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1、变质岩岩石学第六章 接触变质作用 及接触变质岩本章重点1. 掌握接触变质作用的概念；2. 掌握接触变质岩一般特征；3. 掌握两类接触变质岩的主要鉴别特征。本章难点1. 接触变质岩的识别标志；2. 热接触变质岩与区域变质岩的鉴别特征。6 接触变质作用及接触变质岩6.1概述1概念接触变质作用（contact metamorphism） 在岩浆作用影响下，围岩受岩浆散发的热量及挥发分的影响，发生重结晶或变质结晶，有时伴有交代作用的过程。 6.1概述接触变质作用的主要制约因素是温度、挥发分。 温度的变化来自于岩浆热影响，使围岩产生重结晶或变质结晶；开放条件下，岩浆的挥发分主要以流体势差（压力差、浓度差
2、）影响围岩化学成分变化，即产生交代作用。因此，接触变质作用可进一步细分为三种。 6.1概述1）热接触变质作用（contact thermal metamorphism） 围岩仅受岩浆温度的影响而产生重结晶和变质结晶的过程。在该作用过程中，挥发分仅起到溶剂、催化剂作用；围岩在变质过程中化学成分基本不变，故形成的变质岩与原岩为等化学系列；其变质因素主要是T，而P、C为次要的。 6.1概述2）接触交代变质作用（contact metasomatic metamorphism）围岩受岩浆温度、挥发分的影响，使接触带附近 的岩浆体与围岩之间产生交代作用，发生化学成分改 变和重新组合的一种变质作用。该作用
3、最显著的特点是成分的重组，形成与岩浆 体或围岩不同的成分组合，以变质结晶、交代和充填 结晶构成新的岩石。该过程的变质因素主要是T、C，故变质过程为开 放体系。 6.1概述3）高热（烘焙）变质作用（pyrometamorphism）火山岩浆与围岩接触时产生的高温变质作用。该作用与热接触变质作用类似，但温度更高。 结论 接触变质作用是产生在岩浆与围岩 的接触带，故为一种局部变质作用，一般温度 为300800（高热变质作用的温度可达900 以上），压力0.020.3GPa。 6.1概述2接触变质岩按照接触变质作用类型主要有两类：1）热接触变质岩（contact thermal metamorphic
4、 rock）： 由热接触变质作用（包括高热变质作用）形成的变质岩。2）接触交代变质岩（contact metasomatic metamorphic rock）： 由接触交代变质作用形成的变质岩。 6.1概述接触交代变质岩与气液交代变质岩（后续详述）均为以交代作用为主要变质方式形成的变质岩，其过程为T、C主导的开放体系。基于上述特点，在有的变质岩分类中，将接触交代变质岩与气液交代变质岩合并在一起，统称为交代变质岩。本次教学体系中，两者分别讲授，在岩石认识时放在一起，便于对比和鉴别。 6.2热接触变质岩及变质相、带 1分类和定名总的原则与区域变质岩相似。1）分类从等物理及等化学系列的原则出发，同
5、时考虑产物特点（表61）。 2）定名仍以矿物组合及结构、构造的特点，加上基本名称。 6.2热接触变质岩及变质相、带 未完待续6.2热接触变质岩及变质相、带 未完待续6.2热接触变质岩及变质相、带 完6.2热接触变质岩及变质相、带 2基本岩石类型及特征1）斑点板岩具板状构造，板理可为继承性的，也可是岩浆侧 向压力较大时形成的；常为变余结构。少量新生矿物为雏晶，呈斑点状、不定向分布（ 与变质分异的成核作用有关）；岩石总体结晶不完全 ，保留较多原岩特征。常为泥质岩石热变质程度较低时形成的产物。不定向的斑点状新生矿物是热变质的鉴别标志。 6.2热接触变质岩及变质相、带 2）角岩角岩（细显微晶质的（鳞片
