礦物和巖石是組成巖石圈的重要部分。雖然有超過三千種礦物存在，但其中只有很少的礦物﹝如石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石、橄欖石和方解石﹞是常見組成巖石的礦物。巖石分為三大類：火成巖，沉積巖和變質(zhì)巖，這取決于其形成的模式。經(jīng)過長(zhǎng)年累月，巖石逐漸從一種類型轉(zhuǎn)化成另一種類型，這稱為巖石循環(huán)。任何巖石的起源皆可通過仔細(xì)研究其巖理、成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)而得知，從而作基礎(chǔ)的巖石鑒定和分類。
礦物是巖石的基本成分，屬天然形成的無(wú)機(jī)物質(zhì)，它們由特定化學(xué)元素組成，原子規(guī)律地重復(fù)構(gòu)成晶體結(jié)構(gòu)。
硅酸鹽礦物是地球表面的巖石中，所含最豐富的成分，占地殼物質(zhì)超過90%。硅酸鹽礦物的基本成分是化合物四氧化硅﹝SiO4﹞。
其他常見的非硅酸鹽礦物，合共占地殼成分不足10%，計(jì)有碳酸鹽、氧化物、硫化物、磷酸鹽和鹽。此外，還包括少量可能以單一化學(xué)元素存在的礦物，例如金、銀、銅、鉍、砷、鉛、碲及碳。
盡管自然界的天然化學(xué)元素多達(dá)92種，但當(dāng)中僅有8種天然化學(xué)元素，常見于地殼內(nèi)的巖石，而這8種元素合共已占去地殼的98%以上。
氧 ﹝O﹞ | 46.6% |
硅 ﹝Si﹞ | 27.7% |
鋁 ﹝Al﹞ | 8.1% |
鐵 ﹝Fe﹞ | 5.0% |
鈣 ﹝Ca﹞ | 3.6% |
鈉 ﹝Na﹞ | 2.8% |
鉀 ﹝K﹞ | 2.6% |
鎂 ﹝Mg﹞ | 2.1% |
巖石是礦物、巖石碎塊或有機(jī)物質(zhì)的天然集成體。巖石的成分、外貌、形狀，以及巖石內(nèi)顆粒和晶體的排列﹝即其巖理﹞皆顯示其形成過程。根據(jù)巖石的形成模式，巖石可分成三種類別：火成巖、沉積巖及變質(zhì)巖。
巖石鑒定
在大多數(shù)情況下，巖石的形成過程不可能直接觀察得到。因此，要判斷巖石的類型，就必須從其獨(dú)有的特征來(lái)識(shí)別，而巖石的巖理及礦物成分是推斷巖石類型的兩個(gè)可靠線索。
· 巖理是指巖石結(jié)構(gòu)內(nèi)礦物或粒子的大小及形狀，和它們?cè)趲r石內(nèi)的排列形態(tài)。
· 成分是指巖石的組成成分，包括晶體、礦物、其他巖石碎片及/或化石； 同時(shí)亦指巖石的化學(xué)成分。巖石的顏色為判斷巖石成分提供重要指示。
鑒定和識(shí)別巖石的類型，許多時(shí)是一項(xiàng)需要技巧的工作，要求擁有廣博的地質(zhì)知識(shí)及豐富經(jīng)驗(yàn)。
· 火成巖熾熱的巖漿冷卻凝固后形成火成巖。巖漿來(lái)自地球深處，鄰近活躍的板塊邊緣或熱點(diǎn)，并向地球表面上升?；鸪蓭r根據(jù)巖漿在不同地點(diǎn)凝固而劃分為兩大類：侵入巖及噴出巖。
· 侵入巖，或稱深成巖，是當(dāng)巖漿上升期間被困于地球深處，導(dǎo)致冷卻過程非常緩慢，往往歷時(shí)數(shù)千或百萬(wàn)年才得以完全凝固。緩慢的冷卻過程給予個(gè)別礦物足夠時(shí)間凝固，結(jié)成體積相對(duì)較大的晶體。侵入性火成巖一般擁有較粗粒的巖理及互鎖的礦物?；◢弾r是香港境內(nèi)常見的侵入性火成巖。
