第三章 变质岩的基本特征和分类命名

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1、第三章 变质岩的基本特征和分类命名1一、变质岩的化学成分和化学类型二、变质岩的矿物成分三、变质岩矿物共生组合的规律四、变质岩的结构和构造五、变质岩的成因分类第三章第三章 变质岩的基本特征和分类命名变质岩的基本特征和分类命名2变质岩基本特征分类命名组成构成化学组成矿物组成结构构造成因分析岩相学岩理学3一、变质岩的化学成分和化学类型1. 变质岩的化学成分原岩变质作用的特点原岩性质 变质岩类型 岩浆岩沉积岩变质岩正变质岩副变质岩复变质岩41. 变质岩的化学成分沉积岩 岩浆岩 变质岩 变质岩 成分具继承性 多样性 伴随交代作用 不伴随交代作用 变质岩的化学成分与岩浆岩一样，仍以氧化物的质 量分数来表示

2、。 5变质作用特点：等化学变质 变质岩化学成分 原岩化学成分恢复原岩类型 对比变质地层变质岩的化学成分是影响矿物成分的主要因素，在一定温压条件下，它决定了变质岩的矿物组合。 因此，化学成分研究对变质岩矿物组合及变质作 用温压条件的研究也具有重要意义。 6变质作用特点：异化学变质 变质岩的化学成分 原岩的化学特征 交代作用的类型和强度推断原岩成分特点 了解交代过程中元素带入带出情况 交代作用的特点和强度 7变质作用特点：变质作用过程中，原岩的矿物成分、结构构造都可发生改变，乃至完全消失。然而，一般变质作用则 基本不改变原岩的主要化学成分。8变质岩的两种成因分类：等化学系列等化学系列是指具有同一原

3、始化学成分同一原始化学成分的所有岩石，其中矿物组合不同是由变质作用类型和强度决定的eg. 基性岩石在区域变质条件下，随着变质程度增加，出现绿片岩绿帘角闪岩角闪岩辉石麻粒岩构成一个等化学系列。泥质岩则出现板岩千枚岩片岩片麻岩系列等物理系列等物理系列是指同一变质条件下同一变质条件下形成的所有岩石，其矿物组合的不同是由原岩化学成分决定的eg. 一个变质相或变质带的岩石91. 变质岩的化学成分变质岩的化学成分复杂多样。对于无交代作用的变质岩，其化学成分(除水和碳酸外)和原岩化学成分几乎相同，并不发生明显的变化。但当有交代作用进行时，其化学成分可以发生很大的改变，并随着交代作用的性质和强度的不同而变化。

4、结论：变质岩的化学成分既具有继承性，又具有多样性。101. 变质岩的化学成分%SiO2Al2O3FeO+Fe2O3MgO+CaO正变质岩35780.862831530，极少大 于47 副变质岩0901740不定CaO 达55研究意义研究意义1. 有助于恢复和判定变质岩原岩性质和类型；2. 了解变质作用类型和交代作用特点；3. 进而对变质岩进行分类、副变质岩地区的地层划分和对比；4. 指导找矿勘探都有意义112 变质岩的化学类型划分可将变质岩划分为五个等化学系列，即：(1)泥质岩类：富铝、钾的泥质岩。(2)长英质岩类：变质砂岩、硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩(3)碳酸盐岩类：富钙镁的碳酸盐岩类原岩。(

5、4)基性岩类：基性岩浆岩、凝灰岩及含显著数量的Ca、Al等的不纯泥灰质沉积物转变而来的变质岩。(5)镁质岩类：镁铁的超基性岩和成分相当的沉积岩原岩。 12泥质和基性 泥质和基性变 质岩矿物组合 随P-T条件变 化快，是划分 变质带、变质 相的标志钙质和镁质长英质对温压 条件变化 敏感程度降低强度 (能干性)变小镁质基性长英质钙质在强变形的大理 岩长英质片麻岩 中往往可看到未 变形的角闪岩包 体，就是二者能 干性差异造成的 泥质132 变质岩的化学类型划分泥质质、钙质钙质 是两个副变质变质 岩石系列。而镁质变质镁质变质岩原岩主要是超基性岩浆浆岩。因此，这这三类变质类变质 岩原岩性质问题质问题 不

