前面五部分都是搞巖礦必須要了解的顯微鏡下的基本技能。一開始接觸,可能都會覺得很難,但當你看過一段時間的巖石薄片,或者是在學(xué)習(xí)過程中遇到過不認識的礦物,曾試著想通過查閱《光性礦物學(xué)》等工具書自己鑒定過新礦物的人,就會覺得其實并不難!
前面已經(jīng)介紹了砂巖鑒定報告的主要內(nèi)容及其有關(guān)內(nèi)容的涵義,下面我們便可以開始試著去鑒定砂巖薄片了。砂巖是陸源碎屑巖的一種,是主要由母巖風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)機械搬運、沉積和成巖作用形成的一類沉積巖。因此,在學(xué)習(xí)砂巖薄片鑒定的時候,首先學(xué)會認識碎屑組分,要能夠分辨是陸源碎屑還是填隙物。
砂巖中的陸源組分主要包括石英類(包括單晶石英和燧石)、長石類、巖石碎屑(包括火成巖屑、變質(zhì)巖屑及沉積巖屑)及其他組分(如云母、綠泥石、蝕變碎屑、盆屑、重砂、生物碎屑等等);填隙物主要由陸源雜基和膠結(jié)物組成,此外還有一些其他組分,如瀝青質(zhì)等。
從理論上講,母巖中的全部礦物均可能以碎屑的形式出現(xiàn)在砂巖中,但由于各種礦物抗風(fēng)化的能力相差懸殊,常在碎屑巖中出現(xiàn)的礦物約20余種。按礦物的比重常將碎屑巖中的礦物碎屑分為輕礦物(比重小于2.86)和重礦物(比重大于2.86),重礦物多是母巖中抗風(fēng)化能力強的副礦物和暗色礦物,在薄片中含量很少(常小于1%),只有在重砂中才能大量出現(xiàn)。輕礦物中以石英、長石及巖石碎屑為主,另有部分云母、綠泥石等片狀礦物。
在學(xué)習(xí)砂巖薄片鑒定認識陸源碎屑組分時,首先從認識石英、長石開始的;其次開始逐步認識各類巖石碎屑、其他組分(如云母、綠泥石、蝕變碎屑、盆屑、炭屑、化石碎屑、重砂等)、填隙物組分(包括陸源雜基、粘土礦物、碳酸鹽類、硫酸鹽類、硅質(zhì)、長石加大、沸石類、鐵礦、凝灰質(zhì)等)、空間類型;然后學(xué)會對砂巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造的觀察、描述以及對各類成巖現(xiàn)象的觀察;學(xué)會應(yīng)用不同的統(tǒng)計方法對這些組分進行準確的定量統(tǒng)計;最終對砂巖進行巖石定名。這樣,一塊砂巖薄片的鑒定工作就算完成了。
下面,讓我們先來認識石英類和長石類的碎屑組分。這部分內(nèi)容可以參考之前的博文“碎屑巖組分的顯微鏡下特征系列”。
1、石英類包括石英和燧石
石英:在薄片中無色、透明,表面光滑,常無風(fēng)化產(chǎn)物,極少數(shù)情況下能被鈉長石、磁鐵礦、黃鐵礦等代替,無解理,無雙晶,含包裹體多時表面較混濁,常呈他形粒狀,低的正突起,最高干涉色為一級黃白,柱狀輪廓具平行消光,正延性,受應(yīng)力作用常出現(xiàn)波狀消光,一軸晶正光性,有時可出現(xiàn)光性異常,變?yōu)槎S晶,(+)2V=8°-12°。鑒別特征:根據(jù)石英低的正突起、不易風(fēng)化、無解理、無雙晶、表面光滑、一級黃白干涉色和一軸晶正光性,不難與長石、霞石區(qū)別。在有些情況下鈉長石呈糖粒狀,無色透明,見不到雙晶和解理,很易誤認為石英,此時可根據(jù)突起和軸性加以區(qū)分。
