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地球行星/6g. 常見岩石識別

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什麼是岩石?

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所有岩石可以被歸類為三大類之一,岩漿岩(指從熔融物質冷卻形成的岩石),變質岩(指經受高溫高壓但未熔化的岩石),以及沉積岩(指由地球表面過程形成的岩石,例如運移的顆粒、有機物和蒸發)。所有岩石都可以歸類於這三種類型之一。另一方面,岩石名稱則是對這三大類中發現的眾多不同種類岩石進行分類的。地質學家對岩石的命名方法有很多,但歸根結底取決於兩點:岩石的礦物學和結構。換句話說,岩石中每種礦物的百分比(礦物學)以及岩石的晶體或顆粒大小和形狀,或者說岩石的結構。地質學家對岩石命名的方式有很多,而且存在著幾種相互競爭的觀點和正在進行的研究。下面列出了每種岩石型別的基本岩石名稱。

岩漿岩

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所有岩漿岩根據其所含礦物分為兩大類。長英質岩漿岩主要由長石(斜長石/正長石)和石英組成,而基性岩漿岩主要由輝石、角閃石和橄欖石組成。一些岩石,特別是富含橄欖石的岩石,被稱為超基性,它們的二氧化矽(石英)含量非常低。長英質礦物往往呈白色、粉色和透明色,因此這些岩石總體顏色較淺,而基性礦物往往呈深黑色、深紅色或深綠色,因此這些基性岩石顏色較深,通常為黑色。所有岩漿岩都是由熔融物質冷卻時形成的晶體構成的。如果岩石冷卻速度非常慢(在地球深處或深成),則稱為侵入岩,而如果岩石冷卻速度非常快(例如來自地球表面的熔岩),則稱為噴出巖。熔融物質冷卻的時間長短會導致岩石中晶體大小不同。侵入岩具有緩慢形成的較大晶體,而噴出巖將具有非常小的晶體。岩漿岩中晶體的大小稱為結構。我們通常可以根據這兩個特徵來劃分所有岩漿岩,即它們主要是由長英質礦物組成還是由基性礦物組成,以及岩石的結構。

花崗岩(長英質侵入岩漿巖)

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花崗岩的特寫,有正長石、石英和雲母(白雲母)的大晶體。
注意這種岩石中石英和正長石晶體的大小,表明形成這種花崗岩岩石的熔融物質冷卻速度很慢。

花崗岩是指同時具有長英質和侵入性的岩漿岩,由地球深處冷卻的熔融岩漿形成。由於這些岩石是由熔融物質緩慢冷卻形成的,因此晶體可以非常大。花崗岩幾乎完全由石英、長石(斜長石/正長石)和雲母(白雲母/黑雲母)組成。當晶體特別大時,地質學家稱之為偉晶岩或偉晶岩花崗岩。如果單個晶體可以用肉眼看到,那麼它被稱為顯晶質或顯晶質花崗岩。大多數花崗岩是顯晶質花崗岩,帶有可見的長英質礦物單個晶體的斑點。花崗岩通常存在於山脈的核心,而且只存在於大陸富含二氧化矽的地殼中。花崗岩是一種有用的建築材料,雖然它的硬度使其比其他較軟的岩石更難雕刻和雕塑。

閃長巖(中性侵入岩漿巖)

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閃長巖含有混合的長英質和基性礦物,並且冷卻速度很慢(侵入性)。

閃長巖是含有比長英質花崗岩略多基性礦物的岩石,其中較暗色的礦物包括黑雲母、輝石和角閃石。與淺色的花崗岩相比,這些礦物使岩石呈現出黑白色斑點狀外觀。有時地質學家會提到花崗閃長巖,它是一種介於閃長巖和花崗岩之間的岩石。

輝長岩(基性侵入岩漿巖)

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輝長岩是一種深色的基性岩石,含有大晶體。輝長岩在海底下的洋殼中很常見。

