岩石特征

第三章岩石特征在岩石圈中岩石种类繁多，按照成因可将其划分为三大类，即岩浆岩、变质岩和沉积岩。

这三大类岩石在本区均有不同程度的出露，在野外识别和描述这三大类岩石是地质认识实习的基本任务之一，也是认识各种地质现象的基础。

第一节沉积岩沉积岩是在地壳表层的温度和压力条件下，在水、大气、生物、生物化学以及重力等的作用下，主要由母岩的风化产物，同时也有火山喷发物质、生物以及宇宙物质，经过搬运作用，沉积作用以及沉积后的成岩作用所形成的岩石。

本区沉积岩主要有陆源碎屑岩、碳酸盐岩两大类和火山碎屑岩。

一、陆源碎屑岩陆源碎屑岩是指陆源碎屑颗粒经过机械搬运作用、沉积作用及成岩作用而形成的岩石。

根据碎屑颗粒的粒度大小又分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩四类。

1.砾岩本区砾岩按所在层位分为底砾岩和层间砾岩两种类型；根据砾石成分，把砾岩分为单成分砾岩和复成分砾岩两类。

底砾岩是在大旋回底部，即在假整合或角度不整合面上的底砾岩，如长龙山组底部硅质砾底砾岩、府君山组底部泥灰质砾底砾岩、馒头组底部泥灰质砾底砾岩、本溪组底部白云质灰岩砾底砾岩以及北票组底部各种砂质砾底砾岩。

层间砾岩整合地夹于其它岩层间，与下伏地层连续沉积。

如石千蜂组中的层间砾岩(砂页岩沉积韵律的底部、但砾石成分为砂质、泥质及燧石等)和北票组中的层间砾岩〔砾石成分为各种砂岩及燧石〕。

单成分砾岩砾石成分单一，同种成分的砾石占75%以上。

这种单一成分可以是稳定性较高的岩屑或矿屑，也可以是风化稳定性较低的岩屑。

前者主要是石英岩质砾岩，它是长期改造的产物，多见于滨岸沉积。

后者常见为石灰岩质角砾岩，它是岩石破碎后就近快速堆积并被埋藏的产物。

复成分砾岩砾石成分复杂，砾岩中含有多种成分的砾石，任何一种成分的砾石都不超过50%，砾岩的成分直接与母岩区有关。

这种砾岩在河流沉积及山前堆积物中常见。

2.砂岩按粒度可分为粗砂岩（颗粒粒径为2~0.5mm）、中砂岩（颗粒粒径为0.5~0.25mm）和细砂岩（颗粒粒径为0.25~0.1mm）。

按碎屑成分可划分为三个岩类八种岩石（表3-1）：说明：当基质含量>15%时，岩石名称相应改称石英杂砂岩、长石杂砂岩和岩屑杂砂岩。

石英砂岩石英含量>90%，以硅质胶结为主，有少量铁质胶结，泥质杂基极少。

石英砂岩在不同层位上颜色不同、沉积环境不同、颗粒成熟度不同。

岩石颜色与胶结物和杂质颜色有关，如青白口系长龙山组石英砂岩为白色，含海绿石带浅绿色；石炭系的石英砂岩为深灰色至白色；侏罗系北票组的石英砂岩为深灰色。

其中常发育有平行层理，大型板状、楔状和槽状交错层理。

长石质石英砂岩含长石在5—25%之间、石英在75—90%之间，也可以根据基质成分分为长石石英砂岩和长石石英杂砂岩。

长石石英砂岩在不同层位上颜色也不同，青白口系长龙山组长石石英砂岩为灰白色，风化后为黄白色（颗粒成熟度低）；北票组长石石英砂岩为灰色，风化后为灰黑带褐色的色调；在剖面上长石石英砂岩往往位于石英砂岩之上。

