矿物是构成岩石的基本单位吗

在地球发展演化的历史进程中，原已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩以及先期形成的变质岩） 由于变质作用形成的新岩石，称为变质岩。

变质岩在我国分布较广，多分布在古老的结晶地块和构造活动带。在变质作用过程中，导致某些元素的富集，形成重要的变质矿床。据统计，世界上70%铁矿、63%的锰矿及大多数铜、钻、镍矿都产于前寒武纪的变质岩中。

1.变质岩的矿物成分

变质岩矿物成分取决于原岩化学成分和变质作用条件，一方面，相同变质条件下不同化学类型岩石会出现不同的变质矿物组合。例如，石英砂岩受热力变质生成石英岩；而石灰岩同样也受热力变质则只能形成大理岩；另一方面，同一化学类型原岩在不同的变质条件下也会出现不同的矿物组合。例如，同样是含Al2O3较多的粘土岩类，在低温时产生绿泥石、绢云母与石英组合的变质岩；在中温条件下产生白云母、石英的矿物组合；在高温环境中则产生矽线石、长石的矿物组合。

变质岩的矿物成分可分为两大类：一部分是与岩浆岩或沉积岩所共有的矿物，主要有石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石等，它们大多都是原岩残留下来的，可称为继承矿物；另一部分是在变质作用中产生的变质岩所特有的矿物，主要有石墨、滑石、蛇纹石、石榴子石、绿泥石、绢云母、硅灰石、兰晶石、红柱石等，称为变质矿物。根据这些变质矿物，可以把变质岩与其他岩石区别开来，是鉴别变质岩的重要标志之一。

2.变质岩的结构和构造

（1）变质岩的结构。

变质岩的结构是指构成岩石的各矿物颗粒的大小、形状以及它们之间的相互关系。与岩浆岩、沉积岩相比，变质岩的结构构造更为复杂。变质岩几乎都是结晶结构，但按变质程度不同，变质岩的结构分为如下：

1）变余结构。变余结构是一种过渡型结构，原岩在变质作用过程中，由于重结晶、变质结晶作用不完全，原岩的矿物成分和结构特征被部分保留下来，即称为变余结构。如泥质砂岩变质以后，泥质胶结物变质成绢云母和绿泥石，而其中碎屑矿物如石英不发生变化，被保留下来，形成变余砂状结构。

2）变晶结构。岩石在固体状态下发生重结晶、变质结晶或重组合所形成的变质矿物叫变晶，变晶的形状、大小、相互关系反映的结构称为变晶结构。此种结构是变质岩最重要的结构，也是变质岩中最常见的结构。该类结构中矿物多呈定向排列，因在固态状态下结晶，所以晶体生长是不自由的，且往往有偏应力参与。由于这种结构是原岩中各种矿物同时再结晶所形成的，岩石均为全晶质，没有非晶质成分。

①按变晶矿物颗粒的相对大小可分为等粒变晶结构、不等粒变晶结构及斑状变晶结构。等粒变晶结构为岩石中所有矿物晶粒大小近似相等，如石英岩、大理岩具此种结构。不等粒变晶结构为岩石中所有矿物晶粒大小不相等。斑状变晶结构为岩石中矿物晶粒大小不等，大颗粒为细小颗粒所包围，片岩、片麻岩常具这种结构。组成变斑晶的矿物均为结晶能力强的矿物，如石榴子石、电气石等。

②按变晶矿物颗粒的绝对大小可分为粗粒变晶结构（主要矿物颗粒直径大于3mm）、中粒变晶结构（1～3mm）、细粒变晶结构（0.1～1mm）、微粒变晶结构（小于0.1mm）。

③按变晶矿物颗粒的形状可分为粒状变晶结构、鳞片状变晶结构及纤维状变晶结构等。

3）变形结构。变形结构是变形机制的反映，因此随着变形机制的不同而具有不同的特点，变形结构是动力变质岩的特征，也见于区域动热变质岩中，动力变质岩的变形结构包括碎裂结构、麋棱结构、玻璃质碎屑结构。

