请问砂岩石的特性是什么？
砂岩的主要特性有哪些：砂岩是由直径为0.1 ~2mm的石英等砂粒经沉积、胶结、硬化而成的岩石。 根据胶结物的不同分为：硅质砂岩由《02胶结而成。呈白、浅灰、浅黄。强度可达300MPa， 坚硬耐久，耐酸，性能类似于花岗岩。纯白色的砂岩又称白玉石，是优质的雕 刻、装饰石材，人民英雄纪念碑周身的浮雕采用的即为白玉石。硅质砂岩可用于 各种装饰、浮雕及地面工程；钙质砂岩由碳酸钙胶结而成。呈白、灰白色，是砂岩中最常用的品 种。强度较大（60 ~80MPa)，不耐酸，较易加工，应用较广；铁质砂岩胶结物为含水氧化铁。呈褐色，性能比钙质砂岩差；粘土质砂岩由粘土胶结而成。易风化，遇水易软化，应用较少；按物质来源可分为陆源碎屑岩和火山碎屑岩两类。火山碎屑岩按碎屑粒径又分为集块岩（＞64毫米） 、火山角砾岩（ 64～2毫米）和凝灰岩（＜2毫米） 。陆源碎屑岩按碎屑的粒径 ，可分砾岩（角砾岩）、砂岩和粉砂岩。砾岩有棱角者称角砾岩，按砾石大小又可细分为巨砾岩(＞256毫米)、粗砾岩（256～64毫米）、中砾岩（64～4毫米）、细砾岩（4～2毫米 ）。砂岩按砂粒大小可细分为巨粒砂岩（2～1毫米），粗粒砂岩（1～0.5毫米）、中粒砂岩（0.5～0.25毫米 ）、细粒砂岩（0.25～0.1毫米） 、微粒砂岩（ 0.1～0.0625毫米 ）。粉砂岩按粒度可分为粗粉砂岩（ 0.0625 ～0.0312毫米 ），细粉砂岩（ 0.0312～0.0039毫米 ）。 碎屑岩主要由碎屑物质和胶结物质两部分组成。
1.砂岩 砂岩主要由矿物和岩石颗粒（颗粒大小为0.06-2mm）组成的并含有60%以上二氧化硅的一类沉积岩。其拥有硅土，氧化铁，碳酸盐或粘土凝结而成的一种多空隙结构。 分类： 商业上主要分为蓝灰砂岩，褐色砂岩，正石英砂岩，石英岩，砾石，粉砂岩。
2.大理石 大理石由沉积岩和沉积岩的变质岩形成，是石灰石重结晶形成后的一种变质岩，通常伴随有生物遗体的纹理。从商业角度来说，所有天然形成、能够进行抛光的石灰质岩石都称之为大理石，某些白云石和蛇纹岩也是如此。
3.花岗岩 花岗岩属火成岩，由地下岩浆喷出和侵入冷却结晶，以及花岗质的变质岩等形成。具有可见的晶体结构和纹理。花岗岩的比重在2.63到2.75之间，其抗压强度为1,050~14,000 千克/平方厘米（15,000~20, 000磅/平方英寸）。因为花岗岩的强度比沙岩、石灰石和大理石大，因此比较难于开采。
4.石灰石 石灰石是沉积源形成的一种岩石，主要成分是碳酸钙、钙镁碳酸盐或者碳酸钙和碳酸镁的混合物。重结晶石灰石、结实的微晶石灰石以及能抛光的石灰华都被作为石灰石或大理石进行宣传和销售，尤其是在美国。 除了大理石纹理优美、品种繁多、色泽光亮，适于做装饰石材之外，其价格较花岗岩来说也相对便宜，因此成了大家的喜爱之物。
主要成份：A．石英成份 52％以上；B．粘土 15％左右；C．针铁矿 18％左右；D．其它物质 10％以上
特点
⑴特点：砂岩，隔音、吸潮、抗破损，户外不风化，水中不溶化、不长青苔、易清理等。砂岩的优点：
