砂岩薄片鉴定技术6——石英、长石

砂岩薄片鉴定技术6——石英、长石

前面五部分都是搞岩矿必须要了解的显微镜下的基本技能。一开始接触，可能都会觉得很难，但当你看过一段时间的岩石薄片，或者是在学习过程中遇到过不认识的矿物，曾试着想通过查阅《光性矿物学》等工具书自己鉴定过新矿物的人，就会觉得其实并不难！

前面已经介绍了砂岩鉴定报告的主要内容及其有关内容的涵义，下面我们便可以开始试着去鉴定砂岩薄片了。砂岩是陆源碎屑岩的一种，是主要由母岩风化产物经机械搬运、沉积和成岩作用形成的一类沉积岩。因此，在学习砂岩薄片鉴定的时候，首先学会认识碎屑组分，要能够分辨是陆源碎屑还是填隙物。

砂岩中的陆源组分主要包括石英类（包括单晶石英和燧石）、长石类、岩石碎屑（包括火成岩屑、变质岩屑及沉积岩屑）及其他组分（如云母、绿泥石、蚀变碎屑、盆屑、重砂、生物碎屑等等）；填隙物主要由陆源杂基和胶结物组成，此外还有一些其他组分，如沥青质等。

从理论上讲，母岩中的全部矿物均可能以碎屑的形式出现在砂岩中，但由于各种矿物抗风化的能力相差悬殊，常在碎屑岩中出现的矿物约20余种。按矿物的比重常将碎屑岩中的矿物碎屑分为轻矿物（比重小于2.86）和重矿物（比重大于2.86），重矿物多是母岩中抗风化能力强的副矿物和暗色矿物，在薄片中含量很少（常小于1%），只有在重砂中才能大量出现。轻矿物中以石英、长石及岩石碎屑为主，另有部分云母、绿泥石等片状矿物。

在学习砂岩薄片鉴定认识陆源碎屑组分时，首先从认识石英、长石开始的；其次开始逐步认识各类岩石碎屑、其他组分（如云母、绿泥石、蚀变碎屑、盆屑、炭屑、化石碎屑、重砂等）、填隙物组分（包括陆源杂基、粘土矿物、碳酸盐类、硫酸盐类、硅质、长石加大、沸石类、铁矿、凝灰质等）、空间类型；然后学会对砂岩结构构造的观察、描述以及对各类成岩现象的观察；学会应用不同的统计方法对这些组分进行准确的定量统计；最终对砂岩进行岩石定名。这样，一块砂岩薄片的鉴定工作就算完成了。

下面，让我们先来认识石英类和长石类的碎屑组分。这部分内容可以参考之前的博文“碎屑岩组分的显微镜下特征系列”。

1、石英类包括石英和燧石

石英：在薄片中无色、透明，表面光滑，常无风化产物，极少数情况下能被钠长石、磁铁矿、黄铁矿等代替，无解理，无双晶，含包裹体多时表面较混浊，常呈他形粒状，低的正突起，最高干涉色为一级黄白，柱状轮廓具平行消光，正延性，受应力作用常出现波状消光，一轴晶正光性，有时可出现光性异常，变为二轴晶，（+）2V=8°-12°。鉴别特征：根据石英低的正突起、不易风化、无解理、无双晶、表面光滑、一级黄白干涉色和一轴晶正光性，不难与长石、霞石区别。在有些情况下钠长石呈糖粒状，无色透明，见不到双晶和解理，很易误认为石英，此时可根据突起和轴性加以区分。

燧石：是隐晶质二氧化硅，是石英的纤维状变体，常呈隐晶质或纤维状、放射状集合体出现，也常呈球粒状、花朵状充填于空穴中。无解理。薄片中一般无色，由于含铁和不定量的水常被氧化铁染而成浅黄或浅褐色，极个别情况可呈淡青色。低的负突起，折射率随水的含量增高而减少，当不含水时，其折射率接近石英，为正低突起。一级灰白干涉色。平行消光，少见的水玉髓为斜消光，消光角20°±。延性可正可负，正延性者称正玉髓。一轴晶正光性，可见异常的二轴晶2V=0°-25°。但由于玉髓多为隐晶质或纤维状，很少能看到干涉图。鉴别特征：以呈纤维状、放射状集合体为其特征。玉髓与纤维状沸石的区别是沸石的折光率较小，此外，如在蛋白石中见到纤维状集合体，往往是玉髓而不是沸石。与正玉髓的区别是，玉髓为负延性。在正交偏光下，加入石膏试板，有时可见玉髓的同方向纤维的干涉色有的变蓝，有的变黄，表明该纤维集合体既有玉髓又有正玉髓。与水玉髓的区别是后者为斜消光，消光角20°±。

