地質術語李澤岡格環是什麼
① （二）同生變形構造
同生變形構造（contemproaneous deformation structure）又稱「准同生變形構造」。指在沉積物固結以前，由於無機作用在層面上或在層內所產生的變形構造。它具有局部分布的特徵。引起沉積物發生變形的作用有差異負荷作用、沉陷作用、在重力影響下的順坡滑動作用，以及沉積介質對沉積物的拖曳作用等。同生變形構造可分為滑塌構造、包卷層理、泄水構造、重荷模、火焰構造、假層理、砂枕構造、碎屑岩脈等。
1.滑塌構造
滑塌構造（slump structure）是已沉積的沉積層在重力的作用下發生移動和位移所產生的各種同生構造的總稱（圖版3-82）。滑塌構造除塑性變形外，還伴有小型斷裂和角礫化，以及岩性的混雜等。滑塌構造多局限於一定的層位中，與上、下層位的岩層呈突變接觸。引起滑塌的原因主要有沉積的坡度變陡、同沉積斷裂、沉積物快速堆積，以及地震波的沖擊等。常見於大陸斜坡、同沉積斷陷的沉積層，以及震積岩中。
2.包卷層理
包卷層理（convolute bedding）是在一個沉積層內的層理揉皺現象，主要表現為一系列連續的開闊「向斜」和緊密的「背斜」組成（圖版3-83，3-84，3-85，3-86，3-87，3-88，3-89，3-90，3-91）。通常，細層向岩層的底部逐漸變正常，向頂部扭曲細層被上覆岩層所截切，表明層內扭曲發生在上覆層沉積之前。包卷層理產生的主要原因是沉積層內沉積物液化所產生的側向滑動變形，也可以是沉積物內孔隙泄水作用形成。常見於濁流、潮間坪、河漫灘、河流邊灘，以及湖濱沉積物中。
3.泄水構造
泄水構造（water-escape structure）是快速堆積的鬆散砂質或粉砂質沉積物由於壓實作用發生孔隙水的泄漏，破壞了原始沉積物顆粒的支撐關系，引起顆粒的移動和重新排列（圖版3-92），砂質沉積物沿泄水的通道外泄常形成的不規則的脈狀構造。常見於濁流沉積、顆粒流沉積和三角洲前緣沉積物中。
4.重荷模
重荷模（load cast）為一種形成於泥岩岩層之上，砂岩岩層底面的印模。當泥質沉積物尚未凝固，處於可塑狀態下，由於不均勻的負荷作用，上覆的砂質沉積物陷入泥質沉積物中，從而在上覆岩層底面形成凸起的重荷鑄模，由砂或少量細礫石組成凸起。重荷模常呈圓丘狀或不規則瘤狀凸起，排列雜亂，大小不一，但在同一層面上形狀和大小較為接近（圖版3-93）。
5.火焰構造
火焰構造（flame structure）也是一種與負荷作用密切相關的一種構造，其特徵是下伏的泥質沉積物呈不規則脈狀、舌狀或斑點狀插入到上覆砂岩中所產生的構造現象（圖版3-94）。因此，火焰構造具有較好的示底意義。
6.假層理
假層理（false bedding）是一種類似層理的次生構造現象，常見於碎屑岩和火山碎屑岩中。它是沉積岩形成以後，由於膠體溶液的擴散作用形成。如氫氧化鐵的溶液在多孔隙的岩層內部擴散時，可形成同心環狀氧化鐵沉澱（圖版3-95，3-96），其外貌發育一系列同心狀的色環（也稱李澤岡格環），規模較大的時候，常常會被誤認為層理。
7.砂枕構造
