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石英岩和石英脉怎么分:一个顺着层走,一个横切进来

采石场的剖面上,一层乳白色的岩石顺着地层延伸几十米,和上下岩层贴合;不远处另一条白色岩体斜着切过所有层理,边界平直,两侧的围岩被切断。两者都是石英,硬度都到 7,小刀都划不动,名字却是两回事,连成因也不同。

产状是第一判据:顺层还是穿层

石英岩是变质岩,由石英砂岩或硅质岩经变质重结晶形成,它占据地层中的一个层位,走向与上下岩层一致,边界是渐变的。石英脉是热液沿裂隙充填的产物,穿切层理,脉壁平直,与围岩的界线一刀切得清,站在露头上就看得见。

看接触关系最省事。顺着层面追一段,石英岩会跟着地层一起褶皱、一起倾斜;石英脉走到裂隙尽头就尖灭,或者突然转向。脉体常成群出现,平行排列或呈雁行状,这个形态在地层里找不到对应,顺着走向追两条脉,穿层还是顺层就清楚了。

颗粒边界是齿状镶嵌,说明它被重结晶过

石英岩的石英颗粒之间呈齿状或缝合线状接触,颗粒彼此嵌入,边界弯曲。这是压溶和重结晶留下的痕迹,原来的碎屑边缘被溶掉又长出新的晶体。放大镜下看,颗粒边界像拼图,颗粒之间没有胶结物,原来的填隙物在变质中被消耗掉了。

石英脉的颗粒边界相对平直,晶体常垂直脉壁生长,形成梳状构造,中心留一条缝或一个小晶洞。脉体粗大时,晶体可以长到 3 厘米,肉眼能看出晶面。脉壁上的颗粒比中心粗,这个梯度本身就是脉体生长的证据,越靠壁越粗。

石英岩常留着原岩的层理,石英脉只留脉壁

变质没有彻底抹掉原岩的沉积构造。石英岩里常能看见变余层理、交错层理的痕迹,颜色深浅相间的条纹顺层分布,条带宽度从 5 毫米到 20 厘米。这些条纹是原岩的成分层,重结晶后仍能保存下来,只是边界变模糊。

石英脉没有层,只有脉壁。脉体的两侧是与围岩的接触面,面上常见绿泥石、绢云母的薄边,或者浸染的黄铁矿小颗粒。脉的厚度从 5 厘米到 3 米不等,向深部延伸的情况要靠追索判断,露头上看到的宽度不代表整体。

硬度都到 7,小刀和玻璃都帮不上忙

石英的莫氏硬度是 7,石英岩和石英脉都一样,用小刀(约 5.5)划不动,用玻璃也刻不出痕。硬度这条在这里完全失效,只能靠产状、结构和伴生矿物。把硬度当成石英岩的专属特征,是常见的错判,靠它定名迟早会出错,这条最容易栽跟头。

密度也一样,都是 2.65 克/立方厘米,掂重分不开。真正有差别的是敲击后的断口:石英岩颗粒镶嵌紧密,断口平整,呈贝壳状,边缘锋利;石英脉晶体粗大,断口常沿晶面裂开,出现平整的解理面。这一条是本文判断,供参考。

关键数据

下列数值用于交叉核对。产状、结构、伴生矿物三条合起来,才足以把两者分开,单看硬度或颜色都会走偏。石英岩的石英含量常在 90% 以上,含量不足的多半还是硅质胶结的砂岩,含量够的还要看结构,别只看数字,两条一起对。

  • 石英莫氏硬度 7,密度 2.65 克/立方厘米。
  • 小刀硬度约 5.5,划不动石英。
  • 石英岩的石英含量常在 90% 以上。
  • 石英脉宽度从 5 厘米到 3 米。
  • 变余层理条带宽度 5 毫米到 20 厘米。
  • 脉体晶体可长到 3 厘米。

边界:变质改造和硅质胶结会让界线模糊

变质会改造脉体。石英脉形成后又卷入区域变质,颗粒重结晶变粗,脉壁被改造得模糊,与围岩的界线不再锐利,外观接近石英岩。判断要看有没有穿切关系:脉体切过的层理若还能对上,仍按脉处理,这一点不能只看外观。

硅质胶结的石英砂岩最难分。石英含量高、硬度接近 7,只差变质程度。区别在颗粒边界:砂岩的颗粒之间有胶结物,边界清楚;石英岩的颗粒彼此嵌入,边界呈齿状。薄片下看,两者不会混,手标本上只能看个大概,薄片才是最后的裁判。

参考文献

  • 路凤香、桑隆康 主编.《岩石学》. 地质出版社, 2002.
  • 贺同兴、卢良兆、李树勋、兰玉琦.《变质岩石学》. 地质出版社, 1988.
  • 舒良树 主编.《普通地质学》. 地质出版社.
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文章名称:石英岩和石英脉怎么分:一个顺着层走,一个横切进来
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