| 词条 | 岩石学 |
| 释义 | § 简介 岩石学—对岩石的研究岩石学(petrology)研究地壳及上地幔上部的岩石的分布、产状 、矿物组成、化学成分、结构、构造、分类命名、成因、演化历史以及它与成矿的关系的地质学分支。来自宇宙的陨石、月岩也是岩石学的研究对象。岩石本身的利用和人造岩石也属岩石学研究范畴。 § 历史发展 《山海经》人类从新石器时代起就开始利用岩石 。成书于公元前约400年中国战国初期的《山海经》 ，是世界上最早记述岩石的著作。古希腊学者泰奥拉斯托斯的《石头记》也是较早记述岩石的著作。但它们都只是对一些岩石进行零星描述。18世纪末叶，以德国地质学家A.G.维尔纳为首的水成论学派，提出了岩石水成学说，认为地球上岩石都是在“原始海洋”中沉积形成的。最先沉积的是花岗岩、片麻岩，次为片岩、大理岩，最后是页岩、砂岩、砾岩。甚至把玄武岩也说成是地下煤层燃烧留下的灰烬。以英国学者J.赫顿为首的学派反对水成学说，于1788年提出岩石火成说。认为花岗岩是地下深处熔融物质冷凝后结晶形成的，玄武岩是火山喷出作用形成的熔岩。两种对立学派的斗争，推动了岩石学的创立和发展。 到19世纪30年代，英国地质学家C.莱伊尔提出了较完整的岩石成因分类理论，把岩石分为水成岩类、火山岩类、深成岩类和变质岩类。多种成因观点为岩石学奠定了基础。偏光显微镜的发明，为研究组成岩石的造岩矿物创造了有力的工具，打开了研究岩石微观领域的闸门，为岩石的分类描述、成因分析提供了依据。德国学者F.齐克尔发表了《描述岩石学教科书》、《矿物岩石在显微镜下的特征》，1873年 K.H.F.罗森布施发表了《岩相学主要矿物在显微镜下结构》专著，从而奠定了显微镜岩石学基础。显微镜下对岩石的研究，弥补了宏观观察的不足，是岩石学发展过程中一个突破性转折点。岩石化学的研究对推动岩石学的发展也作出了重大贡献。19世纪末到20世纪初是岩石化学的形成时期。美国学者F.W.克拉克1922年发表了《火成岩平均成分》，1924年发表了《地壳成分》等著作。美国岩石学家N.L.鲍温于1928年发表了《火成岩演化》，奠定了岩浆分异作用的理论基础。在30年代前后，随着岩石化学分析数据的增多，为岩石的化学成分分类积累了可靠的数据，各种岩石化学计算方法被相继提出，如CIPW方法、尼格里法、扎瓦里茨基法、巴尔特法等，还提出了大量的岩石化学图解。它们对探讨岩石成因、划分岩浆杂岩、岩浆岩建造、岩系或岩套都起了重要作用。同位素和稀土元素地球化学的应用，在确定各类岩石的物质来源、生成年代与形成温度上提供了令人信服的证据。 第二次世界大战结束以后，特别是50年代，通过国际性多学科地学研究活动的开展，板块学说兴起并不断发展，作为地质学科分支的岩石学进入了新的发展时期。 X光及电子显微技术的发展，使岩石、矿物内部结构研究进入微区领域；微量分析技术如光谱、X光荧光分析等的发展，使稀土和微量元素定量成为可能，为某些成岩作用的过程的研究提供了定量依据；质谱分析可以测定岩石和矿物中同位素组成，不仅提供了有关成岩作用的时间信息，对示踪岩浆演化、岩浆起源、岩石变质等原岩及其形成过程也都提供重要信息；高温高压实验，能测定的压力达到数百亿帕，约合深度600公里以下，可以模拟上地幔某些岩石的形成。 上述新技术、新方法的应用为地壳早期岩石，洋底和深部地幔岩石的研究，积累了大量资料，推动了现代岩石学理论的完善化。地震研究使过去的一元或二元原始岩浆论，已转变为受大地构造环境控制而形成的多元岩浆的观点，洋中脊、裂谷带、活动大陆边缘和陆内环境都有不同的岩浆组合。 板块学说50年代以后，随着板块学说的兴起 ，为岩石学研究开拓了新的领域。岩石学在解决板块运动机制、岩浆活动和变质作用方面都提供了有益的资料。板块理论对大型沉积盆地形成及演化、各种沉积相形成和分布作出了合理的解释，推动了沉积岩石学的发展。