砂岩鉴定过程中,除了对组分的统计较为困难之外,就是对岩石碎屑的识别。初学者对一些典型岩石碎屑,根据其主要结构、构造特征很快就可以掌握,但对一些不十分典型的岩石碎屑的识别,的确不是很容易,是需要进行反复的观察、判断方可知晓其大致的归属。
本文对以往收集的部分不典型碎屑岩照片进行了大致分析、判断和解释,与广大岩矿爱好者共同分享、学习、讨论,有不妥之处可在评论栏及时指出,以便更正。
1
照片中部的岩屑由隐晶状长英质及粘土矿物为主组成,具斑状结构,斑晶以铁质为主,边缘较平直,隐晶质中的粘土矿物以伊利石为主,系基质蚀变成因,定向排列不明显,故可放入火成岩屑类(左侧正交偏光,右侧单偏光)


2
照片中央的碎屑,在单偏光下观察,由极细的粘土矿物为主组成,岩屑中央为泥铁质;在正交偏光下观察,部分组分全消光。岩屑可能系凝灰岩碎屑,凝灰岩局部发生蚀变变成粘土矿物,而部分尚未脱玻化而没有光性,中部的泥铁质系凝灰岩蚀变过程中析出的铁质
(左侧单偏光,右侧正交偏光)
3
照片中的岩石碎屑曾被认为是花岗岩屑,现在看来应该是具粒状变晶结构的长英质类变质岩屑,矿物均呈半自形晶体状(正交偏光)


4
变质岩碎屑,由长石为主组成,长石晶体中有细小的蠕虫状石英集合体,大的长石晶体间呈齿状接触,在同一个长石晶体中,有许多不同消光方位的亚颗粒(左侧正交偏光,右侧单偏光)
5
来自变质岩的石英碎屑,具亚颗粒结构(正交偏光)
关于亚颗粒:据陈曼云等主编的《变质岩鉴定手册》中介绍,亚颗粒又称亚晶粒、镶嵌构造和胞状结构。是指一个晶体内,由结晶学方位有小的偏斜角度(一般<12°)的区域所构成的多边形亚构造,它们之间被低角度的亚晶界(亦即位错壁)所分隔。在正交偏光下旋转物台,在一个矿物的晶粒中,可分为若干个消光方位各有差于的区域,即一个矿物颗粒可被分隔成许多不同消光区域构成的亚颗粒。亚颗粒的形态有多边形、矩形、菱形及透镜状。相邻亚颗粒之间的消光位的角度相差很小(一般是1°~5°)。许多亚颗粒是在动态恢复过程中形成的,所以亚颗粒的出现可以作为动态恢复的标志。亚颗粒多见于石英、长石、碳酸盐矿物和橄榄石等矿物中。
6
这是《变质岩鉴定手册》中介绍亚颗粒时引用到典型照片


7
变质岩屑,岩石由长英质为主组成,含有少量黑云母,具粒状变晶结构,黑云母呈不连续的定向分布,含量较粒状矿物少,可能具片麻状构造(左侧正交偏光,右侧单偏光)

8
照片中央的岩石碎屑中,主要由绢云母化的斜长石和石英组成,矿物间呈镶嵌状紧密接触,部分石英碎屑中具亚颗粒,所具结构极似镶嵌粒状变晶结构,粒状矿物呈多边形和圆滑状,彼此之间的接触界线较平直或圆滑,所不同的是,典型的镶嵌变晶结构是同种矿物三个颗粒之间的两面角呈120°接触,而照片中则是长石与石英颗粒之间相接触,岩石的砂状结构不明显,在岩屑靠上部可见斜长石加大边残余,据此判断该岩屑具变余砂状结构,该岩屑可能为变质砂岩
(正交偏光)
9
典型的粒状变晶结构照片(自《变质岩鉴定手册》)

10
变质石英岩屑,具典型的镶嵌粒状变晶结构,岩屑中石英颗粒呈镶嵌粒状,边界平直,三个颗粒之间的两面角呈120°接触,构成三边平衡结构(正交偏光)

11
照片中央可能是一块凝灰岩岩屑,凝灰质蚀变后析出大量铁质(单偏光)

