岩石学

地质学的一个分支

岩石学是地质学的一个分支，它是研究岩石的分布、产状、成分、结构、构造、分类、成因、演化等方面的科学。

研究内容

岩石学的研究内容是随着整个地质科学的发展和生产的需要来确定的。概括起来说，岩石学研究的主要内容可包括以下几个方面：

1．研究岩石的本身特征，即各种岩石的矿物成份、化学成份、结构、构造以及岩石的

分类命名。

2．研究岩体的产状、时代及其共生组合，各种岩石在空间和时间上分布的规律性，确定

它们与地质构造的关系。

3．研究岩石和成矿作用的关系以及各类岩石成矿的专属性。

4．研究岩石形成的各种地质作用、物理化学作用、生成环境、解决岩石的成因、来源、

演化等问题。

上述四项中的前两项属岩类学范畴，属第一性的，是基础，后两项属岩理学范畴，是在前者的基础上引伸出来的一些概念和推论出的成因及假说，只有研究前者所获得的资料确切详尽，推断出的成因、原理、假说才会有可靠的基础。

研究方法

(一)野外地质学方法

主要是通过野外地质制图，剖面测制，对岩石的成分、结构、构造、产状、时代、生成顺序、各类岩石的共生组合、岩相变化以及岩体与矿产的关系，岩石的透水性和隔水性以及岩石的工程力学性质等应作详细的观察描述，同时作出初步分析和推论，还应采集适当的标本样品，以供室内进一步研究之用。野外研究是极为重要的，它是全部研究工作的基础，对本专业来说，野外研究更为重要。

(二)室内研究方法

应用野外所收集的资料，在室内进行分析研究，目前采用的方法有，岩相学研究，岩石化学研究，实验岩石学研究。

1．岩相学研究主要是利用偏光显微镜、弗氏台、电子显微镜、X射线分析、差热分析、电子探针等方法，详细研究岩石的矿物成分，结构构造、各种组份的相对含量，从而为确定岩石类型、成因和水文、工程地质性能等提供必要的资料。

2．岩石化学方法主要采用全岩分析、单矿物分析、同位素、光谱分析、染色法等，研究岩石化学成分，微量元素的赋存状态和地球化学特征，以便了解岩石的演化规律和成矿关系。 · f

3．实验岩石学方法是利用高温高压方法人工再造矿物和岩石的形成过程，以便了解岩浆的起源、演化和变质岩形成的物理化学条件，为解决一系列有关成岩成矿的复杂问题，提供实验依据。．

岩石学研究应把野外地质观察与室内实验分析研究两者紧密地结合起来，才能更好地解决岩石学的有关问题。

岩石学发展

最初矿物学和岩石学是不分的，后来岩石学才从矿物学中独立出来，发展成了一门独立的学科。但是，由于岩石学研究内容、深度和侧重等方面的差异，遂出现了一系列很不相同的分支岩石学科，其中有着重岩石分类和描述的岩类学或岩相学（petrography），也叫描述岩石学；有探索岩石形成条件和成因机制的岩理学或成因岩石学（petrogenesis），或理论岩石学（theoritical petrology）；有以高温高压实验和近代测试技术为基础，对岩浆作用和变质作用过程和产物进行模拟和测试的实验岩石学（experimental petrology）；其它还有地幔岩石学(mantle petrology)，化学岩石学(chemical petrology)等。当代的岩石学，一般都是既不忽略对岩类学的描述，也注意岩石成因和实验资料的综合，以期获得对岩石的产生、演化、时空分布规律等方面有个全面的认识，以便使岩石学能更好的为人类社会服务，产生更大的效益。

目前岩石学正沿着岩浆岩石学、沉积岩石学和变质岩石学三个主要的分支各自独立的方向发展着。其中岩浆岩石学(magmatic petrology)，着重研究岩浆岩的组成、共生组合，产状分布、矿产关系、成因机制以及岩浆的形成、活动、演化规律与全球构造的关系等，比外，近年来岩浆岩石学的研究内容已扩大到上地幔的岩石和宇宙星体岩石。沉积岩石学(sedimentary petrology)，着重研究沉积物质的形成、运移、沉积和成岩作用I沉积岩的组成，沉积矿产，沉积环境，沉积相等。变质岩石学(metamorphic petrology)，着重研究变质岩的组成、分布，成因、成矿、原岩恢复、变质相和相系、变质作用和构造活动与地壳演化发展的关系等。

岩石学分支

火成岩岩石学是研究主要由岩浆作用形成的岩石的成分、结构构造，及其形成条件和演化历史的学科。其运用现代实验技术、物理化学、流体动力学等理论，阐明各类岩浆的演化运移和冷却结晶等过程，依据岩浆岩区域地质分布结合大地构造单元，总结各类岩浆岩自然组合的时空分布规律。

沉积岩岩石学是研究沉积物和沉积岩的组成、结构、构造和成因的学科。其主要内容包括沉积物和沉积岩物质成分、粒度及其生物化石群落等的研究；判定沉积环境和沉积物的源区，阐明古地理条件和恢复古构造；根据碎屑物和基质的比例，根据矿物颗粒和有机组分的分选性，进行沉积物和沉积岩的分类；根据化学沉积物的特点判定水体化学性质和海水深度等。

变质岩岩石学是研究地壳内部发生的变质作用，和变质岩的形成特点及其演变历史的学科，天体陨石的冲击变质亦属这一研究范畴。

在地壳演化过程中，地幔、地壳的相互作用，引起区域热流和构造环境的变化，发生了一系列属于不同变质相、变质相系和不同形变程度的变质岩石。它们是变质作用在自然界的记录，因而也是变质岩岩石学的研究对象。变质岩石学又可分为两个方向：变质地质学和变质实验岩石学。