近20年来，各种现代分析测试技术及现代电子计算机技术引入岩石学研究领域，使岩石学研究进入微细、微区、微量分析阶段，提高了岩石中稳定同位素、稀土元素和微量元素分析的精度，为某些成岩作用的形成演化过程提供了定量依据。计算机在数据处理和成岩、成矿过程的数值模拟等方面得到了广泛应用，使岩石学向理论化、定量化方向发展迈出了巨大的步伐。高温高压实验技术的发展，把实验岩石学推向了一个新阶段，为深入了解不同条件下变质作用、交代作用、岩浆形成和演化、地壳和地幔物质的相转变，为模拟上地幔某些岩石的形成机理提供了可靠的数据。 § 学科内容 相关书籍岩石学是现代地球科学的基础课程，在国民经济建设中具有非常重要的地位和作用。它是地学类的地质矿产勘查、水文地质、工程地质、岩土工程、石油与天然气地质勘查、地球物理等本科专业的专业基础课，也是必修的主干课程之一。 通过学习岩石学，掌握岩石学基本知识与理论，岩石研究与生产应用的基本技能，特别是掌握地质学科学辩证的思维方法，并能初步运用岩石学基本原理分析地球及区域岩石形成、演化规律。 岩石学的研究方法可归纳为野外调查和室内测试实验两类。野外调查主要是通过地质填图、剖面测量和露头详细观测等弄清岩石的产状、分布、组合、时代、构造与矿产的关系等，并采集各种标本、样品供室内研究。室内研究主要有偏光显微镜鉴定、X射线分析、差热分析 、化学分析、电子显微镜鉴定、质谱分析、波谱分析及电子计算机数据处理等，以获取组成岩石的矿物成分、物理性质及成因方面的信息。还可进行各种模拟实验，验证成岩成矿机理和为岩石工业利用提供资料。 与其他学科的关系 岩石学是地质学的基础学科之一，与地质学的所有分支学科都有密切关系。化学、物理学、现代分析测试技术、电子计算机技术是研究岩石学不可缺少的知识。板块学说、地体学说、比较行星学、地球动力学、计算数学、非平衡热力学、流体力学、耗散结构和灰色系统等有力地推动了岩石学的学科前沿的形成和发展。岩石学的研究除了发展地质科学理论之外，主要是为矿产资源的寻找和勘探服务，为改善人类自然环境服务和利用岩石本身为提高人类生活水平服务。 关于岩浆演化除了岩浆分异作用、岩浆同化作用之外，岩浆混合的观点，也日益受到重视。板块构造理论对沉积岩岩石学也有显著影响，现代沉积岩石学理论认为：大型沉积盆地和它们的沉积中心与板块运动有关，板块的相互作用和板块构造环境是沉积盆地演化和各种沉积相形成分布的关键。 用现代沉积作用和水动力学环境的实验模拟资料来解决古沉积环境问题，是沉积岩石学研究的生长点。变质相和变质相系的研究初步奠定了变质作用和大地构造的联系，而地幔与地壳的相互作用而产生的热流是区域变质的根本原因。80年代以来变质作用的温度-压力-时间轨迹的研究揭示了变质作用历史与地壳构造演化之间的关系。 § 分支学科 矿物岩石学根据研究内容和侧重点的不同，岩石学又可分下列分支学科：火成岩石学（也称岩浆岩石学）、沉积岩石学、变质岩石学、岩石化学、岩石物理学、地幔岩石学、行星岩石学、构造岩石学、实验岩石学和工业岩石学等。 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。 岩石学的研究要掌握更多的岩相学、区域地质学资料，充分搞清各种岩石之间野外关系，加强岩石组合和岩石的物质组分(包括矿物学和地球化学)的研究，从而进一步引出客观存在的形成条件和岩石构造历史，并从物理化学基础理论来阐明其内在联系和发生的根本原因。此外，从全球构造观点，总结分析岩浆建造、变质建造和沉积建造的时空分布规律，这些将是岩石学的基本任务。 |
| 随便看 |
百科全书收录594082条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。