砂岩

描述

砂岩是一种中等粒度的碎屑沉积岩，由直径在0.0625毫米到2毫米之间的沙粒组成，这些沙粒被天然胶结物胶结在一起。石英砂岩是砂岩的一种特殊类型，其碎屑颗粒中石英的含量通常超过90%（有时甚至高达95%以上）。它通常具有中等到粗糙的触感，颜色多样，取决于其矿物成分和胶结物类型。石英砂岩因其高石英含量而具有较高的硬度和耐磨性，是地壳中最常见的沉积岩之一。

如何识别

颜色

颜色多样，常见有白色、灰色、黄色、棕色、红色、绿色等。颜色主要受胶结物和少量杂质矿物影响。例如，含铁质胶结物常呈红色或棕色，含碳质或有机质常呈灰色或黑色。

光泽

通常为暗淡至玻璃光泽，取决于颗粒的磨圆度和胶结物的类型。

结构

碎屑结构，颗粒大小均匀，中等粒度（沙粒级）。手感粗糙，能感觉到沙粒的存在。石英砂岩的颗粒通常磨圆度较好，分选性较好。

晶形

砂岩中的石英颗粒通常呈次棱角状至圆状，不具有自形晶形。胶结物则填充在颗粒之间。

解理

砂岩本身不具有解理，但其组成矿物石英具有贝壳状断口。岩石整体的破裂面通常不规则。

地质环境

广泛形成于各种沉积环境，包括河流、湖泊、三角洲、海滩、浅海大陆架、沙漠（风成砂岩）等。石英砂岩通常指示一个成熟的沉积体系，经历了长距离搬运和强烈风化作用。

关键事实

• 硬度: 莫氏硬度6-7（主要由石英颗粒决定，整体硬度受胶结物影响，硅质胶结的砂岩最硬，泥质胶结的砂岩最软）。
• 比重: 2.2 - 2.8 g/cm³，取决于矿物成分和孔隙度。
• 晶系: 组成颗粒石英为三方晶系，但砂岩作为岩石无固定晶系。
• 颜色: 多变，常见白色、灰色、黄色、棕色、红色、绿色。
• 光泽: 暗淡至玻璃光泽。
• 透明度: 不透明。
• 断口: 不规则至贝壳状断口（石英颗粒）。
• 解理: 无解理（岩石整体），组成矿物石英无解理。
• 成分: 主要由石英颗粒（>90%）组成，次要成分包括长石、云母、岩屑等，以及各种胶结物（硅质、钙质、铁质、泥质）。

快速检查

• 颜色: 白色、灰色、黄色、棕色、红色、绿色等，取决于胶结物和杂质。
• 光泽: 暗淡至玻璃光泽。
• 条痕: 通常无条痕或白色条痕（如果胶结物是方解石或石英）。

物理特征

• 晶习: 组成颗粒呈次棱角状至圆状，无自形晶形。
• 解理类型: 无解理。
• 断口类型: 不规则至贝壳状断口。
• 韧性: 脆性。
• 光泽类型: 暗淡至玻璃光泽。

形成

砂岩主要由陆源碎屑沉积物（主要是沙粒）在水流、风力或冰川作用下搬运、沉积，然后经过压实和胶结作用形成。石英砂岩的形成需要一个稳定的物源区，提供大量的石英颗粒，并且在搬运和沉积过程中，其他不稳定矿物（如长石、岩屑）被充分磨蚀和分解，使得石英成为主要的碎屑组分。胶结物可以是硅质（石英、玉髓）、钙质（方解石）、铁质（赤铁矿、针铁矿）或泥质。

用途

砂岩因其易于开采、加工和美观的特性，被广泛应用于建筑材料（如墙体、铺路石、雕刻）、玻璃制造（高纯度石英砂岩）、磨料、铸造砂、水过滤材料以及油气储层。石英砂岩由于其高硅含量，是生产硅质耐火材料和硅酸盐水泥的重要原料。

年代分布

砂岩在地球地质历史的各个时期都有形成，从前寒武纪到新生代，广泛分布。

发现地点

寻找技巧

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科学分类

矿物类别

沉积岩

族

碎屑岩

晶系

无固定晶系（组成矿物石英为三方晶系）

化学式

主要成分为SiO₂（石英），以及少量其他矿物和胶结物。

成分

主要由石英颗粒组成，含量通常大于90%。

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