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1、变质岩 Metamorphic Rock,第六章 接触变质岩,授 课 内 容,概述,接触变质岩的分类命名,接触变质相及主要接触变质岩,1. 概述,成分特征,接触变质作用 接触变质作用由是岩浆体提供热，使岩浆岩体周围接触带上岩石的成分、结构、构造发生变化的现象，又称热变质作用。 接触变质作用以温度较高和压力较低为特点。地热梯度60/km，温度范围大致为300-800；压力为百分之几GPa至0.3GPa。多发生于地壳较浅部。,1. 概述,成分特征,接触变质作用发生在火山岩体围岩或捕虏体中时温度更高，以至局部熔融，可称之为高热接触变质作用。高热接触变质作用由于高热烘烤，使岩石退色，产生一些特殊的高温
2、低压矿物，如鳞石英多铝红柱石、莫来石、斜硅钙石等，并可出现玻璃质。,1. 概述,成分特征,概念：岩浆岩体围岩受岩浆所散发的热量及挥分 发的影响，发生变质结晶和重结晶，形成一系列具新 的矿物组合及组构的岩石，称为接触热变质岩。,接触热变质岩,1. 概述,成分特征,矿物：高温低压-红柱石、堇青石、硅灰石、透长石 构造：一般不具定向，多为块状。 结构：以角岩结构及斑状变晶结构为主。受变质条件 和岩石化学成分的制约。如泥质岩，在浅变质时新生 矿物雏晶成斑点状分布，变质较深时形成变斑晶，具 斑状变晶结构。长英质变质岩石一般具角岩结构，而 变质火山岩中则常见变余斑状结构等,1. 概述,成分特征,接触变质晕
3、,在接触变质作用中，温度是主要影响因素。与岩浆岩体靠近的围岩所达到的温度较高，离岩浆岩体愈远，温度愈低。因而从近到远常依次出现变质程度不同，具不同矿物共生组合的岩石，它们以岩体为中心成环带状分布，形成接触变质晕。,1. 概述,成分特征,美国蒙塔纳州的一个花岗岩株周围的接触变质晕从外围正常的硅质白云岩到花岗岩体，依次出现：,透闪石带：由白云石和石英反应生成透闪石和方解石。 透辉石带：出现透辉石，形成透辉石+方解石+石英等 硅灰石带：以出现硅灰石为标志。 三个带具有不同的特征矿物组合，反映了接触带由外至内，随着温度的升高，变质程度的递增。,1. 概述,成分特征,1. 概述,成分特征,北京房山花岗闪
4、长岩周围的接触变质晕从外到内依次出现,红柱石-黑云母带：典型矿物组合 红柱石+硬绿泥石+绢云母+(石英)-泥质岩 硬绿泥石+绿泥石+黑云母+(石英)-富铁泥质岩 十字石-铁铝榴石带：常见组合 红柱石+石榴石+黑云母+绢云母+石英-泥质岩 红柱石+十字石+黑云母+白云母+石英-富铁泥质岩 十字石+石榴石+黑云母+白云母+石英-富铁泥质岩,1. 概述,成分特征,矽线石带：典型矿物组合 矽线石+石榴石+白云母+石英-泥质岩 矽线石+石榴石+黑云母+石英-泥质岩 矽线石+白云母+黑云母+石英-泥质岩,1. 概述,成分特征,很低级水热变质带； 硬绿泥石带； 十字石带； 红柱石带,1. 概述,成分特征,接
5、触变质晕圈宽度影响因素,在接触变质岩中，离岩体近者变质深，往外渐浅。变质晕圈在地质上具有等温线意义，它反映了变质时温度及其它物化条件的变化规律。变质晕圈的宽度及形态主要取决于5个因素。,1. 概述,成分特征,岩浆岩体的成分,基性岩浆比酸性岩浆侵入时温度高 辉长岩浆温度为1200左右，接触带温度可达800 ，花岗岩浆为800 左右，其接触带温度则为500-650 ,岩浆中挥发组分的多少 酸性或碱性岩浆，挥发分多，变质晕宽,1. 概述,成分特征,岩浆岩体的规模,一般地说岩体愈大，其热容量愈大，所发出的热量愈多，因而所形成的变质晕圈也愈宽。但有时小岩体周围挥发分富集，也能形成较宽的变质晕。,中深成岩
6、体冷却深度较大，冷却较慢，形成较宽的变质晕，浅成岩体或喷出岩因冷却深度较浅，冷却较迅速、一般变质晕圈较窄。,岩浆岩体的冷却速度,1. 概述,成分特征,围岩的组分和组构,具有典型低温表生矿物组合的沉积岩，易受热作用而变质；而一些具高温下仍能稳定的矿物组合的岩石则较难变化。因而围岩成分的不同，所形成的变质晕的宽度和形态也不同。此外，粒度较小，孔隙度较大或导热性较好的岩石，容易形成较宽的变质晕圈,1. 概述,成分特征,接触面的形态和产状,接触面较平缓时，变质晕圈较宽，反之则较窄,变质晕的划分常以特征变质矿物或特征矿物组合的出现为标志,1. 概述,成分特征,接触-热变质岩的一般特点,局限在侵入体与围岩
