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1、2018/10/17,*,普通地质学,第十六章 变质作用与变质岩,16.1 变质作用的因素（温度）,变质作用地壳中已经形成的岩石在基本上处于固体状态下，受到温度、压力及化学活动性流体的作用，发生矿物成分，化学成分，岩石结构和构造变化的地质作用。,脱水 吸热,蛋白石 石英 高岭石 红柱石+石英+水,2.形成新的矿物使岩石内部物质重新组合，非晶质变为结晶质，形成新的矿物。,石灰岩 大理岩；泥质岩 角岩；石英砂岩 石英岩。,1. 重结晶作用使晶粒细小的岩石变成晶粒粗大的岩石。,主要有来自地球内部的热能（地热、岩浆热、岩石断裂产生的高温等），不同区域，不同深度，热能也不同。温度升高增加了岩石内部质点的
2、活动性，因而使岩石产生物理化学变化：,一、温度,第一节 变质作用的因素,16.1 变质作用的因素（温度）,大理岩（marble）,16.1 变质作用的因素（温度）,角岩（hormfels）又称角页岩,原岩主要为粘土岩、粉砂岩、火成岩和各种火山碎屑岩。,压力增大往往伴随着温度升高，因此在温度、压力的共同作用下，也会产生重结晶并形成新的矿物。如：泥质岩 板岩、千枚岩、片岩,16.1 变质作用的因素（压力）,钙长石 橄榄石 石榴子石,1.静压力（均衡压力或围压）由上覆岩层的重力引起的。 静压力使岩石的体积缩小，密度加大，变的致密坚硬，并形成新的矿物。如 :,二、压力,2.定向压力（侧压力、动压力、应
3、力）,由构造运动或岩浆活动引起的挤压力，使岩石中矿物垂直于压力方向排列，产生片理构造 片麻状构造等。同时还能形成新的矿物：石英 、云母 、绿泥石 、石墨等。,CaAl2SiO8+(Mg*Fe)2SiO4 Ca(Mg*Fe)2Al2(SiO4)2,16.1 变质作用的因素（压力）,二、压力,2.定向压力（侧压力、动压力、应力）,片理构造,16.1 变质作用的因素（压力）,二、压力,2.定向压力（侧压力、动压力、应力）,片理构造, 压应力作用下矿物的定向排列, 剪切应力作用下矿物的定向排列,16.1 变质作用的因素（压力）,二、压力,2.定向压力（侧压力、动压力、应力）,角闪斜长片麻岩(片麻状构造
4、),橄榄石 蛇纹石；辉石 绿泥石、绢云母； 黑云母 绿泥石、绢云母,16.1 变质作用的因素（化学活动性流体）,三、具有化学活动性的流体,1.来源：主要来自岩浆和深层热水溶液，也可以是原来的岩石中的流体。,2.成分：主要是水、二氧化碳以及氧、氟、氯、硼、磷等易挥发性组分。,3.作用方式：流体与温度、压力等共同作用，活动在岩石的破碎带、接触带以及矿物颗粒间的空隙中，与周围物质进行一系列反应，将岩石中的一些元素熔滤出来，引起岩石物质成分的变化。如：,上述三种因素相互联系，相互影响，共同作用，只是在一定的地质条件下，某种因素起主要作用而已。,16.2 变质岩的特征（矿物）,一、变质岩的矿物,一部分矿
5、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、石墨等变质矿物。这些矿物是在特定环境下形成的稳定矿物，是鉴别变质岩的标志矿物。,第二节 变质岩的特征,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，特别是在一定压力下矿物重结晶形成的片理构造。,16.2 变质岩的特征（矿物）,石榴子石,16.2 变质岩的特征（矿物）,蓝闪石,16.2 变质岩的特征（矿物）,绢云母,16.2 变质岩的特征（矿物）,
