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岩石的成因与特征(岩石是怎么形成的-地矿篇)

时间:2023-05-23 作者: 小编 阅读量: 6 栏目名: 高考资讯

火成岩的颜色有深有浅,这是由组成它们的矿物成分决定的,而决定矿物成分的,是形成火成岩的岩浆化学成分所决定。压强减小,熔点就会降低,因此地幔直接形成岩浆。因压强等因素,岩浆会沿着大陆板块中的缝隙,向上攀升。接触变质发生于地层中岩浆侵入体或者熔融流附近。区域变质一般发生于造山带或大型逆断层附近。在高压的作用下,岩层中的岩石发生变质,形成变质岩。一般来说,区域变质会产生较大规模的变质岩。

地球上各种岩石是怎么来的?可能是每个人小时候都想弄清楚的问题,但却很少有人能真的讲明白。想要弄清这个问题?还得回到46亿年前——地球的诞生之初。

那个时候,地球混沌一片,没有地壳、地幔、地核,更没有陆地、海洋之分。我们把那时的地球叫作,原始地球。目前,科学界主流认为:原始地球的组成成分和球粒陨石相似。球粒陨石是一种石质陨石,带有特殊的小圆粒结构。通常认为,他们诞生在46亿年前,和地球的年龄相近。他们富含橄榄石和辉石等矿物,化石成分和早期地球相似。

当时的地球轨道还没有被清空,原始地球不断遭受陨石撞击,撞击产生的热量,让地球的温度上升,并开始熔融,形成一个炙热而粘稠的球。

直到有一天,太阳系中某颗星球(希亚星)不遵守“交通”规则,和地球追尾,顿时漫天烟火,两败俱伤。撞击产生的能量几乎把地球全部熔融,其中一部分物质被撞飞,飞出的物质后来演化成地球的卫星——月球。

不过,塞翁失马,焉知非福。再次成为熔融态的地球,在这次强大的外力作用下,开始分层演化。(大家可以想象,在家筛米粒时,重的米粒总是会跑到下面,而轻的杂质会浮上来)

地球也是如此,比重大的物质,比如铁和镍,向地球中心沉降,密度很大的地核诞生了;比重小的物质,比如硅、氧、铝、钙等,浮在地核的外面,组成了原始地幔。然后,地球进入了漫长的冷却期。

能源被逐渐释放到太空。地球表面温度开始下降,一些原本成熔融态的物质开始结晶,组成了橄榄岩、辉岩等最初的地幔岩石。随后,彗星给地球带来了水,于是,地球上就有了海洋,逐渐地,地球拥有了完整的圈层结构。

其中,地壳和一部分上层地幔,组成岩石圈。我们身边能看到的常见岩石,大部分都来自于岩石圈。岩石有很多种,根据不同的形成原理,岩石可以分为三大类:火成岩、沉积岩和变质岩。

下面一一介绍“这三兄弟”

火成岩

火成岩的形成,和岩浆喷发有关,因此也叫岩浆岩。它们都是由岩浆冷却结晶而成。

大家第一印象,是不是都认为岩浆喷发都得喷出地表,再冷凝结晶而形成岩石?其实不是,更多的岩浆喷发是在地球内部完成的,喷出地表的岩浆只占少数。

如果在火山活动中,喷出地表的岩浆,遇到温度相对很低的空气或海水,会快速冷却、迅速结晶(甚至来不及结晶)。这种情况下形成的火成岩,一般颗粒比较细,有时还会带有气孔,这种火成岩叫喷出型火成岩,也叫火山岩。

如果岩浆没有喷出地表,而是在地面以下冷却,那么他们的冷却速度就会很慢,冷却时间长结晶就会很充分。这样情况下形成的火山岩,一般颗粒比较粗大,这种火成岩叫侵入型火成岩。根据形成的深度,还可以分为深成岩、浅成岩。

那为什么火成岩的颜色不一样呢?

火成岩的颜色有深有浅,这是由组成它们的矿物成分决定的,而决定矿物成分的,是形成火成岩的岩浆化学成分所决定。

比如在大洋中脊,两个不同的板块相互分离。海洋地壳变得薄弱,其下方的压强减小。压强减小,熔点就会降低,因此地幔直接形成岩浆。岩浆向上涌起,喷出的岩浆遇到海水快速冷却,形成玄武岩;没有喷出,而遇到海水的岩浆缓慢冷却,形成辉长岩;他们是海洋地壳的主要组成部分。这些由地幔岩浆形成的岩石,一般富含镁和铁,硅含量较少。因此被叫作镁铁质岩石,也叫基性岩。他们在多数情况下,比重较大,对应岩浆的流动性较强,因其富含深色矿物,基性岩一般偏深色。

在俯冲带,海洋板块会俯冲到大陆板块之下而消亡。俯冲带下去的海洋板块,会受热熔化,形成岩浆。因压强等因素,岩浆会沿着大陆板块中的缝隙,向上攀升。越浅的地方,温度越低,因此岩浆会逐步结晶,形成大陆地壳中的岩石。