輝長岩是一種主要由基性礦物組成的岩石,包括輝石、角閃石和橄欖石,以及少量石英和長石。輝長岩的顏色為黑色,但作為一種侵入的深成岩,它含有這些礦物的大晶體。輝長岩是在俯衝帶和深層洋殼中常見的一種岩石。在大陸上,輝長岩經常出現在蛇綠岩中,蛇綠岩是洋殼被增生或置入大陸地殼的區域。如果岩石主要由橄欖石組成,並呈現出深綠色,且二氧化矽(石英)含量很低,則該岩石被認為是超基性。超基性岩石中的一種用於富含橄欖石的岩石名稱是橄欖岩。橄欖岩在地球深層地幔中是一種常見的岩石,其橄欖石含量高於輝長岩,而石英含量則低於輝長岩,儘管兩者都被認為是基性岩漿岩。透過阿波羅任務帶回地球的許多月球岩石被歸類為輝長岩,其中含有大量的橄欖石和其他基性礦物。

流紋岩(長英質噴出岩漿岩)

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流紋岩是一種淺色的岩石,冷卻速度很快(噴出性),注意其晶體尺寸很小(隱晶質結構)。

流紋岩是一種火成岩,由長英質礦物(石英和長石(正長石/斜長石))組成,但也含有肉眼無法看到的微小晶體(只有在放大鏡下才能看到)。這些形成岩石基質的微小均勻晶體被稱為細粒結構。流紋岩通常呈白色到粉紅色,具有類似的均勻顏色和紋理,並含有這些微小的細粒晶體,它們構成了岩石的全部。噴出巖是由快速冷卻形成的,通常與突然的火山噴發有關。流紋岩是在富含二氧化矽的大陸地殼中形成的火山地區常見岩石,例如聖海倫斯山周圍和其它俯衝帶。流紋岩和其他噴出巖也可以被描述為斑狀巖。斑狀巖是一種火成岩,經歷了兩個冷卻階段:一個導致細小晶體(細粒結構)的突然冷卻事件,和一個導致較大晶體(偉晶岩/顯晶結構)的緩慢冷卻事件。斑狀火成岩是任何含有細小晶體和較大晶體的火成岩。這些較大的晶體通常在較低的溫度下結晶,例如石英礦物,但也可能是由於侵入岩緩慢冷卻,但在火山噴發期間突然快速冷卻,導致細小晶體和較大晶體(斑狀結構)。

安山岩(中性噴出火成岩)

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安山岩含有細小的基性礦物和長英質礦物晶體,並快速冷卻。

安山岩是一種中性成分(介於長英質和基性之間)的噴出火成岩,類似於閃長巖,但具有細粒結構到斑狀結構。它通常呈灰色,帶有一些小晶體的斑點,這是由於岩漿快速冷卻造成的。安山岩往往含有較大的斜長石、角閃石和輝石晶體。這些較大的晶體被稱為斑晶,它們是斑狀巖中被較小晶體基質包圍的較大晶體。安山岩以南美洲的安第斯山脈命名,那裡是一個主要的活躍俯衝帶,但安山岩在地球上許多火山活動區域也很常見,尤其是在大陸上。

玄武岩(基性噴出火成岩)

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玄武岩是一種深色的富基性岩石,冷卻速度很快。大多數熔岩冷卻後都會形成玄武岩,它是地球(和月球)上最常見的岩石之一。

玄武岩是地球上最常見的火成岩型別之一,由富基性岩漿和熔岩快速冷卻形成。玄武岩在形成海底的洋殼中尤為常見,並在島嶼火山系統中發現,例如夏威夷。玄武岩在大陸火山地區也很常見,在那裡更深的基性礦物被帶到巨大的熔岩流中,這些熔岩流可以覆蓋大面積區域。玄武岩是熔化的岩石,冷卻速度非常快,導致形成角閃石、輝石和橄欖石的微小細粒晶體,但也可能含有少量石英、黑雲母和長石。玄武岩幾乎總是呈黑色、深綠色到深紅色。由於玄武岩是由含有大量氣體的熔岩流冷卻形成的,玄武岩通常表現出氣孔結構。氣孔結構是指岩石中氣泡留下的孔洞或空隙。這些孔洞通常在分佈上是均勻的,是在火山氣體從快速冷卻的熔岩中逸出時留下的。有時這些孔洞會被石英的斑晶填充。火山渣是一種岩石名稱,用於描述用於景觀美化的紅色氣孔狀玄武岩。並非所有的玄武岩都是氣孔狀的,因為地球上發現的大部分玄武岩都具有細粒結構,顏色為深黑色。黑曜石是一種富含二氧化矽的岩石,由噴出、快速冷卻的熔岩形成,通常與玄武岩一起發現。黑曜石是一種富含二氧化矽的岩石,由於熔融石英的增加而形成玻璃狀結構,熔融石英可以在岩漿流和熔岩流中聚集並快速冷卻,介於富基性玄武岩之間。

