學地質，方知自然之瑰麗奧妙，每當向別人介紹「地質學」專業的時候，對方就會情不自禁地腦補我們著挖掘機在工地或山溝子裡辛勤作業、揮汗如雨的英勇場景。
圖：你對別人專業有哪些誤解？
那麼學地質到底學些什麼？很可能是以下列表中的一種：礦物學、岩石學、礦床學、古生物學與地層學、地球化學、構造地質學、第四紀地質學、地球物理、古生物學、沉積學等等等等……
趁著清明假期，今天就和小編一起從石頭出發，系統了解一下常見三大岩的結構和構造。
沉積岩大類
碎屑岩是沉積岩中的一個重要類型，礫岩、砂岩、黏土岩都屬於碎屑岩。
碎屑岩的結構與岩漿岩和變質岩有很大的不同，後者的礦物顆粒之間是連續接觸的；而在碎屑岩中，顆粒之間以點接觸，顆粒之間有隙，這些隙被膠結物或者細粒填隙物質充填。因此，具有隙是碎屑岩重要的結構特徵。
沉積岩的不同結構
碎屑岩的結構包括碎屑顆粒的結構、雜基或膠結物的結構以及碎屑和填隙物之間的關係等諸多特徵。
碎屑顆粒的結構特徵是指粒度、球度、形狀、圓度和顆粒的表面特徵。
粒度是指顆粒的大小，1-1000mm為礫級，0.1-1mm為砂級，0.01-0.1為粉砂級，< 0.01為黏土級。
球度用于衡量一個顆粒近乎於球體的程度，等軸狀礦物球度高，片狀、柱狀礦物球度低；形狀用大家熟悉的圓球體、橢球體、扁球體和長扁球體來表示；圓度是指原始的碎屑稜角被磨圓的程度，用比較形象的稜角狀、次稜角狀、次圓狀和圓狀劃分出四個級別；顆粒表面特徵是看碎屑顆粒的表面的磨光程度如以及是否有刻蝕的痕跡。
填隙物結構包括雜基和膠結物。雜基是和粗大碎屑一起沉積下來的細粒填隙組分，屬於機械沉積，雜基粒度一般< 0.03mm；而膠結物是化學成因的物質，一般含量小於50％，填隙在隙之間。膠結物有非晶質和顯晶質等結構類型。
碎屑和填隙物之間的關係，也稱膠結類型。主要有以下四種情況：基底膠結的填隙物為雜基且含量多，碎屑顆粒呈星點狀分布；隙膠結則不然，膠結物含量少，只充填在碎屑之間的隙中；接觸膠結和隙膠結類似，但膠結物含量更少，只分布在顆粒之間接觸的地；鑲嵌結構的特點是顆粒之間呈凹凸線狀接觸，似乎沒有膠結物。
沉積岩最典型的構造特徵是具有層理。沿垂直向觀察這種層狀構造可以發現，由於礦物成分、結構或顏色的不同而表現出成層性。根據紋層排列的特點，層理可以繼續細分。比如紋層呈直線狀相互平行，並且平行於層面，稱為水平層理和平行層理；紋層呈對稱或不對稱的波狀，總向平行於層面，稱為波狀層理；紋層斜交層面，斜層系呈彼此重疊、交錯、切割的組合式，稱為交錯層理或斜層理等等。
沉積岩的另一個重要的構造類型是有層面構造，既在岩層表面有波痕、泥裂、槽模、溝模等機械成因的各種不平坦的沉積構造痕跡；還有因為化學成因的晶體印模、結核以及生物成因的生物遺骸等，這些都是在沉積岩中常見的構造現象。根據成因，波痕分成浪成、水成和風成三種；泥裂在現代沉積中經常見到，是沉積物露出水面後，爆曬乾涸形成的收縮裂縫。平面形態呈網格狀的龜裂紋，它是沉積面暴露地表的標誌；槽模是定向的水流在還沒有固結的軟泥表面沖刷形成的凹槽，後來被砂質充填形成的。其長軸向代表水流向，高起的一端代表上游；溝槽常成組出現，是岩底面上的一種平行脊狀構造，和模槽一樣，也是確定古水流向的標誌之一。
泥裂──乾旱的產物
晶體印模和結核是化學作用形成的構造。晶體印模是原來在鬆軟沉積物表面形成的鹽晶體，後來被熔融掉，留下的印痕被其他物質交代或充填，以假象的形式保留下來；結核是與圍岩有顯著差別的團塊狀礦物集合體。
