第六章-變質作用及變質巖60

1、1,第六章 變質作用及變質巖第一節(jié) 變質作用的原理第二節(jié) 變質作用的類型第三節(jié) 變質巖的特征第四節(jié) 變質巖的類型,2,2,3,第一節(jié) 變質作用的原理,4,一、變質作用的概念 變質作用是指在地球內力作用下，早先形成的各種巖石(沉積巖、巖漿巖、變質巖)基本上在固態(tài)下發(fā)生礦物成分和結構、構造的變化而變成一種新巖石的過程。 變質作用形成的巖石稱為變質巖。 變質巖是自然界最主要的巖石類型之一，它與巖漿巖

2、、沉積巖一起構成固態(tài)巖石圈。,5,二、變質作用的控制因素 1．溫度：(150-250℃,650℃) 2．壓力：靜壓力、流體壓力（變質反應）、應力（破裂構造、韌性構造） 3．化學活性流體：促進組分的溶解與遷移，降低巖石熔融溫度 4．時間,6,三、變質作用的方式 1．重結晶作用 是指巖石在變質過程中，同種礦物顆粒不斷增大，相對大小逐漸均勻化，顆粒外形變得較規(guī)則的變化過程。 2．變質結晶作用

3、 在原巖基本保持固態(tài)、且總的化學成分（除揮發(fā)分外）不變的條件下，部分原有礦物通過發(fā)生特定的化學反應（主要是與粒間孔隙溶液作用）而趨于消失，同時形成新的穩(wěn)定礦物的過程。,7,3．交代作用 在變質過程中，當存在大量化學活性流體時，通過部分變質原巖物質的帶出和外來物質的帶入，從而造成原巖中某種礦物被另一種化學成分不同的新礦物所置換的過程，謂之交代作用。 4．變形與碎裂作用 (應力、彈性變形、塑性流變、脆性變形),8,第二節(jié) 變質

4、作用的類型,9,10,一、接觸熱變質作用 巖漿侵入時，擴散熱能引起接觸帶圍巖的重結晶作用。變質前后巖石的化學成分基本沒有改變，主要控制因素是溫度（250-650℃）。二、動力變質作用 出現(xiàn)在大斷裂帶中或構造運動強烈的地帶，由強大的側向擠壓力和剪切應力引起，主要的變質方式為變形與碎裂。,11,三、氣-液變質作用 是由具有較強化學活性的氣體和液體對原巖進行交代作用而引起的。從巖漿活動中析出的氣-水熱液對巖體與圍巖的接觸

5、帶進行的以交代作用為主的變質改造，稱為接觸交代變質作用。四、區(qū)域變質作用 是在較大區(qū)域內發(fā)生的、由一種因素為主或多種因素綜合作用的復雜變質過程（常與強烈的構造運動有關）。,12,五、混合巖化作用 是一種介于高度變質作用和巖漿作用之間的地質作用。在這種作用過程中。有廣泛的流體相存在，溫度的升高導致原巖的局部重融，因而形成一種深熔結晶巖與變質巖相互復雜組合的巖石-混合巖。,,變質作用的主要類型,13,14,變質巖變質類型,

6、15,,接觸變質作用,15,16,,動力變質作用,17,,區(qū)域變質作用,17,18,第三節(jié) 變質巖的特征,19,一、變質巖的化學成分 沒有發(fā)生交代的變質巖的化學成分取決于原巖的成分。出現(xiàn)交代作用的變質巖的化學成分即取決于原巖又與交代作用的類型和強度有關。,20,二、變質巖的礦物成分 1．變質巖中廣泛發(fā)育纖維狀、片狀、長柱狀和針狀礦物，如透閃石、陽起石、云母類、石墨、夕線石、角閃石等。 2．變質巖中常出現(xiàn)相對密度

7、大、分子體積小的礦物，如石榴子石、硬玉等。 3．變質巖中同質異像（多形）礦物發(fā)育，如紅柱石、藍晶石和夕線石，其化學組成相同（Al2SiO3），但礦物穩(wěn)定的壓力-溫度范圍很狹小。,21,22,三、變質巖的結構 1．變余結構 變質程度較淺的變質巖中，原巖的一些結構特征被保留而形成的結構。 副變質巖（原巖為礫巖或砂巖）的變余結構 正變質巖（原巖為噴出巖、淺成巖或凝灰?guī)r）的變余結構 2．變晶結構：發(fā)

8、生重結晶或重組合作用而形成的全晶質結構，礦物多定向排列。 按礦物粒度分：粗粒變晶結構，中粒變晶結構，細粒變晶結構，顯微變晶結構；,23,按礦物形態(tài)特點分：等粒粒狀變晶結構，角巖結構，斑狀變晶結構，鱗片變晶結構，鱗片粒狀變晶結構，纖狀變晶結構。 3．破碎結構：原巖在動力變質作用下變質形成的結構。 角礫狀結構、碎裂結構、碎斑結構、糜棱結構 4．交代結構：經交代作用形成的結構。礦物顆粒粒度變化大，形態(tài)復雜，邊界