幾乎所有的火成岩都可以歸入這六個亞類之一:花崗岩、閃長巖、輝長岩、流紋岩、安山岩和玄武岩。儘管地質學家經常爭論這些嚴格的劃分應該在哪裡定義,尤其是關於各種礦物和紋理的比例。這些定義對於快速識別您可能遇到的火成岩非常有用。

沉積岩

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碎屑沉積岩是由運輸的顆粒或碎屑組成的,這些顆粒或碎屑由於該過程而經常被磨圓。

所有沉積岩都由地球表面的過程形成,包括 1) 由風和水運輸的膠結顆粒/沉積物,2) 由生物體產生的有機物的埋藏,以及 3) 礦物從溶液中蒸發和重結晶。所有這些過程僅發生在地球表面,並透過一個稱為成岩作用的過程,這些物質將變成石頭。

將埋藏的物質(如沉積物)轉化為岩石的過程稱為成岩作用。成岩作用是指沉積物由於溫度、壓力和地下水流的增加而經歷的物理和化學變化,這些變化發生在沉積物被埋藏到地球深處時。成岩作用也導致了恐龍等滅絕動物的骨骼化石。沉積岩是唯一一種含有古代動植物化石的岩石型別,也是唯一一種含有碳氫燃料的岩石型別,如石油、天然氣和煤炭。

沉積地質學家將大多數沉積岩分為兩個主要類別:碎屑沉積岩和碳酸鹽沉積岩。**碎屑沉積岩**是由運輸的顆粒或碎屑組成的,這些顆粒或碎屑是由風和水對地球物質的侵蝕形成的。**碳酸鹽沉積岩**是由海洋、湖泊和池塘中的有機碳酸鹽礦物形成的。

碳酸鹽沉積岩

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石灰岩是一種暗灰色岩石,在猶他州的凱什山谷和瓦薩奇前緣特別常見。它是一種碳酸鹽沉積岩。

碳酸鈣 (CaCO3) 容易從海洋和湖水中沉澱出來,但主要被水生生物利用來形成貝殼和保護層。這些有機碳酸鈣沉積物在海洋或湖底埋藏後堆積,最終形成一種稱為石灰岩的岩石。**石灰岩**是一個通用術語,用於描述由古代海洋和湖泊中埋藏的有機物中主要由碳酸鈣組成的岩石。石灰岩可以根據它們的紋理透過兩種分類方案進一步細分:福克分類和鄧漢分類。所有石灰岩都由方解石或文石組成,這兩種是天然存在的碳酸鈣 (CaCO3) 礦物,然而,透過成岩作用,鈣 (Ca) 可以被鎂 (Mg) 替換,形成白雲石,白雲石比方解石和文石更硬。大多數文石在地表下經歷成岩作用,轉變為更穩定和緻密的方解石礦物,因此大多數天然石灰岩主要由方解石組成。石灰岩在暴露於中性或弱酸性雨水和地下水時很容易溶解,產生岩溶,岩溶是由周圍岩石溶解形成的地形,包括落水洞、洞穴和巖洞。石灰岩在地下為地下水的透過形成了重要的含水層,因為地下水通常會溶解這些岩層。它們也可以作為地下石油的重要儲層。

在猶他州,沿著鹽湖城以東的瓦薩奇山脈,以及猶他州北部的凱什山谷,石灰岩是該地區主要的岩石型別。這些石灰岩今天形成了高山,它們是在曾經覆蓋猶他州西部 5 億到 4.5 億年前的熱帶淺海中沉積的。這些疊層的石灰岩層後來向上隆起,形成山脈,當時北美大陸的運動向西移動,並開始擴張。

碎屑沉積岩

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碎屑粒度分佈。

碎屑沉積岩是由運輸的顆粒(稱為碎屑)組成的岩石,這些顆粒與礦物膠結物(稱為膠結物)一起固結。顆粒可以透過風(風成沉積)或水(海洋、河流和湖泊沉積)運輸。您從地球表面拾取的許多岩石都是由這些表面的侵蝕和再沉積過程形成的。這是由於地球的動態岩石迴圈,由水迴圈和大氣的風驅動。太陽系中的大多數其他行星在地表上很少或沒有沉積岩。

