、大小可以进一步分为以下几类:
(1)岩基(batholith):是最大的巨型侵入体,面积大于100km2,最大可达数万平方公里,大岩基多为花岗质岩体。
(2)岩株(stock):面积小于100km2 的侵入体,岩株边缘常有一些不规则的树枝状岩体冲入围岩中,被称为岩枝(apophysis)。
(3)岩盆(lopolith):为中央略微下凹,呈盆状的整合侵入体(图3-12a)。厚度与直径之比大致为1∶10~1∶20,一般由密度较大的层状基性—超基性岩组成,规模一般较大。
(4)岩床(sill):又称岩席,是厚薄均匀、近水平产出的整合的板状侵入体。岩床以厚度小、面积较大为特征,基性和超基性岩体常出现这类产状。
(5)岩墙(dike):是一种厚度稳定,近于直立的不整合的板状侵入体,长为宽的几十倍甚至几千倍,厚度一般为几十厘米到几十米。著名的津巴布韦大岩墙,厚3~14km,长500km。岩墙是岩浆沿张裂隙惯入而形成的,在同一地区常形成由若干条岩墙平行分布或呈放射状分布的岩墙群,亦见有呈现近同心圆状分布的环状岩墙及锥状岩墙(岩席)(图3-12g)。
此外,岩盖为一种蘑菇状的整合侵入体(图3-12b);岩斗为接触面内倾的侵入体(图3-12f);岩栓两侧为断面外倾的正断层所围限的侵入体(图3-12d);岩鞍为沿褶皱轴部侵入的透镜状侵入体(图3-12e)。
岩浆上侵定位时的深度不同,会影响到岩浆体系的冷却速度、结晶压力及挥发组分的溶解度,从而对最终固结的岩浆岩的矿物组成、结构构造产生影响。根据侵入体的侵位深度可分为3个相:
浅成相(epizone)侵入深度为0~3km。侵入体规模较小,常见的有岩墙、岩床、岩盖、小岩株、隐爆角砾岩体等。岩体中可以发现晶洞构造,与围岩多呈不整合接触。因冷却速度快、静水压力较低,挥发组分逸失较多,岩体具细粒、隐晶质结构及斑状结构,斑晶可具熔蚀或暗化边结构。矿物常保存了高温条件下的结构状态,斜长石环带发育、常见高温石英斑晶、出现易变辉石等。岩体接触变质作用较弱,有时有硅化、绿泥石化、绢云母化蚀变,浅成相小型侵入体常与金属矿产有关,尤其是隐爆角砾岩体,是很好的容矿岩体。
中深成相(mesozone)侵入深度为3~10km,多属较大的侵入体,如岩株、岩基、岩盆等,也有岩盖、岩墙等小型侵入体。因冷却速度较慢和具有相对较高的静水压力,所以岩石一般具中粒、中粗粒结构和似斑状结构,岩体组成一般不均匀,矿物内部的结构状态在缓慢冷却过程中得到调整,如斜长石环带不发育,石英为他形的低温石英。接触变质带较宽,有时有云英岩化带,常见夕卡岩带,在接触带可形成各种接触变质和高温汽成热液矿床。
图3-12 不同侵入体的形态和产状
深成相(catazone)侵入深度>10km。岩体较大,岩体走向与区域构造线理方向一致,围岩为区域变质的结晶片岩、片麻岩类,岩体主要为花岗岩类。岩体常为片麻状构造,交代结构十分发育。斜长石无环带。岩体无冷凝边,围岩无接触变质带,与围岩多为逐渐过渡关系。
侵入体由边缘向中心,固结时的冷却速度由快变缓,矿物结晶粒度因而具有由细到粗的变化,因此由边缘向中心又分为边缘相、过渡相和中心相。
2.火山岩的野外产状
岩浆上升到地表时产生火山喷发活动,并形成火山岩。
1)火山喷发的条件
不管以何种方式上升或暂时就位的岩浆体均受到两种不同方式的压力:其一是上覆岩层的静水压力(Pl);其二是由岩浆浮力与岩浆体(房)膨胀压力构成的岩浆房超压(Pe),当静水压力与岩浆房超压之和大于上覆围岩抗张强度(τ)与岩浆通道的压缩应力σh之和时,即:
岩石学
岩浆就会继续上升,直至到达地表,产生喷发。当构造应力为挤压应力时,σh为正值,岩浆需要具较大的Pe才能产生喷发。而在离散板块边缘,σh为负值,岩浆很容易喷出地表。岩浆房内的膨胀压力有两种来源:
其一是岩浆源区新形成的岩浆通过压缩岩浆房中存留的岩浆补充进入岩浆房,产生膨胀超压。产生的膨胀压力可用下式计算:
岩石学
式中Vc为膨胀压力,V0为岩浆房的体积,ΔV为新补充的岩浆体积,b为岩浆的体积弹性模量,Pe为膨胀超压。根据对冰岛的某岩浆房的计算表明,只需补充岩浆房体积0.1%左右的岩浆,就会产生足以克服围岩抗张强度的岩浆房超压,而产生喷发作用(Gudmundsson,1987)。
其二是封闭体系岩浆房中岩浆的挥发组分出溶和沸腾,可产生与岩浆补充等效的膨胀超压(Fisher等,1984)。挥发组分出溶可以是因静水压力降低,使挥发组分在岩浆中的溶解度降低造成的,也可以是岩浆中矿物结晶,残留熔体中挥发组分过饱和出溶造成的。计算表明,当岩浆中有0.7%的H2O出溶转变为气相时,可产生10%或60%的体积增量,如果岩浆房体积固定,岩浆房内就会产生巨大的超压,产生喷发(Fisher等,1984)。
2)火山岩的产状
(1)火山锥(volcanic cone):由熔岩和火山碎屑岩组成,中心为火山口或破火山口。喷发多为爆发(explosions)方式,或爆发与宁静式相间。一般用爆发指数(E)来表示爆发的强烈程度。
岩石学
式中m为火山碎屑岩体积数量,M为火山生成物总体积数量。以爆发为主时,喷发物为火山碎屑与蒸气混合的火山碎屑流,喷发柱顶端可达大气平流层,细碎屑物能被搬运到数千公里之外。堆积物以火山碎屑岩为主,多形成火山碎屑锥(图3-13a)。这类喷发作用以粘度大、挥发组分含量高的酸性岩浆常见。爆发最强烈者,称为卡特曼型(Katmaian-type),火山碎屑的体积分数达100%,;其次为普林尼型(Plinian-type),火山碎屑的体积分数达90%以上;再其次为乌尔加诺型(Vulcanian-type),火山碎屑的体积分数为60%~80%。前两种类型由于大量火山物质的抛出,常形成塌陷破火山口(caldera)(图3-13b)。若以爆发与宁静式相间喷发时,火山碎屑物质的体积分数约占30%~50%,熔岩以渣状熔岩为主,二者在火口处混合堆积,形成高大的混合锥。
图3-13 a—由火山碎屑和熔岩组成的混合锥;b—破火山口
(2)熔岩流(lava flow):岩浆以较平静的溢流(effusions)方式喷出地表,喷发物多为粘度较小的超基性到中性的岩浆,酸性者少见。溢流出的岩浆可形成面状的熔岩被、熔岩台地、线状的熔岩流,在溢出口周围可形成坡角缓倾(2°~10°)的盾形熔岩锥,又称盾形火山(shield volcano)。在地表喷溢的熔岩因熔岩流表壳与内部冷却速度的差异,常形成形态各异的外表。在近火口处半凝固状态的熔岩表壳,受下部熔岩流动的作用,可形成波状、绳状外表,称为绳状熔岩(pahoehoe lava)。远离火口处,固结的熔岩表壳,受下部熔岩流的推挤破裂成块状或渣状外表,称为渣状熔岩(aa lava)。这两种熔岩在我国五大连池均可见到,其中大面积分布的渣状熔岩宛如波涛翻滚的海洋,蔚为壮观。水底喷出的熔岩或陆表熔岩流入水体,因淬冷作用,常形成外表呈枕状的熔岩和淬碎的尖棱状熔岩块。火山喷发类型有夏威夷型(Hawaiian-type)和斯通博利型(Strombolian-type),前者岩浆粘度极小,火山碎屑的体积分数小于10%,且主要为塑变的火山弹、熔岩饼或塑变岩屑,常形成宽广、平坦的盾火山,有时可形成熔岩湖;后者岩浆粘度大于前者,除喷溢外亦兼有爆发,熔岩流厚而短。
(3)岩钟、岩针、岩穹:多以侵出(extrusions)的方式喷出。由于岩浆房中挥发组分的大量逸失,岩浆粘度变大,失去爆发能力,只能像挤牙膏似地被动地挤出火山通道,并就位于火山通道上部,形成陡立的形态。粘度较大、缺少挥发组分、失去流动性的中酸性和碱性熔岩火山活动的晚期常形成这类产状。
(4)火山颈(volcanic neck):是火山锥被剥蚀后,出露的火山管道中的充填物。火山颈在浅部一般直径较大,向深处缩小,上部喇叭状,中部筒状,下部墙状。充填物多为火山碎屑岩、熔岩、碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩等。碎屑有同源的、异源的,也有的为深源产物。
