岩石鉴定图表:火成岩、沉积岩、变质岩

岩石鉴定图表先让你看得见的东西分类,再问它叫什么。North Inlet–Winyah Bay 保护区发布的 Regents 地球科学流程图,第一刀切在结构上;LibreTexts 上 Page Quinton 绘制的图表,再按结构和成分分别读各类岩石。

• 能看见晶粒,彼此紧挨、没有空隙:火成岩或变质岩。
• 是其他岩石或矿物的碎块(碎屑)胶结在一起:沉积岩。
• 既没有晶粒也没有碎屑,是玻璃质或极细、均匀的材料:火山玻璃、燧石,或细粒沉积岩。

然后看下面对应的那一组。在新鲜、干燥的断面上看,手边备好放大镜和钢钉。

火成岩在两条轴上读:颜色反映成分,晶粒大小反映岩浆冷却快慢。Regents 实验给出的分档如下。

颜色,按暗色矿物所占比例:

• 浅色(长英质):约 10% 暗色、90% 浅色。
• 中性:大约一半一半。
• 深色(镁铁质):约 90% 暗色。
• 绿色(超镁铁质):深色带绿,来自地幔。

晶粒大小:

• 玻璃质:看不到晶粒。
• 细粒:晶粒小于 1 毫米,在地表形成(喷出岩、火山岩)。
• 粗粒:晶粒 1–10 毫米,在地下形成(侵入岩、深成岩)。
• 极粗粒:晶粒大于 10 毫米。
• 气孔状:布满气孔。

两条轴交叉处的岩石,按 MSA《岩石检索表》的描述:

• 浅色粗粒:花岗岩,白、灰或粉色长石配烟灰色石英和黑色黑云母斑点,晶粒排列无序。
• 浅色细粒:流纹岩,浅灰、棕褐或偏红,常散布较大晶体,有流动条带。
• 中性粗粒:闪长岩,像颜色偏深的花岗岩,几乎不含云母。
• 深色粗粒:辉长岩,深绿到黑,颗粒比米粒大。
• 深色中粒:辉绿岩,颗粒肉眼可见但比米粒小。
• 深色细粒:玄武岩,深灰到黑,晶粒常小到要用显微镜看,有时带气孔。
• 玻璃质:黑曜岩,黑色玻璃,断口呈弯曲的贝壳状。
• 气孔状浅色:浮岩,气孔多到大部分能浮在水上。
• 气孔状深色:火山渣,气孔更少更大,分量中等偏重。

Regents 沉积岩实验把这类岩石分成三类,碎屑岩按粒度命名,其余两类按成分命名。

碎屑岩(其他岩石的碎块),按粒度:

• 圆滑砾石:砾岩。MSA 检索表说,关键就是看这些卵石。
• 棱角分明的块状碎石:角砾岩。
• 沙:砂岩。通常是大小一致的圆粒,红、棕、灰、白或黄色;用钢钉能刮下沙粒。
• 黏土:页岩。颗粒细到看不见;MSA 检索表提到,打湿后通常有湿泥味。

结晶岩(从水中沉淀):按成分命名,例如岩盐、石膏岩和部分石灰岩。

生物碎屑岩(生物遗骸碎片):富含化石的石灰岩;能看见植物残体的是煤,Regents 实验把它和沼泽环境联系起来。

石灰岩的快测:MSA 检索表说,磨成粉的石灰岩通常遇白醋冒泡;它和大理岩不同,看不到晶粒。

变质岩是火成岩或沉积岩在高温高压下改变而成的。Regents 实验先看结构:有叶理(矿物定向排列或成条带),还是无叶理(粒状结构,像母岩被模糊后的样子)。

有叶理,从细到粗:

• 板岩:极细粒,薄而平滑的层,能裂成薄片,常常能勉强划动玻璃。页岩裂不了这么整齐。
• 片岩:银白到深色的云母或绿色绿泥石,呈薄层,常有波状起伏;沿云母层容易裂开。
• 片麻岩:有矿物条带,颗粒较粗,碎成块而不是沿层裂开。它的晶粒是定向排列的,花岗岩不是。

无叶理:

• 大理岩:常为白色,晶粒可见,划不动玻璃;粉末常遇醋冒泡。不冒泡的可能是白云质大理岩。
• 石英岩:白到偏红,轻易划动玻璃,断裂时穿过沙粒,而砂岩是绕着沙粒裂开。
• 蛇纹岩:绿到灰绿色,摸起来滑。

这几对是 MSA《岩石检索表》专门用直接测试区分的,正是照片做不到的地方。

• 花岗岩还是片麻岩?晶粒杂乱是花岗岩;晶粒排成条带是片麻岩。
• 大理岩还是石英岩?把玻璃平放在桌上划一下。石英岩轻松划出痕;大理岩划不动。
• 砂岩还是石英岩?用放大镜看断口:砂岩绕着颗粒断,石英岩穿过颗粒断。
• 浮岩还是火山渣?浮岩浅灰,多数能浮起;火山渣颜色更深、更重,气孔更少更大。
• 页岩还是板岩?板岩能裂成平整的薄片,可能划得动玻璃;页岩更软,打湿有湿泥味。

具体岩石见我们的花岗岩、玄武岩、大理岩和石英岩页面,里面列了家用测试。

风化表面、为园林切割抛光过的石头,以及没有新鲜面的小卵石,都很难靠图表判断。先按分步鉴定方法页里的安全守则,敲下一角露出新鲜面。然后拍这个面:RockLens 会给出可能的岩石名,上面的图表告诉你用哪一项测试确认。想找人实物鉴定,USGS 推荐所在州的地质调查局或本地宝石矿物俱乐部。

本页的资料整理与起草借助了 AI,并按下列来源逐条核对。所引图表均为教学材料:North Inlet–Winyah Bay 国家河口研究保护区发布的 Regents 地球科学实验、Don Peck 编写的 MSA《岩石检索表》,以及 LibreTexts 上 Page Quinton 绘制的岩石鉴定图表(CC BY-SA 4.0)。