1.岩类的确定
野外鉴定侵入岩的岩类,主要是根据其矿物成分和颜色。
(1)主要造岩矿物野外鉴定
组成侵入岩的矿物,主要有钾长石、斜长石、似长石(霞石、白榴石等)、辉石、角闪石、橄榄石、黑云母、石英等。
石英:是酸性岩类的主要矿物,岩石有石英出现时,通常表明SiO2过饱和。石英在岩石中多呈烟灰色,不规则粒状,无解理,贝壳状断口,断口为油脂光泽,晶面呈玻璃光泽。根据这些特征,易与灰白色的斜长石区别。当长石的解理不发育时,可通过观察长石的双晶来区别,石英抗风化能力强,在岩石的风化面上常常表现为凸起现象。
钾长石:包括正长石、微斜长石、条纹长石和透长石。产于侵入岩中的钾长石主要为正长石、微斜长石,在浅成侵入岩中可以出现透长石。钾长石经常呈肉红色、褐黄色、灰紫色、灰白色等。斜长石也有浅红色、蔷薇红色或肉红色的。产于花岗岩中的正长石、微斜长石,常为他形粒状晶体,呈斑晶时可为自形晶。常见正长石的卡式双晶(将长石的晶面或解理面迎光转动到一个合适的角度,就可以看见以一条直线或折线为界,两边反光强度不一),产于正长岩、霞石正长岩中的正长石,有时呈肉红色,有时呈灰色。
斜长石:斜长石广泛产于各种侵入岩中,多呈暗灰色—白色,有时为肉红色或褐灰色。晶体呈玻璃光泽,风化和蚀变后呈土状光泽,两组解理。聚片双晶为重要鉴定特征,其观察方法如下;将标本来回转动,用肉眼或放大镜观察晶面或解理面上的反光情况,当看到互相平行的明暗相间的线时,即聚片双晶纹。在一般情况下,酸性斜长石聚片双晶纹较密,基性斜长石的双晶纹较疏。斜长石的种类和含量是对岩浆岩分类和命名的重要指标。有时,由于斜长石颜色较深、颗粒较小,难以辨认,可采集半风化的标本进行观察、对比。在鉴定两类长石时,颜色不是唯一的特征,须考虑其他特征,再作出结论(表6-5)。
表6-5 钾长石、斜长石野外观察鉴定对比表
(据徐永柏,1985,略修改)
普通角闪石:是闪长岩、正长岩、辉长岩中常见的矿物。常呈黑色、暗绿色,长柱状或针状。但在某些花岗闪长岩中,角闪石柱状形态不十分显著。肉眼观察时易与辉石混淆。角闪石的两组柱面解理夹角为较明显的锐角或钝角,新鲜断面呈密集而不整齐的锯齿状,横断面呈菱形的六边形。在细粒岩中,角闪石与黑云母有时肉眼不易区别,但角闪石硬度大,小刀不易刻划;黑云母硬度小,小刀易于刻划,且成鳞片状粉末。此外,角闪石常呈绿色,玻璃光泽,黑云母带褐色,解理面上可见珍珠光泽。
辉石:为超基性岩和基性岩的主要矿物。大多数的辉石呈绿黑、绿褐、褐色等;少部分有翠绿色(产于超基性岩中的含铬辉石)或灰、灰绿色(透辉石)。短柱状,玻璃光泽,解理不完全,两组柱面解理的夹角近于90°,新鲜断面呈密集而不整齐的阶梯状断口,横断面为近正方形或近正方形的八边形。见表6-6。
表6-6 辉石和角闪石野外观察鉴定对比
(据徐永柏,1985,略修改)
黑云母:主要出现于中性岩和酸性岩。黑色、黑褐色,有时因风化后褪色颜色变浅,呈金黄色。解理极完全,常成片状,解理面呈现珍珠光泽。横断面呈六边形,纵断面成长条状,硬度小,次生变化后颜色变为绿褐色、绿色。
橄榄石:为超基性岩、基性岩的常见矿物,橄榄石的含量是对超基性岩和基性岩分类和命名的重要依据。新鲜者多呈柱状晶体,鲜艳的橄榄绿色或黄绿色,不规则断口或贝壳状断口,呈油脂光泽。因橄榄石抗风化能力很弱,在地表露头很难见到新鲜的橄榄石,常有蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化等蚀变。