(5)次(潜)火山岩(sub-volcanic rock):与火山岩同源的,且为侵入产状的岩体。它与喷出岩同时或稍晚形成;同空间,但分布范围较大;同外貌但结晶程度较好;同成分,但变化范围及碱度较大。次火山岩的侵入深度一般小于0.5km。
(6)火山-沉积岩:是火山活动叠加沉积作用的产物。由喷出岩、沉积火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩、沉积岩系组成。在水盆地、破火山口凹地中沉积,也可以与泥石流、冰川等堆积物伴生。
根据火山岩形成于海底还是陆上还可以分为海相和陆相火山岩,它们的主要区别如下:
陆相火山岩与下伏地层常呈喷发不整合接触,风化壳发育;而海相火山岩与下伏地层常为整合接触,风化壳不发育;陆相火山岩与陆相动植物化石和陆相沉积岩共生,而海相火山岩则与海相生物化石和沉积岩共生;陆相熔岩成分变化大(基性—酸性皆有),常见红色氧化顶,柱状节理发育;海相熔岩成分变化小(以基性为主),常见枕状构造,中空骸晶发育;陆相火山碎屑物在水平方向上粒度变化显著,常见火山弹、火山泥球、熔结凝灰岩、泥流角砾岩;而海相火山碎屑物在垂直方向上比重变化明显,常见熔岩遇水淬碎的玻屑等。
㈡ 火成岩的野外调查
对火成岩的研究主要包括野外地质调查、取样和室内的岩矿测试、综合分析等方面。这里主要介绍野外地质调查的基本内容。
火成岩野外调查是所有研究的基础。野外工作的第一步,是要鉴定岩石究竟属于喷出岩还是侵入岩,主要标志包括手标本上观察的岩石结构和矿物组成特点,以及露头上的构造特征和产状(表2-6)。有关结构构造的特征,将在第三章中描述。
表2-6 喷出岩与侵入岩的一般特征
(据Raymond,1995,修改)
火成岩的野外研究,涉及从研究对象本身(系统)的观察到与外部环境关系的分析,需要考察系统内部单元组成及各单元之间的相互关系、系统与外部环境之间的相互关系等。随着调查的深入,着眼点还会从岩石组成特征、相互关系的观察与描述,拓展到进一步提取有关岩石成因、形成条件、形成环境、成矿关系及区域构造控制等相关的信息。
(一)侵入岩的野外调查
侵入岩野外调查的最基本的内容是:(1)火成岩体的内部组成(岩石类型)和内部构造;(2)岩体内部不同岩类或组成单元之间的关系(包括包体和岩墙、岩脉等);(3)火成岩体的形态和大小特征;(4)火成岩体与围岩的关系;(5)围岩构造;(6)岩石成因和构造环境标志(与火成岩体侵位深度、剥蚀深度、岩浆混合、同化混染、分离结晶以及岩浆活动与区域构造关系等的地质标志);(7)岩浆岩与成矿关系,等等。这里着重介绍在野外特别需要重视的几方面内容。
1.侵入体大小、形态及空间分布
岩体的大小与岩体的剥蚀深度、同期岩浆活动的强弱程度等有关,而岩体的形态和空间分布特征常与所处构造环境相关,也受侵位机制的影响。例如,在伸展背景下侵位的岩体常常呈圆形,并截断区域构造线方向,而在造山作用中形成的岩体,往往呈带状分布,长轴走向与造山带延伸方向一致。因此,野外要注意观察火成岩的分布与区域上的构造线、断层和褶皱之间的关系。
严格说来,岩体的大小、形态和空间分布特征要在结合遥感、物探和钻探等方法,在开展详细地质填图之后才能确定。在开展野外调查之前,要尽可能收集已有的资料,尤其是矿区的勘探资料。在野外,可以从两方面着手初步分析岩体的三维形态:首先应多测量岩体与围岩接触面的产状,分析岩体向深部的变化趋势,如接触面外倾、岩体向深部变大、接触面内倾则向深部变小;其次是对岩体中的原生构造(如各种面状和线状组构,见第三章)和岩石包体的分布特征进行大量的测量和统计分析(马昌前等,1994),细致观察岩体内部的岩石结构、岩相带的变化以及接触变质带的宽窄和变化特点。例如,岩体中的流面构造和层节理(L节理)(见第三章)常与岩体-围岩的接触面产状一致。
2.复式岩体的侵入期次
大部分岩体是同期岩浆多次脉动或涌动侵位形成的,有些岩体还可能是时间差别很大的不同期岩浆侵位形成的复式岩体。野外调查时要注意区分同一岩体内不同期次侵入的岩石单元,并据各单元岩石间的接触穿插关系、冷凝边的发育和捕虏体的分布情况,判断其侵位的先后顺序和侵位的时间差。根据侵入时间的差别,可以将岩体或岩石单元之间的接触关系分为三类:一是超动侵入关系,是不同期岩体之间的侵入关系,因时间长,前期侵入的岩体已经完全固结并冷却,二者的接触界面较明显,可切割早期侵入体的原生和次生面理,晚期侵入的岩体边缘冷凝边发育,常见早期侵入体的捕虏体,早期侵入体中则可具烘烤边或蚀变现象;二是脉动侵入关系,是同期岩浆时间间隔相对较长的一种侵入接触关系,晚期侵入的岩浆是在前者基本固结后但尚未冷却时侵入的,接触界面清晰,但两侧的岩石不发育冷凝边和烘烤边,因两次岩浆都侵入于相近的深度,岩浆同源,在结构上变化不大,矿物组合上具有一定的联系;三是涌动接触关系,同期岩浆前后两次侵入的时间差很短,在先侵入的岩浆尚未固结的情况下,就有新的岩浆随后侵入,在两次岩浆侵入的边界附近,就会出现岩浆的混合现象,并可出现渐变过渡的接触关系。
3.岩体内部构造和围岩构造
岩体内部构造是恢复岩体产状、剥蚀深度的依据,也能提供有关岩体侵位与区域构造发展关系(识别构造前、同构造和构造后侵入体)(马昌前等,1994)和侵位机制的重要证据。侵入体的内部构造可分为四类:一是含有晶体、包体的岩浆由于流动而产生的流面、流线构造,可以反映岩体与围岩接触面的产状(流面的产状)和岩浆的流动方向(流线的指向);二是岩浆固结成岩阶段因冷却收缩形成的原生节理构造;三是岩体固结过程中或固结之后,由于后期岩浆的强力主动侵位(例如,热气球膨胀作用)而致先侵位岩石的变形,形成的原生片麻理和糜棱面理构造;四是岩体形成过程中或侵位之后,受区域构造的挤压作用而发生变形,出现各种面状和线状组构(片麻状构造、糜棱构造、包体的定向性等)。后两种构造的野外特点相似,需分析这些面状和线状组构的分布规律才能加以识别。例如,构造前的侵入体,岩体的变形是后期区域构造叠加的产物,因而,构造线方向切过岩体边界,并与区域构造方向一致;而与岩体侵位有关的构造,会受岩体与围岩接触带产状的制约,而从接触带向外,与侵位有关的变形强度逐渐减弱。因此,在侵入岩区填图时,要把岩体内部构造的观察测量与围岩构造的分析结合起来,并注意将岩体内外构造的测量结果表达在图面上。
4.岩石包体及岩墙(脉)
在侵入体内,常常会出现不同颜色、大小和形态的岩石包体(详见第九章),它们的成因复杂,能够提供有关岩浆起源、演化和侵位机制的重要信息(马昌前等,1994),值得高度重视。例如,岩浆早期结晶形成的暗色析离体(堆积包体),可以指示岩浆结晶分异过程;基性岩浆贯入酸性岩浆内时形成的暗色微粒包体(混杂包体或混成包体),可能记录了岩浆混合作用过程,反映了壳幔相互作用或岩浆底侵作用(magmatic underplating);而岩浆从上升通道和围岩中捕获的捕虏体的存在,既暗示岩浆与围岩之间可能存在的同化混染作用,又可能反映岩浆的侵位与顶蚀等作用有关。在侵入体的野外调查中,要注意观察和统计包体的类型、大小(长、宽)、形态、含量和定向性,注意对不同类型的包体及包体内部不同部位的取样,并做好素描、照相和记录等工作。
许多侵入体内外,发育有大量的镁铁质岩墙群和细晶岩、伟晶岩脉,它们是壳幔相互作用、岩浆演化过程和侵位深度的记录,有的还与成矿有关。尤其是镁铁质岩墙群,被誉为认识地球动力学过程的钥匙,要加强野外产状、区域分布特征、年代学、古地磁学、地球化学、侵位机制等方面的研究,其中,岩墙群的几何形态和方向性就具有重要的构造意义(Hoek &Seitz,1995)。
5.侵入体内部的相带划分
