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岩性

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犹他州东南部所见的地层

岩性（lithology）是对露头、手边、岩芯样本或低倍显微镜下岩石单元物理特征的描述，岩石的物理特性包括颜色、质地、粒径和成分[1][2][3]。岩性可指所有这些特征的详细描述，或岩石总体物理特征的概括；第二种意义上的岩性包括砂岩、板岩、玄武岩或石灰岩[4]。

岩性是将岩石层序细分为单个岩层单元的基础，以用于地质绘图和区域间对比。在某些实际应用中，例如实地勘查，均使用标准术语（如欧洲岩土工程标准《欧洲规范7》）来描述岩性。  

岩石类型

显示出水下喷发特征的一块“枕状”玄武岩，意大利。

岩性的命名基于岩石类型，而岩石类型主要有三种，分别为沉积岩、火成岩和变质岩。火成岩直接由岩浆形成，它是熔岩、溶解气体和固体晶体的混合物；沉积岩是由矿物或有机颗粒形成，这些矿物或有机颗粒聚集在地球表面并岩化而成；而变质岩则是现存固体岩石在高温高压条件下重结晶形成[5]。

火成岩又进一步分为三大类：由火山活动（火山喷发碎屑）直接产生的破碎岩屑组成的火成岩被归类为火山碎屑岩。而火山碎屑岩根据平均碎岩（碎屑岩）大小以及是否主要是单个矿物晶体、火山玻璃颗粒或岩石碎片还可进一步细分[6]。进一步的分类也可通过化学成分来进行[7][8]。

具有可见矿物颗粒（显晶岩）的火成岩被归类为侵入岩，而火山玻璃状或极细粒的（隐晶质）火成岩被归类为喷出火成岩。侵入火成岩通常使用按所含石英、碱性长石、斜长石和似长石相对占比的所谓“石长斜似标准”（英文首字母缩写“QAPF分类”）进行分类；对特殊成分的火成岩如超铁镁质岩或碳酸盐岩，则有特殊的分类法。在可能的情况下，喷出火成岩也使用“喷出QAPF分类法”按矿物含量进行分类，但当无法确定矿物成分时，可使用基于二氧化硅和碱金属氧化物总含量及其他化学标准的“全碱硅分类”（TAS分类）对其进行化学分类[9][10][11]。

沉积岩首先依据是硅质碎屑还是碳酸盐作初分，对于硅质碎屑沉积岩，根据其粒度分布和石英、长石和岩屑的相对比例再分为亚类；对于碳酸盐岩沉积岩，则根据所含成分，按邓哈姆（Dunham）或福克（Folk）分类方案进行划分[12]。

变质岩的命名可以依据质地、原岩、变质岩相和/或发现变质岩的位置，基于质地和泥质结构（如页岩、泥岩）原岩的命名可用于定义板岩和千枚岩；基于纹理的名称为片岩和片麻岩，这些纹理，从板岩到片麻岩，定义了不断增加的变质程度[13]。变质相则由形成特定矿物的压力-温度场所定义[14]；其他存在的变质岩名称还有绿片岩（变质玄武岩和其他喷出火成岩）或石英岩（变质石英砂）等 [15]。

颗粒/碎屑尺寸

蒙大拿州密苏拉冰川湖沉积的黏土岩，是一种粒度最细的沉积岩。

在火成和变质岩中，粒径是衡量岩石中晶体大小的一种尺度。在火成岩中，这用于测定材料冷却的速率：大晶体通常表示侵入火成岩，而小晶体则代表岩石为喷出岩[16]。主要由单一矿物（如石英岩或大理石组成的岩石变质作用可能会增大粒径（晶粒生长），而剪切岩石变质作用可能会减小粒径（同构造再结晶）[17]。

在碎屑沉积岩中，粒径是构成岩石颗粒和/或碎屑的直径，这些被用来确定使用何种岩石命名系统（如砾岩、砂岩或泥岩）。对于砂岩和砾岩，其粒径范围很广，因此，在岩石名称中添加了一个描述粒径范围的词，如“卵石砾岩”和“细石英砂砾岩”[18]。

矿物学

一种在镁铁质玄武岩火山渣基质中含有橄榄石和辉石（转变为棕色的伊丁石）的超铁镁质地幔捕虏岩（xenolith）。

在矿物颗粒大到可用手持放大镜识别的岩石中，可见矿物也是描述的一部分。对可能包含有碳酸盐、方解石胶结岩或可能包含方解石矿脉的岩序，标准做法是使用稀释的盐酸测试方解石（或以其他形式存在的碳酸钙）并查看气泡[19]。