(2)岩石的颜色
岩石的颜色通常用色率来表示,色率即暗色矿物占造岩矿物总量的百分比。当矿物成一定的结晶颗粒时,岩石颜色的深浅是暗色矿物和浅色矿物相对含量的反映。根据岩石颜色的深浅,大致分为浅色、中色与暗色三类岩石,一般可与酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩相对应,但微晶、隐晶质或玻璃质岩石的颜色,比相同成分的粒状岩石颜色要深。如黑曜岩、珍珠岩、松脂岩等酸性熔岩的颜色比花岗岩的颜色深。
1)当岩石为暗色,几乎全由暗色矿物(95%以上)组成时,为超基性岩类,可进一步再根据矿物成分及其性质确定岩石名称。如果全为粒状矿物,无解理时,则可能是纯橄榄岩;如果全部矿物都有解理,则可能是辉石岩或角闪岩;如果部分矿物有解理,部分矿物是粒状,则可能是辉(石)橄(榄)岩;若岩石结构致密,可能为蛇纹石化橄榄岩。
2)当岩石为黑灰色或灰色,且不含石英,暗色矿物与浅色矿物大约为1:1时,可能是辉长岩;暗色矿物与浅色矿物含量之比为1:2时,可能是闪长岩。
3)当岩石为浅色,几乎全由浅色矿物(90%左右)组成,又含石英时,可能是石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩和花岗岩等;若不含石英,则可能是正长岩、二长岩、霞石正长岩等。
此时,需要观察有无石英及石英的含量,有无钾长石和斜长石及其含量,以及暗色矿物的种类和含量等来确定,见表6-7。
表6-7 主要侵入岩野外观察鉴定表
(据徐永柏,1985)
2.侵入岩形成深度的确定
岩浆侵入到地下大于6km深处,而后冷凝形成的岩浆岩,称为深成岩;岩浆侵入到2~6km形成的岩浆岩,称为中深成岩;岩浆侵入到0~2km形成的岩浆岩,称为浅成岩。这是指当时岩石形成的环境。但是,地壳在不断的活动,深成岩可能被剥蚀而露出地面,喷出岩则可能被很厚的地层覆盖。因此确定岩浆岩的侵入深度,要根据侵入岩的产状、结构、构造和相关矿物成分来综合考虑,如表6-8。
表6-8 不同的冷凝深度所形成岩浆岩的特征对比
(据徐永柏,1985,略修改)
岩石的结构、构造特征,在岩石的识别、分类命名、追索岩浆活动的历史、了解岩石形成环境等方面均占有重要地位。
1)粒度的观察:凡是肉眼(或用放大镜)能够见到的矿物颗粒,为显晶结构。显晶质矿物颗粒,按粒径大小,可分成粗粒、中粒、细粒、微粒等。在量度颗粒的粒径时,一般以具代表性的颗粒长轴为准。浅色岩通常是量度钾长石、斜长石或石英等矿物,暗色岩则要量度有代表性的暗色矿物。岩石中同种矿物和主要造岩矿物的粒度大致相等时称等粒结构;矿物颗粒的大小连续变化,称不等粒结构;如果颗粒大小相差悬殊,而又无过渡粒径者,则为斑状结构。
2)斑晶的观察:岩石含有斑晶颗粒时,基质由微晶、隐晶或玻璃质组成,称为斑状结构。若岩石由两类大小不同的矿物颗粒组成,大的颗粒称斑晶,小的为基质,基质为显晶质,与斑晶的成分一致时,则称为似斑状结构。对基质为隐晶质的岩石,肉眼观察时常按斑晶定名。斑晶为石英和钾长石者,称为“✕✕斑岩”,如花岗斑岩、正长斑岩等;斑晶为斜长石和暗色矿物者,称为“✕✕玢岩”,如闪长玢岩、辉绿玢岩等。