任何侵入体内部都不可能是完全均一的,由中心向边缘常常出现矿物组成、结构构造、包体及岩脉多寡、变形强弱等的变化。这种变化,既可能是岩浆多次侵入所致,也可能是同一批岩浆冷凝速率不同或侵位后出现分离结晶、岩浆混合和围岩混染的结果。在野外调查时,需要细致识别和追索,并标绘在地质图上。相带划分的关键是要找到易于识别的标志,例如,斑晶的大小和含量、基质的结晶程度、暗色矿物含量的变化、包体大小和含量的变化、流面流线发育的程度等,均可作为相带划分的标志。北京周口店花岗闪长岩体,就存在分相现象(见图2-17)。
6.侵入体与围岩的接触关系及侵入时代的限定
如前所述,除断层接触不能确定岩体时代外(图2-22a),侵入接触和沉积接触都具有相对的时代意义。在观察侵入接触关系时,尤其要注意岩体所侵入的地层时代,同一侵入体的不同部位可能与不同时代的地层接触,但最新的地层应为侵入体形成时代的下限(图2-22b)。沉积接触关系的确定有重要意义,其主要标志是:(1)侵入体与上覆地层间有不平整的古风化壳或侵蚀面;(2)上覆地层底部有下部侵入岩的砂砾或矿物碎屑;(3)沉积地层的层理与接触面平行,且无任何热接触变质等现象;(4)靠近接触面处,岩体无冷凝边,等等。江西赣州地区的上犹花岗岩体(莫柱孙等,1980),其南部和东部与寒武系呈侵入接触关系,围岩发生热变质,形成斑点状云母角岩和长英质角岩;岩体北侧为上白垩统南雄组所覆盖,岩体西侧被中泥盆统铁扇关组沉积覆盖(图2-23)。铁扇关组底部为花岗质组成的长石砂岩、粉砂岩、粉砂质页岩互层,其下则为花岗岩古风化壳。区域内缺失志留系-下泥盆统地层。徐克勤等(1957)就根据地质标志最早确定该岩体属于加里东期花岗岩,近年来新的锆石U-Pb SHRIMP定年(毛建仁等,2007),获得了460±10Ma的年龄,进一步证明该岩体属奥陶纪中期产物。
图2-22 断层接触和侵入接触实例
图2 -23 江西上犹花岗岩的沉积接触和侵入接触关系(据莫柱孙等,1980)
侵入年龄的限定还可据其中的(次生)定向组构(片麻理)的发育情况来判断。一般来说,同一地区,片麻理发育的岩体一般较老,片麻理不发育的岩体较新,但有后期断裂带影响者例外。根据片麻理产状与区域构造线的关系,可粗略限定岩体的形成时代。例如,某一地区发育有燕山期的区域变质事件,岩体内的片麻理产状与该变质事件在前燕山期围岩中形成的片麻理产状一致,则该岩体就是在燕山期变质事件以前侵位的(前燕山期岩体)。
7.围岩蚀变特征及矿化
岩浆固结晚期残留的热液或因气运作用集中在岩浆房顶部的热液,常与围岩发生化学反应,产生一系列物质成分、结构构造的变化,同时形成各类矿床。常见的围岩蚀变有矽卡岩化、钾化、硅化、青磐岩化、绿泥石化、绢云母化等,特别要注意是否存在矿化现象。
(二)火山岩的野外调查
1.火山岩剖面测量及喷发旋回、韵律的划分
火山岩剖面的测量要尽量在火山岩厚度最大、跨过火山构造的部位进行,要尽可能避开多个火山构造的喷出物叠置的部位。火山岩的分层要以喷发次数或冷却单元为单位,需注意的是,火山岩同一冷却单元的顶、中、底部,由于氧化条件、冷却条件和挥发分的逃逸难度的不同,岩石的颜色、结构、构造也会有很大的差别。例如,堆积在陆相盆中的基性熔岩,熔岩层底部因与水体接触会发育淬碎角砾岩,因缺氧而呈绿色或黑色,顶部因氧化多为紫红色,发育气孔带,中部因冷却缓慢,气孔不发育,结晶程度好,具块状构造;酸性火山岩火山灰流相堆积的凝灰岩,因顶、底与中心的冷却速度不同,就存在熔结程度的明显差别。这些特征可作为冷却单元内部的结构来描述,还可以当做很好的示顶构造,而不应将其视为不同的分层。熔岩表壳中气孔的定向特征、熔岩中的流面构造、熔结凝灰岩中的假流纹构造、熔岩中的柱状节理(垂直于熔岩层面)均可用来判断火山岩的产状。
火山岩地层剖面测量除要查清岩石组合,进行系统的取样外,另一个重要的目的是要对火山岩的喷发韵律、旋回进行划分,研究火山活动的规律。火山岩在岩相、成分、结构、构造等方面的周期性变化称为韵律,一个韵律是由多层岩石组成的,厚几米至几十米。划分韵律时应考虑以下几种情况:
◎熔岩组成区:可用熔岩成分的周期变化划分韵律,如玄武岩-安山岩-英安岩,组成一个韵律;
◎火山碎屑岩组成区:可用火山碎屑物的粒度粗细变化,或涌浪相-灰流相-空落相堆积的交替变化来划分韵律;
◎火山碎屑与熔岩组成区:可用火山碎屑-熔岩,或熔岩-火山碎屑岩组成韵律;
◎火山碎屑与熔岩、正常沉积岩区:可用火山碎屑 -熔岩-沉积岩的周期变化组成韵律。
火山岩的韵律性变化与岩浆房内的分层、岩浆源区的补给和岩浆房内的结晶演化作用有关。对韵律的研究,有利于分析岩浆房的内部过程。
火山喷发所形成的更大的周期性变化称为旋回。旋回的概念相当于侵入岩中的期,两个旋回间的界线较韵律清楚,因为在旋回之间往往存在较长的时间间断。因此,可以以不整合界面或较厚的沉积夹层作为旋回的分界。一个旋回是由多个韵律组成的,厚几百米至几千米,一般以地层组(或群)为单位。不同的火山旋回在岩石的系列组合、地球化学特征上常有较大的差别,这种差别往往与构造环境的演化或转换有关。
火山岩剖面测量的另一目的是要限定火山岩的形成时代。大部分火山岩地层中都含有沉积岩夹层,要注意在沉积岩夹层中寻找有断代意义的化石,在没有沉积岩夹层或有沉积岩夹层而没有化石的情况下,就主要依靠同位素测年方法。
2.火山岩岩相填图与火山机构研究
火山岩区地质调查的一个重要的方面,是识别和圈定出火山机构。火山机构是指构成一座火山的各个组成部分的总称,不仅包括出露在地表的各个火山岩的相,还包括地表以上的锥体和岩浆在地下的通道,与火山作用有关的环状、放射状裂隙和次火山岩体等。后面这些部分往往是火山岩矿床成矿物质的通道和重要的成矿空间。由于剥蚀和构造变动,地史时期的古火山机构已经遭到破坏,保存不完整,无法从地貌上识别,而需要通过较大比例尺的火山岩岩性-岩相填图来圈定。其中,要特别关注以下岩相的空间分布:
(1)弹射空落相的火山集块岩和火山角砾岩是近火山口和火山锥堆积的标志,这些岩石的出现表明了古火山口的存在。
(2)环状岩墙和锥状岩墙(潜火山岩)环绕火山中心(火山口)分布,是火山机构的重要组成部分。
(3)放射状裂隙(多被次火山岩充填,成为放射状岩墙)的中心指向火山口,也是火山机构的重要组成部分。
(4)酸性熔岩(多为侵出相),多成岩穹、岩钟分布在火山口或其周围,可作为火山口位置的识别标志。
(5)火山岩厚度分布的最大处往往存在火山口。
(6)熔岩流线指向的交汇处和据气孔判断的熔岩流动反方向的交汇处是火山口的位置。
(7)灰流相凝灰岩由近火山口到远火山口厚度快速变小,熔结程度降低。
(8)涌流相凝灰岩堆积距火山口的距离比灰流相者要小得多。
3.海相与陆相火山岩
在火山岩区开展野外调查时,还要注意区分火山岩是形成于海相还是陆相环境。两种环境的岩石在岩石组合、系列和形成的构造环境方面都有差别。例如,海相火山岩可以形成于洋中脊或洋岛等环境,主要由细碧角斑岩-变拉斑玄武岩组成,而陆相火山岩可以形成于活动陆缘或陆缘弧环境(以安山岩和流纹岩为主),也可以形成于陆内裂谷环境(以碱性玄武岩和拉斑玄武岩为主)。
㈢ 野外如何辨别火山碎屑岩和火山熔岩
火山碎屑岩引是介于岩浆熔岩和沉积岩之间的过渡类型的岩石,其中50%以上的成分是由火山碎屑流喷出的物质组成,这些火山碎屑主要是火山上早期凝固的熔岩、通道周围在火山喷发时被炸裂的岩石形成的。火山碎屑包括岩屑、晶屑、玻璃质屑、浆屑、火山块(直径大于100毫米)、火山砾(直径大于2毫米)和火山灰(直径小于2毫米)。这些碎屑降落到地面或海底,经过固结形成岩石,由于火山也可以在海底爆发,所以火山碎屑岩有陆相沉积的也有海相沉积的。
熔岩,是已经熔化的岩石,以高温液体呈现,常见于火山出口或地壳裂缝,一般温度介乎于摄氏700度至1200度之间,虽然熔岩的黏度是水的十万倍,但也能流到数里以外后才冷却成为火成岩。熔岩,是已经熔化的岩石,以高温液体呈现,常见于火山出口或地壳裂缝,一般温度介于摄氏700度至1200度之间,虽然熔岩的黏度是水的十万倍,但也能流到数里以外后才冷却成为火成岩。熔岩是已经熔化的岩石,以高温液体呈现,常见于火山出口或地壳裂缝
