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地質學
第一章 概論
第十二章 河流與河流的地質作用
第十三章 地下水
第十四章 風的地質作用
第十五章 冰川與冰川的地質作用
第十六章 湖泊和沼澤的地質作用
第十七章 海洋
第十八章 海水的地質作用 - 海水的剝蝕和搬運作用
第十九章 板塊構造學說
第十一章 地質圖與地質圖的判讀
第十章 地層與地質時間
第二章 我們居住的地球
第三章 礦物
第四章 岩石概論
第五章 火山與火山作用
第六章 風化和土壤
第七章 地質作用、地殼變動與構造運動
第八章 化石與古生物學
第九章 地殼與生物進化的歷程概述
第二十章 環境地質學
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4-16 沈積岩各論 (見表4 -7)
I、碎屑狀沉積岩 
 
本類岩石的分類是根據它組成顆粒的大小而定的,約佔全部沉積岩的四分之三。
 
(一)角礫岩(Breccia) 由具有稜角形的礫石膠結而成,礫石直徑多在二公厘以上,係表示岩石碎塊在水中搬運不遠,或崩壞後立即沉積膠結所成的岩石(圖4-23)。

                                                                 
 


                                                                


(二)礫岩( Conglomerate) 由大小不同的礫石經較細的砂或其他物質膠結所成的岩石。磔石的形狀常為圓形或次圓形,直徑也多在二公厘以上。其膠結物的種類很多,所以其顏色及硬度亦隨之而異。有時其中礫石有一定的排列方向,常可以指示以前河流的水流方向 (圖4-24)。
 
(三)砂岩(Sandstone) 砂岩的組成物以砂粒為主,含有各種膠結物,其中最普通和主要的砂粒屬石英粒,而其膠結物質有石灰質、矽質或鐵質。矽質者最硬,而石灰質及鐵質者最容易受風化。下述三種砂岩為最常見的種類。
 
(1)石英砂岩(Quartzite) 砂岩幾乎全部由石英粒所組成,含量在百分之九十至九十五以上。
 
(2)長石砂岩(Arkose) 砂岩中含有相當數量較新鮮的長石,含長石至少在百分之二十五以上。含長石較少者名為次長石砂岩(Subarkose)。
 
(3)混濁砂岩(Graywacke) 砂岩的砂粒中含有相當數量的岩石碎塊、火山碎屑、及其他雜質,岩質比較不純,也比較堅硬。
 
(四)粉砂岩(Siltstone)
由粉砂組成的岩石,其粒度介於砂岩和黏土岩之間。如果岩石由黏土、粉砂、及細砂混合組成則名叫泥岩((Mudstone)。
 
(五)黏土岩(Claystone)
黏土岩又稱泥岩(Mudstone),是數量最多分布最廣的沉積岩,由黏土或泥土組成,具緻密的岩理。黏土岩非常細密,其成分肉眼不能辨別,一般礦物用顯微鏡也難決定。通常由X-光繞射分析和化學分析研究的結果,知其大部為石英、高嶺土、雲母及其他黏土礦物等所組成,其膠結物常為砂質、石灰質及鐵質等。當具有薄頁狀易裂性(Fissile)的結構時是稱頁岩(Shale)。
 
II.非碎屑狀沉積岩 
 
(一)碳酸鹽岩(Carbonate Rocks)
組成礦物主要以方解石(Calcite),霰石或文石(Aragonite),白雲石(Dolomite)與鐵白雲石(Ankerite)為主。其中以方解石為多稱石灰岩(Limestone),白雲石為多時稱白雲岩(Dolostone)。
 
(1)石灰岩(Limestone)
主要由生物及化學作用所造成的沈積岩。主要礦物是方解石(CaCO3),與冷稀鹽酸作用能發泡。石灰岩在海洋中沉積數量最大,主要由生物生長或堆積而成。生物成因與化學成因的碳酸鈣可以造成兩種化學成分相同的礦物,一是六方晶系的方解石(Calcite),一是斜方晶系的霰石(Aragonite)。在生物生長中之骨骼中與沉澱時兩者都可以產生,但是霰石比較不安定,時間一久就慢慢變成方解石,所以地質時代較老的石灰岩幾乎都是由方解石所組成。
 