工业岩石学是用硅酸盐工艺学的方法来研究和开发与硅酸盐矿物有关的资源，又称工艺岩石学。

其它的还有宇宙岩石学、化学岩石学、实验岩石学、地幔岩石学、构造岩石学等。

岩石的形成与形成时的地质环境密不可分，岩石建造是地质环境的一种表现。因此为了阐明地质环境，区域地质学、大地构造学、构造地质学和地层学的研究是必不可少的知识；矿物学和地球化学可以阐明岩石中主要造岩矿物和元素迁移变化的规律，它们与化学热力学和化学反应动力学相结合，可以说明岩石形成过程中可能的物理化学作用过程，以及岩浆发生的可能原岩。

宇宙岩石学可以看作岩石学与天文学之间的联系环节，而地幔岩石学可以看作岩石学与地球物理学之间的桥梁，这两个分支学科扩大了岩石学研究的时空范围，所研究的深度可达600公里的地幔，时间可以上溯到40亿年左右，其研究成果为研究地球早期演化提供了基础资料。

作为自然体系的岩石组合，其成因是复杂的，受诸多因素所制约，并且与地壳演化有着密切的联系。有成效的岩石学研究，一方面要摆脱传统观点的束缚，从单纯岩石的描述中解放出来；另一方面也要防止简单化的趋向，把复杂的成因问题纳入简单的成因模式。

学科间关系

岩石学是地质学科领域内的基础学科之一，它和地质学与其他自然科学有着很密切的关系。因为岩石都是在一定的物理化学条件下形成的矿物集合体，所以要研究岩石，就必须具备矿物学、结晶学、光学、物理学和化学等学科的基本知识。要对岩石进行测试分析，还需要熟悉或掌握各种测试和分析方法方面的知识、技术及设备。要探索岩石的成因，就要模拟岩石的形成条件，这样还需了解或掌握实验岩石学和成因矿物学方面的基本知识和技术设备，这就必须有广泛的物理化学、计算数学、热动力学、流体力学等学科的知识。同时岩石学的研究成果，又可广泛地应用于矿床学、地球化学、地质测量学、构造地质学、环境地质学、能源地质学、水文工程地质学等学科。

岩石学应用

(一)岩石学在水文地质中的作用

水文地质学是研究地下水的一门科学。地下水则赋存于岩石的空隙(孔隙和裂隙)之中。而空隙的多少及大小与岩石的性质是有密切关系的。不同成因类型的岩石，它们的成分、结构，构造不同，其孔隙度、储水性和透水性等也就不同。因此，要研究地下水的赋存条件，必需有岩石学方面的知识。；：；某些深成侵入岩和变质岩，如花岗岩、辉长岩、片麻岩等，由于结构紧密，颗粒较均匀，孔隙度小，不易透水和贮水，故在这类岩石分布的地区找水较为困难，只有沿裂隙较为发育的构造破碎带，才可找到富水地段，在其它地区均属贫水地区，只能找到水量小的风化裂隙水。-在喷出岩地区，由于某些喷出岩具有气孔构造，孔隙往往较大，有的喷出岩柱状节理发育，所以透水性好，储水空间较大。如冀北汉诺坝玄武岩，由于气孔构造发育与裂隙沟通而成为较好的含水层。；!沉积岩的结构，如碎屑岩的颗粒大小、形状、分选性、排列方式和相互间的关系等，都会影响岩石的孔隙度，储水性和透水性。如颗粒较粗的砾岩、砂岩，一般透水性较高。随着颗粒的变小，透水性逐渐降低。例如颗粒很细的泥质岩，往往是不透水层，而且具隔水性能，这类岩石只有遇到构造变动产生裂隙时，才可以沟通相邻含水层的地下水。

石灰岩，白云岩和蒸发岩(石膏、岩盐等)都是较易溶的岩石，在适当的条件下，它们可形成溶蚀通道，增大其透水性和储水空间。如广东肇庆的石灰岩地区，由于溶蚀而形成地；F河流。

总之，岩石学的研究对了解地下水资源的储集、运移和分布规律都具有极其重要的意义。

(二)岩石学在工程地质中的作用

岩石是工程地质的物质基础(工程的地基和围岩)，除空间卫星站外，人类的重大工程建设，其基础几乎都离不开岩石。岩体的物理力学性质及结构的好坏，对工程成败起决定性作用。如修地下建筑(隧道、地铁、地下发电站、地下油库、地下飞机库，地下军舰!库等工程)时，往往要把整座山中间挖空，必须注意围岩的稳定性问题。岩体稳定性与岩石的成因类型、成分、结构，构造以及各种岩石的组合特征等都有密切关系。例如在花岗岩区建立地下油库，由于花岗岩结构致密坚硬，抗压强度高，岩体巨大，中间无软弱岩石夹层，不易坍塌，施工较安全，造价较低。若在软弱易碎的岩石中建设，则施工困难，投资大，造价高。一般来说结晶岩的工程力学性能比沉积岩好。但影响岩体的工程力学性质的因素是多方面的，必须仔细研究。

高坝或重型建筑物，一般应建在坚硬的基岩上，如三门峡水库大坝即建在闪长玢岩之上，切忌建在有软弱夹层的基岩上。若坚硬基岩中含薄层的绿泥石片岩，绢云母片岩，泥质页岩等软弱夹层，可导致建筑物滑塌，造成巨大损失。

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