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1、第六节变质岩（metamorphic rocks）,变质岩在我国和世界上皆有广泛分布。特别是前寒武纪地层，绝大部分是变质岩组成的。变质岩中含有丰富的金属矿和非金属矿，例如全世界铁矿销量，其中70%储藏于前寒武纪古老变质岩中。,地质地貌学上第五章,6.1 变质岩概念,变质作用：地壳中原有的岩石，由于经受构造运动、岩浆活动或地壳内的热流变化等内动力的影响，使其矿物成分和结构、构造发生不同程度的变化，统称为变质作用。变质岩：由变质作用形成的岩石称为变质岩。由火成岩形成的变质岩称正变质岩；由沉积岩形成的变质岩称副变质岩。,6.1.1 变质作用,6.1.2 变质岩的特点,变质作用是在较高的温度和一定的压
2、力条件下岩石基本上是在固态中进行的变化。它既不同于表生作用(常温常压)，也不同于岩浆作用。它的岩性一方面受原岩的控制而具有一定继承性；另一方面也因受变质作用而具有自己的特点，如含有新的变质矿物、变余结构和定向构造等。变质岩的特征，最主要的有两点： 一是岩石重结晶明显； 二是岩石具有一定的结构和构造，特别是在定向压力下矿物重结晶形成的片理构造。,6.1.3 变质作用的因素,1、温度 温度是变质作用的最积极的因素，它对于岩石可以导致如下的变化。 一是发生重结晶作用； 二是可以产生新的矿物。例如，高岭石和其它粘土矿物在高温影响下可形成红柱石和石英。 H4Al2Al2O9 Al2SiO5 +SiO2+
3、2H2O 高岭石 红柱石 石英 又如，硅质石灰岩在高温下，其为SiO2和CaCO3可重结晶成硅灰石： 550 CaCO3 SiO2 CaSiO3CO2 方解石 硅灰石,16 次课,温度、压力与化学活动性流体是控制变质作用的三个主要要素。,2、压力,变质作用的压力范围一般为0109Pa。地壳中岩石可以受到两种压力的作用：一是静压力，又叫围压，具有均向性。 另外一种是侧向压力，或称应力，例如当岩石受到挤压、断裂活动或岩浆侵入，一方面可使它变形或破碎；另一方面也可使它重结晶，并使岩石中片状或柱状矿物在垂直于应力方向生长、拉长或压扁，形成明显的定向排列，从而使岩石具有各种片理构造。,3、化学因素,当岩
4、石所处的化学环境发生变化，同样也可引起岩石的变质。如白云岩或菱镁矿等在热水作用下形成滑石： 3MgCO34SiO2H2OMg3Si4O10OH23CO2 菱镁矿 热水 滑石,6.2 、变质岩的矿物,其中一部分矿物是在其它岩石中也存在的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、磁铁矿以及方解石、白云石等。 还有一部分矿物是在变质过程中产生的新矿物，如石榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、红柱石、阳起石、透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石、石墨等。可以作为鉴别变质岩的标志矿物。 变质岩中矿物常常是在一定压力条件下重结晶形成的，所以矿物排列往往具有定向性和矿物形态具有延长性，甚至像石英和长石这类矿物，也经常形成
5、长条的形状。,地质地貌学上第五章,6.3、变质岩的结构,（一）变晶结构 1、粒状变晶结构 变质岩是重结晶而成的岩石，具有结晶质结构，这种结构统称为变晶结构。 2、斑状变晶结构 在个体较小的矿物集合体(基质)中分布有较大的矿物晶(斑晶)。 3、鳞片状变晶结构 有片状矿物平行排列形成的结构。 4、角岩结构 细粒它形变晶紧密相嵌形成的结构。,等粒变晶结构，显微镜下的石英转引自宋春青地质学基础,斑状变晶结构，显微镜下板岩中的红柱石斑晶，据宋春青,地质地貌学上第五章,（二）碎裂结构 又称压碎结构。岩石在应力作用下，其中矿物颗粒破碎，形成外形不规则的带棱角的碎屑，碎屑边缘常呈锯齿状，并常有裂隙及扭曲变形等
6、现象。 （三）变余结构 指变质岩中残留的原来岩石的结构，如变余斑状结构、变余砾状结构等。,地质地貌学上第五章,6.4 构造,变质岩构造按成因分为：变余构造，指变质岩中保留的原岩构造,如变余层理构造、变余气孔构造等；变成构造，指变质结晶和重结晶作用形成的构造，片理构造如板状、千枚状、片状、片麻状、条带状块状构造 如大理岩 石英岩,6.5 变质作用的类型及有关的变质岩,6.5.1、动力变质作用（一）动力变质作用的概念 岩层由于受到构造运动所产生的强烈应力的作用，可以使岩石及其组成矿物发生变形、破碎，并常伴随一定程度的重结晶作用，这种变质作用称动力变质作用。（二）形成的岩石 1、断层角砾岩 2、碎裂