⑵优点：砂岩是一种无光污染，无辐射的优质天然石材，对人体无放射性伤害。它防潮、防滑、吸音、吸光、无味、无辐射、不褪色、冬暖夏凉、温馨典雅；与木材相比，不开裂、不变形、不腐烂、不褪色。
产品安装的简单化，只要用云石胶就能把雕刻品固定在墙上，产品能够与木作装修有机的连接，背景造型的空间发挥更完善，克服了石材传统安装繁琐和减少安装成本。装饰好的房子无需增加其它工序和油漆就能直接把雕刻品安装上墙。
⑶材质方面，一种暖色调的装饰用材，素雅而温馨，协调而不失华贵；具有石的质地，木的纹理，还有壮观的山水画面，色彩丰富，贴近自然，古朴典雅，在众多的石材中独具一格而被人美谓“丽石”。
砂岩分类
它是指粒度为2～0.0625mm的砂占全部碎屑颗粒50%以上的陆源碎屑岩。
按直径分类
按砂粒的直径划分为：巨粒砂岩（2～1mm）、粗粒砂岩（1～0.5mm）、中粒砂岩（0.5～0.25mm）、细粒砂岩（0.25～0.125mm）、微粒砂岩（0.125～0.0625mm），以上各种砂岩中，相应粒级含量应在50%以上。
按岩石类型分类
按岩石（矿物）类型分类：石英砂岩（石英和各种硅质岩屑的含量占砂级岩屑总量的95%以上）和石英杂砂岩、长石砂岩（碎屑成分主要是石英和长石，其中石英含量低于75%、长石超过18.75%）和长石杂砂岩、岩屑砂岩（碎屑中石英含量低于75%，岩屑含量一般大于18.755,岩屑/长石比值大于3）和岩屑杂砂岩。
2、其实它在商业上的分类可以分为蓝灰砂岩，褐色砂岩，正石英砂岩，石英岩、砾石等等。
【预习内容】
常见砂岩及粉砂岩的类型、特征及其形成环境。
【实验目的及要求】
1. 学习砂岩和粉砂岩手标本及薄片的观察描述方法。
2. 掌握砂岩及粉砂岩的粒度分类与成分分类，学会正确命名，初步分析其形成环境。
【实验内容】
观察和描述以下各种砂岩及粉砂岩标本及薄片: 铁质石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩、含海绿石石英砂岩、石英砂岩及铁质粉砂岩等。
【实验指导】
一、砂岩和粉砂岩观察及描述的一般程序
砂岩和粉砂岩观察及描述的一般程序为: ① 岩石的颜色② 岩石的结构③ 岩石的成分④岩石的沉积构造特征⑤成岩后生变化⑥命名⑦岩石成因分析。
二、砂岩和粉砂岩手标本的观察描述内容及方法
( 一) 岩石的颜色
砂岩和粉砂岩的颜色反映其组成成分和形成环境，必须认真描述新鲜面的原生色，有意义的次生色也应描述。岩石的颜色往往不是单一的颜色，描述时主要颜色放后，次要色放前，如紫红色、灰白色、黄灰色等。
( 二) 岩石的结构
1. 观察碎屑颗粒的结构，如粒度、分选性、形状、表面特征等
( 1) 目估各粒级占碎屑总量的百分含量 ( 即将碎屑颗粒总含量视为 100%) ，按粒度结构分类命名原则给予结构命名并确定分选性。
( 2) 观察碎屑颗粒的磨圆程度，分主次描述，如主要为次棱角状的，个别为圆状。如果介于二者之间的，则描述为次圆状-次棱角状。
另外球度、形态及表面特征明显的、有意义的也应描述。
2. 观察和描述填隙物的结构