7、接触带附近围岩之中围绕侵 入体分布 由于变质因素主要为T，缺乏偏应力，因而接触- 热变质岩一般以具变晶结构、无定向构造为特征 在变质晕外带，变余结构构造发育。 接触-热变质属于很低P/T变质，形成深度浅，因 而矿物成分上以红柱石、堇青石、硅灰石等低压 矿物为特征。,1. 概述,成分特征,由于导致接触-热变质的热和流体来自侵入体，因 而接触变质晕中出现自侵入体接触带向外程度逐 渐降低的变质分带，围绕侵入体呈同心圈状分布。 发育完整的接触变质相： 钠长-绿帘角岩相（AEH） 普通角闪石角岩相（HH） 辉石角岩相（PH） 透长岩相（S） 由于岩浆流体的作用，接触-热变质岩往往有夕卡 岩等交代岩伴生。
8、,接触变质相系列,2. 接触变质岩的分类和命名,成分特征,接触变质岩的分类,原则：按等化学系列和等物理系列相结合,等化学系列,泥质变质岩,长英质变质岩,钙质变质岩,基性变质岩,镁质变质岩,2. 接触变质岩的分类和命名,成分特征,接触变质岩的命名,原则：按最显著的结构特征+矿物组合,斑点板岩：具板状构造，重结晶作用较微弱，总体显隐晶质、致密状，可见较多残余组构。新生矿物如绢云母、绿泥石、黑云母、红柱石等的雏晶以及铁质、碳质等粉末成斑点状散布。有时斑点聚集成椭圆状或圆状集合体，称为瘤状板岩。斑点板岩及瘤状板岩常为泥质岩在变质程度较低时的产物。,2. 接触变质岩的分类和命名,成分特征,角岩：多具角岩
9、结构，不具定向，块状构造。一般较致密，坚硬。原岩可以是各类岩石，进一步命名可按矿物组合划分，如长英质角岩、黑云母堇青石角岩，钙硅角岩等。 接触片岩或接触片麻岩：具片状构造或片麻状构造。进一步命名时主要考虑其矿物组合，其基本名称前可不加“接触”二字，如矽线石片岩等。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,接触变质相属低压相系，其地热梯度最高，大于60/km。按变质温度，将其划分为4个变质相： 1.钠长绿帘角岩相:一般分布于接触变质晕外侧, 温度范围约350-400 。 2.普通角闪岩相:通常占据接触变质晕的主体，离岩体较近。温度范围约400-650 。 3.辉石角岩相:分布于接触变质晕紧靠岩体
10、部分,温度范围约650-800。 4.透长岩相:出现于火山颈周围，基性熔岩捕虏体及浅成侵入体的部，温度可达800-1000 以上。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,各变质相的P-T分布如图,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,接触变质岩,钠长绿帘角岩相 主要的特征矿物有钠长石、绿泥石、还有滑石、透闪石、阳起石、红柱石、堇青石等。 红柱石、堇青石不与钾长石共生。由于重结晶不完全，很多矿物呈准稳定状态，尤其是变质程度较低时更是如此。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,钠长绿帘角岩相的矿物共生组合如图。 图6-5是SiO2过剩岩石ACF与AKF图， 图6-6为硅质白云质灰岩的SiO
11、2-CaO-MgO图解。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,泥质变质岩,主要矿物组合有： 石英+白云母+黑云母（+绿泥石） 石英+白云母+黑云母+红柱石（+堇青石）,当重结晶较弱时，形成斑点板岩,当重结晶较强时，形成瘤状板岩,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,长英质变质岩,原岩为砂岩，酸性火山岩等。主要矿物组合有： 石英+白云母+黑云母+微斜长石(+钠长石) 岩石中常含较多石英及长石，组成长英质角岩。当变余砂状结构明显时，可称为变质砂岩。 由酸性火山岩变来的岩石，常具变余斑状结构及变余流纹，变余杏仁构造等。当变余组构明显时可称为变质流纹岩、变质英安岩等；而当原岩组构消失或不明显时则