· 噴出巖，或稱火山巖，是當(dāng)巖漿向上涌出噴發(fā)，并在地面或非常接近地球表面冷卻而形成。噴出的巖漿暴露于溫度較低的大氣層，其冷卻及凝固速度相對(duì)較快，因而形成巖理較幼的噴出性火成巖。熔巖及凝灰?guī)r是兩種常見的火山巖。
巖石循環(huán) 是一個(gè)概念模型，用以闡釋火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖這三種主要巖石如何受地質(zhì)活動(dòng)影響，變成另一種巖石。而板塊運(yùn)動(dòng)正是推動(dòng)巖石循環(huán)的原動(dòng)力。
要了解巖石循環(huán)，首先要明白造巖的過程：
火成巖造巖的過程包括巖漿形成、冷卻及結(jié)晶。
沉積巖的造巖過程包括風(fēng)化、侵蝕、堆積、埋藏及巖化作用。
變質(zhì)巖造巖的過程涉及因受熱力、壓力或熱溶液影響，而產(chǎn)生巖理和礦物成分的變化。
巖石循環(huán)可從這三種巖石中的任何一種開始，無(wú)須經(jīng)歷由火成巖變?yōu)槌练e巖、再轉(zhuǎn)為變質(zhì)巖，然后重新變回火成巖的整個(gè)過程。例如火成巖可直接化身為變質(zhì)巖，而途中無(wú)須到達(dá)地球表面，也不用先演變?yōu)槌练e巖。同樣地，任何類型的巖石亦可轉(zhuǎn)變?yōu)橥惖男聨r石。
如果你是高中生，獨(dú)到這里就可以了。想深入了解礦物與巖石，請(qǐng)繼續(xù)往下翻。
礦物是以其化學(xué)成分分類。
礦物按照其物理性質(zhì)，如堅(jiān)硬度、光澤、顏色、解理、斷口及相對(duì)密度來(lái)識(shí)別。這些一般特性主要由礦物的原子結(jié)構(gòu)﹝晶體結(jié)構(gòu)﹞操控。
石英，常稱矽，是地殼中最常見的礦物之一。
石英由化合物二氧化矽形成。
石英的晶體多呈六角及棱柱形狀。
純石英是無(wú)色的，但若含有雜質(zhì)，則會(huì)呈現(xiàn)各種不同的顏色，如紫、粉紅或橙色。
石英是制造玻璃的原料。
斜長(zhǎng)石是含有豐富鈉質(zhì)或鈣質(zhì)的長(zhǎng)石。
其化學(xué)成分組合范圍從鈉鋁矽酸鹽至鈣鋁矽酸鹽。
斜長(zhǎng)石的晶體多呈短而粗的棱柱狀。
斜長(zhǎng)石通常是白至灰白色，并顯出玻璃光澤。
斜長(zhǎng)石是制造陶瓷的重要工業(yè)礦物原料。
堿性長(zhǎng)石是長(zhǎng)石礦物類中另一種礦石。
堿性長(zhǎng)石﹝鉀鈉鋁矽酸鹽﹞含有豐富堿金屬原素。
堿性長(zhǎng)石的晶體多呈短而粗的棱柱狀。
堿性長(zhǎng)石色澤以粉紅帶白色為主。
堿性長(zhǎng)石一般用作制造瓷器的原料。
黑云母
白云母
云母屬矽酸鹽礦物。
云母由鉀、鎂及鐵，以及鋁、矽和水份這些不同成分組成。
云母的晶體多呈片狀，可沿其解理面分裂為平滑片面，仿如書本的薄頁(yè)。
云母是侵入性火成巖中常見的礦物，亦見于沉積巖及變質(zhì)巖。
黑云母色澤深、帶黑或啡色，而淺色或透明的云母則稱為白云母。
閃石類礦物屬矽酸鹽礦物。