燧石:是隱晶質(zhì)二氧化硅,是石英的纖維狀變體,常呈隱晶質(zhì)或纖維狀、放射狀集合體出現(xiàn),也常呈球粒狀、花朵狀充填于空穴中。無解理。薄片中一般無色,由于含鐵和不定量的水常被氧化鐵染而成淺黃或淺褐色,極個別情況可呈淡青色。低的負突起,折射率隨水的含量增高而減少,當不含水時,其折射率接近石英,為正低突起。一級灰白干涉色。平行消光,少見的水玉髓為斜消光,消光角20°±。延性可正可負,正延性者稱正玉髓。一軸晶正光性,可見異常的二軸晶2V=0°-25°。但由于玉髓多為隱晶質(zhì)或纖維狀,很少能看到干涉圖。鑒別特征:以呈纖維狀、放射狀集合體為其特征。玉髓與纖維狀沸石的區(qū)別是沸石的折光率較小,此外,如在蛋白石中見到纖維狀集合體,往往是玉髓而不是沸石。與正玉髓的區(qū)別是,玉髓為負延性。在正交偏光下,加入石膏試板,有時可見玉髓的同方向纖維的干涉色有的變藍,有的變黃,表明該纖維集合體既有玉髓又有正玉髓。與水玉髓的區(qū)別是后者為斜消光,消光角20°±。
2、長石類:長石類礦物屬單斜或三斜晶系,晶形呈板狀或柱狀,具有兩組完全解理,常見雙晶類型繁多,具有重要鑒定意義。薄片中無色、淺褐或淺灰色;低的負或正突起;干涉色一級灰、白至黃白,二軸晶,除斜長石中的拉長石外,大部分為負光性。
透長石:薄片中呈條狀或略呈方形,常見自形晶,具解理和發(fā)育的裂紋。無色透明,具低的負突起,干涉色一級灰白,二軸晶負光性,光軸角小至中等,有時干涉圖很像一軸晶??ㄋ拱碗p晶較常見,但不見聚片雙晶。一般不蝕變,表面干凈偶見高嶺石化或絹云母化。與石英較相似,可憑透長石的雙晶、解理、裂理、低的負突起及二軸晶負光性等與石英加以區(qū)別。
正長石:薄片中無色,因表面多風(fēng)化產(chǎn)物(以高嶺石為主),而常呈褐灰色,兩組正交的完全解理,低的負突起,常見卡斯巴雙晶,干涉色一級灰至灰白;部分切面為斜消光,負延性,大部分為二軸晶負光性,偶見為正光性,常與石英構(gòu)成文象或蠕蟲交生,與鈉長石成條紋或反條紋。較少見環(huán)帶構(gòu)造,有時含鈉長石、石英、赤鐵礦、云母等包裹體。
微斜長石:與正長石相似,薄片中無色,低的負突起,干涉色一級灰-灰白,除可具卡斯巴等簡單雙晶外,通常具紡錘形細密交錯、寬窄不一的格子雙晶,有時在晶體的局部發(fā)育,不同于斜長石的兩組聚片雙晶呈平直狀交叉,每組雙晶消光都均勻。微斜長石還經(jīng)常與鈉長石構(gòu)成微斜條紋長石,有時也可見環(huán)帶構(gòu)造。由于常見格子狀雙晶,不易觀察到清楚的干涉圖,二軸晶負光性,有時也可見正光性,2V=77°~89°。微斜長石根據(jù)其特有的格子雙晶,可與其他長石相區(qū)別。如果見不到格子雙晶,則與正長石相似,但正長石均為平行消光,而微斜長石有時可出現(xiàn)斜消光,而且光軸角較正長石大,當二者無法區(qū)分時可籠統(tǒng)稱為鉀長石。當歪長石和微斜長石均具格子雙晶時,其區(qū)別是歪長石的雙鏡片較細密、平直,且在具有格子狀雙晶的切面上見兩組解理,而微斜長石在改面上只見一組解理,格子雙晶相交呈紡錘形,不平直。
條紋長石:具有條紋結(jié)構(gòu)的堿性長石稱條紋長石或紋長石。屬鉀鈉長石系列,由鉀長石和鈉質(zhì)斜長石兩部分構(gòu)成,其中含量多的那部分稱主晶,含量少者稱客晶。主晶、客晶各自具有不同的消光方位,在正交偏光間,所有主晶或所有客晶各自同時消光。當鉀長石為主晶,鈉長石為客晶時,稱正條紋長石;當鈉長石或其他成分的斜長石為主晶,鉀長石為客晶時,稱反條紋長石;當主晶、客晶含量相等時,則稱中條紋長石。
在鏡下區(qū)別正、反條紋長石的方法是:在單偏光鏡下,縮小光圈,下降物臺,觀察貝殼線移動方向,若下降物臺貝殼線向客晶(條紋)移動,表明條紋的折射率大于主晶,即條紋為鈉質(zhì)長石,主晶為鉀長石,屬正條紋長石;反之,若物臺下降,貝殼線向主晶移動,則表明主晶為鈉質(zhì)斜長石,屬反條紋長石。