岩石的矿物学成分是其分类的主要依据之一，在可行情况下，火成岩根据其矿物含量，使用QAPF分类或特殊的超镁铁质或碳酸盐岩分类法进行分类[9][10][11]。同样，变质相（metamorphic facies）显示了岩石暴露在热量和压力下程度，因此，对变质岩的分类很重要，可通过观察样本中存在的矿物相来确定[14]。

颜色

岩石或其组成部分的颜色是某些岩石的一种独特特征，通常会被记录下来，有时会用于与标准颜色图表作比对，如美国地质学会岩石颜色图表委员会根据孟塞尔颜色系统[20]所制作的颜色图表。

结构

岩石的结构描述了构成岩石所有元素的空间和几何结构，在沉积岩中，主要可见结构通常为层(bedding)，层的规模和发育程度通常记录为描述的一部分；变质岩（由接触变质作用形成的变质岩除外）具有发育良好的平面和线性结构；由于结晶过程中特定矿物相的流动或沉降，火成岩也可能具有结构，形成堆积。

质地

该斑岩玄武岩的岩性以橄榄石和普通辉石斑晶为特征。

岩石的质地描述了构成岩石的单个颗粒或碎屑之间的关系，沉积物的质地包括碎屑的分选、分级程度、形状及圆润度。变质岩的质地包括与变形阶段相关的大型变质矿物生长时间—变形前的“残碎斑晶”和变形后的“斑状变晶”。火成岩质地包括颗粒形状等属性，从具有理想晶体形状（自形）的晶体到不规则晶体（他形），岩石是否显示高度不均匀的晶体尺寸（斑岩），或晶粒是否对齐（称为粗面质地）等[21]。

小型结构

来自蒙古的波纹标记。

岩石通常包含小型结构（比单个露头尺寸更小），在沉积岩中，这可能包括底面痕（sole marking）、波纹痕（ripple mark）、泥裂（mudcrack）和交错层（cross-bedding），这些记录是因为它们通常具有特定沉积环境的特征，并可能提供有关古水流方向的信息 [22]；在与断层带更深层次相关的变质岩中，小型构造，如不对称“石香肠”（boudins）[23]和微褶皱被用于确定整个区域的位移检测[24]；在火成岩中，小规模结构主要在熔岩中观察到，例如绳状与渣块玄武岩岩浆[25]，以及显示在水中或冰下喷发的枕状熔岩[26][27][28]。

表层岩性

松散的表层物质也可能具有一定的岩性，这是由粒径和成分定义的，通常依附于对单元形成方式的解释上。地表岩性可分为湖相、海岸、河流作用、风积、冰川物和最近的火山沉积物等。美国地质调查局使用的地表岩性分类示例有“冰碛物”、“壤土”、“盐湖沉积物”和“风成沉积物、质地粗糙的（沙丘）”[29]。

