巖石的主要成分是硅酸鹽還是碳酸鈣

匿名用戶 | 2017-05-23 01:44

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  • 巖石是天然產(chǎn)出的具穩(wěn)定外型的礦物或玻璃集合體[1],按照一定的方式結(jié)合而成.是構(gòu)成地殼和上地幔的物質(zhì)基礎(chǔ).按成因分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖.其中巖漿巖是由高溫熔融的巖漿在地表或地下冷凝所形成的巖石,也稱火成巖或噴出巖；沉積巖是在地表條件下由風(fēng)化作用、生物作用和火山作用的產(chǎn)物經(jīng)水、空氣和冰川等外力的搬運、沉積和成巖固結(jié)而形成的巖石；變質(zhì)巖是由先成的巖漿巖、沉積巖或變質(zhì)巖,由于其所處地質(zhì)環(huán)境的改變經(jīng)變質(zhì)作用而形成的巖石. 地殼深處和上地幔的上部主要由火成巖和變質(zhì)巖組成.從地表向下16公里范圍內(nèi)火成巖和變質(zhì)巖的體積占95%.地殼表面以沉積巖為主,它們約占大陸面積的75%,洋底幾乎全部為沉積物所覆蓋. 巖石學(xué)主要研究巖石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類命名、形成條件、分布規(guī)律、成因、成礦關(guān)系以及巖石的演化過程等.它屬地質(zhì)科學(xué)中的重要的基礎(chǔ)學(xué)科.
    [編輯本段]巖石的性質(zhì)
    巖石工程性質(zhì)無怪乎就是物質(zhì)成分（顆粒本身的性海邊巖石質(zhì)）、結(jié)構(gòu)（顆粒之間的聯(lián)結(jié)）、構(gòu)造（成生環(huán)境及改造、建造）、現(xiàn)今賦存環(huán)境（應(yīng)力、溫度、水）這幾個方面的因素.如果是巖體,則取決于結(jié)構(gòu)面和巖塊兩個方面,在大多數(shù)情況下,結(jié)構(gòu)面起著控制性作用.
    [編輯本段]巖石的歷史
    地球形成之初,地核的引力把宇宙中的塵埃吸過來,凝聚的塵埃就變成了山石,經(jīng)過風(fēng)化,變成了巖石.接著就變成隕石,在沒有落入地球大氣層時,是游離于外太空的石質(zhì)的,鐵質(zhì)的或是石鐵混合的物質(zhì),若是落入大氣層,在沒有被大氣燒毀而落到地面就成了我們平時見到的隕石,簡單的說,所謂隕石,就是微縮版的小行星“撞擊了地球”而留下的殘骸.幾億年過去了,世界上就有了無數(shù)巖石.現(xiàn)在人類 在巖土工程界,常按工程性質(zhì)將巖石分為極堅硬的、堅硬的、中等堅硬的和軟弱的四種類型.正在向定量方向發(fā)展. 古老巖石都出現(xiàn)在大陸內(nèi)部的結(jié)晶基底之中.代表性的巖石屬基性和超基性的火成巖.這些巖石由于受到強烈的變質(zhì)作用已轉(zhuǎn)變?yōu)楦缓G泥石和角閃石的變質(zhì)巖,通常我們稱為綠巖.如1973年在西格陵蘭發(fā)現(xiàn)了同位素年齡約38億年的花崗片麻巖.1979年,巴屯等測定南非波波林帶中部的片麻巖年齡約39億年左右. 加拿大北部的變質(zhì)巖—阿卡斯卡片麻巖是保存完好的古老地球表面的一部分.放射性年代測定表明阿卡斯卡片麻巖有將近40億年的年齡,從而說明某些大陸物質(zhì)在地球形成之后幾億年就已經(jīng)存在了. 最近,科學(xué)家在澳大利亞西南部發(fā)現(xiàn)了一批最古老的巖石,根據(jù)其中所含的鋯石礦物晶體的同位素分析結(jié)果,表明它們的“年齡”約為43億至44億歲,是迄今發(fā)現(xiàn)的地球上最古老的巖石樣本,根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)可以推論,這些巖石形成時,地球上已經(jīng)有了大陸和海洋.