斜長石:薄片中無色,常有風(fēng)化產(chǎn)物(以絹云母為主),具板狀或柱狀晶形,發(fā)育聚片雙晶及卡鈉復(fù)合雙晶,具較發(fā)育的解理,鈉長石具低的負突起,更長石具低的負突起至低的正突起。常見環(huán)帶構(gòu)造,在火山巖、淺成巖中的斜長石,尤其是中性斜長石,環(huán)帶構(gòu)造最發(fā)育。二軸晶,光性符號可正可負,斜長石的折射率、光軸角、光性方位等隨著成分的變化而變化。干涉色一級灰白至黃白,光軸角中等至大,火山型(高溫斜長石)和深成型(低溫斜長石)的光軸角差異非常明顯,火山型(高溫斜長石)的光軸角相對較小。斜長石經(jīng)常絹云母化或變?yōu)檎惩恋V物,表面混濁,多呈土灰色或褐灰色,一般基性斜長石較酸性斜長石更易變化,常見一些具環(huán)帶構(gòu)造的斜長石中心蝕變較強,表面混濁,而邊部較干凈透明。斜長石中的An分子易分解常形成黝簾石、斜黝簾石、綠簾石、鈉長石的細粒混合體,被稱為鈉黝簾石化,常見于基性斜長石中。斜長石遭受熱液交代作用往往發(fā)生碳酸鹽化、方柱石化、白云母化、綠泥石化、綠簾石化等,有的斜長石還見有葡萄石化、沸石化、硬玉化和綠纖石化等。在火山巖中斜長石斑晶經(jīng)熔蝕,而形成熔蝕港灣和熔蝕斑點。斜長石與鉀長石的區(qū)別在于兩組解理夾角不是90°,斜消光,多數(shù)具有聚片雙晶,有時具有環(huán)帶構(gòu)造,蝕變后變渾濁時,斜長石多為淺灰色,而鉀長石多為淡褐紅色。中長石以上(更富An)至鈣長石,折射率大于1.54,為低的正突起;而鉀長石為低的負突起。
在鑒定輕礦物時,應(yīng)注意其包裹體、熔蝕、自生加大、雙晶等“標型特征”的觀察,以判斷母巖的性質(zhì)、一般認為:有氣、液相包裹體的石英或長石是來自巖漿巖的;無氣、液相包裹體或有變質(zhì)礦物包裹體的石英(長石)是來自變質(zhì)巖的;有熔蝕邊緣或有β石英假象的石英(長石)是來自火山巖的;有自生加大殘余的石英(長石)是來自沉積巖的再輪回石英。
1
石英和長石均具一級灰-灰白干涉色,但石英沒有解理、雙晶及次生變化無,干凈(正交偏光+云母試板)
2
與長石相比,石英的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在單偏光鏡下普遍較干凈(單偏光)
3
砂巖中的石英常為任意切面,干涉色有一定差異(正交偏光)
4
石英常呈他形粒狀,而長石則易保留板狀晶形,復(fù)晶石英一般為石英巖等巖石碎屑(正交偏光)
5
石英顆粒除含有部分包裹體外,基本沒有次生變化物,而長石則易發(fā)生次生變化,而變得較為混濁
(正交偏光+云母試板)
6
石英的干涉色在正交偏光下可由一級灰至一級黃白(正交偏光)
7
石英呈他形粒狀,沒有解理、雙晶,長石雙晶類型較多(正交偏光)
8
燧石是隱晶質(zhì)的二氧化硅,在鏡下呈小米粒狀結(jié)構(gòu)或構(gòu)成纖維狀、放射狀集合體,在光性上與霏細結(jié)構(gòu)的火山噴發(fā)巖屑相似,但燧石成分較純,因而比較干凈(正交偏光)
9
在部分砂巖中,碎屑石英易發(fā)生次生加大,使碎屑顆粒緊密嵌合(正交偏光)
10
長石常呈板狀或柱狀晶形(正交偏光+云母試板)
11
部分火山石英具熔蝕港灣狀碎屑邊緣(正交偏光)
12
學(xué)會在眾多碎屑中分辨長石、石英和巖石碎屑和區(qū)分碎屑顆粒與填隙物(混層粘土礦物)(單偏光)
13
含石英、長石和石英巖等巖石碎屑,長石以正長石為主,高嶺石化后變得非常混濁,并具加大邊
(正交偏光+云母試板)
14