㈣ 野外地质踏勘
野外地质踏勘是在前人资料分析研究和遥感影像单元图编制的基础上,对调查区进行全面的野外踏勘,具体内容包括:
(1)影像单元岩性特征、岩石类型组合、边界性质、形成的地质作用规律了解。
(2)宏观影像单元分区与三大岩类空间的对应关系。
(3)影像单元与地层单位、岩体单位、构造之间的对应关系。
(4)影像单元特征标志与地质体的关系。
(5)了解区域矿产概况,初步掌握矿产种类,矿源场类型,主要成矿类型和矿化标志。
(一)踏勘路线布置原则
野外地质踏勘方法采用影像单元-剖面法。踏勘路线及实测剖面线布置应遵循总体控制、重点突出的原则,具体要求为:
(1)剖面选择要求层序完整,露头连续,构造简单,接触关系清楚,岩性组合和厚度都在区内有代表性的地段。
(2)剖面线位置尽量选择影像单元种类齐全的地区。当受地形地貌、自然地理条件限制,可采取分段选线,以达到总体控制。
(3)踏勘路线选择仍以控制所有影像单元为佳。
(4)路线可以不连续,但影像单元不能遗漏。对标志特征明显,延伸稳定的影像单元,必须单独安排一条控制路线,查明其地质特征。
(二)实测主干剖面的测制
实测主干剖面的测制之目的是通过剖面测量、分析研究,以了解各影像单元的岩石类型、结构构造、岩性组合特征、变质类型及各类单位之间的相互关系,确定填图单元,为遥感初步解译的地质图编制服务。因其填图单位构成的复杂性,不同剖面的测制要点不尽相同。
1.沉积地层剖面测量
(1)分层。实测主干剖面以“层”作为基本描述单位。它可以是单一岩石层,也可是岩石复合层,内部基本连续,与上下相邻层宏观可分,影像特征基本一致。垂向上岩性和任何差异都可以作为分层标志,但要求分层一定要与影像标志相吻合,保持影像与岩性的一致。
(2)岩性。分层的岩性,可用颜色、结构、成分综合命名方式予以概括。尤其是颜色,除描述新鲜面之外,风化面颜色也很重要,对影像岩石单元标志意义较大。结构描述应注意不同岩性的差别和变化,这样对分析岩性形成的环境、成因有利。
(3)沉积-成岩构造观察。注意层的形态、层理类型、单层厚度,各种交错层理、层顶面的波痕、冲蚀痕、干裂,层底面和各类印痕,印模等描述。
(4)化石。实体化石和遗迹化石不仅是生物地层学研究的主要对象,而且还是沉积环境最灵敏的指示物。描述内容为化石门类组合特征、个体形态、保存状况,分析状态与岩性及沉积构造的关系,排列的优选方位。
(5)正常层序的识别和接触关系。识别岩层的顶、底方位是确定其新老顺序的关键。而许多沉积构造能够指示岩层的原始顶、底方向。如斜层理、冲蚀痕、干裂、遗迹化石等。
岩层间的接触关系可分为连续沉积、不连续沉积。对连续沉积的岩层,要注意岩性如何渐变过渡;不连续的沉积界面,应注意其形态,包括平整的,起伏的,有印痕或印模等,上、下岩层是否交切,有无底砾岩或古风化壳,是否存在不同的构造变化及变质现象,并查清不连续沉积原因。对于不整合,应注意在临近界面上下寻找地层时代的依据。
(6)样品采集和系统采样是剖面测量的主要工作内容,采样的种类和数量要根据地质情况和需要来定。通常采集岩矿鉴定、岩石化学、同位素样品等。
(7)野外记录和作图
它包括丈量记录和剖面描述部分。丈量记录包括导线号、长度、方位、坡度角等。剖面描述包括厚度、岩性、结构构造、倾向、倾角(真倾角)、取样位置及编号等。
2.变质岩地层剖面测量
变质岩地层剖面测制一般应在填图单位确定之后实施。具本内容包括岩石类型、变形变质特征、特征矿物、变质结构、单元接触关系等观察描述及样品采集记录。
3.火山岩地层剖面测量
火山岩地层剖面测制应依据火山喷发作用特点,结合影像特征显示,按火山盆地或火山机构分别布置实测剖面线。剖面测制要点为岩石类型组合、矿物成分、结构构造、旋回特征及样品采集等。
4.剖面测制资料分析整理
主要根据不同影像单元剖面测制结果分析整理,建立填图单位,确定不同填图单位的影像标志及划分依据,为编制遥感初步解译地质图服务。
㈤ 火山岩的野外观察
火山喷出岩可看作为一种岩石地层单位,可以像沉积岩一样细分为群、组、段、层。然而很多火山岩单元不像沉积岩那么成层明显、分布广泛。熔岩流和火山碎屑物在地形不规则处常有快速增厚或变薄堆积。例如,山区的熔岩流可能堆积在各种古老岩石单元之上,呈狭长带状分布;高黏度熔岩流的尾部和边部可能较陡峭,就好像与相邻岩石有断层一样;而低黏度的熔岩形成的坡度则较缓。尤其是在原始的陡峭凹地处(如在一个大的火山锥上),复杂的地层关系导致每次喷发间隔时,火山岩和凝灰岩部分被侵蚀。火山喷发形成的细碎屑物,空降而成的火山凝灰岩可能分布异常广泛,但倾向于薄层,各凝灰岩层出现成分相似、颗粒大小和晶体体积上的横向变化(Westgate and Gorton,1981)。
火山岩的野外观察(鉴定)主要是从颜色、矿物成分及结构和构造几方面进行。
(1)颜色
火山岩由基性至酸性,颜色一般由深变浅。基性的玄武岩类通常呈黑-黑绿色;中性的安山岩类为深灰、紫红色,偏碱性的粗面岩类为浅灰-深灰色;酸性的流纹岩类多呈浅灰、粉红色。此外,成分相同的火山岩,细而致密的总是比结晶较好的岩石颜色深些。
(2)矿物成分
火山岩形成于地表条件,岩石多呈斑状结构或碎屑结构;基质及细小火山灰成分不易辨认,斑晶或晶屑成为火山岩鉴定和定名的重要依据。常见的有:
(a)橄榄石:黄绿-绿色,无解理,常被棕红色片状伊丁石和浅黄绿色蛇纹石交代。
(b)辉石:基性-超基性岩中常见,中性岩较少见。基本为纯黑色,短柱状晶体为主,常被纤闪石、绿泥石交代,晶屑呈阶梯状碎片。以晶形和颜色与角闪石相区别。
(c)角闪石:多见于中性岩。晶体为长柱状,棕褐色或绿-暗绿色,边缘常出现黑色氧化铁暗边,晶屑呈阶梯状碎片。
(d)斜长石:除超基性岩外,其他各类火山岩中均常见。灰白-白色,基性斜长石多为针柱状-薄板状,常被钠黝帘石交代而呈浅绿色;中性斜长石为柱状;酸性斜长石为宽厚板状,长宽比约为(1.5~2.5):1,常被黏土矿物或绢云母交代而呈瓷质光泽;钠长石多为浅红或无色透明。
(e)钾长石:多出现于酸性或碱性岩中,卡式双晶常见,风化后沿解理或裂隙被铁质充填,正长石多为肉红色,透长石为无色透明。
(f)石英及黑云母:在中、酸性火山岩中极常见,根据其颜色及晶形易于鉴定。
(3)结构和构造
火山岩结构、构造的观察,不仅可以分辨岩石类型,同时也可以推测其形成的条件。
A.火山岩的结构
火山岩由于冷凝快速,矿物结晶程度一般都较低,仅可见较粗的斑晶矿物。常见如下:
斑状结构熔岩中最常见,岩石中所有颗粒或晶体呈大小悬殊的两部分,大者称斑晶,小者称基质。基质常为隐晶质或玻璃质。
微晶、隐晶、玻璃质结构熔岩中常见,肉眼或借助放大镜基本不见斑晶,岩石呈瓷状断口,光泽暗淡;由细小针柱状微晶组成时称微晶结构;借助放大镜基本不见微晶者称隐晶质结构;岩石断口光滑、常见贝壳状弧形者为玻璃质结构。
集块、火山角砾和凝灰结构火山碎屑岩的专有结构。岩石全部由火山碎屑物(火山弹、各种岩屑、晶屑及玻屑)组成,火山碎屑的粒级划分参见表7.20,碎屑物粒径多半在64mm以上者称集块结构;64~2mm之间称火山角砾结构;岩石主要由<2mm的晶屑及玻屑组成,构成凝灰结构。
熔结凝灰结构熔结凝灰岩所特有,由塑性玻屑及塑性玻璃质岩屑和少量刚性岩屑、晶屑组成,玻屑产生塑性变形后呈蚯蚓状、滴状及焰舌状等,岩石中呈明显定向分布。
B.火山岩的主要构造
气孔构造和杏仁构造岩浆溢出地表后,压力降低,其中挥发组分来不及逸出就冷凝了,因而形成各种大小形状不一、数量不等的气孔。基性成分熔浆黏度小,气体易逸出,气孔一般不大,形状多为圆形、蝌蚪形、滴状或管状等;酸性成分熔浆黏度大,气体不易逸出,常聚集形成拉长状或不规则状气孔。当气孔中被矿物充填时,则成为杏仁构造;杏仁体一般可分为不完全、完全和复质的三种。