12、可称为长英角岩。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,钙质变质岩,单纯富钙的碳酸盐岩，变质重结晶为大理岩，含硅时则变成石英大理岩。 含A12O3较高的碳酸盐岩，如泥灰岩等，变质后形成绿帘石大理岩或透闪绿帘大理岩。其矿物组合为：方解石+绿帘石+透闪石。岩石中透闪石多成柱状集合体分布于方解石之中。 当原岩含MgO较高时，变质后可出现以下组合：滑石+石英+方解石；滑石+方解石+白云石；透闪石+石英+方解石；透闪石+方解石+白云石。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,变质基性岩,原岩为基性、中基性岩浆岩及火山碎屑岩等。常见矿物组合为：钠长石+绿帘石+阳起石(透闪石)+绿泥石(黑云母)+石英，
13、形成钠长绿帘角岩。 此类岩石中较常见变余斑状结构或变余辉绿结构等。变余结构较明显时可称为变质X X岩，如变质辉绿岩等。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,普通角闪石角岩相,以泥质岩中出现红柱石、堇青石变斑晶，基性岩中出现斜长石及普通角闪石，碳酸盐岩中出现透辉石等为特征。红柱石、堇青石仍不与钾长石共生。岩石常具典型的角岩结构（均匀等粒细粒或显微粒状变晶结构）。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,普通角闪石角岩相矿物共生图解,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,泥质变质岩,岩石中一般富Al2O3 SiO2而K2O不足，主要的矿物组合有：石英+白云母+黑云母+斜长石+(微斜长石) 石
14、英+白云母+红柱石+堇青石+(斜长石) 石英+白云母+黑云母+堇青石+(斜长石) 石英+白云母+黑云母+红柱石+(斜长石) 石英+黑云母+红柱石+堇青石+(斜长石) 矿物的重结晶程度较高。红柱石，堇青石多成变斑晶，分布于云母、碳质、石英等基质之中，组成红柱石角岩或堇青石角岩。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,泥质变质岩,在单纯富Al2O3的变质泥质岩中，富铝矿物以红柱石为主。红柱石变斑晶中常包裹碳质、石英、黑云母等而具筛状变晶结构。有时红柱石中碳质包裹体成十字架状分布，称为空晶石。红柱石集合体还可呈放射状分布，称为菊花石。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,泥质变质岩,3. 接触
15、变质相及接触变质岩,成分特征,泥质变质岩,含FeO、MgO较高，尤其是MgO含量较高的泥质变质岩，变斑晶以堇青石为主，还可有黑云母等，组成堇青石角岩及黑云母角岩。堇青石中亦可见石英及碳质等包裹体。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,泥质变质岩,在更特殊的情况下，若泥质变质岩中FeO/MgO比值较大或2Fe2O3/ (2Fe2O3+FeO)比值较大时，可出现十字石和铁铝榴石，形成铁铝榴石+黑云母+红柱石或黑云母+红柱石+十字石等组合，组成铁铝榴石红柱石角岩或十字石红柱石角岩。含Mn2+较高时还可出现锰铝榴石。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,长英质变质岩,常见矿物组合为： 白云母+
16、黑云母+微斜长石+(斜长石)+石英。 岩石中可出现斜长石，常见的岩石为云母长英角岩。 长英质变质岩中一般长石及石英含量较多，若富A12O3时，出现较多的白云母。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,钙质变质岩,富含CaO、MgO而A12O3含量较低的碳酸盐岩，如含硅白云质灰岩，含燧石白云岩等，变质后生成透辉石。当SiO2不足时可出现镁微榄石。 其代表的矿物组合有：透辉石+石英+方解石；透辉石+方解石+镁橄榄石；方解石+镁橄榄石+水镁石 等，组成透辉石大理岩、透辉石镁橄榄石大理岩，镁橄榄石水镁石大理岩等。,3. 接触变质相及接触变质岩,成分特征,钙质变质岩,当岩石中Al2O3较富时，如泥灰岩等，变质后可出现透辉石、钙铝榴石组合。主要的岩石及其矿物组合有：透辉石钙铝榴石角岩，斜长石+钙铝榴石+透辉石+石英，透辉石钙铝榴石大理岩，方解石+钙铝榴石+透辉石。 透辉石钙铝榴石角岩等钙硅角岩产于接触晕圈中含CaO较高，常由钙铝榴石、透辉石、透闪石等组成。,3. 接触变质相及接触变