閃石類礦物含有鐵、鎂、鈣、鋁，以及矽、氧和水份。
閃石類礦物形成棱柱狀或針狀晶體。
閃石類礦物是多種火成巖及變質(zhì)巖中的礦物成分。
角閃石是巖石礦物中閃石類礦物的常見成員。
輝石屬矽酸鹽礦物。
輝石礦物一般含有鎂、鐵、鈣、鋁，以及矽和氧。
輝石形成短小或柱狀的棱柱晶體。
輝石是多種火成巖及變質(zhì)巖中的礦物成分。
輝石的晶體通常雕琢成寶石，珍貴的翡翠玉石﹝輝玉﹞正是輝石的一種。
橄欖石屬矽酸鹽礦物。
橄欖石含有鐵和鎂。
橄欖石是綠色、像玻璃質(zhì)的礦物。
橄欖石是鐵鎂質(zhì)巖石及超基性巖石中常見的礦物，但這類巖石并未在香港出現(xiàn)。
清澈及透明的橄欖石晶體多被切割成寶石。
方解石屬碳酸鹽礦物。
方解石由碳酸鈣形成。
方解石通常是白色至透明無(wú)色，容易被刀刮花。
方解石是常見的沉積巖礦物，是石灰?guī)r等鈣質(zhì)沉積巖的重要成分。
巖石是礦物、巖石碎塊或有機(jī)物質(zhì)的天然集成體。巖石的成分、外貌、形狀，以及巖石內(nèi)顆粒和晶體的排列﹝即其巖理﹞皆顯示其形成過程。根據(jù)巖石的形成模式，巖石可分成三種類別：火成巖、沉積巖及變質(zhì)巖。
巖石鑒定
在大多數(shù)情況下，巖石的形成過程不可能直接觀察得到。因此，要判斷巖石的類型，就必須從其獨(dú)有的特征來(lái)識(shí)別，而巖石的巖理及礦物成分是推斷巖石類型的兩個(gè)可靠線索。
巖理是指巖石結(jié)構(gòu)內(nèi)礦物或粒子的大小及形狀，和它們?cè)趲r石內(nèi)的排列形態(tài)。
成分是指巖石的組成成分，包括晶體、礦物、其他巖石碎片及/或化石；同時(shí)亦指巖石的化學(xué)成分。巖石的顏色為判斷巖石成分提供重要指示。
鑒定和識(shí)別巖石的類型，許多時(shí)是一項(xiàng)需要技巧的工作，要求擁有廣博的地質(zhì)知識(shí)及豐富經(jīng)驗(yàn)。
花崗巖主要成分是長(zhǎng)石和石英礦物，其次是角閃石及云母。
花崗巖以深成巖體、巖墻或巖床形態(tài)出現(xiàn)。
個(gè)別礦物一般可憑肉眼觀察。
花崗巖內(nèi)的礦物呈晶體狀，并顯現(xiàn)出互鎖的巖理。
未受風(fēng)化的花崗巖一般呈淡粉紅色或淡灰色。
熔巖中的個(gè)別礦物顆粒一般都非常細(xì)小，難以憑肉眼辨認(rèn)。
熔巖的幼細(xì)基質(zhì)內(nèi)可能含體積較大的晶體﹝斑晶﹞。
巖石可呈流動(dòng)構(gòu)造。
凝灰?guī)r凝灰?guī)r成分包括礦物、玻璃、浮石及/或已存在巖石的碎塊。
凝灰?guī)r根據(jù)不同碎塊的相對(duì)成分分類。
碎片一般呈棱角狀及破碎。
未被風(fēng)化的凝灰?guī)r通常呈深灰色。
巖石可呈條紋斑狀（下圖）、熔結(jié)構(gòu)造等特征。
部分凝灰?guī)r顯現(xiàn)柱狀節(jié)理。
沉積巖是由已存在的巖石被侵蝕后剝落的碎屑或死去的植物或生物的骨骼碎塊結(jié)成。沉積巖通常集中于地球表面的不同環(huán)境，一般呈現(xiàn)明顯的層次或?qū)永?。沉積巖可細(xì)分為三組，包括碎屑沉積巖、生物沉積巖及化學(xué)沉積巖。