以上形成大陆地壳主体部分的火成岩,都是在地壳内部缓慢结晶的,因此都是侵入型火成岩。如果岩浆没有来的及结晶就喷出地表,就会形成和其剩下成分相对应的喷出型火成岩。它们形成的火山会形成大陆火山弧,著名的雷尼尔山和圣海伦火山,都是大陆火山弧的一部分。

火成岩形成之后,并不会永远保持不变。它们很可能会经历物理变化和化学变化,然后转变为沉积岩或变质岩。

沉积岩

已有岩石在受到外力侵蚀作用之后,会分解为沉积物。沉积物由岩石的碎屑,以及砂、粘土、生物残骸等组成。

沉积物被风、水、冰川等外力携带、搬运,可能会远离母岩所在地...最后在能量较低的区域(盆地、湖泊、海洋等)聚集,进行沉积。沉积物一层一层地堆积,后来的位于上方,先来的位于下方。埋在深处的沉积岩被加压、加温,会发生成岩作用,让松散的沉积物转化为结实的岩石,沉积岩便诞生了。

沉积岩种类,和它对应的沉积物种类有关。总体来说,沉积物可以分为碎屑沉积物(方解石、霞石、白云石等)和化学沉积物(石膏、石盐等)。其中化学沉积物又分为碳酸盐沉积物和蒸发岩沉积物等类别。

碎屑沉积物又可以按颗粒大小,粗略地分为六个类别,从小到大依次为:粘土、淤泥、砂、细砾(卵石)、中砾、粗砾。他们发生成岩作用之后,会相应形成页岩(泥岩)、粉砂岩、砂岩,以及不同组合的砾岩和角砾岩等。

变质岩

已有岩石,除了可以经历搬运、沉积和成岩作用,演化为沉积岩之外,还可以根据周围的温压变化,转为变质岩。

变质岩的形成,主要靠温度和压力的变化。当温度和压强增加的时候,岩石里会形成新的矿物从而产生变质岩。这就叫变质作用。变质作用大致分为两个常见种类:接触变质和区域变质。

接触变质发生于地层中岩浆侵入体或者熔融流附近。地下的岩浆有时会顺着裂缝,侵入到地层中间,形成岩浆室或岩浆侵入体。如果岩浆流到了地表,就会形成熔岩流。与岩浆侵入体或熔岩流接触的岩石,会被加热,在高温条件下形成变质岩。在接触变质中,岩石变质的程度一般和温度高低有关。

区域变质一般发生于造山带或大型逆断层附近。在造山带、山体对下方的岩层产生巨大的压强;在逆断层,两侧岩体的挤压,也会产生很大的压强。在高压的作用下,岩层中的岩石发生变质,形成变质岩。

一般来说,区域变质会产生较大规模的变质岩。世界上的大型山区,比如喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉和落基山脉等,都分布有规模可观的变质岩。经历变质作用后的矿物晶体,其大小、形状和空间排布都会变化。通常来说,加温加压越剧烈,变质岩里的矿物晶体就越大。而在高压下,石英和云母等矿物会被排成一条一条的层状或带状,体现在岩石上,成为叶理,是变质岩的重要特征之一。

变质岩的种类很多,根据温压条件的不同,可分为许多变质相:其中,榴辉岩和蓝片岩属于高压变质相,常常产生于地幔的高温高压环境里。它们下方的葡萄石-绿纤石、绿片岩、角闪石和麻粒岩等是中高压变质相,一般产生于造山带等区域变质作用的条件下,最下方的角岩和透长岩,是低压变质相,一般产生于接触变质作用的条件下,叶理相对来说不明显,晶体排布不规则。

不同的变质岩,通常会对应不同的母岩。比如石英砂岩一般是由砂岩变质而来,板岩一般是由页岩变质而来,绿片岩一般是由玄武岩变质而来,大理岩一般是由石灰岩变质而来。

大理岩俗称大理石,源于石灰岩,包括绿色大理岩、橄榄大理岩、灰色大理岩、蓝色大理岩等品种。因其底色洁白,花纹美观,常被作为建筑、雕塑、镶嵌画得石材。帕特农神庙、泰姬陵、林肯纪念堂等不少著名建筑都是用大理岩建成的。

同一种母岩,在不同的变质程度下,会形成不同的变质岩,比如页岩→板岩→片岩→片麻岩的连续变质过程;页岩升温加压变质为板岩,板岩升温加压变质为片岩,片岩升温加压变质为片麻岩。片麻岩如果继续受到高温高压的影响,就有可能熔融,形成岩浆。而岩浆再度凝结之后,就会形成新的火成岩。

这样,就走过了从沉积岩(页岩)到变质岩(板岩、片岩、片麻岩)再到火成岩的一个循环。这也就是为什么三大类的岩石,是可以互相转换的。不仅如此,它们还可以自我转化。

任何岩石,如果熔融之后再冷却结晶,就会形成火成岩;如果被风化侵蚀,经过搬运、沉积,最后发成成岩作用,就会形成沉积岩;如果经历高温高压,在不熔融的情况下,发生变质作用,就会形成变质岩。

因为岩石的形成和转换是循环式的,这也是为什么岩石的种类成百上千,它们的特制和性质千奇百怪。

那么问题就来了,

蹦出孙悟空的那块岩石,

请问是哪种岩石呢?

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