學(xué)會在單偏光和正交偏光下分辨石英和長石,正長石雙晶不明顯,且加大普遍(左邊為單偏光,右邊為正交偏光+云母試板)
15
典型的燧石,由具纖維狀、放射狀石英所構(gòu)成(左邊為正交偏光,右邊為單偏光)
16
燧石,具球粒結(jié)構(gòu),局部含雜質(zhì),在單偏光下顯同心紋層,但碎屑整體較光滑
(左邊為正交偏光,右邊為單偏光)
17
燧石,呈纖維狀、放射狀集合體,具球粒結(jié)構(gòu),含雜質(zhì)(左邊正交偏光,右邊單偏光)
18 砂巖中出現(xiàn)的巖石碎屑可能來自巖石的任何部位,因此,并不是對每一顆碎屑均能準確鑒定,像照片中央的石英質(zhì)巖屑便是如此,我們顯然不能簡單將其確定為石英巖或燧石,而首先要對其進行仔細觀察,再來做出決定。這塊碎屑應(yīng)該是來自某種巖石中的孔洞或縫洞充填物,自生石英沿其母巖中的孔洞或縫洞壁對壁生長,石英晶粒自縫壁向孔洞中央晶體明顯增大,呈晶族狀、鑲嵌狀交匯。對這類巖石碎屑的鑒定可根據(jù)其殘留的原巖來判斷:從該照片中殘留的少量巖石判斷,其母巖可能系隱晶巖,若要考慮恢復(fù)母巖類型的話可將其放入隱晶巖屑,若要考慮巖屑礦物組分的話可放入脈石英(正交偏光)
19
與照片18有些類似,也來自原巖中的硅質(zhì)孔洞充填物,由多晶石英顆粒呈梳狀、鑲嵌狀構(gòu)成,從殘留巖石結(jié)構(gòu)特征判斷,原巖可能為燧石,因而這塊巖石碎屑也可以定為燧石,也可以放入脈石英(正交偏光)
20
在正交偏光下根據(jù)石英、長石等碎屑的基本特征,很容易確認碎屑顆粒的類型(正交偏光)
21 具格子狀雙晶的微斜長石,雙晶的條帶細密交錯,寬窄不一(正交偏光)
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微斜條紋長石,由微斜長石與鈉長石構(gòu)成(正交偏光)
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條紋長石,客晶呈基本連續(xù)的細條帶狀,含量盡略少于主晶,屬于正常的條紋長石(正交偏光)
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微斜長石,具格子狀雙晶,雙晶紋細而密,巖石次生變化物較少(正交偏光)
25
微斜長石,具格子狀雙晶,雙晶的條帶呈紡錘形(正交偏光)
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照片中央為條紋長石中的一種(正交偏光)
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條紋長石,條紋細而密,客晶含量大于主晶,屬細的反條紋長石(正交偏光)
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照片中央具熔蝕孔隙的是板條狀長石,具解理,與照片右上角的石英相比特征突出(單偏光)
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照片中央為具聚片雙晶的斜長石,殘留與石英構(gòu)成的文象交生結(jié)構(gòu)(正交偏光+云母試板)
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文象長石(正交偏光)
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可能是條紋長石,沿解理或客晶條紋發(fā)生絹云母化(正交偏光)
(持續(xù)未完)