巖石

巖石是幾種礦物的集合體，它是地殼的重要組成部分，根據成因可分為三大類：巖漿巖、變質巖和沉積巖。

巖石的形成

地球內部的地殼運動從未停息，因此，新的巖石也在不斷形成。

地球內部的巖漿經過地殼運動而緩慢上升，巖漿巖就在這上升冷卻的過程中形成。之后地球運動使一部分巖漿巖上升到地表，在冰川、流水和風的侵蝕作用下，巖石破碎成顆粒，再被冰川、河流和風力搬運，逐漸在湖泊、三角洲和沙漠中沉積下來，形成沉積巖。此外，在大規模的造山運動中，經過高溫高壓的作用，部分巖漿巖和沉積巖變成變質巖。

巖漿巖的性質

巖漿巖是由液態巖漿或熔巖結晶而成，巖漿的原始成分、侵入地殼的方式及冷卻速度都會影響其組成成分和性質。

成因

巖漿巖主要有侵入和噴出兩種成因。侵入成因的巖漿巖是液態巖漿在地殼內部經緩慢冷卻而形成，而噴出成因的巖漿巖則是液態巖漿自然溢流或噴出地表快速冷卻而成。

產狀

產狀是指熔巖冷卻凝固的形態，如深成巖為大而深的侵入巖，可以綿延數千米，巖脈為狹長、不規則的板狀巖體，巖床則為整合的席狀。

礦物成分

巖石是礦物的集合體，長石、云母、石英和鐵鎂等礦物都是巖石的組成成分，而礦物的成分決定了巖石的化學性質。

顆粒大小

一般而言，巖漿巖中的深成巖顆粒粗大，噴出巖則顆粒細小，如輝長巖等粗粒巖漿巖的晶體直徑超過5毫米，中粒玄武巖的晶體為0.5～5毫米，細粒玄武巖的晶體直徑小于0.5毫米。

晶體形狀

巖漿緩慢冷卻使礦物晶體發育成完好的自形晶，巖漿快速冷卻則會形成劣形晶。

結構

結構是指礦物顆粒或晶體的排列方式。

顏色

礦物的顏色是礦物化學性質的精確指標，可以反映出某種礦物的含量。酸性巖呈淺色，基性巖呈深色，中性巖則在兩者之間。

化學成分

根據化學成分，巖漿巖可分為以下幾類：酸性巖，含65%以上的硅酸鹽和10%以上的石英；中性巖，含55%～65%的硅酸鹽；基性巖，含45%～55%的硅酸鹽和10%以下的石英；超基性巖，硅酸鹽含量小于45%。

沉積巖的性質

沉積巖有兩個顯著特征，可以很容易地與巖漿巖、變質巖區分開來：一是沉積巖以層狀產出，通常可以順層剝離；二是沉積巖一般含生物化石，而巖漿巖從不含化石，變質巖中也比較少見。

成因

巖石顆粒經過風力、流水、冰川等搬運，沉積于陸地、河湖以及海洋，主要形成于地表或接近地表的地方。

化石

沉積巖中保存了大量的動植物化石，這些化石可以促進古生物學、地球學等學科的研究，如海洋生物化石可以說明巖石是在海洋環境下形成的。

顆粒大小

沉積巖的顆粒大小通常用粗粒、中粒和細粒等術語表述。粗粒巖的碎屑肉眼可見，如礫巖、角礫巖和砂巖；中粒巖的顆粒可用便攜式放大鏡分辨，如砂巖；細粒巖的顆粒則可用顯微鏡觀察，主要包括頁巖、黏土巖和泥巖。

顆粒形狀

沉積巖的顆粒形狀取決于它的搬運方式，例如風蝕作用會形成圓形顆粒，流水作用則會形成帶棱角的沙礫狀顆粒。

分類

沉積巖可根據其巖石顆粒的來源，分為碎屑巖、生物巖和化學巖。碎屑巖含有先成巖的顆粒，生物巖含有殼或其他化學碎屑，化學巖則是化學沉淀的產物。

變質作用的類型

變質巖是巖漿巖、沉積巖在高溫、高壓的作用下形成。

區域變質作用

區域變質作用是指造山帶附近的溫度和壓力作用，變質作用最強，變質范圍可達幾千平方千米，形成區域變質巖。下面將舉例說明在不同的壓力作用下，頁巖是如何形成不同的變質巖的。

