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1、第四章第四章 变质岩的主要类型变质岩的主要类型第一节第一节第一节第一节 区域变质岩类区域变质岩类区域变质岩类区域变质岩类第二节第二节第二节第二节 动力变质岩类动力变质岩类动力变质岩类动力变质岩类第三节第三节 接触变质作用及其岩石接触变质作用及其岩石第四节第四节 气成热液变质作用及其岩石气成热液变质作用及其岩石第五节第五节 混合岩化作用及混合岩混合岩化作用及混合岩4.2 动力变质岩类4.2.1 概述 动力变质岩动力变质岩 由动力变质作用形成的岩石。由动力变质作用形成的岩石。 因为动力变质作用常和构造运动有关，且以矿物因为动力变质作用常和构造运动有关，且以矿物的变形、破碎为主，所以动力变质岩又被称
2、为：的变形、破碎为主，所以动力变质岩又被称为： 构造岩构造岩 或或 断层岩断层岩 提示： 未固结的断层透镜体、角砾和断层泥不 属于 “岩石”的范畴！4.2.1 概述 动力变质作用动力变质作用动力变质作用动力变质作用主要由应力（主要由应力（P Ps s）作用引起。）作用引起。 当出现重结晶和变质结晶时，温度（当出现重结晶和变质结晶时，温度（T T）也是其）也是其影响因素之一；可有流体相的加入。影响因素之一；可有流体相的加入。 应力使岩石、矿物发生强烈错动时会产生较高温应力使岩石、矿物发生强烈错动时会产生较高温度，或伴有溶液的活动，则温度、溶液的影响明显增度，或伴有溶液的活动，则温度、溶液的影响明
3、显增强，促使碎裂的岩石部分或全部重结晶。这在断裂带强，促使碎裂的岩石部分或全部重结晶。这在断裂带的某些应力局部集中地段较为常见。的某些应力局部集中地段较为常见。 4.2.1 概述 动力变质作用引起动力变质作用引起动力变质作用引起动力变质作用引起岩石的矿物成分、结构和构造岩石的矿物成分、结构和构造发生改变。这些变化与发生改变。这些变化与应力的性质、强度和作用的时应力的性质、强度和作用的时应力的性质、强度和作用的时应力的性质、强度和作用的时间长短和岩石本身的性质有关间长短和岩石本身的性质有关间长短和岩石本身的性质有关间长短和岩石本身的性质有关。 由于岩石和矿物力学性质的差异，在应力作用下由于岩石和
4、矿物力学性质的差异，在应力作用下可发生可发生韧性变形韧性变形或或脆性变形脆性变形。 韧性变形可以通过多种机制表现出来，常见的有韧性变形可以通过多种机制表现出来，常见的有矿物的波状消光、粒内滑移（直线和双晶滑移）、扭矿物的波状消光、粒内滑移（直线和双晶滑移）、扭折、变形双晶，等。粒内变形也称为折、变形双晶，等。粒内变形也称为显微构造显微构造或构造或构造岩的岩的组构组构。4.2.1 概述a.a.石英波状消光及裂纹；石英波状消光及裂纹；b.b.云母的扭折；云母的扭折；c.c.斜长石的变形双晶斜长石的变形双晶粒内滑移的宏观变化粒内滑移的宏观变化 4.2.1 概述 岩石和矿物岩石和矿物岩石和矿物岩石和矿
5、物的的脆性变形脆性变形脆性变形脆性变形主要表现为碎裂。这是由主要表现为碎裂。这是由于温度低，而应力强度大、应变速率较大、很快超过于温度低，而应力强度大、应变速率较大、很快超过了强度极限所致。了强度极限所致。 脆性变形脆性变形脆性变形脆性变形首先是产生裂纹，继而则破碎。在破碎首先是产生裂纹，继而则破碎。在破碎的开始阶段，尚保留颗粒外形和原岩总的结构特征，的开始阶段，尚保留颗粒外形和原岩总的结构特征，进而大颗粒碎成小颗粒并发生位移，原岩结构被破坏。进而大颗粒碎成小颗粒并发生位移，原岩结构被破坏。 碎裂作用碎裂作用碎裂作用碎裂作用一般由颗粒的边缘开始，使矿物边缘破一般由颗粒的边缘开始，使矿物边缘破碎