6、）粒状变晶）结构，常为块状构造，岩石致密坚硬。进一步定名按矿物组合，如：长英质角岩、堇青石角岩，等。原岩常为泥、砂岩，火山岩等。该类岩石为最常见的一类热接触变质岩，以其特殊的结构与其他岩类区别。6.2热接触变质岩及变质相、带 堇青石角岩变斑晶堇青石变基质具角岩结构6.2热接触变质岩及变质相、带 3）（接触）片岩、片麻岩其组成特征（矿物成分、结构、构造）基本同区域变质的片岩、片麻岩，但成因不同。定向构造可能是继承性的（如区域变质的千枚岩再热变质），也可能是岩体侵位时侧向挤压（原岩为非变质的块状岩石时）而形成。可从岩石组合、产状和分布与区域变质的相似岩类区别。 6.2热接触变质岩及变质相、带 4）
7、大理岩、石英岩仍与区域变质的相似，但成因不同。5）极轻度热接触变质岩一般在原岩特征基础上有热接触变质现象，定名 时则在原岩名称前，冠以 “变质” 或 “角岩化” 修饰， 如：“角岩化泥岩、变质细砂岩” 等。热接触变质岩最重要的特点是产于岩体外侧，并 具有特殊的产状和分布特点，即构成热接触变质晕。 6.2热接触变质岩及变质相、带 透辉石符山石大理岩6.2热接触变质岩及变质相、带 3热接触变质带（晕）1）概念热接触变质带（晕） （aureole of contact metamorphism）： 由于温度梯度效应，热接触变质程度不同的岩石（在平面上）以岩体为中心呈环带状 顺序分布而构成的变质带。一
8、般变质程度高的离岩体近，向外直至过渡为未变质的围岩；热接触变质带的界线在地质上具有等温 线的意义，即同一带内的岩石为等物理系列。 6.2热接触变质岩及变质相、带 2）影响（热接触变质带宽度、形态及其变质强度的）因素岩浆岩体的成分：主要是挥发分的性质、含量，组分活动性、温度和含量高，变质带就宽；岩体冷却深度和速度：一般冷却深度大，缓慢，变质带就宽；侵入体体积和热容量：体积大，热容量就大，有利于变质带发育；热变质P、T变化6.2热接触变质岩及变质相、带 围岩成分和性质：泥质岩、碳酸盐岩热敏性好，易发生热接触变质；颗粒细，孔隙度大者易发育，而长英质岩发育差；岩体形态、接触面及与围岩产状关系：接触面缓
9、，与围岩走向垂直时，易发育变质带。 6.2热接触变质岩及变质相、带 3）热接触变质带的划分热接触变质带的分带现象反映了变质强度在空间上的变化，划分的主要依据有：某些岩石类型中，特定变质矿物或特定变质矿物组合的首次出现（见表61）；岩石结构、构造的改变。一般情况下，变质带的划分应以反应灵敏的原岩（泥质岩、碳酸盐岩）为依据。6.2热接触变质岩及变质相、带 4）研究意义认识控制因素，发展变质理论；利用晕带判断隐伏岩体位置，大小、形态等，为地调、找矿提供更多信息；热接触变质作用是某些矿床（如刚玉、红柱石、硅灰石）的成矿控制条件。 6.2热接触变质岩及变质相、带 4接触变质相从变质相本质的角度说，接触变
10、质相与低压型区域变质相相似，但接触变质相的决定因素是温度，其 地热梯度60/km，且分布局限。接触变质相由低到高分为三个相（表61）：1）钠长绿帘角岩相T300450（P一定时T变化范围50），P 0.050.4GPa，大致相当于铁质堇青石、黑云母在 外带形成的最低温度。 6.2热接触变质岩及变质相、带 2）（普通）角闪角岩相T350750，P0.050.35GPa，以绿帘石 消失，普通角闪石出现，斜长石号码突变（An5到 An20）为标志；P一定时，T范围为250。3）辉石角岩相T6001000，P0.020.35GPa，以角闪石 分解，辉石形成为代表。此外，还有一个透长石相，但只形成于淬火
