了解岩石形成：全球视角

岩石是我们星球的基本组成部分，它们塑造地貌、影响生态系统并提供宝贵的资源。了解岩石的形成方式对于理解地球的历史和过程至关重要。本综合指南将探讨三种主要岩石类型——火成岩、沉积岩和变质岩——及其形成过程，并从全球角度介绍它们的分布和重要性。

岩石循环：持续的转变

在深入探讨具体的岩石类型之前，了解岩石循环至关重要。岩石循环是一个持续不断的过程，岩石通过风化、侵蚀、熔融、变质和抬升等地质作用，不断从一种类型转变为另一种类型。这个循环过程确保了地球的物质不断被回收和重新分配。

火成岩：由火而生

火成岩是由熔融的岩石（地表下的岩浆或地表上的熔岩）冷却和凝固而形成的。熔融岩石的成分和冷却速度决定了所形成的火成岩类型。火成岩大致分为两类：侵入岩和喷出岩。

侵入火成岩

侵入火成岩，也称为深成岩，是岩浆在地表下缓慢冷却时形成的。缓慢的冷却过程使得大晶体得以形成，从而产生粗粒结构。侵入火成岩的例子包括：

• 花岗岩：一种浅色的粗粒岩石，主要由石英、长石和云母组成。花岗岩常用于建筑，并存在于大型岩基中，如美国加利福尼亚州的内华达山脉和喜马拉雅山脉。
• 闪长岩：一种中等颜色的粗粒岩石，由斜长石和角闪石组成。闪长岩不如花岗岩常见，但可见于许多大陆地壳环境中。
• 辉长岩：一种深色的粗粒岩石，主要由辉石和斜长石组成。辉长岩是海洋地壳的主要成分，也存在于大陆的大型侵入体中。
• 橄榄岩：一种超基性的粗粒岩石，主要由橄榄石和辉石组成。橄榄岩是地幔的主要构成部分。

喷出火成岩

喷出火成岩，也称为火山岩，是熔岩在地表快速冷却时形成的。快速冷却阻止了大晶体的形成，从而产生细粒或玻璃状结构。喷出火成岩的例子包括：

• 玄武岩：一种深色的细粒岩石，主要由斜长石和辉石组成。玄武岩是最常见的火山岩，构成了大部分海洋地壳。北爱尔兰的巨人堤道是玄武岩柱的著名例子。
• 安山岩：一种中等颜色的细粒岩石，由斜长石和辉石或角闪石组成。安山岩常见于火山弧，如南美洲的安第斯山脉。
• 流纹岩：一种浅色的细粒岩石，主要由石英、长石和云母组成。流纹岩是花岗岩的喷出对应物，常与爆炸性火山喷发有关。
• 黑曜石：一种由熔岩快速冷却形成的深色玻璃状岩石。黑曜石没有晶体结构，常用于制作工具和装饰品。
• 浮石：一种由泡沫状熔岩形成的浅色多孔岩石。浮石非常轻，可以浮在水面上。

沉积岩：时间的层次

沉积岩是由先前存在的岩石、矿物和有机物的碎片（即沉积物）堆积和胶结而形成的。沉积岩通常以层状形式形成，为地球过去的环境提供了宝贵的记录。沉积岩大致分为三类：碎屑岩、化学岩和有机岩。

碎屑沉积岩

碎屑沉积岩是由被水、风或冰搬运和沉积的矿物颗粒和岩石碎片堆积而成的。沉积物颗粒的大小决定了所形成的碎屑沉积岩类型。碎屑沉积岩的例子包括：

• 砾岩：一种由圆形的砾石级碎屑胶结而成的粗粒岩石。砾岩通常形成于高能环境中，如河道。
• 角砾岩：一种由棱角状的砾石级碎屑胶结而成的粗粒岩石。角砾岩通常形成于断层带或火山喷发附近。
• 砂岩：一种中粒岩石，主要由沙粒大小的石英、长石和其他矿物组成。砂岩通常多孔且具渗透性，是重要的地下水和石油储层。美国的纪念碑谷以其砂岩地貌而闻名。
• 粉砂岩：一种由粉砂级颗粒组成的细粒岩石。粉砂岩常见于泛滥平原和湖床。
• 页岩：一种由粘土矿物组成的极细粒岩石。页岩是最常见的沉积岩，通常富含有机质，是潜在的石油和天然气源岩。加拿大的伯吉斯页岩以其卓越的化石保存而闻名。