4）交代结构。交代结构是原岩在变质过程中，由于交代作用的影响，矿物之间发生穿插，包裹重结晶所形成的结构，原岩中各种矿物同时再结晶所形成的。常见于接触交代岩石、混合岩。

（2）变质岩的构造。

变质岩的构造是指岩石中各种矿物的空间分布特点和排列状态。岩石经变质作用后常形成一些新的构造特征，它是区别于其他两类岩石的特有标志，是变质岩的最重要特征之一。原岩变质后仍残留有原岩的部分构造特征的叫变余构造，如变余层理构造、变余气孔构造、变余杏仁构造、变余流纹构造等。通过变质作用所形成的新的构造叫变成构造，这是变质岩在构造上区别于其他岩石的又一个特征。具体分类见下所述：

1）片理构造。片理构造不仅是识别各种变质岩而且是区别于其他岩类的重要特征。片理构造表现为一系列近平行排列的面，顺着平行排列的面，可以把岩石劈成一片一片小型的构造型态，叫片理。片理可以弯曲、扭折和褶皱，根据形态的不同，片理构造又可分为以下几种：

①板状构造。岩石具有平行、较密集而平坦的破裂面称之为劈理面，沿此面岩石易于破裂成厚度均一的板状体。这种岩石常具变余泥质结构。原岩基本未重结晶，岩石中矿物颗粒细小，肉眼不能分辨，仅有少量绢云母或绿泥石。它是岩石受较轻的定向压力作用而形成的。光泽暗淡，有时片理面上有炭质斑点出现，是板岩所具有的构造。

②千枚状构造。岩石沿片理面易破裂成薄片状，其中各组分基本已重结晶并呈定向排列，但结晶程度较低而使得肉眼尚不能分辨矿物，在岩石的自然破裂面上见有强烈的丝绢光泽，系由绢云母、绿泥石小鳞片造成。岩石片理清晰，片理面常具小皱纹，是千枚岩所具有的构造。

③片状构造。在定向挤压应力的长期作用下，岩石中所含大量片状、针状、柱状矿物如云母、角闪石、绿泥石等，都呈平行定向排列。岩石中各组分全部重结晶，而且肉眼可以看出矿物颗粒。有此种构造的岩石，各向异性显著，沿片理面易于裂开，其强度、透水性、抗风化能力等随方向而改变。片理特别清楚，是片岩所具有的构造，如云母片岩等。

④片麻状构造。以石英、长石等浅色粒状矿物为主，结合岩石中的深色矿物（黑云母、角闪石等），同时其间夹以鳞片状、柱状变晶矿物，并呈大致平行的、黑白相间的断续带状分布，称为片麻状构造，它们的结晶程度都比较高，沿片理面不易劈开，是片麻岩中常见的构造。