熔渣状构造玄武岩中最发育,当熔浆溢出地表流动时,大量气体、水分等挥发物向岩石顶面集中或逸出,使熔岩顶面撕裂呈蜂窝状,外表极似熔渣。
枕状构造常见于海底喷发的基性熔岩中,岩石被分割呈椭球体及枕状体,顶面上凸,底面较平或微向上凹,表面常形成玻璃质壳,断面具放射状或同心圆状龟裂,中心部分结晶较好,边缘常见放射状微晶及气孔带(图7.20,图7.21),枕状体之间多充填玻璃碎屑或沉积物。
图7.20 枕状构造外形及断面构造示意图
a、b—扁平半球形;c、d—面包形;e—球形;f—同心枕状裂纹;g—放射状裂纹;h—龟裂状裂纹;i—断面内部构造(示玻璃质壳、气孔带、放射状微晶)
石泡构造仅见于酸性熔岩流表面,它是由几层同心层状的空腔组成,每层由长英质纤维微晶组成,其空腔多被次生矿物充填。
珍珠构造珍珠岩的典型构造,由酸性玻璃均匀冷却收缩而形成一系列同心圆形或椭圆形裂纹。
流纹、流线和流面构造中、酸性熔岩中常见,由岩石中不同颜色的条纹、拉长的气孔或结晶不均匀性显示出来的构造称流纹构造;当岩石中的片状矿物呈平行分布,则形成流面构造;如果为线状矿物则组成流线构造。
似流动构造为熔结凝灰岩的特有构造,岩石中塑性玻屑呈拉长、压扁并绕过晶屑或岩屑。
图7.21 玄武岩中的枕状构造(二叠系,云南香格里拉洛吉乡)
豆状构造仅见于陆地喷发的凝灰岩中,由玻屑或晶屑及火山灰聚集成球状集合体,其中心往往为玻屑,边缘为火山灰,形成同心层状构造。
总之,火山岩的野外观察(鉴定)应以地质产状为基础,以手标本及镜下鉴定为主要手段,以矿物成分、结构和构造为主要依据,根据宏观标志和微观特点综合分析,有时还要依靠化学分析资料才能做出正确的定名。常见的钙碱性熔岩野外鉴定特征见表7.21。
表7.21 常见钙碱性熔岩野外鉴定主要特征表
㈥ 喷出岩的野外观察与描述
喷出岩(火山熔岩)的结构致密,除了斑晶以外,基质往往呈细粒或玻璃质结构,肉眼很难分辨,一般只能根据颜色、斑晶成分、结构、构造、次生变化等,加以综合考虑,才能作出初步鉴定结果。
1.根据颜色鉴定
由基性岩到酸性岩,其颜色一般由深色变为浅色。基性的玄武岩类通常呈黑—黑绿色,中性的安山岩为深灰、暗紫—紫红色;偏碱性的粗面岩类为浅灰—深灰色;酸性岩呈灰白—白色。但某些酸性岩,由于微粒磁铁矿的含量较多,颜色可以很深,如黑曜岩、珍珠岩、浮岩等。另外,结晶程度好的比隐晶质、玻璃质的岩石颜色浅一些;发生次生变化的岩石比未变化的岩石颜色浅一些,如黑绿色的玄武岩,经次生变化后可变为绿色。
2.利用斑晶成分来鉴定
各类喷出岩,因所含斑晶的性质是不一样的,可以根据斑晶的成分鉴定岩石类型。
玄武岩的斑晶多为普通辉石、橄榄石,有时也出现斜长石斑晶。此外,可见气孔构造;安山岩的斑晶常为斜长石、辉石、角闪石,基质多为致密状;流纹岩的斑晶多为石英和透长石(板状、透明、性脆),基质致密具流纹构造;粗面岩断口粗糙,斑晶主要为钾长石;响岩斑晶为似长石(假白榴石或霞石)。
各类喷出岩的野外观察鉴定主要特征见表6-9。
表6-9 各类喷出岩野外观察鉴定主要特征
续表
(据徐永柏,1985,略修改)
㈦ 学习任务喷出岩体(火山岩)构造的野外观察与分析
一、火山机构的组成部分的识别
火山机构是指在一定时空范围内形成的火山活动产物的总和。火山机构由以下部分组成。
(1)火山锥:前已叙及,火山锥是由火山喷发物质堆积在火山口周围或旁侧构成的锥状体(图8-23)。其主要特征是近火山口,火山碎屑粗大,堆积厚度大;远离火山口,火山碎屑细小,堆积厚度变薄。
图8-23 火山锥形态
(据Rittmann,稍有修改)
1—正锥;2—侧锥
(2)火山口:是火山物质向外喷发的地面出口。在野外保持完好的火山口在地表易于识别,若遭侵蚀和破坏的火山,则根据火山喷发物的角砾大小、分布及平面形态来推测火山口的位置。火山口一般位于火山机构的中心,寄生的火山口往往偏于火山锥(正锥)的上坡方方向,火山口的形态有等轴状或椭圆状等,保持完好的火山口常形成火山口湖,如长白山天池。破火山口是早期火山喷发以后,由于后期地质构造破坏或崩塌破坏了原有的形状。
(3)火山通道:火山通道是地下岩浆房与地表火山口之间的连接通道,也称火山颈、火山管道、火山筒等。它多为熔岩填充,若充填的物质是火山爆发(隐爆)破碎产物,则称爆破(隐爆)角砾岩筒。
(4)次火山侵入体:次火山侵入体是指与火山作用同时间(可以有先后,但属于一次火山作用连续过程)、同空间、同岩浆源的超浅成侵入体。它距地表0.5~3km;次火山岩常呈岩脉、岩床、小岩株。一个完整的火山作用过程应包括次火山侵入体。
二、古火山机构恢复的分析
查明恢复古火山机构,要充分利用遥感图像的解译和野外实地查明火山机构各个组成部分的位置、特征及其相互关系,从而恢复出古火山的整体形态。查明分析火山机构恢复其形态从以下方面着手:
(1)充分利用高清遥感图像反映的地形地貌特征来确立古火山机构的位置。
(2)实地调查分析火山喷发类型、物质成分及各火山岩产物的先后顺序。
(3)划分火山岩相:火山岩相是不同火山构造部位的岩石组合,它应能反映其形成方式及产出状态。由于各个火山机构特点不一,因此火山岩相也有不同的划分方法及相应的名称。一般以形成方式、产出状态以及产出部位,再结合岩石组合类型予以命名。如宁芜地区娘娘山、大山火山机构划分的火山岩相有:近火口爆发碎屑相、近火口喷发沉积相、近火口喷溢熔岩相、火山口-火山颈火山灰流相、火山口-火山颈侵出熔岩相、侵出-溢流熔岩相(包括火山颈侵出熔岩相及近火口喷溢熔岩相)、次火山相、侵入岩筒相等,归纳起来不外火山颈侵出熔岩相(包括火山灰流相)、近火口喷发碎屑相(包括爆发碎屑及喷发沉积物质)、近火口溢流相及次火山相(包括侵入岩筒相)等四种。各岩相名称均反映了所在火山机构的部位,形成方式或产出状态及岩石组合名称。
(4)火山岩产状分析:火山岩产状指火山岩层的走向、倾向,还包括火山岩体的产出状态(如喷出、超浅成侵入)。在成层性明显的火山岩中,容易确定其走向、倾向,但要确定岩石性质相近的两个地质体(如次火山岩与喷溢的熔岩)之间的产出状态关系却较困难。在野外常借助原生流动构造确定各个地质体之间的产出状态,如宁芜地区娘娘山古火山机构就是利用熔结角砾岩中的浆屑形成的面状流动构造来恢复近火口岩石向火山口中心倾斜的产状;如图8-24同一地区大山古火山机构则根据粗安岩中的角闪石流线产状,将火山颈的熔岩与近火山口溢出熔岩区别开来,从而找出了侵入前火山口的可能位置。图8-24是该地区大山古火山机构剖面图,图中d、h两点角闪石流线为陡倾斜,系火山颈侵出熔岩所在,g、k两点角闪石流线为缓倾状,应系近火口溢出熔岩所在,图上方虚线示根据原生流动构造勾绘出来的剖面形态。
图8-24 宁芜地区大山古火山机构剖面图
(转引自冯明,2007)
1—角闪粗安(斑)岩;2—火山角砾岩;3—晶屑凝灰岩;4—沉凝灰岩;5—凝灰质粉砂岩;
6—陡倾状流线测点;7—缓倾状流线测点
(5)原生断裂构造的观察分析:放射状断裂及环状断裂经常是筒状火山喷发的火山机构的伴生构造,而且它们的分布也能间接地或部分地反映火山机构平面形态,因此研究放射状断裂与环状断裂对于恢复古火山机构具有一定的意义。
学习指导
岩浆岩是组成地壳及岩石圈的三大岩类之一,在自然界有着较为广泛的分布。岩浆岩的分布、岩体类型和构造特征都是地壳岩石圈运动的一种反映。因此,岩浆岩区构造研究不仅可以阐述岩浆岩发育区的构造特征、发展历史和地壳深部状态,从而揭示地壳运动性质;而且能够为寻找和勘探内生矿床指明方向。
本学习情境重点是掌握岩体的原生构造、次生构造、与围岩的接触关系、产出的相对时代。
练习与思考
1.名词解释:协调侵入岩体、不协调侵入岩体、岩基、岩株、岩鞍、岩脉、岩墙、流面、流线、侵入(热)接触、沉积(冷)接触、次火山侵入体。
2.试述侵入岩体中原生流动构造的类型与特点。
3.试述侵入岩体中原生破裂构造的类型与特点。
4.侵入岩体的岩相带如何划分?各有何特征?