Wentworth 粒度圖

沉積岩根據其礦物學和結構命名。結構是指構成沉積岩的單個顆粒的大小和分佈。這些顆粒可以是任何大小,從巨大的巨石到粘土大小的顆粒,沉積岩的名稱就是根據形成岩石的這些顆粒的大小。這些顆粒可以很好地分選(大小相似)或分選不良(大小不一),它們也可以是圓形的或稜角分明的。通常,沉積地質學家會根據構成岩石的單個顆粒的礦物學來修改沉積岩的名稱。研究沉積岩可以告訴你單個顆粒在被埋藏之前被運輸了多遠。石英在地球表面非常穩定,並且將被運輸得最遠。如果沉積岩只含有石英顆粒,那麼觀察表明岩石是由在埋藏之前經歷過長距離運輸的沉積物形成的。而如果沉積岩含有長石或其他岩石和礦物的碎屑,那麼觀察表明岩石是由在埋藏之前只經歷過短距離運輸的沉積物形成的。大小和形狀也能表明沉積物在埋藏之前被運輸的總距離。分選良好且圓度好的沉積物存在於長距離運輸的沉積物中,而分選不良且稜角分明的顆粒存在於短距離運輸的沉積物中,或者由冰川運輸的沉積物中。你可能會觀察到,河流中發現的卵石或海灘沙子會被流動的水和拍打的海浪磨圓,而高山滑坡中發現的岩石則是稜角分明且雜亂無章的。碎屑沉積岩令人著迷,因為它們告訴你沉積物是如何在地球漫長的歷史中跨越地表被運輸的,以及山脈是如何被侵蝕以及盆地是如何被填滿的。

碎屑沉積岩通常由兩種型別的膠結礦物膠結在一起,即方解石和石英。方解石比石英軟,會導致整體岩石更弱,更容易侵蝕。在顆粒之間也可以發現一些其他礦物,它們充當膠結劑或水泥,包括許多氧化鐵礦物(如赤鐵礦),硫化物如黃鐵礦,以及其他可能在熱液沉積物中形成的礦物,這些礦物是在極熱的地下水中溶解的礦物透過時形成的。這些副礦物通常會形成被稱為結核的東西,其中強烈的膠結礦物將一群奇形怪狀的顆粒粘合在一起,形成不尋常的風化模式和獨特的顏色。由於結核的形狀和顏色變化很大,因此經常被誤認為是恐龍蛋或恐龍骨骼。這是由地下不同礦物將沉積物的單個顆粒粘合在一起的獨特方式造成的,並且隨著岩石在地表風化而變得明顯。

泥岩

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泥岩

泥岩是由粘土大小的顆粒或碎屑形成的岩石。粘土大小的顆粒比典型的沙粒小一千倍,小於3.9微米。粘土大小的顆粒非常小,所以當你用牙齒咬岩石時,你不會感覺到牙齒之間有任何沙粒。這導致許多地質學家咬他們懷疑是泥岩的岩石碎片,看看他們是否能感覺到牙齒之間有任何沙粒(這使非地質學家感到有趣)。泥岩具有光滑的質地,通常呈粉狀和柔軟,因為它通常由粘土礦物組成,這些礦物是由矽酸鹽礦物風化形成的。

頁岩

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頁岩

頁岩是沉積在海洋和湖泊底部低能系統中的沉積岩,形成扁平的層狀層。它最常由泥土到粉砂大小的碎屑組成,這些碎屑在沉積過程中堆疊成精細層狀層。頁岩是古代海洋和湖泊中的一種主要岩石,通常富含有機質分子,使岩石呈現黑色。這些有機質分子可以作為地下烴燃料(如天然氣和石油)的原料。高度富含有機質頁岩常被稱為油頁岩,因為其含烴量高。頁岩通常由海洋沉積物形成,這些沉積物比碳酸鹽成分深度更深,即光合作用帶或更冷的水域,在那裡碳酸鹽沉積受到限制。

泥岩

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泥岩

泥岩是由泥土大小的顆粒或碎屑形成的岩石。泥土大小的顆粒介於3.9微米到大約62.5微米之間,比粘土略粗糙。泥土存在於土壤、洪泛平原、河岸,甚至小池塘和溼地中。這些被侵蝕的泥土材料被埋葬後會形成泥岩。與頁岩相比,泥岩通常是塊狀或巨大的,而頁岩是片狀或薄層狀的。泥岩是蜿蜒河流附近洪泛平原以及土壤中形成的沉積物的主要岩石。