千枚状构造、片状构造和片麻状构造都属于定向构造，它们使变质岩具有裂开成不十分规则的薄板或扁豆体的趋势，此种性质统称为片理。

⑤眼球状构造。在片麻状构造中，常有某种颗粒粗大的矿物（如石英、长石），呈透镜状或扁豆状，沿片理方向排列，形似眼球。

⑥条带状构造。岩石中的矿物成分分布不均匀，某些矿物有时相对集中呈宽的条带，有时呈窄的条带，这些宽窄不等的条带相间排列，便构成条带状构造。混合岩常具此构造。

2）块状构造。岩石中的矿物均匀分布，由粒状结晶矿物组成，结构均一，无定向排列，也不能定向裂开，岩石呈致密坚硬的块状体。这是大理岩和石英岩等常有的构造。

3）斑点构造。当温度升高时，原岩中的某些成分（如炭质）首先集中凝结或起化学变化，形成矿物集合体斑点，其形状、大小可有不同，某些板岩具有此构造。

3.变质岩的鉴别方法

鉴别变质岩时，可以先从观察岩石的构造开始。根据构造，首先将变质岩区分为片理构造和块状构造的两类。然后可进一步根据片理特征和主要矿物成分，分析所属的亚类，确定岩石的名称。例如有一块具片理构造的岩石，其片理特征既不同于板岩的板状构造，也不同于云母片岩的片状构造，而是一种粒状的浅色矿物与片状的深色矿物，断续相间成条带状分布的片麻构造，因此可以判断，这块岩石属于片麻岩。是什么片麻岩呢，经分析，浅色的粒状矿物主要是石英和正长石，片状的深色矿物是黑云母，此外还含有少许的角闪石和石榴子石，可以肯定，这块岩石是花岗片麻岩。块状构造的变质岩，其中常见的主要是大理岩和石英岩。两者都是变晶结构。

4.变质岩的分类和常见的变质岩

（1）变质岩的分类。

变质岩的分类与命名，首先是根据其构造特征，其次是结构和矿物成分。其分类如表3-5所示。

表3-5　变质岩分类见表

（2）常见的变质岩。

1）板岩。是一种结构均匀，致密且具有板状劈理的岩石。它是由泥质岩类经受轻微变质而成的。因而，其结晶程度很差，尚保留较多的泥质成分，具有变余泥质结构或隐晶质变晶结构，板状构造。矿物颗粒很细，肉眼一般很难识别，只在板理面上可见有散布的绢云母或绿泥石鳞片。板岩与页岩的区别是质地坚硬十分致密，用锤击之能发出清脆的响声。因板岩可沿板理面裂开成平整的厚度均一的薄板，故广泛用作建筑石料。板岩为深灰色至黑色，也有绿色及紫色。板岩在水的长期作用下易泥化形成软弱夹层。但透水性弱，可作隔水层。

2）千枚岩。岩石的变质程度比板岩深，原泥质一般不保留，新生矿物颗粒较板岩粗大，有时部分绢云母有渐变为白云母的趋势。主要矿物除隐晶质的绢云母外，还有绿泥石、石英等。岩石中片状矿物形成细而薄的连续的片理，沿片理面呈定向排列，致使这类岩石具有明显的丝绢光泽和千枚状构造，呈变余结构或变晶结构。岩石颜色多种，一般为绿色、黄绿色、黄色、灰色、红色和黑色等。这类岩石大多由粘土类岩石变质而成，质地松软，强度低，抗风化能力差。少数可由隐晶质的酸性岩浆岩变质而成。

3）片岩。是以片状构造为其特征的岩石。组成这类岩石的矿物成分主要是一些片状矿物，如云母，绿泥石，滑石等，此外含有石榴子石、蓝晶石、十字石等变质矿物。片岩与千枚岩、片麻岩极为相似，但其变质程度较千枚岩深。而片岩与片麻岩的区别，除构造上不同外，最主要的是片岩中不含或很少含长石。根据片岩中片状矿物种类不同，又可分为云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩、石墨片岩等。变晶结构，片状构造，沿片理面极易裂成薄片。片岩强度低，抗风化能力差，不宜用作建筑材料。

4）片麻岩。以片麻状构造为其特征。片麻岩可由各种沉积岩、岩浆岩和原已形成的变质岩经变质作用而成。这类岩石变质程度较深，矿物大都重结晶，矿物晶体粗大并呈条带状分布，肉眼可以辨识。主要矿物为石英和长石，此外尚有少量的黑云母、角闪石及石榴子石等一些变质矿物，片麻岩和片岩之间可以是逐渐过渡的，二者有时无清晰划分界线，但大多数片麻岩都含有相当数量的长石。因此，习惯上常根据是否含有粗粒长石来划分。呈变晶结构或变余结构，片麻岩强度较高，可用作各种建筑材料。