6、大。判断长英质和基性两类变质岩原岩性质质是一个较较复杂杂的问题问题 ，需综综合考虑虑地质产质产 状、岩石组组合、变变余的结结构构造、岩石化学等多方面特征。当强烈的变质变质 、变变形使得地质产质产 状、变变余结结构构造破坏、消除时时，用岩石岩石化学方法恢复原岩更化学方法恢复原岩更显显显显得重要得重要 .14图19-1 区分正、副片麻岩的Werner（1987）图解正片麻岩副片麻岩这两个图解均采用氧化物质量百分数（岩石化学分析结果）之比作化学 参数，使用起来比较方便。需注意的是CaO-MgO-图解中是全 氧化亚铁 ， =FeO+0.8998 Fe2O3(WB%) 使用时将CaO、MgO、 三者之和

7、换算为100。 图19-2 CaO-MgO-图解副角闪岩正角闪岩15一、变质岩的化学成分和化学类型二、变质岩的矿物成分三、变质岩矿物共生组合的规律四、变质岩的结构和构造五、变质岩的成因分类第二章第二章 变质岩的基本特征和分类命名变质岩的基本特征和分类命名16原岩的化学成分是形成变质岩的物质基础，而物理化学条件则是变质岩出现什么矿物或矿物组合的决定 条件。例如：原岩为含有硅质的石灰岩，其反应为CaCO3SiO2CaSiO3CO2当压力为0.1MPa、温度低于470时，矿物组合为 方解石石英；温度高于470，形成方解石硅灰石或石英十硅 灰石组合。 二、变质岩的矿物成分17变质岩矿物成分取决于原岩的

8、化学成分及形成时的物化条件。研究岩石的矿物成分可推断岩石的化学类型 。1. 变质岩中矿物的特点1) 与岩浆岩相比变质岩中不含玻璃质，副长石、鳞石英、透长石等也不存 在。2) 与沉积岩相比粘土矿物、膏盐矿物、蛋白石、玉髓等在变质岩中已不存 在。二、变质岩的矿物成分18二、 变质岩的矿物成分结论：不同的矿物或矿物组合 形成于一定的T-P区间。 19二、 变质岩的矿物成分变质岩的矿物成分相对于岩 浆岩和沉积岩更 为复杂多样，其 特点有五： 20常见矿物在岩浆岩、沉积岩、变质岩中的分布21二、 变质岩的矿物成分(1) 红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、阳起石、透闪石、滑石、叶蜡石、蛇纹石、硬绿泥石、方柱

9、石、硅灰石、符山石等，主要在变质岩中分布。提示：提示：当岩浆受同化混染作用当岩浆受同化混染作用( (出现红柱石、矽出现红柱石、矽 线石等线石等) )、岩浆岩受热液作用发生交代蚀变、岩浆岩受热液作用发生交代蚀变( (出出 现阳起石、透闪石、蛇纹石等现阳起石、透闪石、蛇纹石等) )！22二、 变质岩的矿物成分(2) 变质岩中广泛发育纤维状、鳞片状、长柱状、针状的矿物，且常见它们作有规律地定向排列，如阳起石、透闪石、云母、滑石、蛇纹石、矽线石等。(3) 变质岩中含水(以OH为代表)的矿物与岩浆岩相比更为发育。 23二、变质岩的矿物成分(4) 变质岩中的石英、长石等矿物常具波状消光，裂纹也较发育。 (

10、5) 变质岩中常发育分子体积小、相对密度大的矿物。结论：结论： 变质岩的矿物成分既决定于原岩变质岩的矿物成分既决定于原岩的化学成分，也与形成时的变质条件相关。的化学成分，也与形成时的变质条件相关。 24原岩化学成分的影响例证硅质灰岩，主要成分为CaCO3和SiO2，经变质后可出现Q、Cc、Wo等碳酸盐和钙硅酸盐矿物，而不会出现And、Ky、Sil等富铝矿物成分为纯SiO2的硅质岩，在变质作用过程中仅出现Q，形成纯的石英岩，而不会出现任何其它矿物因此，研究岩石的矿物成分可推断岩石的化学类型25二、变质岩的矿物成分常见低级变质矿物 绿泥石绿泥石蛇纹石蛇纹石绢云母绢云母26二、 变质岩的矿物成分中级

