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三大岩类的性质及其转化

2015-07-02  xh17xh17

 

三大类岩石具有不同的形成条件和环境,而岩石形成所需的环境条件又会随着地质作用的进行不断地发生变化。沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩。在地表常温、常压条件下,岩浆岩和变质岩又可以通过母岩的风、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。变质岩和沉积岩当进入地下深处后,在高温高压条件下又会发生熔融形成岩浆,经结晶作用而变成岩浆岩。因此,在地球的岩石圈内,三大岩类处于不断演化过程之中。


太阳能是岩石发生演变过程的能量来源之一,它控制着外动力地质作用的进行;包含在岩石内部的放射性能量是地球内力地质作用的能量来源。此外,地球重力能和地球旋转能在各种地质作用中也是不可忽视的重要方面。右图表示了各种地质作用与三大类岩石演变的相互关系。其中构造运动是地球内力作用重要的表现形式,它可使地下深处的侵入岩和变质岩上升到地表遭受破坏,也可使地表岩石发生强烈拗陷而产生变质,同时,构造运动对岩浆的形成和上升也有重要影响。




煤炭的形成原因

煤炭的形成原因为古代植物的残骸层层交叠,经过长时间受到细菌的生物作用,以及地壳变动、环境高温、高压等因素,使这些物质经煤化作用转变成煤炭。在煤化的过程中,亦会产生甲烷(天然气的主要成分),有些逸散至大气中,部份则被封闭在地壳中,形成储气层,这也是采煤工作危险的主因之一。


化石的形成原因

动植物体内若干坚硬构造(如生物的硬壳或骨胳)为矿物所取代而成。


土壤的形成原因

土壤的形成受自然因素(母质、气候、地形、生物、时间)和人为的耕种等的影响,经过不同的成土过程(如原始成土过程,有机质聚积过程,粘化过程,脱钙和积钙过程,盐化和脱盐过积,碱化和脱碱过程,灰化过程,富铝化过程,潜育化和潴育化过程,白浆化过程,熟化过程)形成了不同的土壤发育层次(如覆盖层、淋溶层、淀积层、母质层、母岩层)和剖面形态特征(如土壤颜色、土壤结构、土壤质地、土壤松紧度和孔隙状况、土壤湿度、新生体和侵入体),从而形成各种各样的土壤(如黑土、白土、黄土、红壤、绵土、塿 土、粘土、砂土等)。


岩石的形成原因

现在,科学家们借助于先进的设备,已摸清了岩石的来龙去脉。


如果按质量计算,在地壳中,约有3/4的岩石是由地球内部的岩浆冷却后凝结而成的,人们称它为“岩浆岩”或者“火成岩”。花岗岩就是属于岩浆岩。在地球上,目前还可以看到火山爆发后喷出的温度高达1000℃以上的液态的岩浆,经过冷却后形成的坚硬岩石。岩浆岩在地下形成,因此,它分布于地表的不多,一般都埋藏在比较深的地下。


有少数的岩石是泥沙、矿物质和生物遗体等长期沉积在江湖和海洋底下,经过长期紧压胶结,以及在地球内部热力的作用下,变成了岩石,人们称它为“沉积岩”,如砂岩、页岩和石灰岩等。沉积岩尽管所占的比例不多,可它多数分布在地表面,因此,我们平时容易见到。

岩浆岩和沉积岩形成之后,受地壳内部的高温高压的作用,改变了性质和结构,就形成了另一种岩石——变质岩,如石英岩、大理石岩等。

岩浆岩、沉积岩、变质岩这3种岩石之间还可以互相转化,比如,埋在地下的变质岩可以被地壳运动推到地表面,在地表面再形成新的沉积岩。因此,著名生物学家林奈说过:“坚硬的岩石不是原始的,而是时间的女儿。”


的确,岩石正是经过长期的各种条件的作用,而由其他物质转变成的。


沉积岩

沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后形成的岩石。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程,然后在合适的环境中沉积下来,经过漫长的压实作用,石化成坚硬的沉积岩。


沉积岩依照沈积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩.