9、不規(guī)則，多呈港灣狀。同一礦物的不同顆粒或同一顆粒的不同部分，其成分、光性有明顯差異。,24,四、變質巖的構造 1．變余構造 變質作用對原巖改造的不徹底而保留原巖構造的某些特點。 2．變成構造 由重結晶作用和變質結晶作用所形成的構造。 如斑點狀構造、板狀構造、千枚狀構造、片狀構造、片麻狀構造、眼球狀構造、塊狀構造、條帶狀構造等。,變質巖的構造,25,26,第四節(jié) 變質巖的類型,27,一、接觸變質巖類

10、僅發(fā)育在侵入巖體周圍不遠的圍巖中，規(guī)模有限。壓力約0.1×108Pa－3×108Pa，溫度約250－650℃。 大理巖：碳酸鹽巖接觸熱變質作用或區(qū)域變質作用形成。白色，變晶結構，塊狀構造，礦物成分方解石、白云石，可有透閃石、硅灰石、透輝石等變質礦物。 角 巖：泥質巖接觸熱變質作用形成。暗灰色或黑色，角巖結構或斑狀結構，變斑晶是紅柱石，堇青石等。,28,29,30,31,32,33,34,34,35

11、,35,36,36,37,38,38,39,39,40,40,41,41,42,42,43,44,二、氣-液變質巖類 矽卡巖：接觸交代變質作用形成。產于中酸性侵入體與碳酸鹽巖的接觸帶中。呈褐色，暗綠色等，不等粒變晶結構或斑狀變晶結構，礦物成分有透輝石，綠簾石，金云母，透閃石，方解石等。 蛇紋巖（原巖為鎂質超基性巖）； 云英巖（原巖為酸性侵入巖）； 青盤巖（原巖為中基性火山巖及火山碎屑巖）；,45,

12、三、動力變質巖類 原巖一般發(fā)生破碎，在高溫和應力作用下，發(fā)生重結晶和塑性變形形成的變質巖。 構造角礫巖：原巖破碎成角礫，被細碎屑，泥質等膠結形成。角礫大小懸殊，角礫狀，排列雜亂無定向，是判斷斷裂存在的重要標志。構造角礫巖 碎裂巖 糜棱巖（多發(fā)育在長英質巖石中）,初 糜 棱 巖,46,糜 棱 巖,47,48,超 糜 棱 巖,48,49,四、區(qū)域變質巖類 板 巖：變質程度低，原巖礦物成分基本沒重

13、結晶，具板狀構造，變余結構，一般是泥質巖，粉砂巖或凝灰?guī)r變質形成。 千枚巖：變質程度較板巖高，原巖礦物基本重結晶，主要是絹云母、綠泥石、鈉長石等。鱗片變晶結構，千枚狀構造。,50,片 巖：變質程度更高，具顯晶質的鱗片粒狀變晶結構，片狀礦物是云母、綠泥石。粒狀礦物是石英、長石，片狀構造。 片麻巖：礦物粒度大于1mm，中－粗粒粒狀變晶結構，片麻狀構造，石英和長石的含量大于50％，長石含量大于25％。 石英巖

14、：石英含量大于85%，粒狀變晶結構，塊狀構造，一般是石英砂巖經接觸熱變質或區(qū)域變質作用形成。,51,五、混合巖類 在固態(tài)巖石的變質過程中，有廣泛的流體參加，通過流體對原巖的貫入和滲透交代形成。 巖石由殘留的變質基體和長英質脈體組成。根據基體和脈體含量的多少，可分為注入混合巖、混合片麻巖和混合花崗巖。,52,變質巖實例（據黃定華等，2004）A. 大理巖，細粒花崗變晶結構、塊狀構造；B. 紅柱石角巖，斑狀變晶結構，塊

15、狀構造，基質為隱晶質，變斑晶為長柱狀紅柱石；C. 石榴石－白云母片巖，斑狀變晶結構，基質具鱗片花崗變晶結構，片狀構造，變斑晶為等軸粒狀紅柱石，基質主要為細小鱗片狀白云母,,表中反映出如下規(guī)律：（1）泥巖類對變質作用最為敏感，不同級別的變質巖特征明顯，基性—超基性巖次之；成分單一的石英砂巖和石灰?guī)r只反應在重結晶的程度上。（2）復成分原巖的深變質產物都是片麻巖和麻粒巖，代表高溫變質環(huán)境，溫度再高時原巖會全部重熔，則由變質作用轉入巖漿作