杂基多为细粉砂和黏土，尤其在粉砂岩中黏土含量就更多些，手标本表面上较疏松，因而碎屑颗粒较突出，如果黏土发生重结晶则较硬。对砂岩而言，尤其要认真估计含量，因杂基含量 <15%者为净砂岩， >15%者为杂砂岩。胶结物的结构用肉眼则不易识别，需在显微镜下观察。
3. 观察和描述胶结类型
( 三) 岩石成分
1. 观察和描述碎屑颗粒成分
( 1) 岩屑的种类及其含量。对于砂岩，当因颗粒小而不能分辨岩屑种类时，目估岩屑总含量，岩屑种类待磨薄片后详细鉴定。
( 2) 主要碎屑矿物的特征及含量。对主要碎屑矿物应肉眼鉴定描述特征并目估百分含量，为岩石正确定名提供矿物含量的依据。常见碎屑矿物主要有石英、长石、云母等，其特征如下:
石英碎屑 无色、透明、粒状、无解理，具油脂光泽，硬度 7，大于小刀。
长石碎屑 肉红色或灰白色，粒状或长板状，但均有磨蚀，解理发育，解理面为玻璃光泽，有时可见卡式双晶或聚片双晶，硬度 6，大于小刀。
云母碎屑 常见有白云母和黑云母，常沿层理面分布，闪闪发亮。
白云母碎屑 白色，小片状，具丝绢光泽。
黑云母碎屑 黑色或褐色，小片状具丝绢光泽。
目估每种碎屑百分含量时，把碎屑总量看成百分之百，然后目估每种碎屑所占百分含量。注意要选择成分分布均匀的部位或有代表性的部位进行目估。
( 3) 重矿物种类和含量。重矿物一般含量小，颗粒小，只有大者肉眼可见，若能清楚观察到应尽量鉴定。常见的重矿物有绿帘石、电气石、锆石、磷灰石、辉石、角闪石等，可根据颜色和晶形鉴定。
( 4) 沉积特征矿物及含量。
常见特征的沉积矿物有海绿石、黄铁矿等。
海绿石 绿色、橄榄绿色、黄绿色，粒状，在岩石中呈星散分布或成层分布。
黄铁矿 亮黄色，金属光泽，粒状或立方体晶形，岩石中呈星散分布或成层分布。
对碎屑成分的鉴定，主要是鉴定岩屑、石英碎屑、长石碎屑的特征及含量，以便对砂岩进行分类命名，并帮助恢复母岩类型 ( 表 12-1) 及推测所鉴定岩石的形成环境。
表 12-1 碎屑矿物组合与母岩类型关系
( 据裴蒂庄，1975)
砂岩根据石英碎屑、长石碎屑、岩石碎屑 ( 岩屑) 的含量，按砂岩三角形分类图进行分类 ( 图 12-1) 。
图 12-1 砂岩三端元分类法
2. 观察和描述杂基及胶结物的成分与含量
( 1) 化学胶结物: 应定出成分及含量。常见的胶结物有:
碳酸盐 加稀盐酸起泡者为方解石，加稀盐酸不起泡，但加浓盐酸起泡者为白云石。
硅质 浅色、断口致密，岩石坚硬。
铁质 氧化铁显暗红色，断口致密。
磷质 暗褐色，断口致密，加浓硝酸，再加钼酸铵出现黄色沉淀。
( 2) 杂基: 主要是黏土物质，浅色，比较疏松，无一定形态。充填于碎屑颗粒之间的孔隙内。
( 四) 岩石的沉积构造特征
观察和描述标本中所见到的各种层理、层面或其他沉积构造特征。
( 五) 岩石成岩后生变化
观察和描述岩石是否有交代溶蚀现象，重结晶程度，细脉成分及穿切关系以及是否有新生矿物形成等。
( 六) 命名
在以上观察和描述基础上综合定名，原则如下:
1. 砂岩: 颜色 + 粒度 + ( 特征矿物) + 成分 + 砂岩
例如，灰白色含细砾中粗粒长石石英砂岩、灰绿色细粒海绿石石英砂岩等。
2. 粉砂岩: 颜色 + 粒度 + 粉砂岩
例如，紫红色泥质粉砂岩、灰色细砂质粉砂岩等。