砂枕構造（sand pillow structure）又稱砂球構造（sand ball structure）。它主要出現在砂、泥互層並靠近砂岩底部的泥岩中，是被泥質包圍緊密堆積的砂質橢球體或枕狀體，大小從十幾厘米到幾米，孤立或成群呈雁行排列（圖版3-97）。球狀體與枕狀體內部可以保存紋層形變的復雜小褶皺，似「復向斜」，並指向岩層頂面，即可用來判斷地層的頂底。
8.碎屑岩脈
碎屑岩脈（clastic dyke）又稱沉積岩脈（sedmentary dike），它是指充填在岩石裂縫中的脈狀沉積物。其成因為沉積物在成岩期產生裂縫，然後被從上而降落的沉積物充填而成；另一種為液態的碎屑物質在有足夠的負荷壓力條件下從下面往上貫入已成層的沉積物於裂隙中而成。常見的碎屑岩脈是砂岩岩脈（圖版3-98），也見有礫岩岩脈。
② 紅水河石（Red-River Stone）是什麼
紅水河石，因產於來廣西紅水河而得源名，是典型的河卵石。紅水河石以硅質粉砂岩或凝灰岩為主，摩氏硬度5～7不等，偏青灰、淺灰褐至淺紫色，風化後受鐵、錳等離子染色、沉澱乃至膠結及沿節理裂隙充填、擴散，常形成同心環狀氧化鐵沉澱（李澤岡格環）或錳的沉澱，含錳質較多時呈黑色，同時由於裂隙發育和擴散滲透，可形成各種各樣復雜的圖案（圖4.16）。紅水河石多以產地定名，天峨石、都安石、合山石、來賓石等，都是紅水河石的石源。
③ 岩石礦物學
（1）礦物中的自組織有序結構
地質作用過程實質上是一種物理-化學過程，常可見到在礦物中出現特殊的有序現象，如組分或相、原子和缺陷等呈現出一定的規則性和周期性。根據體系環境的特點，礦物中的有序現象大致可分為如下幾種：①熔體析出礦物的有序現象，如斜長石和石榴子石的振盪環帶、調制結構，電氣石的色帶，錫石環帶等；②溶液結晶礦物中的有序現象，如石鹽的環帶、方解石的分區條帶等；③水-岩作用形成的有序現象，如多邊蛇紋石五重對稱、粘土礦物中的間層結構等；④膠體沉澱結晶礦物中的有序現象，如瑪瑙中的同心紋、方解石和赤鐵礦中的鮞粒構造、燧石結核等；⑤放射性作用形成的有序現象，如鋯石因放射性元素的衰變而形成條帶，又如輻照黃玉的色帶等；⑥應力作用形成的有序現象，如石英顆粒中的位錯環、位錯網，石灰石、石英中的壓溶線（縫合線），沖擊波下的礦物壓縮錯斷等；⑦急冷條件（如淬火）下的有序現象，如單金屬或合金和岩漿噴發於水中出現的出溶分異結構、准晶結構等等。因此，礦物的有序現象從原子到大晶帶，從結構面到結構層形貌，從生長溶蝕到反應，從一維到三維空間，從連續、間斷到過渡類型均有不同的表現形式，如礦物化學成分分區條帶、同位素分帶、缺陷分帶、生長分帶等。
上述的有序現象生成過程復雜，用傳統的熱力學相平衡如溫度、壓力的變化來解釋適用性不廣，如衰變條帶、縫合線、振盪線不是簡單地由外界環境的周期性引起的，而是由體系內部的物理化學過程的非線性動力學行為引發的。這些周期性變化是體系中各單元相互作用後自發形成的。這種非平衡條件下的內部過程的非線性動力學狀態的形成和維持需要耗散能量。