無壓力。頁巖是一種細粒沉積巖，含有黏土礦物、石英和化石，無壓力時，不變質。

低壓。在低壓狀態下，頁巖會扭曲或損壞，形成板巖。

中壓。在中壓狀態下，頁巖形成中粒片巖。

高壓。在高壓、高溫熱液活動強烈的地質環境中，頁巖會變成粗粒的片麻巖。

接觸變質作用

接觸變質作用是指巖漿侵入體周圍或熔巖流附近的溫度和壓力作用，接觸變質巖就是在溫度和壓力的直接作用下形成，而變質帶的范圍與巖漿或熔巖的溫度或侵入體的大小有關。高溫不僅改變了原巖中的礦物，引起重結晶，而且也使所含化石消失。如懸崖底部的深色粗粒玄武巖在侵入的黑色頁巖熱流作用下形成較輕的角質巖，砂巖則在溫度和壓力作用下變成結晶、無孔的石英巖。

動力變質作用

動力變質作用是指在發生大規模地殼運動時，在地殼內，尤其是在斷層附近，產生的擠壓作用。這時大塊巖石擠壓在一起，它們相互接觸的地方被研磨粉碎，形成糜棱巖。

變質巖的性質

變質巖的典型特征之一就是組成巖石的礦物呈晶體狀，晶體的排列方向由溫度和壓力決定，晶體的顆粒大小則直接反映了它們所受的溫度和壓力強度。因此，我們可以通過觀察變質巖中的晶體來確定其成因。

構造

構造是指礦物在巖石中的排列和分布特點，如接觸變質巖晶質構造，晶體排列不規則，而區域變質巖則呈片理構造，壓力使某些礦物排成直線。

顆粒大小

從顆粒大小可以判斷巖石形成的溫度和壓力條件，一般壓力越大、溫度越高，形成的巖石顆粒就會越大。因此，低壓下形成的板巖為細粒，中壓下形成的片巖為中粒，高溫、高壓下形成的片麻巖為粗粒。

溫度和壓力

變質作用產生的溫度為250～800℃，低于這個溫度則不能產生變質作用，而高于這個溫度，巖石會熔化成巖漿或熔巖；變質作用產生的壓力為2000～10000千帕，低于這個壓力不能產生變質作用，而高于這個壓力，巖石呈粉末狀。

礦物含量

變質巖中的特有礦物對鑒定很有幫助，如石榴子石和藍晶石存在于片巖和片麻巖中，黃鐵礦晶體常嵌生于板巖的劈理面，而水鎂石則出現在大理巖中。

巖石鑒定

巖石鑒定主要分為四步：第一步，判斷巖石是巖漿巖、沉積巖，還是變質巖；第二步，確定顆粒大小，分為粗粒、中粒、細粒；第三步，考慮巖石的其他特征，如顏色、構造、礦物組合等。具體鑒定步驟如下：

第一步，判斷巖石是巖漿巖、沉積巖，還是變質巖。

巖漿巖呈晶質結構，由礦物晶體互相連結聚集而成。巖石里的晶體，或無規律聚集，或顯示出某種方向性。巖漿巖沒有沉積巖的層理結構，也沒有變質巖的片理結構。有些熔巖還充滿氣孔。不含化石。

沉積巖有明顯的層理，其礦物顆粒連結松散，用手指即可蹭下。除此之外，最重要的是沉積巖含有化石，可依此與巖漿巖和變質巖區別。

變質巖分為兩類，一類是區域變質巖，有獨特的片理結構，呈波浪狀，不像沉積巖的層理面那樣平坦；另一類是接觸變質巖，其晶體呈較不規則排列。

第二步，確定顆粒大小。

在確定巖石類別之后，就要確定巖石顆粒大小，可分為細粒、中粒、粗粒。這里要特別注意：顆粒大小是指組成巖石的顆粒大小，而不是嵌生其中的個別晶體的大小。

第三步，考慮巖石的其他特征，如顏色、構造、礦物組合等。

根據前兩步判斷出巖石類別和巖石顆粒大小之后，再綜合其他特征做出準確判斷。

如果是巖漿巖，下一步就是觀察顏色。酸性巖富含密度小的淡色硅酸鹽，顏色淺；基性巖和超基性巖富含密度大的鐵鎂礦物，顏色深；中性巖，其礦物含量在前兩類之間，顏色也深淺居中。

如果是沉積巖，就要觀察它的礦物成分。沉積巖按照礦物成分可分為四類：主要含巖石碎屑的巖石；主要含石英碎屑的巖石，石英通常呈灰色，且很堅硬，易于辨認；主要含碳酸鈣的巖石，含碳酸鈣的巖石不僅顏色淺淡，而且與稀鹽酸作用，還會起泡；最后是含其他礦物的巖石。

如果是變質巖，那就應該觀察它是否具有片理結構，片理是變質巖最突出的特征之一，即在溫度和壓力作用下，某些礦物的定向排列。