( 七) 岩石成因初步分析
根据上述观察描述，初步分析砂岩及粉砂岩的形成环境。
三、薄片观察和描述要求
( 一) 碎屑颗粒结构的详细观察和描述
( 1) 在显微镜下用目镜微尺测量颗粒大小和各粒级百分含量，进一步补充或纠正手标本鉴定的误差。
( 2) 观察颗粒磨圆程度，按圆度四级分类，分主次描述。例如多数颗粒为次圆状或次棱角状，个别为圆状。观察是否有二次被搬运的颗粒，是否具有再生残余边的石英或长石颗粒。
( 二) 碎屑颗粒成分的详细观察和描述
1. 岩屑
主要分布在砾岩、岩屑砂岩中。在薄片中要正确鉴定岩屑类型，主要根据其中的矿物组合和结构，鉴定出岩屑名称，确定各种岩屑的含量，并要指出不同岩屑含量的主次，为分析物源区提供依据。
岩屑要尽量根据矿物组合和结构特征来确定岩屑名称，如花岗岩屑、混合花岗岩屑、花岗片麻岩屑的矿物组合非常相似，均由钾长石和石英、少量斜长石及少量黑云母组成。其区别为花岗岩具等粒中粗粒结构，混合花岗岩具有明显交代现象，如穿孔、蠕虫等，花岗片麻岩具有片麻构造，矿物有拉长定向特点，而且后两者的石英具明显波状消光现象，但有时在较老花岗岩中也可具波状消光现象，所以需要结合地质情况加以综合鉴定之。
( 1) 硅质岩屑为细晶和隐晶的集合体，干涉色为Ⅰ级灰，单偏光下无色但较脏。
( 2) 石英岩具有拉长的石英嵌晶结构。
( 3) 石英砂岩岩屑为具有硅质再生胶结的石英砂状结构。
( 4) 石英脉岩屑具有粗粒石英组成的齿状嵌晶结构。
( 5) 粉砂岩屑由粉砂和黏土矿物组成。
( 6) 泥岩屑由极细黏土矿物组成。其中常见水云母小片，具Ⅰ级干涉色。
( 7) 火山岩屑可根据其具斑状结构，基质为隐晶质或细晶质来确定。薄片中少数为无色，多数具褐色。根据长石牌号、石英有无及黑云母和辉石、角闪石的出现，可确定火山岩屑类型。
( 8) 千枚岩和片岩岩屑可根据绢云母、绿泥石、绿帘石、黑云母等变质矿物和千枚状构造、片理构造等鉴定变质岩屑。
2. 石英碎屑
主要分布在砂岩和粉砂岩中。石英碎屑在薄片中为无色，透明，不具解理，正低突起，干涉色Ⅰ级灰白，最高Ⅰ级黄，一轴晶，正光性。除以上鉴定特征外，特别要注意观察石英的消光特征和包裹体特征。
具有均匀四次消光的石英碎屑主要来自岩浆岩，而具有波状消光的石英主要来自变质岩和部分岩浆岩，具裂纹状消光的石英来自受压力的母岩。
石英中的包裹体有矿物晶体和气态或液态包裹体，据其包裹体类型可分为两类:
⊙具矿物包裹体的石英: 包裹矿物为粒状或长柱状晶体，如锆石、磷灰石、电气石、黑云母、独居石、金红石等，包裹体无一定方向，具这类包裹体的石英主要来源于中酸性岩浆岩。若包裹矿物为电气石、矽线石、蓝晶石等，而且晶形多呈针状，含有这类包裹体的石英多来源于变质岩。
⊙具气态或液态包裹体的石英: 气态或液态包裹体要在高倍显微镜下才能看到，为无色透明，低突起呈圆状或椭圆状小球，这些包裹体常排列成环带，平行颗粒边界，有时排列成平行或不平的条带，似解理或裂纹。具气态或液态包裹体的石英来自于中酸性岩浆岩。石英碎屑除单晶外，还有由两个以上石英晶体组成的多晶石英碎屑。多晶石英可来自中酸性深成岩和脉岩，也可来自片岩、片麻岩、混合岩等。
