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1、变质岩总论部分变质岩的一般特征 1、变质岩的物质成分特征 2、变质岩的结构特征 3、变质岩的构造特征 4、变质岩的分类 主要内容 变质岩总论部分变质岩的一般特征 1、继承性:无交代作用发生的变质岩,其化学成分取决于 原来岩石的成分。 2、多样性:若有交代作用发生,会有组分的带入带出, 与原岩相比将会有很大的变化。 3、主要成分:SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、 MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O、 CO2、P2O5。与岩浆岩一致。 4、研究意义:有助于了解变质原岩类型、变质作用与交代 作用的特点、岩石分类命名的依据。 一、变质岩的物质成分化学成分特征 变质岩总
2、论部分变质岩的一般特征 一、变质岩的物质成分化学成分特征 5、等化学系列 原始总化学成分相同的所有变质岩,它们的矿物组合 的不同是由变质作用类型以及强度决定的。 原岩 变质岩 等化学 系列 泥质岩 红柱石角岩 蓝晶石片岩 矽线石片麻岩 等化学 系列 基性凝灰质砂岩 斜长角闪岩 千枚状砂质变质岩 变质岩总论部分变质岩的一般特征 等化学系列原岩类型化学成分特征矿物成分特征 富铝系列 (泥质岩类) 泥质沉积岩 (粘土岩、页 岩) 富Al、贫Ca 、 K2ONa2O 石英、酸性斜长石 、云母、绿泥石以 及富铝变质矿物 长英质系列 (石英长石系列 ) 砂岩、中酸性 岩浆岩及火山 碎屑岩 SiO2高, A
3、l2O3较低 石英、长石 碳酸盐系列灰岩及白云岩富Ca、Mg、 Fe,Al,贫Si 方解石、白云石、 滑石、透闪石等富 CaMg变质矿物 铁镁质系列基性岩浆岩、 铁质白云质泥 灰岩 富Ca、Mg、 Fe,含Al,贫K 、Na 长石、绿泥石、阳 起石等变质矿物 超铁镁质系列超基性岩浆岩 、 白云岩 富Mg、贫Ca 、Al、Si 滑石、透闪石、镁 铝榴石等 变质岩总论部分变质岩的一般特征 一、变质岩的物质成分矿物成分特征 (1)出现一些岩浆岩、沉积岩中都不出现的特征变质矿物,如红 柱石、堇青石、十字石、矽线石、蓝晶石、硅灰石等,它们分别产 出于不同的P-T条件。 (2)广泛发育纤维状、鳞片状、长柱
4、状、针状矿物,如矽线石、 绢云母等。 (3) 出现比重大、分子体积小的矿物,如石榴石、绿辉石。 (4) 变质岩中的矿物常发育变形现象。 (5) 变质岩中含(OH)的矿物与岩浆岩相比更发育。 (6) 变质岩中的石英,长石等矿物常具波状消光,裂纹也较发育 1、一般特征 与原岩的矿物成分及变质的物理化学条件有关。 较沉积岩、岩浆岩矿物成分复杂得多,而且有很大差别 变质岩总论部分变质岩的一般特征 黑云母 变质岩总论部分变质岩的一般特征 角闪石 变质岩总论部分变质岩的一般特征 叶蛇纹石(Antigorite ):由橄榄石、辉石及角闪 石经热液或退化变质形成 变质岩总论部分变质岩的一般特征 绿泥石(Chl
5、orite ):云母族矿物,属低 温低压的绿片岩相 变质岩总论部分变质岩的一般特征 红柱石(andalusite):富Al矿物,常由泥质岩经 低压变质形成。常呈柱状 变质岩总论部分变质岩的一般特征 红柱石(andalusite):横断面呈正方形,中心含炭 质包体而呈黑色 变质岩总论部分变质岩的一般特征 红柱石:无色,低正突起。一级灰白干涉色。中心具十字形 包裹体,称为空晶石。为接触变质及低级区域变质的产物。 变质岩总论部分变质岩的一般特征 空晶石:含十字形炭 质包体的红柱石。部 分已发生绢云母化 空晶石(chiastolite) 变质岩总论部分变质岩的一般特征 变质岩总论部分变质岩的一般特征