某些礦物中的自組織有序現象是在礦物處於一種非線性的動力學體系中形成的。例如瑪瑙中的同心紋形成是由於SiO2膠體和色素離子動態體系中，SiO2沉積具有多態性特徵，這種多態性特徵起因是色素離子如Fe3＋，Cr3＋等濃度振盪及其存在一個化學位閾值，當純凈SiO2沉積時，體系中色素離子累積；當達到一個閾值後，色素離子參與SiO2沉積；然後體系又處於色素離子欠缺和累積的階段，這樣就形成了瑪瑙的同心紋；由於閾值的存在所引起的跳躍性，使條紋間界線清晰。同理，也可以解釋同心鮞粒在碳酸鈣、泥質和有機質之間的動力學振盪，而不是一般沉積學所分析的水體環境的振盪。又如應力作用形成的位錯環、位錯網、位錯螺旋等實質上是理想結晶面發生了移動，這種移動方式的多態性是由於應力波引發的。平衡態的礦物受到應力作用時，每個質點的化學鍵力會反作用於外來應力，因而質點上的外來應力逐漸累積；當累積達到一定閾值後（如鍵強），質點上的應力會突然釋放，同時質點位移，應力波振盪一次；如果應力集中在某一個面上會導致礦物晶體產生滑移；因此，階梯式滑移實質上是礦物質點和應力處於一種振盪動力學體系的產物。如果質點擴散在應力波推動下明顯發生則出現壓溶「縫合線」。「縫合線」的不規則性則可能源自阻尼式振盪。
礦物中的自組織現象是一種非平衡的有序結構，其生成的根本原因是非平衡條件下晶面組成對界面流體組成的非線性反饋作用，正是由於這種反饋作用所引發的過飽和（累積）-成核-虧損（欠缺）-再飽和（累積）的周期性反復才導致礦物晶面的多態性特徵。礦物的循環也是有序的辯證過程：無序→有序→混沌→高級有序；礦物有序現象的成因可用耗散結構來解釋。
（2）李澤岡環帶及時、空有序結構
李澤岡（Liesegang）在進行化學實驗時發現，在某些介質中，當KI與AgNO3發生沉澱反應時，適當的條件可使形成的沉澱呈周期性空間分布的規律，這種現象稱李澤岡環。地質上的這類現象非常多見，如瑪瑙的環帶、結核的環帶、球狀構造等。
一個除化學反應外正經歷著擴散的物質的速率方程為：
式中：D為運移介質的擴散系數；f（c）代表化學反應的速率。若從一個均勻的樣品開始，定態時
假定一定的邊界條件，可得：
當
對於生長的單個礦物晶體，它的生長主要受控於三種效應，即界面反應、物質的擴散輸運和熱傳導。一般說來，第三種效應對晶體生長影響較小，而前兩者是導致晶體生長的主要控制因素。設該晶體由端員組分組成固溶體，晶體在非平衡條件下的反應生長可導致晶面多重定態共存，而在此基礎上的擴散控制生長則可導致振盪性礦物環帶的出現，形成典型的時間有序結構。
線性穩定性理論分析表明，曲線QP段對應著不穩定狀態，因此，化學體系在圖4.1中將沿P→P′→Q→Q′→P的軌跡運動。設體系中某種組分的空間平均濃度為x0，當某一時刻晶體表面層中x的濃度低於x0時，x被晶體反推而在界面前方累積起來，這樣它在緊靠界面層的薄層體中的濃度越來越高，於是晶體表面狀態沿分支（1）向上移動，在Q點，相應的晶體表面狀態會突然從分支（1）跳躍到分支（2）；在分支（2），x＞x0，組分x優先進入生長晶體狀態沿分支（2）逐漸下降，此後體系又從分支（2）突然躍回到分支（1），上述過程反復進行，便形成生長晶體的振盪性環帶（時間有序）。
圖4.1 化學體系的多重定態