6、绿泥石,16.2 变质岩的特征（矿物）,红柱石,16.2 变质岩的特征（矿物）,阳起石,16.2 变质岩的特征（矿物）,透闪石,16.2 变质岩的特征（矿物）,蛇纹石,16.2 变质岩的特征（矿物）,石 墨,16.2 变质岩的特征（矿物）,16.2 变质岩的特征（矿物）,滑 石,16.2 变质岩的特征（结构）,二、变质岩的结构,变质岩地壳中原来已经存在的各种岩石（沉积岩、岩浆岩 或变质岩） ，在温度、压力和化学活动性流体的作用下，使原来的岩石在结构、构造或物质成分上发生变化而形成的新岩石。变质作用的类型是变质岩划分大类的依据。,变晶结构原岩在固态下发生重结晶、变质结晶作用，形成的结晶质结构。如
7、：粒状变晶结构（石英岩、大理岩）、鳞片变晶结构（千枚岩、云母片岩）等。,变余结构变质程度较低，重结晶和变质结晶不完全，保留有原岩的结构。 如：变余泥质结构（板岩）、变余斑状结构等。,16.2 变质岩的特征（结构）,二、变质岩的结构,板岩(变余泥质结构),16.2 变质岩的特征（结构）,二、变质岩的结构,蚀变安山岩(变余斑状结构),16.2 变质岩的特征（结构）,二、变质岩的结构,石英岩(粒状变晶结构),16.2 变质岩的特征（结构）,二、变质岩的结构,大理岩(粒状变晶结构),16.2 变质岩的特征（结构）,二、变质岩的结构,千枚岩（鳞片变晶结构）,16.2 变质岩的特征（结构）,二、变质岩的结
8、构,云母片岩（鳞片变晶结构）,16.2 变质岩的特征（构造）,三、变质岩的构造,变余构造岩石变质后仍保留原岩的构造特征。如：变余层理构造、变余波痕构造、变余气孔构造等。,板岩,千枚岩,片岩,片麻岩,斑点板岩,变成构造原岩通过重结晶、变质结晶形成的构造。如：斑点构造（斑点板岩）、板状构造（板岩）、千枚状构造（千枚岩）、片状构造（片岩）、片麻状构造（片麻岩）等。,石灰岩 大理岩,石英砂岩 石英岩,16.3 变质作用类型及代表岩石（接触变质）,接触变质作用形成的角岩,第三节 变质作用类型及代表岩石,根据变质因素和地质条件的不同分为五种类型：,一、接触变质作用岩浆侵入与围岩接触的地带，由于温度增高和气
9、水热液与围岩发生的作用。,1.接触热变质作用以温度增高为主，岩石受热后发生矿物的重结晶。,泥质岩 斑点板岩、角岩,16.3 变质作用类型及代表岩石（接触变质）,第三节 变质作用类型及代表岩石,根据变质因素和地质条件的不同分为四种类型：,一、接触变质作用岩浆侵入与围岩接触的地带，由于温度增高和气水热液与围岩发生的作用。,2.接触交代变质作用除温度以外，来自岩浆的挥发性物质（气水热液）与围岩发生交代作用，使岩石发生复杂的化学变化，并产生新的矿物。最典型的代表是：酸性岩浆与碳酸盐岩石接触交代，形成矽卡岩，并且常形成矽卡岩矿床。,16.3 变质作用类型及代表岩石（接触变质）,矽卡岩,16.3 变质作用
10、类型及代表岩石（接触变质）,矽卡岩矿床,从岩浆中分泌出来的气体和热水溶液与易起化学反应的围岩发生接触交代而形成的矿床，故又称接触交代矿床。,特征：1、矿床主要产生于酸性侵入体（花岗岩、花岗闪长岩等）与石灰岩或白云岩的接触地带（该地带通常形成矽卡岩）。这是因为交代作用与围岩的化学活泼性有关，而石灰岩、白云岩等比砂岩、页岩的性质活泼得多。2、当含矿挥发气体和热水溶液在高温条件下与石灰岩接触时，发生化学反应，形成有用的矿床。3、围岩产生显著的矽卡岩化现象，所以矽卡岩是寻找这类矿床的重要标志。,硅(矽为Si音译)和钙(卡为Ca音译)。,16.3 变质作用类型及代表岩石（接触变质）,矽卡岩矿床,与此相关