5）大理岩。较纯的石灰岩和白云岩在区域变质作用下，由于重结晶而变为大理岩，也有部分大理岩是在热力接触变质作用下产生的。这类岩石多具等粒变晶结构，块状构造。因主要矿物为方解石，故遇冷稀盐酸后会强烈起泡，具有可溶性，以此可与其他浅色岩石相区别。大理岩颜色多异，有纯白色大理石（又称汉白玉），也有浅红色，淡绿色，深灰色及其他各种颜色的大理岩，因其中含有美丽的花纹，故广泛用作建筑石料和各种装饰石料等。大理岩以我国云南大理市盛产优质的此种石料而得名。

6）石英岩。由较纯的石英砂岩经变质而成，变质以后石英和硅质胶结物合为一体。因此，石英岩的硬度和结晶程度均较砂岩高。主要矿物成分为石英，尚有少量长石，云母，绿泥石，角闪石等，深变质时还可以出现辉石。质纯的石英岩颜色为白色，因含杂质常可呈灰色，黄色和红色等。这类岩石亦多具有等粒变晶结构，块状构造。石英岩有时易与大理岩相混，其区别在于大理岩加盐酸后会起泡，硬度比石英岩小。石英岩在区域变质作用和接触变质作用下均可形成，以前种方式更为主要。石英岩强度高，抗风化能力强，是良好的建筑材料。

7）角岩。由泥质岩石在热力接触变质作用下均可形成。是一种致密微晶质硅化岩石。其主要成分为石英和云母，其次为长石、角闪石，另有少量石榴子石、红柱石、矽线石等标准变质矿物。北京西山菊花沟即产有红柱石角岩，红柱石晶体呈放射状排列，形似菊花，故又称菊花石。

8）矽线岩。是由石榴子石、透辉石以及一些其他钙铁硅酸盐矿物组成的岩石。它是在石灰岩或白云岩与酸性或中酸性岩浆岩的接触带或其附近形成的。岩石的颜色常为深褐色，褐色或褐绿色。且有粗、中粒状变晶结构，致密块状构造。

9）蛇纹岩。是以蛇纹石为主要矿物成分的岩石。成分较纯者和蛇纹石相似，一般呈黄绿色，也有呈暗绿色和黑绿色者。质软，略具有滑感，片理及碎裂构造常见。蛇纹岩大多是在汽化热液作用下超基性岩（橄榄岩）中的橄榄石、辉石变成蛇纹石形成的，这种变化称为蛇纹石化，蛇纹石化作用多沿断裂破碎带发育，也可由区域变质作用和动力变质作用产生。

蛇纹岩呈片状者，称为蛇纹石片岩，有的蛇纹岩含有蛇纹石纤维状变种——石棉所组成的细脉。

10）混合岩。原来的变质岩（片岩、片麻岩、石英岩等），由相当于花岗岩的物质（来自上地慢）沿片理或与原岩发生强烈的交代作用（称混合岩化作用）而形成的一种特殊岩石叫混合岩。是在深成褶皱区的超变质作用下形成的。混合岩的构造多样，常呈眼球状、条带状及片麻状等。

11）构造角砾岩。是高度角砾岩化的产物。碎块大小不一，形状各异，其成分决定于断层破碎带岩石的成分。破碎的角砾和碎块已离开原来的位置杂乱堆积，“带棱角的碎块互不相连，被胶结物所隔开。胶结物以次生的铁质、硅质为主、亦见有泥质及一些被磨细的本身岩石的物质。

12）碎裂岩。在压应力作用下，岩石沿扭裂面破碎，方向不一的碎裂纹切割岩石，碎块间基本没有相对位移，这样的岩石称碎裂岩。可根据破碎轻微部分的岩性特征确定其原岩名称。命名时可在原岩名称前冠以“碎裂”两字，如碎裂花岗岩。

13）糜棱岩。是粒度比较小的强烈压碎岩，岩性坚硬，具明显的带状、眼球纹理构造。它是在压碎过程中，由于矿物发生高度变形移动或定向排列而成的。此类岩石往往伴随有重结晶或少量新生矿物析出物，如绢云母、绿泥石及绿帘石等。