11、变质矿物 白云母白云母黑云母黑云母石榴石石榴石蓝晶石蓝晶石十字石十字石27二、 变质岩的矿物成分中、高级变质矿物 矽线石矽线石刚玉刚玉石榴石石榴石透辉石透辉石28二、 变质岩的矿物成分变质岩中，矿物成分的成因分类：(1) 新生(变晶)矿物：在变质作用过程中新生成(通 常为变质结晶)的矿物。如：红柱石。(2) 原生矿物：在变质作用过程中保留下来的原岩中的稳定矿物。如：部分石英。(3) 残余矿物：在变质作用过程中残留下来的原岩中的不稳定矿物。如：长石。29二、 变质岩的矿物成分30二、 变质岩的矿物成分新生矿物、原生矿物对于一定的变质条件都是稳定存 在的，所以可统称为稳定矿物。某些新生矿物的稳定范

12、围窄，但对指示原岩成分和变 质作用性质、强度有特殊意义，称为特征变质矿物。结论： 研究变质岩的矿物成分的特征，对恢复原岩的化学成分特点和判断变质过程中的物理化学条件是极为 重要的。 31一、变质岩的化学成分和化学类型二、变质岩的矿物成分三、变质岩矿物共生组合的规律四、变质岩的结构和构造五、变质岩的成因分类第二章第二章 变质岩的基本特征和分类命名变质岩的基本特征和分类命名32三、变质岩矿物共生组合的规律 变质岩的矿物共生组合：变质岩中同时形成的彼此平衡共存的一组矿物。 所谓 “平衡共存” 是指这些矿物之间彼此接触而不存在变质反应关系。变质岩的矿物成分虽复杂，但可根据变质岩的矿物共生组合，来认识其

13、组成特征和变化规律，为变质岩分类和变质作用研究奠定基础。 33三、变质岩矿物共生组合的规律变质岩的矿物共生组合与原岩的化学成分和变质条 件存在着依存关系。影响变质岩矿物共生组合的控制因素是原岩的化学 成分和变质作用过程中的物理化学条件。为此，提出了 等物理系列的概念。等物理系列：变质条件相同，而原岩化学成分不同 所形成的矿物共生组合。 提示：提示：对应于等物理系列有等化学系列！对应于等物理系列有等化学系列！ 34三、变质岩矿物共生组合的规律 1、矿物组合及其确定标志 (1) 矿物(共生)组合矿物(共生)组合的含义：一定化学成分的岩石达到化学平衡时的矿物成分称矿物组合。矿物组合是化学成分和变质条

14、件的反映。对于进变质而言，多代表热峰变质条件。35三、变质岩矿物共生组合的规律 (2)矿物（共生）组合的确定标志 平衡共生的矿物都有相互接触关系（早期包裹体除外） 平衡共生的矿物之间无反应或交代关系。 同种矿物不同颗粒的化学成分及光性特征相近， 如果有环 带，则其边部的化学成分及光性特征相近。 岩石不同部位共生矿物对之间的元素分配系数近相等。 矿物共生关系应符合矿物相律，即矿物相数不超过惰性组分数3637三、 变质岩矿物共生组合的规律由于对变质矿物共生组合规律研究， 导致了 “变质相” 概念的提出。变质相：变质过程中同时形成的一套矿物共生组合及其形成时的物理化学条件。一个变质相包括了在一定物化

15、条件下形成的，代表多种原岩化学成分的变质矿物组合。 38三、变质岩矿物共生组合的规律对于某一变质相来说，一定化学成分的岩石，生成 的变质矿物共生组合是固定的。地区不同而原岩化学成分相似，在相同的变质条件 下，其矿物共生组合也是相同的。同一等物理系列岩石属 于同一变质相，其矿物共生组合也是相同的。由上可知，不同的变质相应有不同的矿物共生组合。 结论： 变质相的概念揭示了原岩化学成分、变质岩矿物共生组合和变质条件三者之间的内在联系。39一、变质岩的化学成分和化学类型二、变质岩的矿物成分三、变质岩矿物共生组合的规律四、变质岩的结构和构造五、变质岩的成因分类第二章第二章 变质岩的基本特征和分类命名变质岩的基本特征和分类命名40四、 变质岩的结构和构造变质岩的结构：岩石组分的形状、大小和相互关系。着重于组分（通常为矿物）个体的性质和特征。变质岩的构造：由岩石组分在空间上的排列和充填所反映的岩石构成方式。着重于矿物集合体的空间分布特征。因此，变质岩结构、构造的基本含义与前面岩浆岩、沉积岩中所论述的是相当的。41四、 变质岩的结构和构造变质岩的结构构造和化学成分、矿物成分一起，是变质岩的最基本的特征，是恢复原岩、再造变质作用历史及岩石分类命名的标志。变质岩的化学成分主要反映原岩特点；变质岩的矿物成分主