长石石英杂砂岩仅分布在北票组地层内，风化后为暗褐色、新鲜面为灰黑色，属大陆湖泊相沉积，水动力簸选作用弱，磨圆度差。

长石砂岩石英含量<75%、长石>25%。

风化作用不彻底、成熟度低。

按其基质也可以分为长石砂岩和长石杂砂岩。

两者在颜色上、碎屑含量上、磨圆度及分选等方面没有明显差异。

只是支撑类型不同。

长石杂砂岩基质含量>15%，明显呈基质支撑。

长石砂岩主要分布在长龙山组、二叠系、北票组地层中。

长石杂砂岩主要分布在北票组和上石盒子组地层中。

岩屑质长石砂岩石英含量<65%、岩屑含量25%～75%、长石含量10%～50%，且岩屑含量少于长石含量。

按其基质也可分为岩屑质长石砂岩和岩屑质长石杂砂岩两种。

岩屑质长石砂岩呈土黄色、黄褐色、新鲜面呈黄白色、灰白色带黄色色调，磨圆度差、分选也差、肉眼可见岩屑。

岩屑质长石杂砂岩色深，为发绿的灰黑色。

岩屑质长石砂岩主要分布在石千峰组地层中，分选性差、磨圆度差。

岩屑质长石砂岩还分布在太原组、石千峰组、黑山窑组及北票组地层中。

长石质岩屑砂岩石英含量<65%、岩屑含量25%～75%、长石含量>10%～50%，且岩屑含量大于长石含量。

按其基质也可以分为长石质岩屑砂岩和长石质岩屑杂砂岩两种。

颜色因岩屑含量增加而普遍较深，呈灰绿色，风化后带铁锈色。

长石质岩屑净砂岩主要分布在本溪组地层中，长石质岩屑杂砂岩主要分布太原组、山西组、下石盒子组底层中，少量分布在北票组上部。

3.粉砂岩因形成环境不同，成分和颜色也不同。

如浅海相粉砂岩成分以石英、海绿石和白云母为主，颜色浅；大陆湖泊相含有机质，虽然颗粒成分也以石英为主，但颜色较深，为深灰、黑灰等色，而干燥炎热气候条件下陆相沉积的粉砂岩因含有Fe3＋而呈现紫红色。

粉砂岩在各时代地层中均有分布，且比较发育，如本溪组的灰色钙质粉砂岩、黑色粉砂岩，太原组的深灰色粉砂岩，下石盒子组的灰色粉砂岩，石千峰组的紫红色粉砂岩，徐庄组的黄绿色粉砂岩，北票组的深灰色粉砂岩，长龙山组的浅绿色粉砂岩等。

4.粘土岩本区粘土岩岩石类型多，不同沉积环境下形成的粘土岩，在成分上、颜色上也不同。

根据页理的有无，可分为泥岩和页岩两大类。

寒武系和青白口系主要是紫色、红色、黄绿色的泥岩和页岩；石炭系和二叠系主要是黑色、灰色、褐灰色、深灰色的泥岩、页岩及铝土质岩；长龙山组、景儿峪组页岩呈暗紫色、紫色，此种粘土岩属潮上带沉积产物；徐庄组、张夏组页岩呈黄绿色、灰色，属潮下带或潮间带产物。

二、碳酸盐岩碳酸盐岩主要由方解石和白云石两种碳酸盐矿物组成。

以方解石为主的为石灰岩，以白云石为主的为白云岩，这是碳酸盐岩的两种最基本的岩石类型。

根据结构组分特征可将石灰岩划分为颗粒—灰泥石灰岩、晶粒石灰岩和生物格架—礁石灰岩三大类。

在颗粒—灰泥石灰岩中，根据颗粒的含量，进一步划分为颗粒石灰岩、含灰泥颗粒石灰岩、灰泥质颗粒石灰岩、颗粒质灰泥石灰岩、含颗粒灰泥石灰岩和灰泥石灰岩。

根据颗粒的类型还可进一步划分。

在实习区常见的碳酸盐岩类型有：1.砾屑灰岩砾屑含量>50%，平面上砾屑呈薄饼状，剖面上呈狭长状，形似竹叶，故又称为竹叶状灰岩。

砾屑主要是在沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的各种碳酸盐沉积物，受波浪、潮汐水流、风暴流、重力流等的作用，破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的。

本区见有灰色砾屑灰岩和紫色具氧化圈砾屑灰岩两种。

（1）灰色砾屑灰岩砾屑为盆地内生成的隐晶灰岩或微晶泥灰岩碎屑经破碎而成的，长轴长几cm至十几cm，短轴长1—2cm，砾石扁平面与岩层层面基本一致。

砾屑可分出异地及原地两种。

异地砾屑灰岩中的砾屑常经过一段距离搬运，砾屑有一定程度的磨圆，大小较为混杂，分选性较差，说明是搬运距离不远快速堆积的产物。

原地砾屑灰岩中的砾屑仍保留有碎屑棱角，基本未受到磨蚀，分选性差，说明砾屑基本没被搬运，是原地破碎、就地堆积的结果。

灰色异地砾屑灰岩广泛地分布于凤山组地层内；而灰色原地砾屑灰岩主要分布在张夏组和冶里组地层中。

(2)紫色具氧化圈砾屑灰岩砾屑表面具紫红色氧化圈。

砾屑在岩层内成放射状、菊花状，以及不规则状的杂乱排列。

砾径在几cm至十几cm，分选性差，砾屑具次棱角状、棱角状。

砾屑成分为泥晶灰岩、生物泥晶灰岩、泥质灰岩等。

填隙物是泥晶、粉屑和砂屑。

偶见鲕粒和生物碎片。

胶结类型既有基质支撑、也有颗粒支撑。

胶结物中含有自生海绿石矿物，表明该砾屑灰岩形成于浅海动荡的环境中。

砾屑排列无序，其形成环境与风暴潮汐有关，能量巨大的风暴浪冲刷海底沉积物，也席卷着未固结或弱固结的潮上带沉积物，沉积物破碎后形成砾屑，在风暴过后被带到浅海堆积起来，形成粒序层。

