一块灰绿、看上去层理平整的细粒石头,敲下来却是块状,很多人写页岩。页岩与泥岩的成分几乎一样,都是肉眼看不见的黏土矿物,分野只在有没有页理这一件事上。先撬一次再写名字,比先写名字再找证据省事。
沿层面撬一次:能剥成薄片的是页岩
页岩的页理发育,沿层面用刀尖轻撬,能剥出厚 1 毫米至 1 厘米的薄片,片与片平行。泥岩没有页理,敲击后呈不规则块状,断面平坦或土状,块体常大于 2 厘米。
页理的成因是片状黏土矿物在压实中定向排列,定向程度越高越容易剥开。把标本侧过来对着光,页岩侧面有细密平行线,泥岩侧面是均匀土状,这一眼就能分。薄片的厚度与平行度,是页理发育程度最直接的量度。
硬度都在 2 到 3,指甲留白痕,小刀出粉
两者莫氏硬度 2–3,指甲能刻出白痕,小刀划下去出粉。这个区间与粉砂岩重叠,所以要配合粒度:粉砂岩用手搓有砂感,泥岩搓起来滑腻,指腹上不留颗粒。刻痕的宽窄与粉末的粗细,也要一并记下来。
硬度还受胶结影响。钙质泥岩滴酸起泡,硬度略高;硅质泥岩硬度可到 4–5,小刀划着打滑。本文判断,硬度只能作辅助,主判据仍是页理与粒度,硬度和岩性不是一一对应。
颜色说的是有机质与铁,不说明岩性
灰黑、黑色来自有机质,含量到几个百分点就能染深;灰绿来自二价铁,紫红、砖红来自三价铁的氧化膜;浅灰、灰白是有机质少、铁也少。颜色要在新鲜面上看,风化面常被淋滤成黄褐。
颜色能提示沉积环境,却不能代替定名。同一层页岩新鲜面灰黑、风化面灰白,差几个色阶很常见,不能因此分成两种岩石。记录时写清新旧两面,别让后来的人以为采了两块标本。
板岩与粉砂岩是两个最容易混的邻居
板岩是页岩低级变质后的产物,板理面平整如板,敲击声脆,能剥出几毫米厚的平整薄板,表面有绢云母的丝绢光泽,硬度升到 3–4,小刀刻起来发涩。页岩页理面粗糙,剥开有土感。
粉砂岩粒径 0.004–0.0625 毫米,比泥岩粗,手搓有砂感,断面上用放大镜能看到细小石英颗粒反光。它与泥岩的界线放在搓起来有没有砂,而不放在颜色深浅。粒径越小越要靠手感,放大镜在这一档帮不上忙。
关键数据
下列数值用于把页岩、泥岩、板岩、粉砂岩四者分开。本文判断,页理是最稳的一条,硬度与颜色都只能作辅助,风化面上尤其不可靠。四条判据里,页理与粒度两条就足以定名。
- 泥质粒径小于 4 微米,粉砂 0.004–0.0625 毫米
- 页岩可剥薄片厚 1 毫米至 1 厘米,泥岩断块常大于 2 厘米
- 两者硬度 2–3,指甲留白痕,小刀出粉
- 有机质含量到几个百分点即可把岩石染成灰黑
- 板岩薄板厚 2–5 毫米,硬度 3–4,表面具丝绢光泽
- 硅质泥岩硬度可到 4–5,钙质泥岩滴酸起泡
边界:风化张开页理,构造造出假页理
边界出在风化与失水。页岩暴露后吸水膨胀、失水收缩,页理张开成缝,再敲就碎成小片,看着像泥岩。凡在风化面上判页理,要往内部切一刀,看新鲜面上页理是否连续。
另一处边界是构造。强烈褶皱区的泥岩被压出劈理,劈理面与层面斜交,交角可达 20–60 度,敲开也成薄片,但薄片方向不是层面。本文判断,劈理与页理靠薄片方向是否平行层理来分,斜交的一律记劈理。
参考文献
- 曾允孚, 夏文杰 主编.《沉积岩石学》. 地质出版社, 1986. —— 泥质岩的结构与页理。
- 冯增昭 主编.《沉积岩石学》(第二版). 石油工业出版社, 1993. —— 泥岩、页岩与粉砂岩的划分。
- 贺同兴 等.《变质岩岩石学》. 地质出版社, 1988. —— 板岩的板理与变余结构。