在地球誕生2億至3億年后,可能并不象人們所認為的那樣由熾熱的巖漿所覆蓋,而是已經(jīng)冷卻到了足以形成固體地表和海洋的溫度.地球的圈層分異在距今44億年前可能就已經(jīng)完成了. 目前在中國發(fā)現(xiàn)的最古老巖石是冀東地區(qū)的花崗片麻巖,其中包體的巖石年齡約為35億年. 澳大利亞西部Warrawoona群中的微化石在形態(tài)結(jié)構(gòu)上比較完整.它們究竟是藍藻還是細菌目前尚難確定.通常認為,早期疊層石是藍藻建造的,疊層石是藍藻存在的指示.如果35億年前就已經(jīng)出現(xiàn)藍藻,則說明釋氧的光合作用早就開始了,這便引出一個問題：為什么直到20億年前大氣圈才積累自由氧呢?從35億年前到20億年前中間相隔15億年之久,為什么氧的積累如此緩慢?對此當然有不同的解釋.例如近年來已經(jīng)發(fā)現(xiàn)疊層石也可能完全由光合細菌建造,或甚至由非光合細菌建造. 最古老生命存在的間接證據(jù)中較重要的是格陵蘭西部條帶狀鐵建造(BIF)和輕碳同位素.如果證據(jù)成立,則由此可推斷在38億年前的地球上已經(jīng)出現(xiàn)進行釋氧光合作用的微生物,即類似藍藻的生物.根據(jù)Cloud的解釋,BIF是由光和微生物周期性地釋氧而引起亞鐵氧化為高價鐵沉積下來的.輕碳同位素也是光合作用的間接證據(jù).但反對的意見認為,BIF形成所需的氧可以通過大氣中的水分子的光分解來提供,而輕碳同位素可能來自碳酸鹽的熱分解. 十八世紀末巖石學(xué)從礦物學(xué)中脫胎出來而發(fā)展成一門獨立的學(xué)科.在巖石學(xué)發(fā)展的初期,主要研究的是火成巖,到了十九世紀中葉才開始系統(tǒng)地研究變質(zhì)巖,而沉積巖直到二十世紀初才引起人們的注意.目前巖石學(xué)正沿著巖漿巖石學(xué)、沉積巖石學(xué)和變質(zhì)巖石學(xué)三個主要的分支方向發(fā)展.
    [編輯本段]巖石的應(yīng)用
    一、做建材的巖石 1. 大理巖：大理巖的巖面質(zhì)感細致,常用來作為壁面或地板.由于大理巖是由石灰?guī)r變質(zhì)而成,主要成分為碳酸鈣,因此也是制造水泥的原料.大理巖材質(zhì)軟而細致,是很好的雕塑石材,許多有名的雕像都是由大理巖作成的,如著名的維納斯像.其他如墻面或擺飾,也常是由大理石加工琢磨而成,如花瓶、煙灰缸、桌子等家用品. 2. 花崗巖：本土的花崗巖只有在金門才看得到,因此金門的老房子幾乎都是用花崗巖做成的.臺灣的寺廟所用的花崗巖,是來自福建,多用于寺廟里的龍柱、地磚、石獅. 3. 板巖：因其容易裂成薄板狀,且在山區(qū)極易取得,故原住民至今仍使用板巖作為建材,筑成石板屋或圍墻. 4. 礫巖：有些礫巖含有鵝卵石及砂,而且膠結(jié)不良,容易將它們分散開來,例如：臺灣西部第四紀的頭嵙山層中就是這種礫巖,其中卵石和砂都是建材. 5. 石灰?guī)r：臺灣最常見的石灰?guī)r是由珊瑚形成的,通稱為珊瑚礁石灰?guī)r.在澎湖,珊瑚礁石俗稱「石」,居民用以作為圍墻建材,以遮蔽強烈的東北季風(fēng),保護農(nóng)作物. 6. 泥巖：由于其主要成分是黏土,自古就被作為磚瓦、陶器的原料. 7. 安山巖：由于材質(zhì)堅硬,亦常用來作廟宇的龍柱、墻壁的石雕、墓碑、地磚等. 二、可提煉金屬的礦物 1. 金礦：含金的巖石經(jīng)過風(fēng)化和侵蝕作用,金會被分離出來而成自然金,因為金比泥沙重得多,容易沉積下來,經(jīng)過淘洗,就成為黃金. 2. 黃銅礦：黃銅礦是提煉銅最主要的礦物. 3. 方鉛礦：方鉛礦呈現(xiàn)鉛灰色,有立方體的解理,是最重要的含鉛礦物. 4. 赤鐵礦：赤鐵礦外觀顏色呈現(xiàn)鐵灰色或紅褐色,是最重要的含鐵礦物. 5. 