上述理論合理地解釋了李澤岡環及一些振盪性構造的成因，它表明，岩石中某些規則的環帶或韻律構造並不是外界環境變化造成的，而是體系內部固有的化學反應與擴散作用競爭的結果。結晶岩石中的礦物環帶有時可能並不反映形成溫壓條件的變化，沉積岩石中的各種韻律可能並不都是海水動盪、物源供給等因素造成的，而可能是體系在特定條件下形成的時空有序現象（自旋迴）。
（3）球狀岩和岩漿岩韻律層理
在某些深成岩中，兩種礦物圍繞著某些中心呈同心層韻律分布，外形呈圓球或橢球體結構，稱為球狀構造，相應的岩石稱為球狀岩。這種構造分布於全世界30多個國家，約100餘處產地。球狀構造在花崗岩中最為常見，約占球狀岩總量的43%。其次為閃長質球狀岩，約30%。再次為輝長質岩石，約佔15%。鉻鐵礦和超鎂鐵質岩石約佔8%。球狀岩一般由球形核心和圍繞著核心的韻律型殼組成，它的結構類似於李澤岡環，直徑約為5～30cm，韻律型同心狀殼一般都相互平行，球狀構造多為二組分硅酸鹽熔體自球體中心向外連續結晶的產物。
在岩漿岩中，常出現顏色或粒度不同的礦物、岩石成帶排到，或者是暗色與淺色的礦物、岩石彼此逐層交替；或者是較粗粒與較細粒結構的礦物、岩石彼此逐層交替，從而在岩石中呈條帶狀彼此平行或近於平行分布。帶狀構造主要發育在基性和超基性岩體中。
（4）若干礦物中的韻律型帶狀構造
1）雲母的環帶構造：在花崗岩里，白雲母和黑雲母形成韻律型帶狀或環狀構造。例如，我國四川偉晶岩的白雲母帶狀構造，表現為（001）晶片上白雲母和黑雲母相間排列的同心分帶。其晶體核心是白雲母，外圍由不同寬度（0.05 ～2mm）的黑雲母與白雲母條帶組成。黑雲母和白雲母相互交替生長的結合面是平行（001）上的各個晶面。
2）條紋長石：鉀長石-鈉長石，鉀長石-斜長石系統中的條紋長石是人們十分熟悉的，深成岩或普通花崗岩類岩石中，條紋長石是由熔體結晶過程形成的。火山噴出岩中的斜長石斑晶中也有斜長石和鉀長石的韻律環帶。此外，還有鈉長石和微斜長石組成的環帶狀條紋長石，每一條環帶又由兩個次級環帶組成。某些樣品中的環帶多於75條。
3）瑪瑙：瑪瑙是由隱晶質石英組成的環帶聚集體。環帶的各層在成分和顏色上均有所差異，並顯示出周期性變化。瑪瑙的環帶常由薄的褪色帶中夾雜無色的環帶構成，無色帶由螺旋生長的貧鋁石英纖維組成，而褪色帶則由非螺旋生長的石英纖維組成，螺旋石英纖維和非螺旋石英纖維在光性和結構上均有很大差異，是兩個不同的相。
4）斜長石完全互溶固溶體的振盪環帶構造：斜長石晶體中發育有豐富的環帶構造。尤其是在中性斜長石中，環帶構造最為發育。斜長石是由鈉長石和鈣長石兩個端員組分組成的完全類質同象系列的礦物。環帶的各組韻律之間成分突變，界線清晰，鈣長石的含量從核部到邊緣表現為波狀起伏。
5）礦物晶體中痕量元素的振盪環帶：岩漿或熱液成因的礦物中常出現微量元素的振盪環帶，如輝石族礦物常發育成環帶構造，某樣品的離子顯微探針分析表明，Sc、Ti、V、Cr、Sr和Zr元素的濃度在較大范圍內形成周期性振盪環帶。人們應用晶體生長實驗證實了微量Mn在方解石晶體中的振盪環帶確系自激發生的自組織現象，並在陰極電子激光顯微鏡下拍攝了方解石晶體中顯示明暗交替環帶的照片。