▼沉积岩的形成

1.风化侵蚀:在河流上的大石头,经年累月被侵蚀风化,逐渐崩解成小的沙泥、碎屑。

2.搬运:这些碎屑被水流从上游搬运到下游。

3.堆积:下游流速减缓,搬运力减小,岩石碎屑便沉积下来。

4.压密:新的沉积物压在旧的沉积物上,时间久了,底下的沉积物被压得较紧实。

5.胶结:地下水经过沉积物的孔隙,带来的矿物质填满孔隙,使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起,形成沉积岩。 6.露出:堆积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面,露出地表。


岩浆岩

岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大,因此,它的特点也与沉积岩明显不同。

岩浆岩又分安山岩、玄武岩、花岗岩。 由地底岩浆冷却凝固形成,由于岩浆成分和冷却凝固方式不同,便形成不同的火成岩。


▼岩浆岩的形成

  1. 安山岩:岩浆藉由火山口喷发出地面,快速冷却形成的。

  2. 玄武岩:岩浆经由缓和喷发漫流而出,逐渐冷凝形成的。

  3. 花岗岩:岩浆并不喷出地面,而是在地底下慢慢冷却形成的。


变质岩

在地壳形成和发展过程中,早先形成的岩石,包括沉积岩、岩浆岩,由于后来地质环境和物理化学条件的变化,在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化,而形成一种新的岩石,这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。


变质岩又分:板岩、片岩、片麻岩、大理岩。


▼变质岩的形成

  1. 为变质前的岩层:由于沉积或火山作用,堆积出一层层岩层。

  2. 挤压岩层:在强大挤压和摩擦力之下,产生温度和压力,使得深埋在地底下的岩石发生变质作用。

  3. 变质成新岩石:岩石里零散分布的矿物结晶会呈规矩排列,或生出新矿物来,而变成各种新的变质岩。


三大岩类区别


岩浆岩:是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的,又称火成岩。岩浆主要来源于地幔上部的软流层,那里温度高达1300℃,压力约数千个大气压,使岩浆具有极大的活动性和能量,按其活动又分为喷出岩和侵入岩。未达到地表的岩浆冷凝而成的岩石叫侵入岩。深成侵入岩颗粒较粗。浅成侵入岩颗粒细小或大小不均。喷出岩是在岩浆喷出地表的条件下形成,温度低,冷却快,常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构,具有块状、流线、流面、气孔、流纹、条带状构造等。


岩浆岩常见的如在地壳中分布很广的中粗粒结构的侵入岩——花岗岩,气孔构造发育,黑色致密的玄武岩,流纹构造显著的酸性喷出岩——流纹岩等。


沉积岩:是地面即成岩石在外力作用下,经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成,其主要特征是:

①层理构造显著如板状层理、交错层理,互层;

②沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石;

③有的具有波痕、石盐假晶、干裂、孔隙、结核等。


常见的沉积岩有:直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩,由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩,由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩,由方解石为其主要成分,硬度不大的石灰岩等。


变质岩:是岩浆岩或沉积岩在变质作用下形成的一类新岩石。和前两类岩石主要区别是变质岩属重结晶的岩石,颗粒较粗,不含玻璃质和有机质的残体。其主要特征是:

①有的具有片理(片状)构造如片岩;

②有的呈片麻构造(未形成片状),岩石断面上看到各种矿物成带状或条状等,如花岗片麻岩;

③有的呈板状构造,颗粒极小,肉眼难辨,如板岩。4条带状、千枚状。


常见的变质岩如由方解石或白云石重新经过结晶而成的大理岩,由页岩和粘土经过变质而形成原解理状的板岩,由片状、柱状岩石组成的片岩,多由沉积岩和岩浆岩变质而成的片麻岩,由砂岩变质而成的石英岩等。



 

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