粉砂岩

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粉砂岩

粉砂岩是由粉砂大小的顆粒或碎屑形成的岩石。粉砂大小的顆粒約為50到63微米,肉眼不易看到,但比泥土更粗糙,可以感覺到粗糙的質地。它通常存在於比泥岩能量略高的系統中,但在類似的沉積環境中。

砂岩

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砂岩

砂岩是由沙粒大小的顆粒或碎屑形成的岩石,是碎屑沉積岩中最常見的型別之一。砂岩有許多不同的顏色,但由介於63微米到2毫米之間的顆粒組成。砂岩可以從非常細粒到粗粒進行細分。大多數沙粒大小的顆粒可以用肉眼看到,使岩石呈現斑點狀外觀。識別砂岩的一個挑戰是它看起來像火成岩流紋岩和安山岩,它們是由相互生長的晶體組成的,而砂岩則是由單個顆粒粘合或膠結在一起的。砂岩是由沙子的埋藏和成岩作用形成的,沙子可以沉積在海灘、近岸沿海、河流、湖泊和風成(沙漠沙丘)環境中。對砂岩中單個顆粒或碎屑的研究可以揭示關於沙子在地表運輸方式的關鍵資訊。沉積構造,如交叉層理和遺蹟化石,對於古代環境的重建也很重要。砂岩也是油氣和水的儲層巖,因為它比更細粒的泥岩和頁岩具有更多的顆粒間空間,使岩石具有海綿的特性,能夠容納油氣沉積,也是地下水的重要含水層。大多數砂岩主要由石英砂顆粒組成,這些顆粒在地表具有抗風化性,但也可能存在其他碎屑,如其他岩石和礦物的碎屑。砂岩通常由方解石和/或二氧化矽(石英)礦物膠結或粘合在一起,這些礦物在單個顆粒之間生長,將沙子粘合在一起形成岩石。

礫岩

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礫岩

礫岩是由大於約2毫米寬度的顆粒或碎屑組成的岩石,大於沙粒,大小與卵石相當,但可以包括高達大型巨石大小的顆粒和碎屑。礫岩是由河流卵石、滑坡和靠近山脈或地形陡峭環境的高能河流環境的沉積物形成的。礫岩可以由圓形卵石或碎屑形成,但也可以包括高度稜角分明的碎屑和顆粒,比如冰磧岩中發現的那些,冰磧岩是冰川運輸的沉積物形成的固結冰磧。礫岩對於重建地球過去的地形非常有用,因為這些沉積物通常位於可能在漫長的時期內侵蝕掉的山區地形附近。總的來說,顆粒大小會隨著顆粒被水和風運輸的距離而減小,因此,較大的顆粒大小往往出現在更靠近其原始來源的地方。非常稜角分明、參差不齊或尖銳的大尺寸顆粒被賦予了一個獨特的岩石名稱,被稱為角礫岩。

其他型別的沉積岩

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除了碳酸鹽和碎屑沉積岩這兩大類外,還有一些岩石是由有機物和蒸發形成的。這些岩石包括 **煤炭**,它是由碳化的埋藏植物材料組成,主要是古代植物被埋藏和壓實,其中富含可以燃燒作為燃料來源的碳氫化合物分子。煤炭有不同的等級,褐煤是低等級的褐色煤,含有最少的碳氫化合物,亞煙煤是中等等級的煤,碳氫化合物略多,煙煤是較高等級的煤,呈光亮黑色,光滑,經常被開採用於燃燒。煤炭的最高等級是無煙煤,它有時被歸類為變質岩,因為它經歷了更多的熱量和壓力。它往往比煙煤硬得多。無煙煤在美國東部比較常見,而在猶他州,開採的煤炭大部分是來自白堊紀岩層的較軟的煙煤。

蒸發巖

蒸發巖是指由海洋或湖泊水蒸發形成的岩石,留下石膏和岩鹽等蒸發礦物。這些型別的岩石在古代湖泊和海洋盆地中很常見,這些盆地在廣闊的區域經歷了蒸發,以及這些礦物的沉積和埋藏。蒸發巖的一個獨特之處在於,它經常在地下流入圓頂狀結構,被稱為鹽丘。在猶他州東南部的帕拉多克斯盆地,蒸發岩層的上升造就了莫阿布周圍地區一些獨特的地理特徵,包括峽谷地國家公園著名的隆起穹丘。