6、成棱角锯齿状，进而发展到中心，直至研磨、粉碎碎成棱角锯齿状，进而发展到中心，直至研磨、粉碎成粉末状。成粉末状。 4.2.1 概述 韧性变形韧性变形韧性变形韧性变形和和脆性变形脆性变形脆性变形脆性变形是可以过渡和转化的。是可以过渡和转化的。 目前一般认为，在地壳浅处（浅构造层次，通常目前一般认为，在地壳浅处（浅构造层次，通常在地下在地下4km4km），围压较小，温度较低，），围压较小，温度较低，以脆性变形以脆性变形以脆性变形以脆性变形为主为主为主为主； 在中深构造层次（地下在中深构造层次（地下10km10km）以韧性变形为）以韧性变形为主。主。 Sibson R.H. Sibson R.H.（1
7、9771977）认为，由韧性变形形成的长）认为，由韧性变形形成的长英质糜棱岩，其形成深度大于英质糜棱岩，其形成深度大于10km10km15km15km。 4.2.1 概述 动力变质岩虽数量不多，但分布却十分广泛，也动力变质岩虽数量不多，但分布却十分广泛，也很常见。其空间分布主要与断裂构造带密切相关，常很常见。其空间分布主要与断裂构造带密切相关，常沿断裂带展布方向呈带状分布，尤其在区域性深大断沿断裂带展布方向呈带状分布，尤其在区域性深大断裂带中更为常见。裂带中更为常见。 对动力变质岩的研究，可以确定断裂带的存在和对动力变质岩的研究，可以确定断裂带的存在和判别断裂带的性质，这对地质调查和找矿、水利
8、设施判别断裂带的性质，这对地质调查和找矿、水利设施和工程建设、储层划分和圈闭、环境的区域稳定性评和工程建设、储层划分和圈闭、环境的区域稳定性评价和保护等，都是十分重要的。价和保护等，都是十分重要的。 左左表表为为动动力力变变质质岩岩的的分分类类4.2.2 动力变质岩的分类和命名4.2.2 动力变质岩的分类和命名 动力变质岩的命名首先是按分类表确定基本岩石动力变质岩的命名首先是按分类表确定基本岩石名称；然后根据原岩或矿物成分等进一步命名。名称；然后根据原岩或矿物成分等进一步命名。 构造角砾岩构造角砾岩构造角砾岩构造角砾岩如能恢复原岩，则在基本名称前冠以如能恢复原岩，则在基本名称前冠以原岩名称。如
9、花岗质构造角砾岩，等。也可根据应力原岩名称。如花岗质构造角砾岩，等。也可根据应力性质命名，如：压性构造角砾岩，等。性质命名，如：压性构造角砾岩，等。 碎裂岩类碎裂岩类碎裂岩类碎裂岩类的命名在能恢复原岩，则将原岩名称作的命名在能恢复原岩，则将原岩名称作形容词，如：碎裂正长岩、花岗碎裂岩，等。形容词，如：碎裂正长岩、花岗碎裂岩，等。 4.2.2 动力变质岩的分类和命名 糜棱岩的进一步命名糜棱岩的进一步命名糜棱岩的进一步命名糜棱岩的进一步命名，如能恢复原岩，则将原岩，如能恢复原岩，则将原岩名称冠于前面；如原岩不易恢复，则可据主要矿物来名称冠于前面；如原岩不易恢复，则可据主要矿物来命名，如：闪长质糜棱