磁鐵礦：磁鐵礦屬含鐵礦物,具有磁性,吸附含鐵物質(zhì). 三、珍貴的寶石 礦物若具有堅硬、稀有、耐久、透明且顏色美麗的特點,即常被用來作為裝飾品,一般稱為寶石,以下是常見的寶石簡介： 1. 鉆石：即俗稱的金剛石,有許多種顏色,如淡黃、褐、白、藍、綠、紅等,其中以無色透明的價值最高. 2. 剛玉：剛玉也有許多不同的顏色,如：紅色的剛玉俗名紅寶石,藍色的剛玉叫做藍寶石.其化學(xué)成分為三氧化二鋁. 3. 蛋白石：一般為無色或白色,有些具有特殊的暈彩. 4. 水晶：純石英單晶稱為水晶,水晶內(nèi)因含不同雜質(zhì)而呈現(xiàn)不同顏色,如：黃水晶、紫水晶等.石英的纖維狀顯微晶聚合體稱為玉髓；石英的粒狀顯微晶聚合體稱為燧石,這兩種礦物是臺東縣重要的玉石. 四、做為顏料 有些礦物具有特別的顏色,可用來作成顏料,如藍色的藍銅礦,綠色的孔雀石,紅色的辰砂. 五、其他用途 1. 石英：石英是制造玻璃及半導(dǎo)體的主要原料,如：苗栗縣汶水溪的上福基砂巖中的石英砂即為制造玻璃的主要材料. 2. 方解石：方解石存在于大理巖及石灰?guī)r中,是制造水泥的主要原料. 3. 白云母：白云母因不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱且具有高熔點的特性,因此經(jīng)常被用來作為電熱器中絕緣體的材料. 4. 石墨：硬度低,且具有油脂光澤,條痕為黑色,常用于制造鉛筆芯,此外石墨還可以做成潤滑劑、電極、坩堝等. 5. 硫磺：火山地區(qū)的溫泉中即含有黃色的硫磺. 6. 石膏：石膏一般用于固定骨折受傷處,或做成塑像,也用于建筑工業(yè). 7. 磷灰石：用于制造農(nóng)業(yè)用磷肥. 8. 蛇紋石：含有鎂的成分,可用于煉鋼工業(yè)上. 9. 滑石：硬度低,有滑膩感；通常被研磨成粉末,以制造顏料、爽身粉、去污粉、化妝品等.
    [編輯本段]巖石的產(chǎn)地
    地球形成之出,地核的引力把宇宙中的塵埃吸過來,凝聚的塵埃就變成了山石,經(jīng)過風(fēng)化,變成了巖石.接著就變成隕石,在沒有落入地球大氣層時,是游離于外太空的石質(zhì)的,鐵質(zhì)的或是石鐵混合的物質(zhì),若是落入大氣層,在沒有被大氣燒毀而落到地面就成了我們平時見到的隕石,簡單的說,所謂隕石,就是微縮版的小行星“撞擊了地球”而留下的殘骸.
    [編輯本段]巖石的種類
    ① 火成巖 也稱巖漿巖.來自地球內(nèi)部的熔融物質(zhì),在不同地質(zhì)條件下冷凝固結(jié)而成的巖石.當熔漿由火山通道噴溢出地表凝固形成的巖石,稱噴出巖或稱火山巖.常見的火山巖有玄武巖、安山巖和流紋巖等.當熔巖上升未達地表而在地殼一定深度凝結(jié)而形成的巖石稱侵入巖,按侵入部位不同又分為深成巖和淺成巖. 花崗巖、輝長巖、閃長巖是典型的深成巖.花崗斑巖、輝長玢巖和閃長玢巖是常見的淺成巖 .根據(jù)化學(xué)組分又可將火成巖分為 超基性巖 （SiO2 ,小于45％）、 基性巖 （SiO2 ,45％～52％）、 中性巖 （SiO2 ,52％～65％）、 酸性巖 （SiO 2 ,大于65％）和 堿性巖 （含有特殊堿性礦物,SiO 2 ,52％～66％）.火成巖占地殼體積的64.7％. ② 沉積巖 .在地表常溫、常壓條件下,由風(fēng)化物質(zhì)、火山碎屑、有機物及少量宇宙物質(zhì)經(jīng)搬運、沉積和成巖作用形成的層狀巖石.按成因可分為 碎屑巖 、 粘土巖 和化學(xué)巖(包括生物化學(xué)巖).常見的沉積巖有 砂巖 、凝灰質(zhì)砂巖、 礫巖 、粘土巖、 頁巖 、 石灰?guī)r 、 白云巖 、 硅質(zhì)巖 、 鐵質(zhì)巖 、 磷質(zhì)巖 等.沉積巖占地殼體積的7.9％,但在地殼表層分布則甚廣,約占陸地面積的75％,而海底幾乎全部為沉積物所覆蓋. 沉積巖有兩個突出特征：一是具有層次,稱為層理構(gòu)造.