所有的沉積岩都是以層狀形式沉積的,這被稱為層理。這些層在數百萬年的沉積過程中一層一層地堆積起來。沉積岩的一個重要特徵是它們具有區域性的層狀外觀,記錄了地球漫長的歷史。

變質岩

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變質岩形成過程中,由於強烈的壓力和溫度導致的片理化現象示例。

變質岩是強烈的熱量和壓力作用的結果,這使得它們的命名和分類更加困難,因為這些條件可以產生各種獨特的礦物學。一位經驗豐富的地球科學家可以透過變質岩的礦物學,不僅可以辨別原始岩石,還可以辨別岩石在埋藏過程中所承受的熱量和壓力,從而產生觀察到的礦物。變質岩根據其在地下所承受的熱量和壓力進行分類,從低階變質岩(由於熱量和壓力,其顆粒發生了一些重結晶)到高階變質岩(其中礦物可能部分熔化,岩石的礦物學發生了主要的重結晶)。識別幾乎所有變質岩的最重要特徵之一是片理化。片理化是由不同的礦物晶體形成的波浪形圖案,這是由差異壓力造成的。片理化是由岩石深埋在地球深處時所承受的巨大壓力造成的擠壓力引起的。在大多數變質岩中可以看到這些波浪形線條,它們與沉積岩(如砂岩)中經常觀察到的直線水平線條不同。變質岩比沉積岩和岩漿岩更閃亮,因為顆粒或晶體在熱量作用下部分熔化或在壓力作用下重結晶,這對大多數高階變質岩來說是正確的,它們通常呈現出美麗的晶體。大多數變質岩位於山脈的核心,或者在由火山或構造活動(如俯衝帶或熱點)引起的區域變質帶中。變質岩也是地球上發現的最古老的岩石之一。變質岩在岩石迴圈中並沒有完全熔化成岩漿或熔岩,因此它們非常古老,在地殼克拉通中很常見。克拉通是大陸地殼的古老核心或中心,它最初形成了今天的陸地,並且在板塊構造運動期間從未經歷過俯衝。這些地區富含變質岩,這些岩石非常古老,其年代可追溯到 40 億年前。

變質岩根據其原始岩石命名,並從低階到高階進行分類。泥岩或頁岩會變質成板岩、千枚巖、片岩,最後變成片麻岩,而石灰岩會變質成大理石。砂岩會變質成石英岩。岩漿岩也會隨著埋藏和壓力而變質,玄武岩會變成藍片岩或綠片岩,橄欖岩會變成蛇紋岩,富含角閃石的基性巖會變成角閃巖,富含輝石的岩漿岩會變成角頁岩,花崗岩和其他富含長石的岩漿岩會變質成片麻岩。岩石名稱通常會包含其描述中的副礦物,例如,片岩可能含有石榴石晶體,這種岩石被稱為石榴石片岩。

板岩

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板岩

歷史上,板岩被用作黑板書寫表面,並且現在仍然經常被用作屋頂材料。它是一種堅硬的黑色變質岩,源自頁岩,在經歷了地球地下低階變質作用後形成。岩石可能呈現出細粒片理化,也可能相當均勻,但比頁岩堅硬,可以裂成薄片。

千枚巖

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千枚巖

千枚巖是一種稍微高階的變質岩,其中綠泥石、黑雲母和白雲母開始從粘土礦物中結晶出來。這些新礦物使岩石呈現出銀色閃光,彷彿覆蓋著亮片。岩石往往比板岩表現出更多的片理化,具有平行排列的雲母晶體波浪形帶。岩石在更高等級的變質作用下也可以含有石榴石和十字石等副礦物。

片岩

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片岩(含石榴石)

片岩是一種中等等級的變質岩,具有波浪形的片狀晶體,包括白雲母和黑雲母的晶體,以及綠泥石、滑石、角閃石、石墨和石英。片岩在比千枚巖更高的溫度下形成,晶體更大,但也是銀色,並且具有明亮閃光的晶體。石英在這些更高的溫度下變得更具流動性,可以流入片理化帶,形成淺色或半透明的波浪形線條。石榴石和十字石在片岩中很常見。石榴石會形成這些紅色到黑色的晶體,類似於曲奇餅乾中的巧克力碎屑。片岩通常根據副礦物來命名,例如石榴石片岩、十字石片岩或電氣石片岩。片岩是紐約中央公園中常見的岩石,但可以在許多大陸地殼岩石中找到,這些地區曾經歷過區域變質作用。