沉积后又经受过露出水面暴露氧化和接受天水及地下水等淡水影响的过程。

常见于上寒武统崮山组地层内。

2．生物碎屑灰岩含生物遗体碎屑量>50%，是由生物遗体硬体部分被冲刷“解体”或破碎再堆积形成的，胶结物往往为亮晶方解石，有时含有海绿石自生矿物，代表水动力强度较大的环境，属浅海强冲刷带的沉积。

生物碎屑灰岩数量不多，但张夏组、崮山组、长山组和凤山组地层中均存在。

3.鲕状灰岩及含砾屑鲕状灰岩鲕粒含量>50%。

鲕粒为钙质、呈同心圆状，分鲕核与同心层两部分，鲕核常以微晶灰岩粉屑为主，个别为生物粉屑。

鲕粒大小不均，大者1.5mm左右，小者0.5mm左右，常构成粒度韵律薄层。

在搅动海水中形成隐晶质同心层，鲕粒呈接触式—孔隙式胶结，胶结物为亮晶方解石。

鲕状灰岩主要分布在中、上寒武统的徐庄组、张夏组及崮山组中，以张夏组最为典型，分布也最为稳定。

如徐庄组顶部的暗紫色页岩中夹有鲕状灰岩透镜体(鲕状灰岩普遍硅化)。

张夏组中部、底部为含砾屑鲕状灰岩，底部以含生物砾屑的鲕状灰岩为主，中部多为含鲕状灰岩砾屑及生物砾屑的鲕状灰岩。

共生的三叶虫化石在不同层位上种属也不同，生物发育的程度也略有不同。

鲕状灰岩形成于温暖的浅海搅动带，死亡后的三叶虫被破碎与鲕粒一起沉积；沉积后的含鲕粒的沉积物(未固结或弱固结)，也可以再次破碎成砾屑与正常沉积的鲕粒一起沉积。

从纯鲕状灰岩，到含生物砾屑鲕状灰岩再到含鲕状灰岩砾屑的鲕状灰岩形成的水动力条件是由搅动环境、强搅动环境再到冲刷搅动环境。

4.泥屑、砂屑、砾屑白云质灰岩风化面皆为土黄色，新鲜面为浅黄色。

这些内碎屑具有碎屑沉积的特点，如斜层理、水平层理等。

与化学沉积岩不同，风化表面上有粒度感。

5.微晶灰岩新鲜面青灰色、风化后浅灰色，结晶颗粒肉眼难以分辨。

显微镜下呈不规则他形镶嵌结构，岩石内部构造均匀，常呈薄层、中层或厚层块状构造，是浅海相较深水环境下沉积的岩石。

此种岩石常见燧石结核或条带。

在寒武系和奥陶系均有分布。

6.泥灰岩泥晶结构，泥质含量在25—50%之间，风化后有泥状物出现、呈土黄色，新鲜面为浅灰色，滴稀冷盐酸(5%)激烈起泡及泥状物浮起。

本区泥灰岩呈薄层状或条带状产出，位于海侵层位的上部。

是浅海相较深水环境下沉积的岩石。

常见于寒武系及奥陶系下部。

7.微晶白云质灰岩白云石含量为25—50%，分布不均匀，白云石富集处为肉红色，在镜下有交代方解石的特点。

主要分布在马家沟组上部，是浅海相较深水环境下沉积的岩石。

风化面为土黄色，新鲜面为黄灰色。

往往出现在海退层序的上部层位，其下是泥灰岩或微晶灰岩，其上多是细晶白云岩。

8.细晶白云岩风化面和新鲜面都为肉黄色，中晶、细晶结构，是白云石交代镁方解石后形成的岩石，常与白云质灰岩共生。

并含燧石结核或条带，这些黑色的或灰黑色的硅质结核或条带在白云岩层内分布，而且不切割上、下层面，也不切割层理构造，其上下层理略有弯曲，表明硅质为原生沉积者，系同生阶段富集成结核或条带的。

分布在马家沟组上部。

是浅海较深水环境下的沉积。

9．虫孔状灰岩及豹皮状灰岩在灰泥沉积物中由于底栖生物钻孔，孔道穿过了细层并在成岩后得以保存，形成虫孔状灰岩。