層與層的界面叫層面,通常下面的巖層比上面的巖層年齡古老.二是許多沉積巖中有“石質(zhì)化”的古代生物的遺體或生存、活動的痕跡-----化石,它是判定地質(zhì)年齡和研究古地理環(huán)境的珍貴資料,被稱作是紀錄地球歷史的“書頁”和“文字“. ③ 變質(zhì)巖 .原有巖石經(jīng)變質(zhì)作用而形成的巖石.根據(jù)變質(zhì)作用類型的不同,可將變質(zhì)巖分為5類：動力變質(zhì)巖、接觸變質(zhì)巖、區(qū)域變質(zhì)巖、混合巖和交代變質(zhì)巖.常見的變質(zhì)巖有 糜棱巖 、碎裂巖、 角巖 、板巖、 千枚巖 、 片巖 、 片麻巖 、 大理巖 、 石英巖 、角閃巖、片粒巖、榴輝巖、 混合巖 等.變質(zhì)巖占地殼體積的27.4％. 巖石具有特定的比重、孔隙度、抗壓強度和抗拉強度等物理性質(zhì),是建筑、鉆探、掘進等工程需要考慮的因素,也是各種礦產(chǎn)資源賦存的載體,不同種類的巖石含有不同的礦產(chǎn).以火成巖為例,基性超基性巖與親鐵元素,如鉻、鎳、鉑族元素、鈦、釩、鐵等有關(guān)；酸性巖與親石原素如鎢、錫、鉬、鈹、鋰、鈮、鉭、鈾有關(guān)；金剛石僅產(chǎn)于金伯利巖和鉀鎂煌斑巖中；鉻鐵礦多產(chǎn)于純橄欖巖中；中國華南燕山早期花崗巖中盛產(chǎn)鎢錫礦床；燕山晚期花崗巖中常形成獨立的錫礦及鈮、鉭、鈹?shù)V床.石油和煤只生于沉積巖中.前寒武紀變質(zhì)巖石中的鐵礦具有世界性.許多巖石本身也是重要的工業(yè)原料,如北京的漢白玉（一種白色大理巖）是聞名中外建筑裝飾材料,南京的雨花石、福建的壽山石、浙江的青田石是良好的工藝美術(shù)石材,即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建筑材料.許多巖石還是重要的中藥用原料,如麥飯石（一種中酸性脈巖）就是十分流行的藥用巖石.巖石還是構(gòu)成旅游資源的重要因素,世界上的名山、大川、奇峰異洞都與巖石有關(guān).我們祖先從石器時代起就開始利用巖石,在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天,人們的衣、食、住、行、游、醫(yī)……無一能離開巖石.研究巖石、利用巖石、藏石、玩石、愛石已不再是科學(xué)家的專利,而逐漸變成廣大群眾生活的組成部分. 巖石的風(fēng)化 巖石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現(xiàn)破碎、疏松及礦物成分次生變化的現(xiàn)象.導(dǎo)致上述現(xiàn)象的作用稱風(fēng)化作用.分為：①物理風(fēng)化作用.主要包括溫度變化引起的巖石脹縮、巖石裂隙中水的凍結(jié)和鹽類結(jié)晶引起的撐脹、巖石因荷載解除引起的膨脹等.②化學(xué)風(fēng)化作用.包括：水對巖石的溶解作用；礦物吸收水分形成新的含水礦物,從而引起巖石膨脹崩解的水化作用；礦物與水反應(yīng)分解為新礦物的水解作用；巖石因受空氣或水中游離氧作用而致破壞的氧化作用.③生物風(fēng)化作用.包括動物和植物對巖石的破壞,其對巖石的機械破壞亦屬物理風(fēng)化作用,其尸體分解對巖石的侵蝕亦屬化學(xué)風(fēng)化作用.人為破壞也是巖石風(fēng)化的重要原因.巖石風(fēng)化程度可分為全風(fēng)化、強風(fēng)化、弱風(fēng)化和微風(fēng)化4個級別. 大約在200年前,人們可能認為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不變的特征.可現(xiàn)在我們已經(jīng)知道高山最終將被風(fēng)化和剝蝕為平地,湖泊終將被沉積物和植被填滿,沙漠會隨著氣候的變化而行蹤不定.地球上的物質(zhì)永無止境地運動著.