生物成因的構造有生物遺蹟構造和生物擾動構造。前者是生物生存期間運動、居住、尋找食物等活動留下的痕跡；底棲生物的活動使沉積物的原始構造受到破壞，形成生物擾動沉積岩。
岩漿岩大類
岩漿岩這個家族中有四個大的分支，也就是四大岩類。這裡我們只能介紹各大岩類的基本特徵，並選擇一些常見的岩做一簡單描述。
1、超基性岩類
在四大岩類中，超基性岩類在地表分布很少，是四大岩類中最小的一個分支，僅占岩漿岩總面積的0.4％。超基性岩體的規模也不大，常形成外觀象透鏡狀、扁豆狀的岩體，它們好象一串大小不同的珠子一樣沿著一定向延伸，斷斷續續排列，有時可以追索上千公里。
超基性岩顏色比較深，大部分都是黑灰色、墨綠色，比重也很大，一般都在3.0以上，因此很堅硬，常具緻密塊狀構造。它的化學成分特徵是酸度最低，SiO2含量小於45％；鹼度也很低，一般情況下 K2O+Na2O不足1％；但鐵、鎂含量高，通常FeO+Fe2O3在8-16％之間, MgO含量圍較寬，在12-46％之間。
超基性岩基本上由暗色礦物組成，主要是橄欖、輝，二者含量可以超過70％。其次為角閃和黑雲母；不含英，長也很少。
這類岩最常見侵入岩是橄欖岩類，噴出岩是苦橄岩類。
2、基性岩類
基性岩類岩顏色比超基性岩淺，比重也稍小，一般在3左右。侵入岩很緻密，噴出岩常具有氣狀和杏仁狀構造。其化學成分的特徵是SiO2為45-53％，Al2O3可達15％，CaO可達10％；而鐵鎂含量約各占6％左右。在礦物成分上，鐵鎂礦物約占40％，而且以輝為主，其次是橄欖、角閃和黑雲母。基性岩和超基性岩的另一個分別是出現了大量斜長。
這類岩的侵入岩是輝長岩，分布較少；而噴出岩-玄武岩，卻有大面積分布。雖然玄武岩構成的火山和台地在陸地上比較多見，但是和海洋底部玄武岩的分布情況相比，就遜色得多，因為海洋底部幾乎全部由玄武岩形成。
輝長岩的成分和玄武岩很相近，但是結構上差別較大。輝長岩因為在地下深處，斜長和輝同時結晶，因此，礦物顆粒形態發育比較完整，大小也差不多。玄武岩一般由斑晶礦物和基質兩部分組成，斑晶主要是斜長、輝、橄欖，基質就是岩漿噴發時沒有來得及結晶的玻璃質或者是只有在顯微鏡下才能看出的隱晶質。
3、中性岩類
中性岩類岩顏色較淺，多呈淺灰色，比重比基性岩要小。化學成分特徵是SiO2為53-65％，鐵、鎂、鈣比基性岩低，Al2O3 16-17％，比基性岩略高，而Na2O+K2O可達5％，比基性岩明顯增多。
就象這個岩類的名稱一樣，它是在基性岩和酸性岩中間的過渡類型。侵入岩是閃長岩，相應的噴出岩是安山岩。閃長岩既可以向基性岩輝長岩過渡，也可以向酸性岩花崗岩過渡。同樣，噴出岩之間也關係密切，安山岩和玄武岩、流紋岩也常常共生在一起。
4、酸性岩類
酸性岩類中以人們熟悉的花崗岩類出露最多，是在大陸殼中分布最廣的一類深成岩，常形成巨大的岩體。噴出岩是流紋岩和英安岩。這類岩的SiO2含量最高，一般超過66％，K2O+Na2O平均在6-8％之間，鐵、鈣含量不高。
礦物成分的特點是淺色礦物大量出現，主要是英、鹼性長和酸性斜長。暗色礦物含量很少，大約只占10％。
變質岩大類
變質岩是怎樣形成的
變質岩是組成地殼的重要成分，雖然和岩漿岩相比稍有遜色，但是根據其占地殼總體積約27.4％的比例來看，發生在地殼中的變質作用也相當廣泛。
變質岩是在變質作用過程中形成的。變質作用有很多類型，每種變質類型的作用圍、引起變質作用的原因和形成的變質岩都不大一樣。下面介紹幾種常見的變質作用，不同類型的變質岩就是在各種不同的變質作用過程中形成的。
接觸交代變質作用