12
变质岩屑,岩石主要由具蠕虫结构的长石组成,岩屑靠近下部可见蠕虫状石英集合体交代长石;靠上部的长石局部具亚颗粒结构(正交偏光)
交代蠕虫结构:在交代作用中形成的新矿物在原先矿物晶体中呈细小的蠕虫状嵌晶产出。最常见的是在斜长石和钾长石接触带附近的斜长石晶体的边缘带中,有石英呈细小蠕虫状嵌晶,这些细小的石英嵌晶具有相同的干涉色和消光位。
13
可能为火成岩屑,照片中呈不规则圆形可能为具球颗结构的长英质雏晶
(左侧单偏光,右侧正交偏光)
14
强烈蚀变的斜长石碎屑,大量云母及绢云母沿斜长石发生交代(正交偏光)
15
以条纹长石为主要组分的变质岩屑,岩屑中矿物颗粒间界线不清,接触关系复杂,局部具交代条纹结构(正交偏光)
16
为较高级变质岩岩屑,主要由长石和石英组成,具矿物大小不等,具齿状边界,大的长石晶体中具亚颗粒结构(正交偏光)
17
黑云母沿开放空间发生菱铁矿化,体积膨胀数倍(单偏光)
18
照片中部浅褐色圆形碎屑粘土质岩石碎屑,组成岩石的组分以粘土矿物为主,粘土矿物中含有铁质,故呈浅褐色,可能为古老的粘土岩,也可能为蚀变凝灰岩。含量不高时可放入泥岩屑中,含量高时可通过组分测定进一步确定(单偏光)


19
照片中央单偏光(左侧)下呈淡绿色的岩石碎屑可能为绿泥石化的凝灰岩碎屑,岩屑中部呈淡绿色,周缘蚀变较为明显,粘土矿物呈放射状分布;在正交偏光(右侧)下岩屑中含有未脱玻化的火山尘

20
强烈变形变质砂岩岩屑,砂岩碎屑以石英为主,填隙物绢云母化明显,并沿碎屑发生交代(正交偏光)


21
照片左侧上部为片状绿泥石碎屑,右下方为蚀变变形的黑云母
(左侧单偏光,右侧正交偏光)


22
岩屑以蚀变膨胀变形的云母为主组成,含少量石英碎屑,单偏光下可见部分蚀变云母中有残留的带有绿色的黑云母,可能为云母片岩碎屑(左侧正交偏光,右侧单偏光)
23
自《变质岩鉴定手册》照片3-54
变质石英砂岩典型照片,石英砂粒间有细小的石英、少量白云母和绢云母,具变余砂状结构(正交偏光)
24
粉砂岩岩屑,岩石由粉砂级石英、云母及岩石碎屑等为主组成,碎屑略显定向分布
(正交偏光)


25
变质岩屑,具扇状变晶结构(左侧正交偏光,右侧单偏光)
26
可能是蚀变火山岩岩屑,岩屑中可见被粘土矿物充填的杏仁体(单偏光)
27
为照片26的局部放大,放大后可见岩石碎屑中有两个疑似的杏仁体,杏仁体呈圆形,具近等厚的环边,基质中含有少量绿色粘土矿物,并含有少量针状疑似玻屑(单偏光)

28
自《火成岩鉴定手册》中的典型杏仁体照片
29
照片中部为具片状变晶结构的变质岩屑(单偏光)


30
可能为具杏仁状构造的火成岩屑,岩屑内可见三个杏仁体,呈不规则状,核部充填伊利石及呈放射状分布的自生绿泥石粘土,向外由具圈层结构的放射状长英质雏晶构成
(左侧单偏光,右侧正交偏光)


31
为与照片30的局部放大(左侧单偏光,右侧正交偏光)


32
为具镶嵌粒状变晶结构及交代结构的长石质变质岩屑(左侧正交偏光,右侧单偏光)