2、长石类：长石类矿物属单斜或三斜晶系，晶形呈板状或柱状，具有两组完全解理，常见双晶类型繁多，具有重要鉴定意义。薄片中无色、浅褐或浅灰色；低的负或正突起；干涉色一级灰、白至黄白，二轴晶，除斜长石中的拉长石外，大部分为负光性。

透长石：薄片中呈条状或略呈方形，常见自形晶，具解理和发育的裂纹。无色透明，具低的负突起，干涉色一级灰白，二轴晶负光性，光轴角小至中等，有时干涉图很像一轴晶。卡斯巴双晶较常见，但不见聚片双晶。一般不蚀变，表面干净偶见高岭石化或绢云母化。与石英较相似，可凭透长石的双晶、解理、裂理、低的负突起及二轴晶

常见卡斯巴双晶，干涉色一级灰至灰白；部分切面为斜消光，负延性，大部分为二轴晶负光性，偶见为正光性，常与石英构成文象或蠕虫交生，与钠长石成条纹或反条纹。较少见环带构造，有时含钠长石、石英、赤铁矿、云母等包裹体。

微斜长石：与正长石相似，薄片中无色，低的负突起，干涉色一级灰-灰白，除可具卡斯巴等简单双晶外，通常具纺锤形细密交错、宽窄不一的格子双晶，有时在晶体的局部发育，不同于斜长石的两组聚片双晶呈平直状交叉，每组双晶消光都均匀。微斜长石还经常与钠长石构成微斜条纹长石，有时也可见环带构造。由于常见格子状双晶，不易观察到清楚的干涉图，二轴晶负光性，有时也可见正光性，2V=77°~89°。微斜长石根据其特有的格子双晶，可与其他长石相区别。如果见不到格子双晶，则与正长石相似，但正长石均为平行消光，而微斜长石有时可出现斜消光，而且光轴角较正长石大，当二者无法区分时可笼统称为钾长石。当歪长石和微斜长石均具格子双晶时，其区别是歪长石的双镜片较细密、平直，且在具有格子状双晶的切面上见两组解理，而微斜长石在改面上只见一组解理，格子双晶相交呈纺锤形，不平直。

条纹长石：具有条纹结构的碱性长石称条纹长石或纹长石。属钾钠长石系列，由钾长石和钠质斜长石两部分构成，其中含量多的那部分称主晶，含量少者称客晶。主晶、客晶各自具有不同的消光方位，在正交偏光间，所有主晶或所有客晶各自同时消光。当钾长石为主晶，钠长石为客晶时，称正条纹长石；当钠长石或其他成分的斜长石为主晶，钾长石为客晶时，称反条纹长石；当主晶、客晶含量相等时，则称中条纹长石。

在镜下区别正、反条纹长石的方法是：在单偏光镜下，缩小光圈，下降物台，观察贝壳线移动方向，若下降物台贝壳线向客晶（条纹）移动，表明条纹的折射率大于主晶，即条纹为钠质长石，主晶为钾长石，属正条纹长石；反之，若物台下降，贝壳线向主晶移动，则表明主晶为钠质斜长石，属反条纹长石。

斜长石：薄片中无色，常有风化产物（以绢云母为主），具板状或柱状晶形，发育聚片双晶及卡钠复合双晶，具较发育的解理，钠长石具低的负突起，更长石具低的负突起至低的正突起。常见环带构造，在火山岩、浅成岩中的斜长石，尤其是中性斜长石，环带构造最发育。二轴晶，光性符号可正可负，斜长石的折射率、光轴角、光性方位等随着成分的变化而变化。干涉色一级灰白至黄白，光轴角中等至大，火山型（高温斜长石）和深成型（低温斜长石）的光轴角差异非常明显，火山型（高温斜长石）的光轴角相对较小。斜长石经常绢云母化或变为粘土矿物，表面混浊，多呈土灰色或褐灰色，一般基性斜长石较酸性斜长石更易变化，常见一些具环带构造的斜长石中心蚀变较强，表面混浊，而边部较干净透明。斜长石中的An分子易分解常形成黝帘石、斜黝帘石、绿帘石、钠长石的细粒混合体，被称为钠黝帘石化，常见于基性斜长石中。斜长石遭受热液交代作用往往发生碳酸盐化、方柱石化、白云母化、绿泥石化、绿帘石化等，有的斜长石还见有葡萄石化、沸石化、硬玉化和绿纤石化等。在火山岩中斜长石斑晶经熔蚀，而形成熔蚀港湾和熔蚀斑点。斜长石与钾长石的区别在于两组解理夹角不是90°，斜消光，多数具有聚片双晶，有时具有环带构造，蚀变后变浑浊时，斜长石多为浅灰色，而钾长石多为淡褐红色。中长石以上（更富An)至钙长石，折射率大于1.54，为低的正突起；而钾长石为低的负突起。