11、条件 下，其T9451005，P0.020.08GPa，极少见 。 6.3接触交代变质岩1接触交代变质作用的特点1）控制作用的主导因素是T、C，故在重结晶、变质结晶的同时伴随交代作用。2）一般该作用产生于挥发分不易散逸的中等深度，挥发分从残余熔浆中 “再沸腾”（由于P的降低导致挥发分升温从熔浆中分离），可能成为超临界溶体，故又具有气成水热（接触）变质作用特点。 6.3接触交代变质岩3）这种作用不仅在围岩（外接触带）中产生，也在侵入体边部（内接触带）产生。4）侵入体、围岩性质及成分、接触带形态、裂隙等构造条件是作用产生的地质条件。一般在宽缓接触面，裂隙等发育的中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触部位最易形
12、成这类岩石，也是最常见的接触交代变质岩，称为矽卡岩。 6.3接触交代变质岩2矽卡岩及其类型1）概念矽卡岩（skarn） 中酸性侵入岩与碳酸盐岩，有时与凝灰岩等接触时产生接触交代变质作用而形成的岩石。矽卡岩产于特定的接触条件，其组分来自于岩体和围岩，交代反应生成物的构成其矿物组合，该组合通常为不平衡的组合。6.3接触交代变质岩2）矽卡岩的分类在岩石学中通常按矿物成分分类。此外还有：按化学成分和矿物成分分为：钙质矽卡岩、镁质矽卡岩；也是最常见的分类之一。按产出于接触带的部位分：内矽卡岩、外矽卡岩；此种分类主要与矿产有关。按矿物组合特点及成因分：干矽卡岩、湿矽卡岩；主要与温度和流体含量有关。6.3接
13、触交代变质岩3）主要矽卡岩类钙质矽卡岩为最常见的矽卡岩类，主要由钙质石榴石辉石 等钙铁硅酸盐矿物组成的岩石，形成于中浅深度； 普遍含高温气成矿物（电气石、白云母等）和热接触 变质矿物（硅灰石、透闪石等），晚期可出现绿色矿 物及金属矿物（硫化物及氧化物）。岩石外表（颜色、结构、构造）变化复杂，常为 粗粒，斑杂状；比重较大，多含金属矿物，矿物分相 带较清楚，为中酸性侵入岩与石灰岩接触处形成。 6.3接触交代变质岩绿帘石石榴石矽卡岩6.3接触交代变质岩镁质矽卡岩以广泛出现富镁硅酸盐矿物及组合为特点，为中酸性侵入岩与白云岩接触处形成。岩石基本构成特点类似于钙质矽卡岩。该类较少见，但其成矿特点比较重要。
14、详细内容在矿床学及相关资料中介绍。 6.3接触交代变质岩3矽卡岩成因1）矽卡岩的分带按产出位置分带：外带（靠围岩一侧），内带 （靠侵入体一侧）；按矿物相分带或岩石分带：如石英闪长岩透 辉矽卡岩石榴石矽卡岩硅灰石矽卡岩大理岩 石灰岩；按交代带分：有三种类型，即岩浆型矽卡岩带，脉状矽卡岩带，变质矽卡岩带。 6.3接触交代变质岩2）矽卡岩的成因特点矽卡岩的产状受构造及接触带特点控制，一般为似层状、扁豆状、脉状等不规则状；一般认为矽卡岩的形成时间与侵入体固结同时或稍晚；形成深度12km，温度200800； 6.3接触交代变质岩矽卡岩的形成过程是双交代作用，对围岩一般 是CO2，CaO或MgO的带出，Fe、Si、Al的带入；对 侵入岩是CaO或MgO代入及Si，碱金属带出。此外还 可有气成元素（F、Cl、B等）及金属元素（Pb、Zn 、W等）加入；主要的矽卡岩成因方式有：扩散双交代、接触 渗透交代、干交代（Si、Al、Ca、Fe交代，与辉石角岩相形成相似）及热变质说（湿矽卡岩，矿物组合以 含水的为主，似青磐岩）。 6.3接触交代变质岩3）分布及矿产分布广泛，在我国以长江中下游著称。矿产主要为有色、铁、稀土、铀等；硅灰石、石榴石等还可作非金属矿产，如填料、磨料；质纯透明者可加工成宝石饰品。