5.熔岩被、熔岩流和火山锥各有何特点?
6.试述喷出岩可划分出哪些岩相带。
7.叙述侵入岩体与围岩的侵入接触,断层接触和沉积接触的含义及其标志。
8.侵入岩体间的接触关系类型有哪些?有何特征?
9.侵入岩体的次生构造如何形成?有何特点?
10.侵入岩体形成时代如何确定?侵入岩体形成顺序如何确定?
11.简述火山岩的原生流动构造和原生破裂构造的类型与特点。
12.试述枕状构造的发现有何地质意义。
13.何谓火山机构?火山机构由几部分组成?
㈧ 野外鉴定三大岩类的基本方法
岩石是山一种或几种矿物或岩屑组成的集合体 根据成因可把岩石分为沉积岩、岩浆岩、变质岩三大类。在野外观察和描述地质现象时,首先必须识别构成各种地质现象的岩石类型,识别的正确与否将会影响到后面一系列工作的进行,所以常把三大岩类的野外鉴定方法作为一项重要的实习内容来训练。对于地质工作者来说.在野外能否正确鉴定出各类岩石是非常重要的,也是最基本的、必备的技能。由于在野外鉴定岩石受到条件的限制,因此,要鉴定出每块岩石的确切名称是很困难的,尤其是对于一年级学生就更难了。但是,只要掌握一些基本的方法和规律,主要大类的区别还是较容易的。通过本次实习,学生必须达到在野外较熟练地区分三大岩类和识别一些常见岩石的要求。
在野外鉴定岩石名称可按下列步骤进行:①观察岩石的总体外貌特征(构造),初步鉴别出属于三大岩类的哪一类;②借助放大镜、小刀,观察岩石的物质成分(矿物、碎屑物、胶结物);③根据岩石的结构特征定出次一级岩石类型;④根据岩石的产出状态定出岩石的名称。例如,岩石在外貌上成层性很好,发育沉积层理,从而可确定为沉积岩;岩石由碎屑物和胶结物组成,可知是碎屑沉积岩;碎屑物主要为石英、长石,岩石具粗粒结构,所以岩石的名称为粗粒长石石英砂岩
(一)沉积岩
沉积岩是在表层地质作用过程中,经沉积、成岩作用形成的岩石,主要分布于地表或近地表。
1.沉积岩的宏观特征
1)具有明显的成层性,是一层层叠置在一起的,这一特征是沉积岩的层理构造。它与岩浆岩的块状构造、变质岩的片状构造有很大的差别。这也是野外鉴定沉积岩的主要标志。
2)沿垂直层理方向,岩石的物质成分常有规律地变化,有时相同的物质成分会相间出现,组成多个沉积韵律。
3)常发育一些沉积构造,如交错层理、水平层理等,以及一些层面构造,如雨痕、龟裂、波痕等。
4)在碎屑沉积岩中,物质成分可分为两部分,即碎屑颗粒和胶结物。碎屑颗粒常是一些较稳定的矿物,如石英、长石、白云母等,或者是岩石碎屑,通常它们具有一定的磨圆度。胶结物粒度很细,肉眼看不见颗粒大小,只见碎屑颗粒表面包有一层很细的物质,其成分不同于碎屑颗粒,主要有铁质、钙质,硅质、泥质等。
5)化学沉积岩通常颜色较深,无碎屑结构,见不到矿物颗粒,致密块状构造
6)常含有生物化石或遗迹化石。
7)在地貌上,沉积岩出露地区常由陡壁和缓坡构成,并相间出现,沿层而方向形成缓坡。
2.沉积岩野外分类命名
野外采用成分-结构分类方案,不涉及岩石成因。首先按组成沉积岩的主要成分划分大类,如陆源碎屑岩类;然后再根据结构划分基本岩石类型(表3-1)。
表3-1 沉积岩野外分类方案
(二)岩浆岩
1.岩浆岩的宏观特征
岩浆岩是由岩浆或熔浆冷凝结晶或由火山碎屑物堆积而成的岩石,常具有以下特征:
1)侵入岩无层理现象,具块状构造。喷出岩多具气孔、杏仁、流纹等构造。这些构造是岩浆岩区别于其他岩石的重要特征。
2)组成岩石的矿物成分较复杂,既有稳定的矿物,如石英、长石,又有在地表条件下不稳定的矿物,如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母。
3)矿物颗粒不具磨圆度,具有特定的晶形。深成岩具全晶质结构,矿物颗粒之间为直接接触,没有像“胶结物”之类的物质。喷出岩具斑状、似斑状结构,斑晶常保存矿物自身的形态(棱、角明显),完全不同于沉积岩的碎屑颗粒;基质为隐晶质、显晶质或非晶质,其成分与斑晶基本相同。
4)侵入于沉积岩中的浅成岩,在产状上与沉积岩一致或不一致。当不一致时,如岩墙,浅成岩很易鉴别出来。当一致时,如岩床、岩盘等,可根据矿物成分、结构、构造等特征加以区分。
5)岩浆岩中一般不含生物化石。
6)在地貌上,如果没有构造的影响,它常形成波状起伏的地形,而不会出现像沉积岩地区的陡壁和缓坡相间排列的现象。
2.岩浆岩野外分类命名
根据岩浆侵入到地壳中或喷出地表,可分为侵入作用和喷出作用,相应地形成侵入岩和喷出岩。按照侵入深度,侵入岩又进一步分为深成侵入岩和浅成侵入岩,前者包括岩基和岩株,后者包括岩床、岩盖、岩盆、岩墙或岩脉。喷出岩又分为熔岩和火山碎屑岩。不同类型岩浆岩的野外分类命名往往采用不同的标准(朱勤文,1989;赵温霞,2003;表3-2,表3-3,表3-4,表3-5)。
表3-2 深成侵入岩的野外分类命名表
表3-3 浅成侵入岩野外分类命名表
表3-4 主要熔岩野外分类命名表
续表
表3-5 火山碎屑岩野外分类命名表
(二)变质岩
变质岩是由原岩经变质作用形成的,因此.在物质成分及结构、构造等方面都比较复杂。概括起来,变质岩具有以下几个特点:
1)具有一些特征构造,如板状构造、片状构造、片理构造等,矿物常具定向排列。
2)具有一些特殊的变质矿物,如绢云母、红柱石、石榴子石等。
3)不同类型的变质岩在分布上具有一定的规律性。接触变质岩分布于岩浆岩与围岩的接触带上;动力变质岩沿断裂带分布;区域变质岩大面积分布,与大地构造单元的类型相关。
在野外通常根据构造、结构和成分,对变质岩进行分类,主要类型如下:
区域变质岩——板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、麻粒岩、变粒岩
接触变质岩——大理岩、角岩、矽卡岩
动力变质岩——糜棱岩、碎裂岩
混合岩化变质岩——混合岩
(四)岩性描述的方法及内容
在野外除记录一些地质现象和认识岩石外,还要对所见到的岩石进行岩性描述,以便自己和他人查阅。岩性描述的常规方法是先外观、后内部;先总体、后局部。观察要仔细,描述要认真,术语要准确。描述内容包括岩石的颜色、成分、结构、构造、产出状态及时代等。
1.岩石的颜色
指岩石的总体外观(新鲜面)的颜色。由于岩石出露地表,经风化作用后,它的表面颜色和新鲜面颜色常不一致,描述时须加以区分,如灰岩的风化面为灰白色,新鲜面为深灰色。有些岩石由于成分较复杂,颜色也较杂,描述时可以一种颜色为主,前面加上修饰词,如浅红色、黄绿色、灰黄色等;如果各种颜色平分秋色,可用杂色来形容。描述时还可采用类比法,如橘黄色、砖红色、肉红色等。
2.岩石的成分
图3-6 物质成分标准含量图
指岩石的物质组成。不同类型的岩石,其物质组成相差很大,如花岗岩主要由钾长石、斜长石、石英、黑云母等组成;石英砂岩主要由石英组成等。无论是何种岩石,在野外描述时,除了描述主要矿物名称外,还要描述各种矿物的相对含量。矿物含量的确定,常参照标准含量图进行估测,见图3-6。例如,花岗岩主要由钾长石(35%)、斜长石(30%)、石英(25%)、黑云母(4%)等组成。在野外,矿物成分的鉴定一般用肉眼或借助于放大镜、小刀、盐酸、条痕板等进行,因此,要求学生记住一些常见矿物的鉴定特征,如石英、钾长石、斜长石、角闪石、辉石,黑云母、石榴子石、方解石等,否则在野外要对这些矿物进行鉴定就束手无策了。
3.岩石的结构
