石頭是我們?nèi)祟惐夭豢缮俚囊徊糠?,我們的祖先用石頭制作工具,現(xiàn)代用石頭砌墻蓋房子,用大理石鋪地板磚,用鉆石寶石當(dāng)裝飾品。這些都是石頭的具體應(yīng)用方面??墒?,發(fā)現(xiàn)日常生活中好多人并不真正了解石頭,本文作一簡單分析。
石頭的科學(xué)名稱是巖石,是天然產(chǎn)出的具穩(wěn)定外型的礦物或玻璃集合體。德國地質(zhì)學(xué)家柯塔(1808~1879年)提出巖石成因三分法將巖石分為火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類:
圖1巖石
一、巖漿巖
由巖漿冷卻凝固而成的巖石稱為巖漿巖(圖2)?;鸪蓭r又可分為噴出巖和侵入巖,兩者的區(qū)別就在于巖漿是否噴出地表。
圖2火山熔巖
噴出地表冷凝形成的叫噴出巖,也叫做火山巖;火山巖中可看到斑晶和氣孔,玄武巖是比較常見的火山巖(圖4)。
圖3侵入巖的一種——花崗巖
更多巖漿巖的形成則是在地下完成,稱為侵入巖(圖3)。其中,形成于地殼深處的為深成巖;形成于淺部的則叫做淺成巖。侵入巖具有結(jié)晶完美的特點。
圖4美國俄亥俄州玄武巖柱狀解理
二、沉積巖
風(fēng)化產(chǎn)物在河流、海洋、湖泊、冰川或風(fēng)的作用下,經(jīng)過搬運、沉淀、壓實和膠結(jié),從而形成沉積巖(圖5)。
圖5不同的地質(zhì)作用
不同風(fēng)化產(chǎn)物會形成不同的沉積巖。物理風(fēng)化的產(chǎn)物形成陸緣沉積巖,如礫巖、砂巖、泥巖。沉積巖最顯著的特征是它具有層理(圖6)。
圖6沉積巖層理發(fā)育
化學(xué)風(fēng)化產(chǎn)物形成內(nèi)源沉積巖,如灰?guī)r、硅質(zhì)巖、膏巖、鹽巖。沉積巖多具有成層構(gòu)造,化石也是沉積巖的特征之一。
大多數(shù)情況下,礦物/巖石碎屑通過壓實和膠結(jié)作用,可形成碎屑沉積巖(簡稱碎屑巖),根據(jù)碎屑物粒度不同,從大到小分為:礫巖(圖7)>砂巖>粉砂巖>泥巖。
圖7礫巖
三、變質(zhì)巖
變質(zhì)巖的形成往往是指原巖在地下一定深度,在巖石基本保持固態(tài)條件下所形成的具有新礦物組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的巖石(圖8)。
圖8變質(zhì)巖的片麻狀構(gòu)造
變質(zhì)巖的形成大致分為三種途徑:
1,因巨大應(yīng)力/壓力作用而發(fā)生機(jī)械變形的動力變質(zhì)。
2,因侵入火成巖的熱量改變了圍巖礦物成分的接觸變質(zhì)(熱變質(zhì))。
3,因大面積的、多因素、長時間的、區(qū)域性的地殼活動而產(chǎn)生的變質(zhì)作用---區(qū)域變質(zhì)。
圖9大理巖是由灰?guī)r經(jīng)過高溫高壓變質(zhì)而成的
有趣的是,三大巖并不是獨立的存在,它們之間的相互轉(zhuǎn)換相當(dāng)活躍。
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