11、的矿产多为金属矿产，如铁、铜、锡、锌、钨、钼、铍等。此外还有水晶、硼矿。我国著名的大冶铁矿、个旧铜锡矿即属此类矿床。,1、钙矽卡岩型系交代石灰岩而形成，它是矽卡岩矿床中分布最广的一种类型。有关的矿床如铁、铜、铅、锌、钨、锡、钼等金属矿床。,2、镁矽卡岩型系交代白云岩或白云质灰岩而形成，分布不广。有关的矿床除铁、铜金属矿床外，主要为非金属矿床，如硼、金云母、石棉等。,分类：1、钙矽卡岩型 2、镁矽卡岩型,16.3 变质作用类型及代表岩石（动力变质）,构造运动使岩石产生破碎、变形、重结晶的一种变质作用。主要出现在断裂带附近，常形成特有的构造岩、碎裂岩、角砾岩、和糜棱岩等。,二、动力变质作用（破裂变
12、质作用）,动力变质作用一般是在挤压环境中发育的，大规模的断裂带通常是在挤压应力的条件下形成的，这种挤压环境通常会使岩石发生脆性变形或者是塑性流动（在较深的部位）。 脆性变形形成断层破碎带和其它构造岩（碎裂岩、超碎裂岩、断层泥等）。 塑性变形则形成糜棱岩。许多学者认为，糜棱岩是在岩石中的物质没有没有失去连续性的情况下发生的粘性流动。实际上糜棱岩在形成过程中很重要的一点就是伴有重结晶的发生。,16.3 变质作用类型及代表岩石（动力变质）,糜棱岩,16.3 变质作用类型及代表岩石（区域变质）,是在广大范围内发生，并由温度、压力以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作用。区域变质作用影响范围可达数千至
13、数万平方公里，影响深度可达20KM以上，常与强烈的构造运动有关，与一定区域范围内的构造变形、岩浆活动等同时出现。往往表现出一定的带状分布。,三、区域变质作用,16.3 变质作用类型及代表岩石（混合岩化）,这是变质作用向岩浆作用转变的过渡性地质作用。如果热流量继续升高则转变为花岗岩化作用，形成地壳深熔型花岗岩。,区域变质作用进一步发展，由于地壳内部热流量的增大和动力作用的增强，产生深部热液和重熔岩浆，它们广泛渗透、扩散、交代，并注入围岩中，形成变质岩基体和长英质脉体组成的混合岩。,四、混合岩化作用（超深变质作用）,16.3 变质作用类型及代表岩石（混合岩化）,混合岩,16.3 变质作用类型及代表
14、岩石（冲击变质作用）,五、冲击变质作用 陨石在极短的时间里释放巨大的能量，形成同心圆状的变质带。 蒸发带强烈的冲击使中心部分岩石蒸发。 熔融带中心带外围是熔融岩浆固结形成的熔融带 。 多型过渡带从熔融带向破碎带过渡，较为复杂。 岩石强烈破碎带冲击力作用下岩石发生强烈破碎所形成的。,16.4 变质岩的分类及常见变质岩（分类）,一、变质岩的分类,第四节 变质岩的分类及常见变质岩,16.4 变质岩的分类及常见变质岩(常见变质岩）,白色、灰白色或各种彩色。主要由方解石、白云石（50%）重结晶所组成，具粒状变晶结构，块状或条带状构造。,二、常见变质岩,大理岩,16.4 变质岩的分类及常见变质岩(常见变质
15、岩）,白色、灰白色，粒状变晶结构，块状构造。由硅质成分的原岩（石英砂岩、硅质岩）经变质作用重结晶形成。石英含量85%.,二、常见变质岩,石英岩,16.4 变质岩的分类及常见变质岩(常见变质岩）,具变余泥质结构，板状构造。板理面上可见有绢云母、绿泥石。原岩主要是泥质岩、泥质粉砂岩等，重结晶不明显。,二、常见变质岩,板岩,16.4 变质岩的分类及常见变质岩(常见变质岩）,具显微变晶结构，千枚状构造，片理面具强丝绢光泽。原岩类型与板岩相似，但基本上已重结晶。矿物组分为绢云母、绿泥石、石英、纳长石等。,千枚岩,16.4 变质岩的分类及常见变质岩(常见变质岩）,具变晶结构，片状构造。原岩已全部重结晶。常见矿物有云母、绿泥石、角闪石、石英、斜长石等。,片岩,16.4 变质岩的分类及常见变质岩(常见变质岩）,具鳞片粒状变晶结构，片麻状构造或条带状构造。主要由长石、石英、黑云母、角闪石或辉石等构成。,