指岩石组分的结晶程度、形态、颗粒大小及其相互关系。岩石的结构与成因密切相关,不同成因的岩石具有不同的结构,如碎屑沉积岩具碎屑结构,深成侵入岩具全晶质结构,大理岩具变晶结构。
结晶程度是指组成岩石的物质的结晶差异,分为晶质和非晶质,晶质又分为显晶质(肉眼能观察到矿物颗粒大小)和隐晶质(肉眼观察不到矿物颗粒大小)。如深成侵入岩的花岗岩都是由结晶矿物组成的,它是全晶质的;喷出岩的安山岩是由部分的结晶矿物(斜长石、角闪石)和未结晶的物质组成的,它就是半晶质的;黑曜岩由未结晶的玻璃质组成,它就是非晶质的。肉眼区分隐晶质与非晶质的简易方法是:隐晶质的岩石表面光泽较暗淡,断面为参差状;而非晶质的岩石表面常呈现玻璃光泽,断面为贝壳状。
形态是指组成岩石的矿物的外形,对非晶质就无形态可言了。在碎屑沉积岩中,形态实际上是指矿物或岩屑的磨圆度,描述时,常分为4个等级:棱角状、次棱角状、次圆状、圆状。在岩浆岩和变质岩中,常用自形、半自形和他形来描述矿物的形态。
自形是指矿物自然结晶的形态;半自形是指矿物部分具自然结晶形态,而其他部分为非矿物的自然形态;他形是指矿物无自然结晶形态(图3-7)。
图3-7 石英的形态
(1)自形;(2)半自形;(3)他形
颗粒大小是指矿物的粒径。对于不同类型岩石,粒径的划分标准和等级不一样。表3-6的结构是指矿物颗粒的绝对大小,如果岩石以某粒径的矿物或碎屑占绝对优势(>80%),就可以称这种粒径等级的结构。根据岩石矿物颗粒的相对大小,又可分为等粒和不等粒结构。不等粒结构中,常见的有斑状结构和似斑状结构。沉积岩分选性的差异实际上就表现出等粒和不等粒的特点。
4.岩石的构造
指组成岩石的物质成分的分布特点及排列方式。若矿物在岩石中均匀分布,没有定向性,就称为块状构造。在沉积岩中常见的有层理构造和层面构造,根据每个单层的厚度,又可进一步划分出巨厚层(>lm)、厚层(1~0.1m)、中层(0.1~0.03m)、薄层(<0.03m)等。火山岩常见的有气孔构造、杏仁构造、流纹构造。变质岩有片理构造。
5.岩石的产出状态
指岩石的空间位置。岩浆岩的产出状态分深成侵入体(岩基、岩株)、浅成侵入体(岩墙、岩床、岩盆、岩盘、岩鞍等)和喷出岩。沉积岩和变质岩的产出状态就是指产状。
6.岩石的时代
即岩石的形成时代。对于沉积岩,它产于何时代的地层中,地层的时代就是岩石的形成时代。若是岩浆岩可根据它与围岩的侵入接触关系、同位素测年或区域资料来确定时代。
表3-6 不同岩石的粒度划分对比表(单位:mm)
岩性描述举例:
花岗岩:风化面为浅灰色,新鲜面为肉红色。主要矿物有钾长石(35%)、斜长石(30%)、石英(25%)、黑云母(4%)等。钾长石、斜长石为半自形,粒径以6mm为主;石英为他形,粒径以3~6mm为主;黑云母呈片状。粗粒等粒结构,块状构造。
以岩株形式侵入于沉积岩中,根据测年资料形成于早白垩世。
(五)北戴河实习区常见岩石
1.沉积岩
1)石英砂岩:风化面为灰色,新鲜面为灰白色,主要矿物为石英(>95%),粗至细粒结构,块状构造,交错层理发育,产于新元古代地层中。
2)长石石英砂岩:风化面为褐灰色,新鲜面为黄灰色,主要矿物有石英(45%)、长石(40%),中至细粒结构,块状构造,产于晚石炭世和二叠纪地层中。
3)泥质砂岩:风化面为褐灰色,新鲜面为灰黄色,砂粒成分以石英、长石、岩石碎屑为主,含较多的泥质,泥质砂状结构,层理构造发育,产于晚石炭世和二叠纪地层中。
4)页岩:风化面为褐灰色,新鲜面为灰黄、灰绿、黄绿色,成分以泥质、粉砂为主,泥质结构,页理发育,产于晚石炭世和二叠纪地层中。
5)灰岩:风化面为浅灰色,新鲜面为深灰色,成分为碳酸钙,局部重结晶形成方解石,砂晶、泥晶结构,块状构造,形成时代为寒武纪、早-中奥陶世。
6)竹叶状灰岩:风化面为灰色,新鲜面为深灰色,成分为碳酸钙,内碎屑结构,内碎屑的横断面为竹叶状,平面为饼状或圆状、椭圆状,层理构造发育,产于寒武纪和早奥陶世地层中。
7)泥质条带灰岩:风化面为灰色,新鲜面为灰黄色,由薄层灰岩和泥质条带互层组成,泥质结构,水平层理发育,产于寒武纪和中奥陶世地层中。
2.岩浆岩
1)石英正长岩:风化面为灰黄色,新鲜面为浅肉红色,主要矿物有钾长石(80%)、石英(7%),钾长石自形或半自形,石英他形,次要矿物有黑云母和角闪石(6%),似斑状结构,块状构造。斑晶为钾长石,斑晶的中心为灰白色钾长石,而外围为浅肉红色钾长石。以岩株侵入,形成于燕山期。
2)辉绿岩:灰绿色,主要矿物为斜长石和辉石(>95%),具辉绿结构,块状构造,以岩墙侵入于石英正长岩中,形成于燕山期。
3)似斑状花岗岩:风化面为灰黄色,新鲜面为浅肉红色,主要矿物有钾长石(40%)、斜长石(25%)、石英(25%),次要矿物为黑云母(5%),似斑状结构,斑晶为钾长石,块状构造,以岩墙侵入于下奥陶统中。
4)黑云母花岗岩:风化面为黄褐色,新鲜面为浅肉红色,花岗结构、中粒结构,块状构造,形成于新太古代
5)正长花岗岩:浅肉红色-黄褐色,半自形粒状结构、交代结构,块状构造,局部似片麻状构造,形成于新太古代
6)辉石安山岩:灰色,斑状结构,基质玻基交织结构,杏仁或块状构造,斑晶含量占25%~30%,由0.3~1mm的斜长石和辉石构成,个别辉石被绿泥石所交代,基质由条状斜长石、玻璃质(已脱玻化为隐晶长石)及微量磁铁矿构成。副矿物为磁铁矿。
㈨ 有人吃过火山石烧烤炉烤出的东西吗味道如何是否真的无烟
不过是名字好听,没什么的,不如陶瓷无烟烤炉呢,
烧烤前的准备
1.材料的选择
猪肉:应选肋、腰、臀上鲜嫩且稍带些肥肉的五花肉,这样烤出的肉不会太干涩。
牛肉:可选择牛肋排骨,鲜嫩而有韧性;牛肩肉是最利于烤熟的嫩肉。
鸡肉:任何部位都是烧烤的好材料。
海鲜:样样都可以,但一定要选新鲜的。
蔬菜、水果:以根茎尖、蘑菇类、汁少质地较硬的蔬果为主,例如玉米、青椒、菠萝、香蕉等。
2.腌制
鸡肉:用柠檬水浸一下再撒些淀粉,肉质会更鲜嫩。
海鲜:冰箱取出的海鲜腌制时间不宜超过30分钟。
烧烤诀窍
1.不同食材,不同烤法
烤肉片:较薄的肉片,大约只需3分钟就可以熟了,不宜烤太久,否则,肉变硬或焦了,就不好吃了。猪肉必须烹至全熟才可食用,牛肉不宜烤至全熟食用,否则会破坏肉质的鲜嫩。
海鲜食品及鱼类:蛤仔及鱼片在烧烤时,最好用锡箔纸包起来,这样不易将鱼皮烤焦,也容易储存鲜美的汤汁。烧烤约2~3分钟,鱼片凸起,即可食用。
甜不辣、热狗、香肠等:尽量用小火,除了蔬菜以外,最好放在锡箔盒中,用闷烧的方式烧烤,火越旺越好。
2.木炭的使用
燃料最好的选择还是木炭,尽量不要用化学炭。炭烤食物的特殊风味来自于木炭高温时烧烤食物的香味,因此,选择好木炭是享受美味的基础。 质量好的炭火一般燃烧时间长,火势好。木炭最好选树枝部分,不要使用整块茎,否则不易点着。在点火的时候,以一包火种 5粒而言,一次放进5粒。木炭要等烧到透明红热的时候,再把它摊平来烤,木炭的表层还未烧透时,请勿急着烤,这样容易把食物弄脏,弄黑。
3.清洁烤架
在烧烤食物前,先将烤架上刷一层油,以免食物粘在架上。随时用铁刷刷掉烤架上的残渣,保持烤架清洁,才不会影响到食物的风味。
4.适时翻面
食物一上烤架,不停地翻来翻去不仅会延长烤熟的时间,还会破坏蛋白质,造成肉质变硬。在翻烤食物时,食物必须受热到一定程度才容易翻面。如果翻面后,部分食物粘在了网架上,说明蛋白质还没有完全受热,硬拉只会撕破蛋白质纤维,若是鱼类便会形成脱皮现象。