7、岩 3、糜棱岩,6.5.2、接触变质作用,（一）热接触变质作用 指主要由于侵入体放出的热能使围岩的矿物成分和结构、构造发生变化的一种变质作用。它主要表现为原岩成分的重结晶，如石灰岩变为大理岩，砂岩变为石英岩等。,由于岩浆活动，在侵入体和围岩的接触带，产生变质现象，称为接触变质作用。通常形成于地壳浅部的低压、高温条件下，压力约为1073108Pa。,（二）接触交代变质作用,又简称接触交代作用，指岩浆结晶晚期析出大量挥发成分和热液，通过交代作用使接触带附近的侵入体和围岩的岩性和化学成分均发生变化的一种变质作用. 如酸性、中性侵入体与石灰岩的接触带，往往形成矽卡岩。,接触变质作用示意图c.接触带；s
8、k.矽卡岩；ls.石灰岩；sh.页岩转引自宋春青地质学基础,（三）形成的岩石,1、石英岩 指石英含量大于85%的变质岩石，由石英砂岩或硅质岩经热变质作用而形成。矿物成分除石英外，还可含少量长石、白云母及其它矿物。,2、角岩(又称角页岩) 是由泥质岩石（粘土岩、页岩等）、粉砂岩、火山岩等经热接触变质作用而成的变质岩，原岩已基本上重结晶，细粒变晶结构，块状构造，致密坚硬，一般为灰、灰黑和近于黑色。,是由碳酸盐岩（石灰岩、白云岩等）经热接触变质作用重结晶而成 的岩石。等粒变晶结构（由 细粒到粗粒），白、浅灰、 浅红等色。白色的称为汉白玉,大理岩中的弯曲状纹带,是石灰岩在变质过程中所含的非碳酸盐物质聚
9、集而成,16 次课,3、大理岩,石榴子石矽卡岩，岩石主要由石榴子石组成,主要在中、酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带，在热接触变质作用的基础上和高温气化热液影响下，经交代作用所形成的一种变质岩石。矿物成分比较复杂，主要有石榴子石、透辉石、硅灰石、绿帘石等，有时出现黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等矿物。,4、矽卡岩（夕卡岩）,6.5.3、区域变质作用,泛指在广大面积内所发生的变质作用，变质范围可达数万平方千米，前寒武纪的古老地块几乎都是由变质岩构成的；有时呈狭长带状分布，长可达数百、数千千米，宽可达数十、数百千米，如许多褶皱山脉（天山、祁连山、昆仑山、秦岭等）均有和其走向一致的变质岩带分布。由此可见，
10、区域变质作用往往和地壳活动、构造运动和岩浆活动等密切相关。（一）区域中、高温变质作用 这种变质作用的温度一般为550900，压力一般为510亿Pa，常常发生在地壳演化的早期，形成岩石主要为各种片麻岩、麻粒岩、角闪岩、混合岩等，并主要见于太古宙岩层中。,（二）区域动力热流变质作用 又称区域动热变质作用，或造山变质作用。主要见于各大褶皱带（所谓造山带），多呈长条带状分布，变质温度可以由低到高，高可到700甚至850；压力也可以由低到高，210亿Pa。所出现的变质岩石可以从深度到浅度变质，如从混合岩、片麻岩、片岩到千枚岩、板岩等。（三）埋藏变质作用 又称埋深变质作用、静力变质作用、负荷变质作用或地热
11、变质作用。这种变质作用形成温度较低，最高可达400500，但压力可以从低到高，所以常形成低温而压力不高的变质矿物如沸石类矿物，也可以形成低温高压的变质矿物如蓝闪石等。,（四）形成的岩石,区域变质带常见的岩石有板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。,眼球状混合岩，眼球由斜长石组成，最大直径3cm,肠状混合岩,石榴子石片岩石，石榴子为变斑晶，在变质过程中受到剪切；兰色为闪石，围绕石榴子石分布,福建永安奥陶志留系（O-S）板岩，岩石板理发育，板面上具有暗淡光泽。原岩为泥质岩，类复理石建造。,6.5 岩石总结,1 三大岩类成因的比较,岩浆岩是由岩浆自下而上逐渐冷凝形成的岩石，它的形成是一个降温降压的过程。沉积岩的母岩是先成的各类岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积、固结成岩作用形成的岩石，这个过程多半是在水介质中进行的，一般是常温常压。变质岩的母岩是岩浆岩和沉积岩，而变质作用的过程是一个升温升压的过程。,