碎屑沉積巖由已存在的巖石碎片﹝碎屑﹞組成。晶體及碎片從已存在的巖石中經(jīng)過長(zhǎng)期的風(fēng)化而剝落，并搬運(yùn)到另一地方沉積。沉積物被埋藏、壓縮及膠結(jié)，形成碎屑沉積巖。
生物沉積巖是當(dāng)大量植物或生物死亡，其殘骸被分解、壓縮、膠結(jié)及堆積，形成的沉積巖。沉積物含豐富碳質(zhì)的植物便可能形成煤；若沉積物中含大量動(dòng)物貝殼，則可能形成石灰?guī)r或燧石。
化學(xué)沉積巖是積巖由液體沉淀化合物形成。當(dāng)水沿巖石隙流動(dòng)時(shí)，石頭內(nèi)部份礦物溶于水中，并被水流帶走。其后當(dāng)水份蒸發(fā)或水中含礦物過多，最終礦物會(huì)沉積或從溶液中沉淀而形成化學(xué)巖石。巖鹽正是化學(xué)沉積巖的例子。
碎屑沉積巖由已存在的巖石，經(jīng)風(fēng)化侵蝕而分解出來(lái)的巖石及礦物顆粒結(jié)集而成。
個(gè)別顆粒由石英或方解石礦物組成的膠結(jié)物凝結(jié)而成。
碎屑沉積巖可能含有化石。
沉積層理可能出現(xiàn)，是巖石中排列有序的顆粒，因其結(jié)構(gòu)及成分改變而造成。
顏色的變化反映巖石的成份、沉積環(huán)境、及/或遭受風(fēng)化的狀況。
碎屑沉積巖以其巖石碎屑的顆粒大小、形狀而命名。例如粉砂巖（下圖）是由粉砂大小的顆粒集結(jié)而成，而砂巖則由沙粒組成。
當(dāng)已存在的巖石遇上高溫、高壓、含豐富礦物成分熱溶液，或混合以上情況，皆可形成變質(zhì)巖。原本的巖石可以是火成巖、沉積巖或已有的變質(zhì)巖。在變質(zhì)巖中，部份甚至全部原有的礦物會(huì)被新的礦物取代，而原有的巖理則可能受到與變質(zhì)作用同時(shí)出現(xiàn)的變形﹝如剪切及褶皺﹞而被遮蓋。變質(zhì)巖普遍于地球深處或板塊邊緣形成。
有葉理的變質(zhì)巖呈片狀或頁(yè)狀結(jié)構(gòu)。葉理是當(dāng)巖石中片狀或棱柱狀的礦物，受極高壓壓縮以致構(gòu)成定向排列而形成。葉理構(gòu)造可反映巖石受壓的方向。板巖、片巖及片麻巖全是有葉理的變質(zhì)巖石。
無(wú)葉理的變質(zhì)巖具均勻結(jié)構(gòu)。此類巖石可于侵入性火成巖周圍，在接觸變質(zhì)作用下形成。當(dāng)遇到巖漿侵入，已存在的巖石受到極度高溫的變質(zhì)作用，但巖石中的礦物并無(wú)受到壓力擠壓，因此其結(jié)構(gòu)有所改變卻沒有構(gòu)成葉理。石英巖及大理巖便是無(wú)葉理的變質(zhì)巖石
巖石原有的礦物可能被新的變質(zhì)礦物取代，如云母（片狀礦物）及角閃石（棱柱狀礦物）。
葉理是由片狀或棱柱狀的礦物排列而成。
變質(zhì)巖一般呈深淺色帶交替，層次分明，反映深色和淺色礦物的不同密集度。
由于巖石內(nèi)含有云母，一般呈絲質(zhì)的光澤。
大理巖是由方解石礦物晶體形成。
純大理巖是白色或奶白色，但亦可能因內(nèi)含雜質(zhì)而變成淺灰或灰藍(lán)色。
大理巖跟稀鹽酸會(huì)有化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡。
大理巖很容易給小刀刮花。
礦物晶體互鎖。
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