10、岩、长英质糜棱岩，等。命名，如：闪长质糜棱岩、长英质糜棱岩，等。 千糜岩的命名主要根据矿物成分，如：长石绿泥千糜岩的命名主要根据矿物成分，如：长石绿泥石绢云母千糜岩。石绢云母千糜岩。 糜棱千枚岩、片岩及片麻岩类的命名与一般千枚糜棱千枚岩、片岩及片麻岩类的命名与一般千枚岩、片岩、片麻岩相似，依据主要根据矿物成分进行，岩、片岩、片麻岩相似，依据主要根据矿物成分进行，如：云母石英（糜棱）片岩，等；有时也可相应称为如：云母石英（糜棱）片岩，等；有时也可相应称为构造片岩等，如：长英质构造片岩，等。构造片岩等，如：长英质构造片岩，等。4.2.3 主要的动力变质岩 1 1构造角砾岩（构造角砾岩（tecton
11、obrecciatectonobreccia） 原岩破碎成角砾状，角砾间为破碎细屑充填。属原岩破碎成角砾状，角砾间为破碎细屑充填。属脆性变形程度较弱的岩石。按应力性质可分为：脆性变形程度较弱的岩石。按应力性质可分为：张性张性角砾岩角砾岩（角砾大小不一，边缘不整齐，排列杂乱，常（角砾大小不一，边缘不整齐，排列杂乱，常有外源碳酸盐质、硅质、铁质等胶结物）；有外源碳酸盐质、硅质、铁质等胶结物）；压性或压压性或压扭性角砾岩扭性角砾岩（角砾因挤压磨蚀而有圆化现象，略呈定（角砾因挤压磨蚀而有圆化现象，略呈定向排列，外源胶结物较少）。向排列，外源胶结物较少）。 广泛分布于浅构造层次的构造破碎带内。其出露广泛
12、分布于浅构造层次的构造破碎带内。其出露宽度可达数百米，延伸数十至数百千米。宽度可达数百米，延伸数十至数百千米。 4.2.3 主要的动力变质岩 2 2碎裂岩（碎裂岩（cataalastitecataalastite） 原岩在较强的应力作用下，受到挤压破碎而形成。原岩在较强的应力作用下，受到挤压破碎而形成。其粒化作用仅发生在矿物颗粒的边缘，而且以破碎为其粒化作用仅发生在矿物颗粒的边缘，而且以破碎为主，基本不产生粒内变形，因而颗粒间的相对位移不主，基本不产生粒内变形，因而颗粒间的相对位移不大。大。 碎裂岩中矿物可产生裂缝，机械破碎，晶面、解碎裂岩中矿物可产生裂缝，机械破碎，晶面、解理面、双晶面弯曲，
13、云母等片、柱状矿物弯曲、扭折，理面、双晶面弯曲，云母等片、柱状矿物弯曲、扭折，石英透镜化及形成碎边，波状消光及变形双晶，等。石英透镜化及形成碎边，波状消光及变形双晶，等。这些现象造成矿物颗粒界线模糊不清，光泽变暗。这些现象造成矿物颗粒界线模糊不清，光泽变暗。 4.2.3 主要的动力变质岩 碎裂岩中可见少量绢云母、绿泥石、绿帘石、方碎裂岩中可见少量绢云母、绿泥石、绿帘石、方解石等新生矿物。岩石一般不发育片理，多为块状、解石等新生矿物。岩石一般不发育片理，多为块状、角砾状、透镜状构造，偶尔也具带状构造。角砾状、透镜状构造，偶尔也具带状构造。 碎裂岩在断裂带经常碎裂岩在断裂带经常可见，如四川都江堰有
14、碎可见，如四川都江堰有碎裂花岗岩，四川泸定有斜裂花岗岩，四川泸定有斜长角闪质碎裂岩，河北密长角闪质碎裂岩，河北密云有碎裂片麻岩，山东泰云有碎裂片麻岩，山东泰山有碎裂花岗闪长岩等。山有碎裂花岗闪长岩等。 碎裂正长岩碎裂正长岩4.2.3 主要的动力变质岩碎裂花岗岩4.2.3 主要的动力变质岩 花岗碎裂岩碎基未破碎的颗粒碎斑4.2.3 主要的动力变质岩 3 3糜棱岩（糜棱岩（mylonitemylonite） 是强烈韧性变形作用所形成的岩石。细小的碎粒是强烈韧性变形作用所形成的岩石。细小的碎粒处在塑性流变状态下而呈定向排列，形成面理和线理。处在塑性流变状态下而呈定向排列，形成面理和线理。岩石外貌致密