6）鈣球與鮞粒：鈣球是產於灰岩中的一類沉積型的球狀岩。它是由泥晶質方解石和亮晶質方解石因重結晶分異而形成。在岩石和礦石中，許多礦物往往具有同心層狀的鮞粒結構，其特徵是有一個成核中心和繞核生長的同心層，直徑范圍約為0.1～2mm，同心層由幾圈至近百圈成分和結構不同的韻律帶構成，韻律帶的振盪波長為10 -2 ～10 -4 mm數量級。
（5）粘土礦物和稀土礦物中結構單元層的混層
交代結晶過程中，粘土礦物中結構單元層常出現規則或不規則混層。混層往往是由兩層不同礦物沿c軸堆垛而成。綠泥間蠟石是一種由二、三八面體的銼綠泥石和三八面體的葉蠟石沿c軸方向交替堆垛的混層礦物。高分辨電鏡觀察表明綠泥間蠟石的規則混層是在結晶生長過程中形成的。鈉金雲母是一種由滑石和鈉黑雲母沿c軸方向交替堆垛的非周期性混層礦物。滑石和鈉黑雲母是傾斜於（001）面交替結晶生長的。一些累托石和稀土碳酸鹽礦物也是由規則和不規則混層組成的。
（6）含綠泥間蠟石
綠泥間蠟石的結晶，在每個晶層內部始終保持如平衡結構那樣的原子層次有序，在各晶層間可以存在局域結構延續性，這種結構可被稱為分子層次的自組織有序結構。分子層次自組織有序結構具有確定的結構式，可以證明其屬獨立礦物種的特有規則間層衍射花樣，以及有分子尺度的振盪周期。因此，它是位於平衡結構和宏觀時空有序結構之間的一種特有的熱力學結構態。在高分辨電鏡下已經觀察到，綠泥間蠟石晶疇及鋰綠泥石晶疇的邊緣可以分別存在1～2條鋰綠泥石（1.42 nm）和葉蠟石（0.92 nm）的晶格條紋。它們均與所在晶疇的晶格紋相互嚴格平行，其間不存在彼此交代或成核生長的現象。這是晶體（晶疇）結晶過程中生長面附近溶液中各組分濃度振盪引起的微分凝現象。總之綠泥間蠟石的結晶屬分子水平的自組織有序結構，它是成分間於兩晶層之間的過飽和含Al 硅酸鹽溶液在非平衡態、非線性條件下的結晶產物。
（7）玄武岩的柱狀節理自組織成因解釋
玄武岩柱狀節理是發育於玄武岩中的一種原生張性破裂構造，它的形態往往呈一種規則的多邊形長柱體，且常以六邊形為主。美國加利福尼亞東部的Devils Postpile和愛爾蘭的Ciant's Causeway具有世界上著名的玄武岩柱狀節理構造。我國不少玄武岩分布地區（如南京六合桂子山、福建鎮海牛頭山以及雲南騰沖團田等地區）也發育了一定規模、形狀十分規則的柱狀節理。
地質學家認為柱狀節理起因於岩漿冷凝過程的自組織，當熔岩在冷凝過程中瑞利數大於臨界值（657.51）時，岩漿發生Benard對流，形成六方網格型對流元胞。繼續冷卻時，熔岩本身的能量不足以克服岩漿內黏滯力，因而停止對流，此時，岩漿中每一對流環內部的各部分密度有明顯差別，六方對流元胞中心密度很小，並沿著法線向外依次升高，因此，一旦停止對流，熔岩必然進行密度均衡，從而形成一個冷縮中心，其位置與原對流中心吻合，必然在原對流花樣的每一六角形邊處發生張裂，從而在兩個相鄰冷縮中心的連線方向上產生張應力。柱狀節理就是通過無數由三組彼此相交120 °、呈規則分布的張節理的形成並從上往下逐層冷凝收縮而實現的。若岩漿成分、冷凝速率等存在不均一性，則形成非六方網格狀的多角形柱狀節理。
（8）花崗岩球狀構造自組織成因解釋