6、蓝晶石(Kyanite): 富Al矿物,常由 泥石岩经高压变质形成( 红褐色为铁染,白色为油漆) 变质岩总论部分变质岩的一般特征 变质岩总论部分变质岩的一般特征 蓝晶石含有石英及长石包体 变质岩总论部分变质岩的一般特征 矽线石(Sillimanite):富Al矿物,属高温变质矿物 。常与白云母一起出现于片岩及片麻岩中 变质岩总论部分变质岩的一般特征 矽线石:无色,正中突起。柱状。高温热接触及高级区域变 质矿物。二级兰干涉色,平行消光。 变质岩总论部分变质岩的一般特征 矽线石(Sillimanite): 变质岩总论部分变质岩的一般特征 纤蛇纹石,温石棉(Chrysotile):由橄榄石 、辉石及
7、角闪石经热液或退化变质形成 变质岩总论部分变质岩的一般特征 十字石(Staurolite ):富Al,常出现于富Al变质岩中 变质岩总论部分变质岩的一般特征 堇青石(cordierite):富镁的铝硅酸岩。 常与白云母共生,属中级变质矿物 变质岩总论部分变质岩的一般特征 滑石(Talc ) :常由富Mg矿物经低级变质形成 变质岩总论部分变质岩的一般特征 滑石(Talc ) :常由富Mg矿物经低级变质形成 变质岩总论部分变质岩的一般特征 一、变质岩的物质成分矿物成分特征 (二)几个概念: 1、稳定矿物:在特定变质条件下新形成的矿物(又称新生矿物) 或虽是原岩中的矿物,但在新的P-T条件下仍然保
8、持稳定的矿物,即在一定的变质条件下原岩经变质 结晶作用和重结晶作用形成的矿物(又称原生矿物) 。 2、不稳定矿物:指对某一变质作用的P-T条件来说是不平衡 的原岩中的矿物,因变质反应不彻底而保留 下来。又称残余矿物。他们常与新形成的矿物有 各种反应结构或交代结构并存。 变质岩总论部分变质岩的一般特征 3、特征变质矿物:变质岩中有些矿物,稳定存在的温度和压力范 围窄,能较好地反映特定的温度和压力条件。是 仅稳定存在于很狭窄的温度-压力范围内的矿物, 它对外界条件的变化反应很灵敏,所以常常成为 变质岩形成条件的指示矿物,如红柱石、蓝晶石 、 夕线石等。 一、变质岩的物质成分矿物成分特征 4、贯通矿
9、物:大部分矿物稳定存在的温度和压力范围较宽, 对温度和压力不敏感。是能在一个很大的温度 一压力范围内稳定存在的矿物,如方解石、石英。 变质岩总论部分变质岩的一般特征 3、变质岩中矿物成分的控制因素 包括2个方面原岩的化学成分和变质条件(P-T,流体等) (1) 原岩成分是决定因素,决定了变质岩可能出现何种矿物 。如,原岩为硅质石灰岩,成分为CaO、CO2、SiO2,变 质后形成大理岩可以含有方解石、石英、硅灰石。 (2) 变质条件(P-T,流体等)决定了具体何种矿物出现。 例如上述的硅质石灰岩,经热接触变质作用后,若P=1bar T470 C,形成方解石、硅灰石,或者石英+硅灰石 一、变质岩的
10、物质成分矿物成分特征 变质岩总论部分变质岩的一般特征 4、等物理系列 一、变质岩的物质成分矿物成分特征 相同的变质条件形成的所有变质岩。 基性原岩 泥质岩 麻粒岩 片岩 高温高压条件 高温高压条件 变质岩总论部分变质岩的一般特征 常用温度高低来划分等物理系列变质级 变质岩总论部分变质岩的一般特征 概念的提出: 由P.爱斯科拉(1914年)最先提出 5、变质相 矿物组合:一定变质条件下的共存的一组矿物 变质相:在一定的变质条件下形成的代表多种原岩 成分的矿物共生组合。 原岩化学成分 变质条件变质岩矿物组合 变质相 变质岩总论部分变质岩的一般特征 绿片岩 钙硅酸盐角岩 红柱石角岩 基性岩 碳酸盐岩
11、 泥质岩 原岩 变质岩 低温变质 低温变质 相 同 变 质 相 低温变质 长英质岩类 低温变质 黑云母长英角岩 变质岩总论部分变质岩的一般特征 相同的温度及压力,不同的原岩成分, 属于同一个变质相? 基性岩 碳酸盐岩 泥质岩 低温变质 绿片岩 钙硅酸盐角岩 红柱石角岩 变质岩总论部分变质岩的一般特征 不同的温度压力,相同的原岩成分,属 于同一个变质相? 泥岩 红柱石角岩 片麻岩 低温变质 高温变质 变质岩总论部分变质岩的一般特征 不同的温度压力,不同的原岩成分,属 于不同变质相 ? 泥岩 低温变质 碳酸盐岩 红柱石角岩 大理岩 高温变质 变质岩总论部分变质岩的一般特征 一个变质相包括各种原岩成