5.补充水分
食物在烧烤过程中,时间越长,水分和油脂的流失越大,口感越干涩。因此在烧烤过程中应在食物上适量刷些烧烤酱,可保持食物湿润度,但注意不要一次刷得过多,而造成食物过咸。
6.盐的使用
盐可以用来调味。另外,烤肉过程中,许多含脂肪多的食物加热后会滴油,这些油滴被炭火烧着会产生很高的火焰,烤焦网架上的食物。如果用水喷洒,只会产生烟灰污染食物,这时只要在火中撒些盐就可解决问题。
7.菱形烤痕
地道的菱形烤痕绝对可以使烧烤技术锦上添花。烤出菱形烤痕并不困难,首先要求炭火温度要够热,然后将食物以30度斜角放在烤架上,当食物充分受热后将食物转至反方向30度斜角,就可以形成菱形烤痕了。
烤肉健康吃法DIY
烤肉虽然美味,但吃起来仍不免让我们有所顾虑:因为烤肉容易致癌,有时吃完后还会吃坏肚子。营养学家告诉我们:其实,在烤和吃的过程中多加注意,美味和健康一样可以兼得。下面就来看看,哪些烧烤方法是错误的:
错误一:烤得太焦 烧焦的物质很容易致癌,而肉类油脂滴到炭火时,产生的多环芳烃会随烟挥发附着在食物上,也是很强的致癌物。
解决办法:烤肉时最好用铝箔纸包起,以避免吃下致癌物。一旦烧焦,一定要将烧焦的部位扔掉,绝对不可食用。
错误二:烤肉酱放得太多 一般在烤肉前用酱油等腌制,而烤时又需加入许多烤肉酱,这样会导致吃下过多盐分。
解决办法:最好的方式是用低盐酱油腌制,如此就不需再使用烤肉酱;或者烤肉酱在使用前先加饮用水稀释,如果因此太稀而不好沾附,可加点儿太白粉勾芡。
错误三:生熟食器具不分 烤肉时生熟食所用的碗盘、筷子等器具没有分开,易导致交互感染而吃坏肚子。
解决办法:准备两套餐具,以避免熟食受到污染。
除了烧烤方法,我们对烤肉太油腻的担忧也是可以想办法解决的。
担忧一:油脂太多 烤肉材料一般都是肉类等高热量食物,再加上使用烤肉酱等,油脂含量过高,容易造成身体脂肪堆积。
解决办法:选用烧烤材料时尽量选择瘦肉和脂肪酸含量高的鱼类,不要吃肥肉等。另外,还可以搭配吃些蔬菜,以减少油腻。另外,保持细嚼慢咽,餐后多运动,都是消耗脂肪的好办法。
担忧二:胆固醇太高,纤维太少 烤肉中经常以肉类和海鲜为主,胆固醇含量很高,纤维摄入往往不足。
解决办法:应多选用茭白、青椒等食物,且多摄取柳橙等维他命C含量高的水果,不仅热量低,富含维生素,还有丰富的果胶及纤维质,可以促进排便,降低胆固醇。另外维他命C也有很好的防癌效果。(时尚)
烧烤技巧
1.“直接烧烤”和“间接烧烤”
大家可能会问:烧烤不就是把肉和其他食品放在火上烧吗?非也,欧式烧烤可以有烧、焖、烘、煎等多种方式,其中的“烧”属于明火烧烤也称直接烧烤;而其他的几种则称为间接烧烤。
A、直接烧烤
①把球碳放在烧烤炉碳架的中央。
②把蔬菜肉类放在烤网中央直接烧烤。
B、间接烧烤
①球碳点燃后置于碳架的两端。
②肉类蔬菜摆放在烧烤架中部。
③盖上炉盖,用风门调节火候,靠熏焖将食物制熟。
2.常见食品的烧烤时间与火候掌握
烧烤食物的好坏受到烧烤时间的长短、火候的掌握、烧烤设备的选择甚至是当时的环境等诸多因素的影响。要取得最好的烧烤效果,以上几方面的因素都是不容忽视的,尤其是烧烤时间与火候的控制更是其中的关键。
一般情况下,采取间接烧烤方式比直接烧烤方式所用的时间要长。
3.组装、点火和烧烤基本步骤
先准备好组装烧烤炉的零件和碳料,依照说明书将烧烤炉、支架和围板组装好,再引燃烧烤碳
1、在炭网上铺一层木炭并堆成金字塔形,倒入酒精等助燃剂并让木炭充分吸收,时间约一分钟.点燃预先准备好的条状纸条放进炉中,木炭开始燃烧。如果怕清理麻烦可在木炭下垫一张铝箔,但燃烧会受一定影响。2、木炭开始燃烧,伴随有少量黑烟。此时加上烤网。燃烧10-15分钟后,明火逐渐减小或消失,木炭表面出现白色灰状物,表明已到达理想的烧烤温度。此时将木炭均匀摊开,将手置于烤网上方,手有炙热感。4、将需要烧烤的食物均匀摆在烤网中央,力争各处食物受热均匀。5、烧烤过程中按需要对食物的位置作调整,以使各部受热均匀。如烧烤的是牛扒等大且厚的食品应在烤熟一边以后再另一边,否则将很难烤熟并有可能烤焦。
、菱形烤痕
对于有一定烧烤基础的人来说,烤出地道的菱形烤痕绝对可以使烧烤技术锦上添花。其实,烤出菱形烤痕并不困难,首先要求炭火温度要够热,然后将食物以30度斜角放在烤架上,当食物充分受热后将食物转至反方向30度斜角,就可形成菱形烤痕了。以同样步骤将食物的另一面也烙上烤痕,即可。
烧烤炉
市面上常见的烧烤炉种类有苹果炉、长方炉、轻便炉等等。苹果炉外形最讨巧,圆圆的轮廓,容量超大,一般里面用两层罩网分隔,可以分别用来焖和熏,而且有轮子和把手,便于在烧烤过程中随意变换位置,尽显主人的细腻周到。但苹果炉的架子不可调高度,个高或个矮者都不太容易找到舒服的烧烤姿势。长方炉横面宽,方便几个人同时操作,营造出其乐融融的氛围,两侧伸展出的木架还可以放些盘子和食物,减少往来奔波。如果不想占用太多空间,那种造型精巧的轻便炉也是不错的选择,“红客”、“探路者”等品牌都有这种炉子。该炉的优点是烧烤架高低可调,便于控制火力,价格便宜,100元以内。
烧烤炭
市面上常见的炭有易燃炭、木炭、机制炭。易燃炭在户外用品店有售,分方形和饼形两种。易燃炭的表面有一层易燃层,比普通木炭要容易引燃,缺点是较贵,一小盒就要百元以上。而普通木炭四公斤装的售价仅为20元,但里面大小不一,烧烤时容易火力不均,且燃烧时间短,烤的过程中必须不断加炭。机制炭其实是由炭和煤混合而成,压制成中空的多棱形,从炭灰上就可看出其含有煤的成分。这种炭大小均匀,燃烧时间长,火力均匀,无烟,价格不贵,很多专业烧烤店选择的都是这种炭,但引燃的过程比较费劲。
钎子、鱼夹和刀
选择时要选便于清洗和消毒的。鱼型钎和顶端分岔的长钎都比较实用方便,绝对满足平鱼和鸡翅的形状需求。
户外烧烤秘诀
在自家庭院中烧烤,虽然在水源和食物方面可以尽显现代生活的便利,但在起火这个环节上仍然要仿效刀耕火种的古人,让小编传授你一些点火的秘诀吧!
首先在炭网上铺一层木炭并堆成金字塔形,倒入酒精等助燃剂并让木炭充分吸收,时间约一分钟,如果选用的是易燃炭,则无须添加任何助燃剂。点燃预先准备好的条状纸条放进炉中,木炭开始燃烧。如果怕清理麻烦可在木炭下垫一张铝箔,但燃烧会受一定影响。
这时木炭开始燃烧,并伴随有少量黑烟。此时加上烤网,燃烧10~15分钟后,明火逐渐减小或消失,木炭表面出现白色灰状物,表明已到达理想的烧烤温度。此时用炭叉将木炭均匀摊开,用手置于烤网上方试探温度,手有炙热感为佳,这时便可以大鱼大肉地招呼了。
对食物的加工可以有烧、焖、烘、煎等多种方式,其中“烧”属于明火烧烤也称直接烧烤;而其他的几种则称为间接烧烤。因此,烧烤也需要掌握一定的技巧。
直接烧烤
①把木炭放在烧烤炉炭架的中央。
②把蔬菜肉类放在烤网中央直接烧烤。
间接烧烤:
通过苹果炉完成。
①木炭点燃后置于炭架的两端。
②肉类蔬菜摆放在烧烤架中部。
③盖上炉盖,用风门调节火候,靠熏焖将食物制熟。
㈩ 火山岩与侵入岩野外产状构造异同点
首先火山岩(岩浆岩)包括侵入岩,你说的应该是喷出岩和侵入岩的区别。
喷出岩,质地疏松,多具气孔、杏仁和流纹等构造。多呈玻璃质、隐晶质或斑状结构。产状多以舌状岩被,六棱柱等形态。
侵入岩,质地坚硬,多为块状构造,斑状结构。产状多为岩株、岩枝、岩脉、岩墙。