這是指岩漿侵入時，岩漿和圍岩的接觸帶受到岩漿的熱烘烤而引起的變質作用。這是一種局部變質作用，僅限於接觸帶附近。變質溫度大致為300-800℃，壓力0.2-3Kb，反映出高溫、低壓的特點。
角岩是接觸變質作用特有並且常見的岩，一般呈塊狀，礦物排列沒有定向性，典型的角岩甚至連雲母、角閃這樣的片狀、柱狀礦物排列都沒有定向性。角岩的種類很多，有泥質角岩、長英質角岩等類型。
區域變質作用
這是分布最廣泛、變質因素最複雜的一種變質作用，一般具有比較大的規模，分布面積可以達到數百、甚至數千公里。高溫和定向構造應力是引起區域變質作用諸多因素中的主要因素。通常，變質作用溫度圍大約在200-900℃，壓力在3-12Kb。
區域變質作用程度的深淺不同，形成的變質岩也有一些差別，表現在岩結晶程度、礦物組合特徵上最為明顯。比如板岩、千枚岩、片岩、片麻岩都是區域變質岩，由於變質程度不同，它們的結晶程度逐漸變化，從板岩的隱晶質到片岩的顯晶質，並且開始出現片理。區域變質岩中的片理、片麻理是岩在定向壓力作用下形成的，岩呈片狀，礦物大致在垂直壓力的向上定向排列。變質岩中出現的礦物能反映岩的變質程度，比如在不同的岩中見到了綠泥、角閃和輝，可以粗略地認為它們是代表較淺變質、較強變質到強烈變質作用的三個指示礦物。
混合岩化作用
是指隨著變質作用增強，溫度、壓力增高，岩發生部分熔融，那些成分和花崗岩相近的組分首先發生熔融，而富含鎂鐵的難熔組分仍然留在原地，這種由淺色長、英物質和暗色角閃、黑雲母共同組成的岩被稱為混合岩。由變質岩經過熔融而形成混合岩的過程，稱為混合岩化作用。
混合岩按照淺色組分和暗色組分的排列關係，可以分為腸狀混合岩、條帶狀混合岩、網狀混合岩、角礫狀混合岩等類型。
埋藏變質作用
這是新近提出來的一種變質作用類型。它是指由於巨厚的火山沉積物埋藏深度大而導致溫度、岩壓力升高而發生變質作用。這是一種低級變質作用，變質改造常常不徹底，有時甚至和原岩難以區分開來。
動力變質作用
這是機械過程占主導的一種變質作用，大部分發生在地殼活動地帶，主要表現為岩破裂、韌性變形和重結晶的過程。
動力變質作用最常見的岩類型是糜棱岩，其次為構造角礫岩、千糜岩等。
巨大的褶皺──地質應力的產物
衝擊變質作用 這種變質作用發生在隕衝擊地球或其他星體表面所產生的衝擊坑中，是一種瞬間高溫、高壓條件下發生的、特殊類型的變質作用。外表很象火山岩，具有特徵的礦物學標誌，比如含有高壓條件下形成的柯英、斯英，還有一些常見的衝擊變質玻璃。
水熱變質作用 這是岩漿作用晚期析出大量的揮發份和含有礦物質的水溶液使岩化學成分和礦物成分發生變化的一種變質作用，也叫蝕變作用。其與礦產形成關係密切，常見的蛇紋岩、雲英岩、青磐岩、滑菱鎂岩都屬此類型岩的三大類型之一──變質岩
在地殼形成和發展過程中，早先形成的岩，包括沉積岩、岩漿岩，由於後來地質環境和物理化學條件的變化，在固態情況下發生了礦物組成調整、結構構造改變甚至化學成分的變化，而形成一種新的岩，這種岩被稱為變質岩。變質岩是大陸地殼中最主要的岩類型之一。
在變質岩的概念中，有兩點必須強調，這是變質岩分別於沉積岩和岩漿岩的關鍵所在。首先，變質作用形成於地殼一定的深度，也就是發生於一定的溫度和壓力圍，既不是沉積岩的地表或近地表常溫常壓條件，也不同於岩漿岩形成時的高溫高壓條件；另外一點就是變質作用中的礦物轉變是在固態情況下完成的，而不是岩漿岩那種從液態的岩漿中結晶形成的。
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註：本文來源於地礦課堂