石英碎屑可来自岩浆岩、变质岩和沉积岩。来源于不同母岩来源区的石英碎屑特征亦不同。
⊙岩浆岩来源的石英: 来自中酸性岩浆岩的石英常含有锆石、磷灰石、电气石、黑云母、独居石、金红石包裹体，有的含有气态和液态包裹体。少数具弱的波状消光现象。
⊙来自火山岩的石英: 常为单晶，具有裂纹和熔蚀现象，无波状消光和包裹体。
⊙来自石英脉的石英: 单晶或具粗粒的多晶，多晶石英中颗粒之间为鸡冠状镶嵌，并具波状消光，具有较多的气态和液态包裹体。
⊙变质岩来源的石英: 来自片岩和片麻岩及混合岩中的石英，常为多晶和单晶的石英，它们具有明显的波状消光，常含有电气石、矽线石、蓝晶石等变质矿物包裹体，但无气态和液态包裹体，多晶石英中的石英晶体常有拉长和定向排列或有交代现象。
⊙沉积岩来源的石英: 来自沉积岩的石英是经多次搬运磨蚀再沉积的，因此外形圆滑，有时可保存再生边。但要注意与被溶蚀颗粒区别。分别统计不同来源区石英含量及总含量。
3. 长石碎屑
主要在粗-中粒砂岩中常见长石类碎屑，出现的长石主要是钾长石 ( 多为正长石和微斜长石) ，其次为酸性斜长石，中、基性斜长石少见。
薄片中长石无色、透明，具两组解理，低突起，正长石和钠长石低于树胶为负低突起，表面较脏。根据以上特点可与石英区别，各种长石之问的区别主要根据双晶类型来区别。
正长石 具卡式双晶或无双晶，有时可见条纹结构。
微斜长石 具有明显的格子状双晶。
酸性斜长石 具有明显的聚片双晶，可测定消光角来确定长石牌号，一般酸性斜长石聚片双晶比较窄且密。
长石易风化，正长石和微斜长石常风化成高岭土，使长石表面呈浅棕黄色、土状。一般情况下，微斜长石风化程度比正长石差。斜长石风化后易产生绢云母，其光性与白云母相似，只是呈极小的鳞片状。长石风化后透明程度减低。长石风化程度常分级表示，若是长石表面大部分被风化物质掩盖，则风化程度深若不及 1/4，则风化浅，两者之间为风化中等。可以根据风化程度来确定物源区风化程度或碎屑搬运距离的远近，如果有明显的两种风化程度的长石，说明是来自两个不同物源区。
长石主要来自于花岗岩、花岗片麻岩和混合花岗岩。
分别统计各长石类型的含量和总含量。
4. 云母碎屑
常见白云母和黑云母碎屑。
白云母 在薄片中为无色，具闪突起，片状，一组极完全解理，最高干涉色达Ⅱ级末，近平行消光。
黑云母 在薄片中为深褐色，有时为浅绿褐，具很强的吸收性，解理平行下偏光方向吸收性最强，片状，一组极完全解理，干涉色为Ⅱ级。由于发生水化作用常降低其双折射率。
5. 重矿物
重矿物种类很多，不同组合可反应来源区的母岩性质。常见重矿物及鉴定特征如下:
电气石 绿色、黄褐色、蓝褐色、灰黄色，正中高突起，无解理，有裂纹，具强的多色性及吸收性，当 c 轴即纵切面延长方向垂直下偏光时吸收性最强，颜色最深，平行消光，一轴晶，负光性。
锆石 无色或浅褐色，晶形为短柱状或正方双锥，晶体较小，正高突起，平行消光，干涉色为Ⅱ-Ⅲ蓝、绿、深红色，有时可见环带结构。
磷灰石 无色、透明，晶体为短柱状、粒状，正中突起，干涉色为Ⅰ级灰，平行消光，负延性，一轴晶，负光性。
绿帘石 无色、黄绿色，具弱的多色性，正高突起，干涉色为Ⅱ-Ⅳ级，在一个颗粒上可见干涉色很鲜艳并且不均匀。