暴露在地殼表面的大部分巖石都處在與其形成時不同的物理化學(xué)條件下,而且地表富含氧氣、二氧化碳和水,因而巖石極易發(fā)生變化和破壞.表現(xiàn)為整塊的巖石變?yōu)樗閴K,或其成分發(fā)生變化,最終使堅硬的巖石變成松散的碎屑和土壤.礦物和巖石在地表條件下發(fā)生的機械碎裂和化學(xué)分解過程稱為風(fēng)化.由于風(fēng)、水流及冰川等動力將風(fēng)化作用的產(chǎn)物搬離原地的作用過程叫做剝蝕 地表巖石在原地發(fā)生機械破碎而不改變其化學(xué)成分也不新礦物的作用稱物理風(fēng)化作用.如礦物巖石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結(jié)晶等作用均可使巖石由大塊變成小塊以至完全碎裂.化學(xué)風(fēng)化作用是指地表巖石受到水、氧氣和二氧化碳的作用而發(fā)生化學(xué)成分和礦物成分變化,并產(chǎn)生新礦物的作用.主要通過溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式進行. 雖然所有的巖石都會風(fēng)化,但并不是都按同一條路徑或同一個速率發(fā)生變化.經(jīng)過長年累月對不同條件下風(fēng)化巖石的觀察,我們知道巖石特征、氣候和地形條件是控制巖石風(fēng)化的主要因素.不同的巖石具有不同的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造,不同礦物的溶解性差異很大.節(jié)理、層理和孔隙的分布狀況和礦物的粒度,又決定了巖石的易碎性和表面積.風(fēng)化速率的差異,可以從不同巖石類型的石碑上表現(xiàn)出來.如花崗巖石碑,其成分主要是硅酸鹽礦物.這種石碑就能很好地抵御化學(xué)風(fēng)化.而大理巖石碑則明顯地容易遭受風(fēng)化. 氣候因素主要是通過氣溫、降雨量以及生物的繁殖狀況而表現(xiàn)的.在溫暖和潮濕的環(huán)境下,氣溫高,降雨量大,植物茂密,微生物活躍,化學(xué)風(fēng)化作用速度快而充分,巖石的分解向縱深發(fā)展可形成巨厚的風(fēng)化層.在極地和沙漠地區(qū),由于氣候干冷,化學(xué)風(fēng)化的作用不大,巖石易破碎為棱角狀的碎屑.最典型的例子,是將矗立于干燥的埃及已35個世紀并保存完好的克列奧帕特拉花崗巖尖柱塔,搬移到空氣污染嚴重的紐約城中心公園之后,僅過了75年就已面目全非. 地勢的高度影響到氣候：中低緯度的高山區(qū)山麓與山頂?shù)臏囟取夂虿顒e很大,其生物界面貌顯著不同.因而風(fēng)化作用也存在顯著的差別.地勢的起伏程度對于風(fēng)化作用也具普遍意義：地勢起伏大的山區(qū),風(fēng)化產(chǎn)物易被外力剝蝕而使基巖裸露,加速風(fēng)化.山坡的方向涉及到氣候和日照強度,如山體的向陽坡日照強,雨水多,而山體的背陽坡可能常年冰雪不化,顯然巖石的風(fēng)化特點差別較大. 剝蝕與風(fēng)化作用在大自然中相輔相成,只有當巖石被風(fēng)化后,才易被剝蝕.而當巖石被剝蝕后,才能露出新鮮的巖石,使之繼續(xù)風(fēng)化.風(fēng)化產(chǎn)物的搬運是剝蝕作用的主要體現(xiàn).當巖屑隨著搬運介質(zhì),如風(fēng)或水等流動時,會對地表、河床及湖岸帶產(chǎn)生侵蝕.這樣也就產(chǎn)生更多的碎屑,為沉積作用提供了物質(zhì)條件. 巖石在日光、水分、生物和空氣的作用下,逐漸被破壞和分解為沙和泥土,稱為風(fēng)化作用.沙和泥土就是巖石風(fēng)化后的產(chǎn)物.
    匿名用戶 | 2017-05-23 01:44

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