純淨的石灰岩大都是在淺海,清潔的溫水中沈積的。海洋中的石灰岩主要是由生物的骨骼與殼所組成而非化學沉積物。因為海中很多的動植物常吸取海水中的碳酸鈣來造成它們的骨骼與外殼,或者由於他們的活動吸取CO2而造成碳酸鈣的沈澱。海洋中大量的礁灰岩是由造礁生物的增長而造成的。這類石灰岩以溫熱的赤道區及兩側熱帶海洋最為發育。
 
石灰岩的顏色、硬度及組織等變化很大,以白色、青灰色和灰色者較多。石灰岩的種類甚多,大致可分為以下幾種:
 
1/.生物石灰岩(Organic Limestones) : 其中礁灰岩(Reef Limestone)、藻灰岩、生物石灰岩是由各種生物的骨骼(珊瑚、有孔蟲、貝殼、鈣藻類)建架堆積而成的,將在以後的海岸章中說明之。另一類為由微生物,包括菌類,藍綠藻,藻類生成之疊層石(Stromatolite)。完全由生物的介殼遣骸堆積而成的粗粒石灰岩,名叫殼灰岩(Coquina)。
 
2/.碎屑石灰岩(Clastic Limestones)
 
3/.隱晶質石灰岩(Aphanitic Limestones):  其中有生物成因的微晶灰岩(Micritic Limestones),與印板石灰岩(Lithographic Limestone)與泥晶石灰岩或石灰泥岩(Lime Mudstone)為最重要。
 
另有一種鮞狀石灰岩(Oolitic Limestone),是由狀如魚子形的小圓球粒集合而成的石灰岩。最初是在淺海中小的種子圓粒,受洋流來回滾動,而為碳酸鹽層層包覆而造成的鮞卵狀石灰岩。
 
(2)白堊(Chalk) 為白色極軟的粉末狀石灰岩,由極微小的動植物遺體堆積而成。
 
(3)白雲岩(Dolostone) 主要由白雲石(Dolomite)所組成,較石灰岩硬,遇冷鹽酸緩慢發泡,大部係鎂質交換石灰岩中的鈣質所造成。
 
(4)泥質灰岩(Marl) 為膠結不良之泥質石灰岩。特性為膠結不良好,及含很多的陸源泥質。
 
(二)燧石(Flint or Chert)
係微晶質深灰色到黑色的矽質團塊或結核,主要是有機生物作用造成的矽質岩石,硬而緻密,不具碎屑狀,多存在於石灰岩或頁岩的中間,或夾於上述岩石中成層狀。有些燧石可能是直接由海水中的矽質沈澱而成,但是大部分是由生物化學作用所造成,很多小生物如矽藻和放射蟲等都具有矽質外殼或外骸,它們也可以從水中吸取矽質沉澱,經過岩化或再結晶作用,造成岩層中的燧石層。
 

                                                                                      
 
                                                                    

 
(三)岩鹽與石膏(Rock Salt and Gypsum) 
岩鹽的成分是NaCl,石膏的成分是CaSO4,2H2O,兩者都屬於蒸發岩(Evaporite),其他尚有溴化鈉(NaBr)和氯化鉀(KCl)等。含有這種鹽類的湖泊或受限封制的海灣經過強烈蒸發作用後,其所含水分蒸發消失;其所含的鹽類就沉積下來,造成這兩類岩石。因為這類沉積岩的造成曾經過長期的蒸發作用,所以可以成為古氣候和古地理環境的主要指示劑。石膏亦發生在鹽丘(Salt Dome)的岩帽(Cap Rock)內,與硬石膏相伴而生。

 
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