应统计各重矿物含量及总含量。
6. 特征矿物
常见特征矿物有海绿石、黄铁矿等。它们具有环境指示意义。其光学特征如下:
海绿石 为浅绿、黄绿、橄榄绿色，具明显的多色性，而呈细小鳞片状集合体者多色性不明显。正中低突起，最高干涉色可达Ⅱ级，但由于本身颜色影响，多数仍为绿色。
黄铁矿 不透明的立方体或呈褐色小方块。
( 三) 胶结物成分、结构特征观察描述
常见胶结物成分、结构特征如下:
硅质 无色透明，低突起，干涉色Ⅰ级灰，结构特征有隐晶质，显晶粒状，丛生和再生结构等。
钙质 无色透明，具闪突起，干涉色为高级白，发育菱形解理，聚片双晶，结构特征有显晶粒状、丛生、连生结构。
铁质 不透明，呈暗红色。
磷质 无色或呈浅黄色，突起中等，多为胶体非晶质，不显光性，有的重结晶具Ⅰ级灰干涉色。结构为非晶质、隐晶质、薄膜结构等。
( 四) 杂基成分、结构、含量描述
观察杂基成分特征，注意观察是否重结晶为大颗粒，并确定是原杂基还是正杂基等。统计含量，含量大于 15%为杂砂岩，反之，为净砂岩。
( 五) 胶结类型及支撑关系
镜下进一步观察鉴定，其内容见碎屑岩的结构观察与描述。
( 六) 构造特征观察
观察细微构造，如纹层理和复合层理、微递变、微冲刷及微细层理等。
( 七) 成岩作用及后生变化观察
砂岩中常见的成岩作用有:
胶结作用和固结作用 应注意胶结物的成分及结晶程度，胶结物的结构或世代关系，以便了解胶结作用的强度及固结历史。
压实及压溶作用 主要根据颗粒的填集程度 ( 是否紧密填集) 、颗粒间的接触强度( 由点接触→线接触→凹凸接触→缝合线状接触) 及胶结物的多少，颗粒变形，如云母弯曲、假杂基等来加以确定。
重结晶作用 砂岩的重结晶作用主要发生在填隙物当中，如方解石胶结物形成连生胶结硅质胶结物形成再生石英 ( 次生加大边) 黏土杂基转变成正杂基等均为重结晶现象。
交代作用及自生矿物的形成 交代作用的发生与外来物质的加入和介质 Eh、pH 条件的变化有关。通过对于矿物交代共生关系的研究，可以了解砂岩的成岩变化历史。
溶解、溶蚀作用 成岩后生观察交代溶蚀现象、重结晶、细脉穿插等现象。
( 八) 岩石定名
命名原则同手标本 ( 只是无颜色一项) 。
( 九) 砂岩成因分析
通过砂岩手标本和薄片的观察研究，应对岩石的特点加以综合分析并作出某些成因推论和提出一些问题。成因分析可从以下几方面着手:
( 1) 从碎屑成分推断陆源区母岩的性质及大地构造状况。
( 2) 从成分成熟度推断风化作用的强弱和搬运距离的远近。
( 3) 从结构成熟度 ( 分选、磨圆及杂基含量) 及沉积构造特征推断搬运沉积介质的性质、搬运方式及对碎屑的改造作用，并推断沉积环境。
( 4) 从化学胶结物的成分、结构、胶结类型、自生矿物、颗粒接触关系等看成岩环境及成岩历史。
( 5) 从岩石及胶结物的颜色、成分推断古气候。
【编写实验报告】
请在铁质石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩、含海绿石石英砂岩、铁质粉砂岩中任选1 ～ 2 种，进行标本和镜下鉴定，并提交鉴定报告。