在鉴定轻矿物时，应注意其包裹体、熔蚀、自生加大、双晶等“标型特征”的观察，以判断母岩的性质、一般认为：有气、液相包裹体的石英或长石是来自岩浆岩的；无气、液相包裹体或有变质矿物包裹体的石英（长石）是来自变质岩的；有熔蚀边缘或有β石英假象的石英（长石）是来自火山岩的；有自生加大残余的石英（长石）是来自沉积岩的再轮回石英。

1 石英和长石均具一级灰-灰白干涉色，但石英没有解理、双晶及次生变化无，干净（正交偏光+云母试板）

2 与长石相比，石英的化学性质稳定，在单偏光镜下普遍较干净（单偏光）

3 砂岩中的石英常为任意切面，干涉色有一定差异（正交偏光）

4 石英常呈他形粒状，而长石则易保留板状晶形，复晶石英一般为石英岩等岩石碎屑（正交偏光）

5 石英颗粒除含有部分包裹体外，基本没有次生变化物，而长石则易发生次生变化，而变得较为混浊（正交偏光+云母试板）

6 石英的干涉色在正交偏光下可由一级灰至一级黄白（正交偏光）

7 石英呈他形粒状，没有解理、双晶，长石双晶类型较多（正交偏光）

8 燧石是隐晶质的二氧化硅，在镜下呈小米粒状结构或构成纤维状、放射状集合体，在光性上与霏细结构的火

9 在部分砂岩中，碎屑石英易发生次生加大，使碎屑颗粒紧密嵌合（正交偏光）

10 长石常呈板状或柱状晶形（正交偏光+云母试板）

11 部分火山石英具熔蚀港湾状碎屑边缘（正交偏光）

12 学会在众多碎屑中分辨长石、石英和岩石碎屑和区分碎屑颗粒与填隙物（混层粘土矿物）（单偏光）

（正交偏光+云母试板）

偏光+云母试板）

15 典型的燧石，由具纤维状、放射状石英所构成（左边为正交偏光，右边为单偏光）

16 燧石，具球粒结构，局部含杂质，在单偏光下显同心纹层，但碎屑整体较光滑（左边为正交偏光，右边为单偏光）

18 砂岩中出现的岩石碎屑可能来自岩石的任何部位，因此，并不是对每一颗碎屑均能准确鉴定，像照片中央的石英质岩屑便是如此，我们显然不能简单将其确定为石英岩或燧石，而首先要对其进行仔细观察，再来做出决定。这块碎屑应该是来自某种岩石中的孔洞或缝洞充填物，自生石英沿其母岩中的孔洞或缝洞壁对壁生长，石英晶粒自缝壁向孔洞中央晶体明显增大，呈晶族状、镶嵌状交汇。对这类岩石碎屑的鉴定可根据其残留的原岩来判断：从该照片中残留的少量岩石判断，其母岩可能系隐晶岩，若要考虑恢复母岩类型的话可将其放入隐晶岩屑，若要考虑岩屑矿物组分的话可放入脉石英（正交偏光）

19 与照片18有些类似，也来自原岩中的硅质孔洞充填物，由多晶石英颗粒呈梳状、镶嵌状构成，从残留岩石

结构特征判断，原岩可能为燧石，因而这块岩石碎屑也可以定为燧石，也可以放入脉石英（正交偏光）

21 具格子状双晶的微斜长石，双晶的条带细密交错，宽窄不一（正交偏光）

22 微斜条纹长石，由微斜长石与钠长石构成（正交偏光）

23 条纹长石，客晶呈基本连续的细条带状，含量尽略少于主晶，属于正常的条纹长石（正交偏光）

24 微斜长石，具格子状双晶，双晶纹细而密，岩石次生变化物较少（正交偏光）

25 微斜长石，具格子状双晶，双晶的条带呈纺锤形（正交偏光）

26 照片中央为条纹长石中的一种（正交偏光）

27 条纹长石，条纹细而密，客晶含量大于主晶，属细的反条纹长石（正交偏光）

28 照片中央具熔蚀孔隙的是板条状长石，具解理，与照片右上角的石英相比特征突出（单偏光）

30 文象长石（正交偏光）