12、分的矿物共生组合。 近低温相:亚绿片岩相 沸石相 葡萄石-绿纤石相 蓝闪石-硬柱石相 低温相:绿片岩相 低绿片岩相 高绿片岩相 中温相:角闪岩相 低角闪岩相 高角闪岩相 高温相:麻粒岩相 榴辉岩相:极高压条件 透长石相:极高温条件 变质岩总论部分变质岩的一般特征 P.爱斯科拉最初划分了八个变质相,随着对变质作用 的深入研究与发展。在此基础上共划分了十一个变质 相,每个变质相都有一定的温度、压力范围。 变质岩总论部分变质岩的一般特征 二、变质岩的结构特征 1、什么是变质岩的结构? 指构成岩石的各矿物颗粒的大小、形状以及它们之 间的相互关系。 2、研究变质岩结构、构造的重要意义 反映形成过程; 反
13、映变质作用类型、因素、方式、变质程度,例如动力变质 作用具有碎裂结构; 为原岩恢复提供证据,如变余杏仁构造; 可以作为命名的依据,如片麻状构造岩石命名为片麻岩; 对水文和工程有影响,如应力下板理、片理等有利于水文, 而不利于工程。 变质岩总论部分变质岩的一般特征 变余结构 变晶结构 变形结构 交代结构 二、变质岩的结构特征 3、变质岩结构类型 成因分类 变质岩总论部分变质岩的一般特征 1、变余结构: 由于变质、重结晶作用不完全,原来岩石的结构特征被部 分地保留下来形成的结构。 变余结构命名:变余+原岩结构 常见于变质程度较浅的变质岩中,是恢复原岩的重要证据 。 受原岩结构影响:粒度愈粗、矿物成
14、分愈稳定,愈易 形成 变余结构。 二、变质岩的结构特征变余结构 变质岩总论部分变质岩的一般特征 原岩为岩浆岩的变 余结构 二、变质岩的结构特征变余结构 变余斑状结构:斑晶与基 质均已发生变质,但仍然 保留斑状结构外形 变质岩总论部分变质岩的一般特征 变 余 斑 状 及 溶 蚀 结 构。钠 长 石 呈 变 斑晶,边 缘 有 变 余 溶蚀现象 变质岩总论部分变质岩的一般特征 变余辉绿结构:暗色矿物已变为纤闪石(右) 变质岩总论部分变质岩的一般特征 原岩为沉积岩 的变余结构 保留碎屑岩外 貌,胶结物已 重结晶 二、变质岩的结构特征变余结构 变余碎屑及角砾状结构 变质岩总论部分变质岩的一般特征 变质岩
15、总论部分变质岩的一般特征 变质石英砂岩,辽宁。磨圆的石英颗粒之间分布的石英 粘土已经变质为绢云母。 变质岩总论部分变质岩的一般特征 变余泥状结构、变余层理构造 变质岩总论部分变质岩的一般特征 二、变质岩的结构特征变晶结构 2、变晶结构 岩石在固态条件下,由重结晶和变质结晶作用形成的结构 。是变质岩中最常见之结构。 变晶(blast):由变质结晶产生的变质矿物 变晶矿物的形状、大小、自形程度以及相互关系反映的结构 (blastic texture),这是变质岩中最普遍的结构类型 变质岩总论部分变质岩的一般特征 外貌上与岩浆岩的结晶结构相似,但是有区别: 全部由晶体矿物组成,没有火山玻璃 各个矿物
16、颗粒几乎是同时生长,矿物自形程度较差。 矿物自形程度不表示结晶的先后顺序,而是代表矿物结 晶能力的大小。 变斑晶同时或晚于基质的形成,常含有较多的基质 柱状、片状及放射状矿物发育,常定向排列 二、变质岩的结构特征变晶结构 变质岩总论部分变质岩的一般特征 二、变质岩的结构特征变晶结构 变晶结构分类:结构的4个要素分类 1、按变晶粒度大小分: 2、变晶自形程度分: 3、变晶形态分: 4、变晶矿物的相互关系分: 变质岩总论部分变质岩的一般特征 2、按变晶矿物形态划分 二、变质岩的结构特征变晶结构 (a)等粒结构,(b)不等粒结构,(c)斑状变晶结构 a.b. 变质橄榄岩(橄榄岩); c.石榴石-黑云母-斜长石-白云母-石英片岩。 1、按变晶粒度大小变晶矿物相对大小 变质岩总论部分变质岩的一般特征 斑