15、、坚硬，肉眼下难分辨其颗粒，有时可岩石外貌致密、坚硬，肉眼下难分辨其颗粒，有时可见少量凸镜状定向的碎斑。见少量凸镜状定向的碎斑。 原岩常为砂岩类、花岗质岩石，故主要矿物成分原岩常为砂岩类、花岗质岩石，故主要矿物成分是石英和长石，并常被压扁、拉长。碎基中有时残留是石英和长石，并常被压扁、拉长。碎基中有时残留有稍大的石英、长石单个晶粒的碎斑，其粒内变形明有稍大的石英、长石单个晶粒的碎斑，其粒内变形明显；也可见压力影、云母鱼、带状石英等应力生长矿显；也可见压力影、云母鱼、带状石英等应力生长矿物。根据其特征，可判断应力的性质。物。根据其特征，可判断应力的性质。 4.2.3 主要的动力变质岩 糜棱岩常具
16、由矿物成分、颜色、颗粒大小等差别糜棱岩常具由矿物成分、颜色、颗粒大小等差别构成的条带状和纹层状构造；也常见一部分新生矿物构成的条带状和纹层状构造；也常见一部分新生矿物如：绿泥石、绢云母、多如：绿泥石、绢云母、多硅白云母、绿帘石、滑硅白云母、绿帘石、滑石、蛇纹石等。这些矿石、蛇纹石等。这些矿物常作定向排列，致使物常作定向排列，致使条带构造更趋明显。条带构造更趋明显。 四川泸定、都江堰等四川泸定、都江堰等见有花岗糜棱岩。见有花岗糜棱岩。 长英质糜棱岩4.2.3 主要的动力变质岩糜棱岩糜棱岩的条纹条带状构造和长英质重结晶形成的眼球状变斑晶糜棱岩的眼斑状长英质构造透镜体4.2.3 主要的动力变质岩长英
17、质糜棱岩长英质糜棱岩糜棱面理石英的带状消光斜长石双晶弯曲4.2.3 主要的动力变质岩 4 4千枚糜棱岩（千糜岩）（千枚糜棱岩（千糜岩）（phyllonitephyllonite） 千枚糜棱岩在矿物成分组合和外表上与千枚岩相千枚糜棱岩在矿物成分组合和外表上与千枚岩相似，但由韧性变形作用所形成；含较多新生矿物又与似，但由韧性变形作用所形成；含较多新生矿物又与糜棱岩不同，因而在矿物成分和结构上都有区别。糜棱岩不同，因而在矿物成分和结构上都有区别。 千糜岩中的矿物颗粒也很细小，其中石英、长石千糜岩中的矿物颗粒也很细小，其中石英、长石常重结晶集合构成常重结晶集合构成 “ “扁豆状体扁豆状体” ” ；石英
18、常沿光轴方向；石英常沿光轴方向定向；新生矿物常见绢云母、绿泥石、钠长石、绿帘定向；新生矿物常见绢云母、绿泥石、钠长石、绿帘石、方解石等低级矿物组合。石、方解石等低级矿物组合。 4.2.3 主要的动力变质岩 千糜岩发育的千枚状构造，外貌上可见一组或几千糜岩发育的千枚状构造，外貌上可见一组或几组片理，可构成紧密的小褶曲。显微镜下也可见到云组片理，可构成紧密的小褶曲。显微镜下也可见到云母片的定向排列和有弯曲等。母片的定向排列和有弯曲等。 四川都江堰、彭州龙门四川都江堰、彭州龙门山断裂带中可见花岗千糜岩山断裂带中可见花岗千糜岩的分布，并与碎裂岩、糜棱的分布，并与碎裂岩、糜棱岩等伴生。岩等伴生。 眼斑状
19、千糜岩眼斑状千糜岩4.2.3 主要的动力变质岩 千糜岩千糜岩 4.2.3 主要的动力变质岩 5 5假熔岩（假熔岩（buchitebuchite） 也称也称假玄武玻璃（假玄武玻璃（paeudotachylttepaeudotachyltte），这是脆性，这是脆性（或韧脆性）变形条件下高速应变形成的极细的粉尘（或韧脆性）变形条件下高速应变形成的极细的粉尘状颗粒或（和）受瞬间构造高温熔融成玻璃质构成的状颗粒或（和）受瞬间构造高温熔融成玻璃质构成的黑色致密具流状构造的岩石。通常形成于中浅构造黑色致密具流状构造的岩石。通常形成于中浅构造层次的压性、压扭性断裂带中。层次的压性、压扭性断裂带中。 新疆北山、河南桐柏等有假熔岩出露。新疆北山、河南桐柏等有假熔岩出露。