33 石英化岩还是硅质岩(?)
最初认为照片中的碎屑是以脉状石英为主的岩石碎屑,其脉状石英之外的岩石很像是隐晶状石英(燧石),这可能是发育于硅质岩中的次生石英脉作为岩石碎屑被保留下来。对这样的碎屑在薄片鉴定中很难归类,若是定燧石,又感觉其中的石英脉占主导地位,似乎有些不妥;若定为脉石英似乎也不妥,其基础岩性是硅质岩
"脉石英"是指脉状的石英,也可称为石英脉。它与石英矿是同一种物质,都是二氧化硅(SiO2)。脉石英(石英脉)是热液(高温,中温,低温)地质作用的产物,这种热液经常是沿着岩石的裂缝(裂隙)侵入(这也是为什么呈脉状的由来),在一定条件下,这种热液伴随有某些金属硫化物矿物(例如雌黄,雄黄,辉锑矿,辰砂,黄铜矿,方签矿,闪锌矿,辉铋矿,毒砂等等)沉淀,如果数量巨大就形成相应的脉状金属硫化矿床。
近日在《变质岩鉴定手册》中看到气液变质岩中硅化岩,其中的石英化岩所附照片与照片33中岩屑特征很像。书中对气成热液变质岩的解释是:由热的气体和溶液(气水热液)对已形成岩石(火成岩、沉积岩和变质岩)的交代作用,使原岩的化学成分、矿物成分、结构、构造发生变化形成新的岩石。而书中所说的硅化岩则是由硅化作用所形成的以二氧化硅矿物为主组成的岩石,主要矿物有石英、隐晶质玉髓、非晶质蛋白石等,岩石类型有石英化岩、玉髓化岩、和蛋白石化岩。

34 自《变质岩鉴定手册》

35
自《变质岩鉴定手册》,是石英化岩的典型照片
气液变质岩中石英含量大于50%~90%形成石英化岩;当石英大于90%时可称为石英化岩。石英化岩中的石英形状明显可分为两种:一种是在岩石中常见的他形粒状的石英,石英颗粒紧密镶嵌;另一种石英具有板条状的自形和半自形晶体(照片7-34),在有些石英脉中这种板条状自形及半自形石英由脉壁向中心呈梳状生长(或在晶洞中生长的石英),在显微镜下,平行板条方向为平行消光呈正延性。而粒状石英是不能确定其延性的。由此可见,在变质岩中具有板条状半自形或自形的石英是由硅化作用形成的标志性特征。
读完上述文字之后,让我们再仔细观察照片33中的细节(见下面照片36),将照片33放大之后,可以看到岩屑石英脉之外的部分以隐晶石英为主,其中含有微晶状碳酸盐矿物,加之该段砂岩中富含燧石,最终认为该岩屑是沉积岩屑,放入燧石或硅质岩较妥,因为石英脉不是出现在变质岩中,不能放入石英化岩。

36
照片33的局部放大,燧石碎屑,具石英脉(正交偏光)
下面是选自《变质岩鉴定手册》中的一组典型照片,仔细阅读照片描述,深入了解岩石的显微组构,将有助于我们在碎屑岩鉴定过程中对岩石碎屑的准确识别。

37
石英岩中的重结晶现象

38 动力变质岩中的静态重结晶现象
39
二长变粒岩中的粒状变晶结构
40
透闪斜长变粒岩中的镶嵌粒状变晶结构
41
辉石角闪斜长变粒岩中的粒状变晶结构
42
照片3-107 斜长变粒岩 由斜长石(Pl)和石英(Qtz)组成粒状变晶结构,块状构造
(上部单偏光,下部正交偏光)
43
片3-113 微斜变粒岩由具格子双晶的微斜长石(Mc)和石英(Qtz)组成粒状变晶结构,块状构造(正交偏光)
火成岩中的花岗结构与变质岩中的粒状变晶结构的不同究竟在哪里呢?我国很多文献中把变质岩中的粒状变晶结构译为花岗变晶结构,由于两种结构的主要组成矿物都是长石和石英,使得很易被混淆。尽管花岗岩的主要矿物是由粒状的石英、长石组成,但火成岩中花岗结构的含义是花岗岩中的暗色矿物结晶早,其自形程度高,然后是斜长石(其晶形多呈半自形,个别为自形),继而是钾长石(多呈自形及他形),最后结晶的是他形石英。而变质岩中具有粒状变晶结构的岩石不一定是花岗质成分(如石英岩和大理岩),而且岩石中并不存在矿物先后结晶的次序及不同矿物自形程度的差异(如本文照片40中引用的《变质岩鉴定手册》中的照片3-111)。可见粒状变晶结构只是显示变质岩主要由粒状矿物所组成,而与花岗岩的成分和花岗结构并无关联。变质岩中主要矿物的结晶习性和晶体特征是粒状矿物组成的结构特征。
下面几张照片为《火成岩鉴定手册》中关于花岗结构的典型照片,供大家与变质岩中的粒状变晶结构进行对比参考。
44
二长花岗岩中的花岗结构
45
花岗闪长岩中的花岗结构
46
花岗闪长岩中的花岗结构
加载中,请稍候......