一些火成岩，如花崗岩、花崗閃長岩、閃長岩，甚至基性侵入岩中，有時包含有球狀構造（Orbicular）的卵狀體。球狀花崗岩是由許多個球狀體組成的，球狀體直徑一般為幾厘米到1m之間，其內部由同心圓狀、明暗交替的礦物環組成。地質學家利用耗散結構理論，運用Benard對流模型，研究了花崗岩球狀構造形成的動力學機理，認為當瑞利數超過臨界值時，均勻的岩漿非平衡狀態失穩而形成耗散結構。若推導過程中假設岩漿房頂面呈向上突起的半球形，則形成的結構為圍繞其中心呈韻律環帶的自組織結構。
（9）成岩過程中自組織現象的反饋機制類型及其分類
自組織現象的形成必須具備自反饋機制以及非平衡、非理想和非線性條件。可以認為：自組織是遠離平衡時，體系從所有漲落產生的有序化模式中選擇一種，並使其放大、增強，成為一種宏觀可辨的有序現象的能力。而自反饋是增強、放大漲落和引起定態失穩並形成穩定的宏觀有序結構的關鍵環節，故可根據自反饋類型，對岩石中自組織現象作分類。主要自反饋機制及對應的自組織現象見表4.1。
表4.1 自反饋機制及對應的自組織現象
續表
（10）自組織現象的研究方法
岩石中的自組織現象可以在不同的時空尺度上以不同的級序出現，如從礦物中組分的振盪分帶到地幔對流。成岩過程自組織現象研究的任務在於揭示岩石中這些有序現象的形成機理，從而闡明成岩過程的內在機制。故首先需要進行岩石的詳細的野外和室內工作，通過深入細致的觀測，了解岩石中自組織現象的宏觀和微觀（甚至超微尺度）特徵、分布的時空尺度、形成的物化條件。自組織現象的研究之所以能深化對岩石成因的認識，主要在於它能促使地質工作者更深入、更細致地觀察，更進一步認識各種岩類及岩石內部不同種類礦物之間的內在聯系和依存關系，更深入地分析成岩過程的各種物化參量之間的內在關系，並在不同的時空尺度上建立成岩過程的總體模型。自組織理論在岩石學研究中應用時的總體思路包括如下4個方面，即體系的物質組成、地質作用類型、地質作用過程和地質作用產物的時空結構研究。具體研究過程包括如下幾個步驟：
1）體系性質的確定。這是自組織理論應用的前提，即通過詳細的岩石學、礦物學、地球化學等研究並與區域岩石學和構造學研究成果相結合，確定成岩過程的復雜（非線性和非理想）性、開放性和非平衡性。
2）尋找岩石中自組織現象並對其作靜態分析。這是研究中的關鍵環節。在探尋過程中，尤其應注意尋找和分析帶狀、環狀、層狀構造，韻律結構，鱺狀、豆狀、結核狀、環狀構造以及一些不規則構造。在做靜態分析時，尤其應找出那些由傳統地質學理論無法圓滿解釋的特徵。
3）建立動力學模型，並對時空自組織現象作動力學分析。建立動力學模型，並用分支理論對有序的時空自組織現象作宏觀的和唯象的分析以及用漲落理論對自組織現象產生的微觀原因和動力學機制進行研究。在建模前，必須對形成有序的時空結構和微觀機制（如反應、擴散、滲流、溶解等）作仔細分析和篩選，找出起關鍵作用的機制；建模時本著「先易後難」的原則，模型分析一般先採用穩定性分析和奇異攝動分析，因為這兩種方法不用解具體的動力學方程即可大致了解模型的可能結果；最後是模型的數學分析，並把模擬結果與地質實際對比並進而修正模型。
4）模型的驗證，包括野外驗證，計算機數值模擬和實驗驗證，並用此模型對地質作用中的各種現象及有序結構的成因作解釋和預測。