化学沉积岩

化学沉积岩是由溶液中矿物沉淀形成的。这可以通过蒸发、化学反应或生物过程发生。化学沉积岩的例子包括：

• 石灰岩：一种主要由碳酸钙（CaCO3）组成的岩石。石灰岩可以由海水中碳酸钙的沉淀或海洋生物的壳和骨骼堆积而成。英国的多佛白崖是由白垩（一种石灰岩）构成的。
• 白云岩：一种主要由白云石（CaMg(CO3)2）组成的岩石。白云岩是石灰岩被富含镁的流体改变后形成的。
• 燧石：一种由微晶石英（SiO2）组成的岩石。燧石可以由海水中二氧化硅的沉淀或含硅海洋生物骨骼的堆积而成。
• 蒸发岩：由含盐水蒸发形成的岩石。常见的蒸发岩包括石盐（岩盐）和石膏。死海是蒸发岩环境的著名例子。

有机沉积岩

有机沉积岩是由有机物质（如植物遗骸和动物化石）的堆积和压实形成的。有机沉积岩的例子包括：

• 煤：一种主要由碳化植物物质组成的岩石。煤形成于沼泽和泥炭沼中，植物物质在此堆积并被掩埋。
• 油页岩：一种含有干酪根的岩石，干酪根是一种固体有机物质，加热后可转化为石油。

变质岩：压力下的转变

变质岩是由现存的岩石（火成岩、沉积岩或其他变质岩）在热、压力或化学活性流体的作用下转变而形成的。变质作用可以改变原岩的矿物成分、结构和构造。变质岩大致分为两类：叶理状岩和非叶理状岩。

叶理状变质岩

叶理状变质岩由于矿物的排列而呈现出层状或带状结构。这种排列通常是由变质过程中的定向压力引起的。叶理状变质岩的例子包括：

• 板岩：一种由页岩变质而成的细粒岩石。板岩的特点是其优良的劈理，使其可以被劈成薄片。
• 片岩：一种由页岩或泥岩变质而成的中至粗粒岩石。片岩的特点是其片状矿物，如云母，使其具有闪亮的外观。
• 片麻岩：一种由花岗岩或沉积岩变质而成的粗粒岩石。片麻岩的特点是其明暗矿物组成的明显条带。

非叶理状变质岩

非叶理状变质岩缺乏层状或带状结构。这通常是因为它们由只含一种矿物的岩石形成，或者是因为它们在变质过程中受到均匀的压力。非叶理状变质岩的例子包括：

• 大理岩：一种由石灰岩或白云岩变质而成的岩石。大理岩主要由方解石或白云石组成，常用于雕塑和建筑材料。印度的泰姬陵由白色大理岩建成。
• 石英岩：一种由砂岩变质而成的岩石。石英岩主要由石英组成，非常坚硬耐用。
• 角岩：一种由页岩或泥岩变质而成的细粒岩石。角岩通常颜色较深，非常坚硬。
• 无烟煤：一种经过变质作用的坚硬、致密的煤。

全球分布与重要性

不同岩石类型的分布在全球各地有所不同，反映了塑造我们星球的各种地质过程。了解这种分布对于资源勘探、灾害评估和理解地球历史至关重要。

• 火成岩：火山地区，如太平洋火山带，以丰富的喷出火成岩为特征。侵入火成岩常见于山脉和大陆地盾。
• 沉积岩：沉积岩存在于世界各地的沉积盆地中。这些盆地通常与化石燃料矿床有关。
• 变质岩：变质岩常见于山带和经历过强烈构造活动的地区。

结论

岩石形成是一个复杂而迷人的过程，数十亿年来一直在塑造着我们的星球。通过了解不同类型的岩石及其形成方式，我们可以获得关于地球历史、资源和过程的宝贵见解。这种关于岩石形成的全球视角突显了地质过程的相互关联性，以及研究世界各地岩石的重要性。

进一步探索

要进一步了解岩石形成，可以考虑探索以下组织提供的资源：

• 美国地质学会 (GSA)
• 伦敦地质学会
• 国际促进地质伦理学协会 (IAPG)

这些组织提供了大量与地质学和地球科学相关的信息、教育材料和研究机会。