火成巖

 

火成巖是由熔巖或巖漿冷卻后凝固而成的巖石。火成巖按成因分為兩類：一類是巖漿出露地表凝卻而形成的火山巖（噴出巖）；另一類是巖漿侵入地殼內部，在地表以下緩慢凝卻而形成的侵入巖。噴出巖形成過程中，由于溫度和壓力迅速降低，可能來不及結晶或結晶較差，代表有浮巖和玄武巖；淺成巖是巖漿侵入到距離地表3千米之內，結晶較細小；而深成巖則是巖漿侵入到距離地表大于3千米的地殼深處，由于溫度、壓力高，結晶良好。典型的侵入巖如脈巖、花崗巖等。

 

目前已發現約700種的火成巖，大部分都在地殼表面以下形成，依其化學成分，形成時的溫度及壓力，其性質也有所不同。鮑氏反應系列描述了不同化學成分的火成巖在不同的溫度及壓力下結晶的情形。

 

火成巖是一種硅酸鹽巖石，依二氧化硅比例，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（SiO2，大于65%）和堿性巖（含有特殊堿性礦物，SiO2，52%～66%）。

 

地殼體積的64.7%都是火成巖，可分為橄欖巖、玄武巖、安山巖、花崗巖、粗面巖、響巖、脈巖及火山碎屑巖八大類。其中16%為花崗巖、17%為花崗閃長巖及閃長巖，只有0.6%是正長巖，0.3%是橄欖巖及純橄欖巖。海底的地殼99%是玄武巖，是鐵鎂質的火成巖。花崗巖和類似的巖石（稱為元花崗巖）形成許多大陸的地殼。

 

地球內部的溫度和壓力都很高，所有組成物質（指礦物質）都呈現熔融狀態的流體，名為巖漿巖。火成巖即由于巖漿侵入地殼內部，或流出地表面造成熔巖，再經冷卻凝固而造成，如玄武巖及花崗巖等都是。火成巖是所有巖石中最原始的巖石。變質巖原來的火成巖或沉積巖，再經過地殼運動或巖漿侵入作用所發生的高溫和高壓與熱液的影響，可以改變其原來巖石的結構或組織，或使部分礦物消失，而產生他種新的礦物，因而成為另外一種與原巖不同的巖石，稱為變質巖，如大理巖變自石灰巖；板巖變自頁巖；石英巖變自砂巖等。典型的變質巖存在于前寒武紀或造山帶區域，常有區域構造相關之劈理，或礦物的變化。巖石的種類很多，但并不是每一種巖石都可以使用，這里除了審美的觀點之外，更重要的是石頭中的化學成分是否會影響水質，從而帶來負面影響。

 

沉積巖

 

也稱水成巖。在地表常溫、常壓條件下，由風化物質、火山碎屑、有機物及少量宇宙物質經搬運、沉積和成巖作用形成的層狀巖石。沉積巖由顆粒物質和膠結物質組成。顆粒物質是指不同形狀及大小的巖屑及某些礦物，膠結物質的主要成分為碳酸鈣、氧化硅、氧化鐵及粘土質等。按成因可分為碎屑巖、粘土巖和化學巖（包括生物化學巖）。常見的沉積巖有砂巖、凝灰質砂巖、礫巖、粘土巖、頁巖、石灰巖、白云巖、硅質巖、鐵質巖、磷質巖等。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，它是判定地質年齡和研究古地理環境的珍貴資料，被稱作是紀錄地球歷史的“書頁”和“文字”。

 

變質巖

 

原有巖石經變質作用而形成的巖石。根據變質作用類型的不同，可將變質巖分為5類：動力變質巖、接觸變質巖、區域變質巖、混合巖和交代變質巖。常見的變質巖有糜棱巖、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。變質巖占地殼體積的27.4%。

 

火成巖、沉積巖、變質巖三者可以互相轉化。火成巖經沉積作用成為沉積巖，經變質作用成為變質巖。變質巖也可再次成為新的沉積巖，沉積巖經變質作用成為變質巖，沉積巖、變質巖可被熔化，再次成為火成巖。[2]

 

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，是建筑、鉆探、掘進等工程需要考慮的因素，也是各種礦產資源賦存的載體，不同種類的巖石含有不同的礦產。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；酸性巖與親石原素如鎢、錫、鉬、鈹、鋰、鈮、鉭、鈾有關；金剛石僅產于金伯利巖和鉀鎂煌斑巖中；鉻鐵礦多產于純橄欖巖中；中國華南燕山早期花崗巖中盛產鎢錫礦床；燕山晚期花崗巖中常形成獨立的錫礦及鈮、鉭、鈹礦床。石油和煤只生于沉積巖中。前寒武紀變質巖石中的鐵礦具有世界性。許多巖石本身也是重要的工業原料，如北京的漢白玉（一種白色大理巖）是建筑裝飾材料，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。我們祖先從石器時代起就開始利用巖石，在科學技術高度發展的今天，人們的衣、食、住、行、游、醫……無一能離開巖石。研究巖石、利用巖石、藏石、玩石、愛石已不再是科學家的專利，而逐漸變成廣大群眾生活的組成部分。