片麻岩

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片麻岩的典型片理化
片麻岩

片麻岩是一種高階變質岩,與花崗岩非常相似。這是由於強烈的熱量和壓力導致岩石中許多礦物(包括石英、長石和白雲母)發生部分熔化。片麻岩也可以由花崗岩的變質作用形成,導致片理化,或由於岩石所承受的差異應力和壓力而形成礦物帶。片麻岩可以透過礦物晶體波浪形帶進行識別,這些帶通常富含石英,而其他帶則富含長石、白雲母和黑雲母等其他礦物。片麻岩也可以展示各種礦物的大量巨晶。片麻岩缺乏花崗岩中發現的均勻結構,並且具有不同礦物成分的波浪形層。

大理石

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大理石

大理石由石灰岩變質作用形成,當方解石和白雲石礦物重結晶成比沉積石灰岩更緻密的岩石時,就會形成大理石。由於這種密度的增加,大理石保持了柔軟性,但其結構變得更加均勻,形成了容易雕刻和雕刻的岩石。大理石是雕像和建築材料的理想選擇,從古埃及到古希臘,一直被用於建築專案。在美國使用的大理石大多來自科羅拉多州的大理石,這是一個豐富的光灰色藍色大理石(稱為尤爾大理石)的來源,它呈現出一些片理化,並被用於華盛頓哥倫比亞特區政府大樓和紀念碑的建造。義大利大理石來自托斯卡納(稱為卡拉拉大理石),而希臘大理石來自雅典西北部的彭特利山附近的阿提卡(稱為彭特利大理石),它們往往是溫暖的黃色大理石。

石英岩

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石英岩特寫。

石英岩是富含石英的砂岩的變質岩,這導致單個石英晶體融合在一起,消除了單個顆粒之間的任何孔隙度和滲透性,形成一個高度重結晶的石英骨架。由於石英在地球表面非常穩定,因此石英岩對任何風化都具有極強的抵抗力。石英岩通常會形成陡峭的鋸齒狀露頭,並且通常作為河卵石和礫石發現,這些卵石和礫石存在於高能河流中。由於石英岩幾乎不含其他礦物,而且石英在莫氏硬度計上的硬度為 7,因此它經常在地球表面作為常見的岩石存在,尤其是在山區。石英岩有時可能富含金和其他稀有貴金屬,當變質作用伴隨著熱液活動時,會透過岩石中極熱的地下水帶來溶解的金屬陽離子,導致石英岩中存在小型金脈。

來自基性岩漿物質的變質岩

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綠片岩
角巖
榴輝巖

就像沉積岩在高溫高壓下會發生變質作用一樣,岩漿岩也會在地下發生變化,形成多種變質岩。這些變質岩統稱為來自玄武岩、輝長岩和超鎂鐵質岩石橄欖岩的原始物質。這些岩石含有鎂鐵質礦物,因此這類變質岩通常呈綠色至黑色,並含有許多相同的礦物。地質學家通常將這些鎂鐵質變質岩稱為綠巖或綠巖帶。這些區域是由富含鎂鐵質的岩漿岩在高溫高壓下形成的,通常被認為是在地球早期,富含長英質的大陸地殼和富含鎂鐵質的海洋地殼尚未分離時形成的岩石。這些岩石根據所承受的壓力和溫度以及礦物組成,被賦予了多種不同的名稱,包括綠片岩、藍片岩、角閃巖、角巖、榴輝巖、麻粒巖和沸石巖。蛇紋岩是一種變質岩,起源於以橄欖石為主的超鎂鐵質岩石。綠巖帶是澳大利亞、加拿大和非洲重要的貴金屬礦床,它們也揭示了大陸地殼早期形成的歷史。

岩石名稱描述了岩石的礦物學、結構以及地球內部自然過程形成岩石的過程。在地質學中,給岩石命名需要能夠識別岩石中常見的礦物,以及對岩石形成過程的描述。當你第一次開始拾取岩石並試圖辨別它在地球內部是如何形成的時候,這可能是一個挑戰。隨著經驗的積累和觀察力的提高,每塊岩石都可以被命名和分類。

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f. 手標本礦物識別。

g. 常見岩石識別。

h. 鮑文反應系列。

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