另请查看

参考文献

  1. ^ Lithology. Earthquake Glossary. US Geological Survey. [29 October 2010]. （原始内容存档于2017-02-26）. 
  2. ^ Bates, R. J.; Jackson, J. A. (编). Dictionary of Geological Terms 3. American Geological Institute. 1984: 299. ISBN 0-385-18101-9. 
  3. ^ Allaby, Ailsa; Allaby, Michael. Oxford Dictionary of Earth Sciences需要免费注册 2. Oxford University Press. 1999: 320. ISBN 0-19-280079-5. 
  4. ^ American Heritage Dictionary (编). The American heritage science dictionary. Houghton Mifflin Harcourt. 2005: 364 [2021-09-20]. ISBN 978-0-618-45504-1. （原始内容存档于2022-06-19）. 
  5. ^ Levin, Harold L. The earth through time 9th. Hoboken, N.J.: J. Wiley. 2010: 57. ISBN 9780470387740. 
  6. ^ Schmidt, R. Descriptive nomenclature and classification of pyroclastic deposits and fragments: recommendations of the IUGS Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks (PDF). Geology. 1981, 9: 41–43 [27 September 2020]. S2CID 128375559. doi:10.1007/BF01822152. （原始内容存档 (PDF)于2021-08-16）. 
  7. ^ Fisher, Richard V.; Schmincke, H.-U. Pyroclastic rocks. Berlin: Springer-Verlag. 1984: 98-99. ISBN 3540127569. 
  8. ^ Schmincke, Hans-Ulrich. Volcanism. Berlin: Springer. 2003: 138. ISBN 9783540436508. 
  9. ^ 9.0 9.1 Le Bas, M. J.; Streckeisen, A. L. The IUGS systematics of igneous rocks. Journal of the Geological Society. 1991, 148 (5): 825–833. Bibcode:1991JGSoc.148..825L. CiteSeerX 10.1.1.692.4446 可免费查阅. S2CID 28548230. doi:10.1144/gsjgs.148.5.0825. 
  10. ^ 10.0 10.1 Rock Classification Scheme - Vol 1 - Igneous (PDF). British Geological Survey: Rock Classification Scheme. 1999, 1: 1–52 [2021-09-20]. （原始内容存档 (PDF)于2021-02-27）. 
  11. ^ 11.0 11.1 Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. Principles of igneous and metamorphic petrology 2nd. Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2009: 139–143. ISBN 9780521880060. 
  12. ^ Boggs, Sam. Principles of sedimentology and stratigraphy 4th. Upper Saddle River, N.J.: Pearson Prentice Hall. 2006: 169-173. ISBN 0131547283. 
  13. ^ Yardley, B. W. D. An introduction to metamorphic petrology. Harlow, Essex, England: Longman Scientific & Technical. 1989: 21–27. ISBN 0582300967. 
  14. ^ 14.0 14.1 Yardley 1989，第49-51页.
  15. ^ Yardley 1989，第21,26页.
  16. ^ Levin 2010，第58-59页.
  17. ^ Yardley 1989，第154-155页.
  18. ^ Blatt & Tracy 1996，第241-242页.
  19. ^ Geology.com. The Acid Test for Carbonate Minerals and Carbonate Rocks. Geology.com. [28 November 2016]. （原始内容存档于2021-08-24）. 
  20. ^ 4 Classification of rocks and description of physical properties of rock. Engineering Geology Field Manual (PDF) 1. US Bureau of Reclamation, Technical Service Center Engineering Geology Group. 1998: 57–90 [7 June 2010]. （原始内容 (PDF)存档于17 June 2015）. 
  21. ^ Blatt & Tracy 1996，第39-44页.
  22. ^ Boggs 2006，第74-118页.
  23. ^ Fossen, H. Structural Geology. Cambridge University Press. 2010: 272 [2021-09-20]. ISBN 978-0-521-51664-8. （原始内容存档于2022-04-22）. 
  24. ^ Carreras, J.; Druguet E.; Griera A. Shear zone-related folds. Journal of Structural Geology. 2005, 27 (7): 1229–1251 [2009-10-31]. Bibcode:2005JSG....27.1229C. doi:10.1016/j.jsg.2004.08.004. （原始内容存档于2012-08-17）. 
  25. ^ James Furman Kemp: A handbook of rocks for use without the microscope : with a glossary of the names of rocks and other lithological terms. 5. Aufl., New York: D. Van Nostrand, 1918, pp. 180 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 240 （页面存档备份，存于互联网档案馆）: C. E. Dutton, 4th Annual Report U.S. Geological Survey, 1883, S. 95; Bulletin of the Geological Society of America, Volume 25 / Geological Society of America. 1914, p. 639 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  26. ^ McCarthy, T. & Rubidge, B. 2008. The story of earth and life, Chapter 3, The first continent. 60-91, Struik Publishers (PDF). Web.wits.ac.za. [2014-03-10]. （原始内容 (PDF)存档于2009-04-07）. 
  27. ^ Walker, George P L. Walker, G.P.L. 1992. Morphometric study of pillow-size spectrum among pillow lavas. Bulletin of Volcanology. 1992-08-01, 54 (6): 459–474. Bibcode:1992BVol...54..459W. doi:10.1007/BF00301392. 
  28. ^ Harmon, Russel S.; Rapela, Carlos W. Andean Magmatism and Its Tectonic Setting. Geological Society of America. 1991: 24. ISBN 978-0-8137-2265-8. 
  29. ^ USGS Rocky Mountain Geographic Science Center. Surficial Lithology: Attribute information. US Geological Survey. [15 September 2011]. （原始内容存档于2013-07-21）. 
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