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1、变质岩的基本特征变质岩的基本特征 及分类命名及分类命名 （一）成分特征（化学、矿物）（一）成分特征（化学、矿物）（二）组构特征（结构、构造）（二）组构特征（结构、构造）（三）变质岩石分类与命名（三）变质岩石分类与命名第二讲第二讲（一）（一） 变质岩化学成分与矿物成分变质岩化学成分与矿物成分变质岩基本特征变质岩基本特征 物质构成物质构成级序级序级序级序 地质体地质体、地壳地壳、岩石圈岩石圈（岩石组合） 岩石岩石（矿物集合体） 矿物矿物（化合物） 化学元素化学元素岩石中的化学元素的组成决定矿物种类，岩石中的化学元素的组成决定矿物种类，矿物种类是化学元素特征的宏观表现形式。矿物种类是化学元素特征的宏
2、观表现形式。斜方斜方辉石石（Orthopyroxene） FeSiO3 硬硬绿泥石泥石（Chloritoid） (Mg,Fe)Al2SiO6(OH)2钠长石石（Albite） NaAlSi3O8严格对应关系严格对应关系变质作用基本上是等化学过程，主要元素的种类和含量基本保持不变变质作用基本上是等化学过程，主要元素的种类和含量基本保持不变变质岩化学成分特征由原岩化学成分决定变质岩化学成分特征由原岩化学成分决定（变质岩化学成分（变质岩化学成分= =原岩化学成分）原岩化学成分） 由于原岩类型的多样性，变质岩类的化学成分变化范围较大，由于原岩类型的多样性，变质岩类的化学成分变化范围较大，相当于岩浆岩和
3、沉积岩类化学成分范围的相当于岩浆岩和沉积岩类化学成分范围的总和。总和。岩石化学成分岩石化学成分 = (矿物化学成分矿物化学成分)i(含量含量%)i沉积岩组成：沉积岩组成：页岩页岩/其他8:2火成岩组成：火成岩组成：玄武质玄武质/花岗质花岗质2:1基性岩基性岩 43%酸性岩酸性岩 22%页岩页岩 6.5%石灰岩石灰岩 0.5%砂岩砂岩 1.0%变质岩变质岩 27% 地地壳壳主主要要岩岩石石类类型型地壳岩石组成地壳岩石组成地壳主要岩石的地壳主要岩石的化学成分化学成分和和特性特性富钙钙含镁富硅硅富硅硅富铝铝低铁镁富铁镁铁镁较富钙钙富铝铝低硅富铝铝含铁镁铁镁富镁镁主要化学主要化学特性特性变质岩的主要化
4、学成分类型变质岩的主要化学成分类型Tunner (1955)化学分类富铝系列富铝系列 (泥质变质岩类)硅质系列硅质系列 (长英质变质岩类)钙质系列钙质系列 (碳酸盐变质岩类)铁镁质系列铁镁质系列 (基性变质岩类)镁质系列镁质系列 (超基性变质岩类)可以涵盖地壳岩石的化学成分特点，是变质岩原岩化学成分规律总结。化学系列化学系列原岩类型原岩类型化学成分特征化学成分特征矿物成分矿物成分铝质系列铝质系列(泥质)泥质沉积岩(粘土岩、页岩等)富Al、K，含Fe、Mg，贫Na、Ca石英、长石石英、长石和和(富富)铝硅酸盐矿物铝硅酸盐矿物绿泥石、绢云母、黑云母、白云母、铁铝榴石(硬绿泥石、蓝晶石、红柱石、夕线
5、石、堇青石等硬绿泥石、蓝晶石、红柱石、夕线石、堇青石等)硅铝质系列硅铝质系列(长英质)中酸性火成岩砂岩、粉砂岩较富Si、K、Na，含Ca、Al，较贫Fe、Mg石英、长石为主石英、长石为主和和铝硅酸盐矿物铝硅酸盐矿物(少量绿泥石、绢云母、黑云母、白云母、石榴石等)钙镁质系列钙镁质系列(碳酸盐)石灰岩和白云岩极富Ca或Mg较贫Al、Fe、Si，且变化极大方解石、白云石为主（碳酸盐矿物）方解石、白云石为主（碳酸盐矿物）钙镁硅酸盐或钙镁铝硅酸盐矿物(滑石、蛇纹石、镁橄榄石、透闪石、透辉石、硅灰石、方柱石、金云母、符山石、钙铝榴石、黝帘石、斜长石等)铁镁质系列铁镁质系列(基性)基性火成岩或铁镁质泥灰岩富
6、Ca、Mg、Fe含Si、Al, 贫K、Na 斜长石、石英斜长石、石英和和钙钙-铁铁-镁硅酸盐矿物镁硅酸盐矿物(绿帘石、绿泥石、蛇纹石、阳起石、普通角闪石、透辉石及紫苏辉石等，或方柱石、铁铝榴石等)镁质系列镁质系列(超基性)超基性火成岩特殊富镁沉积岩富Mg含Fe贫Ca、Al、Si(富富)镁硅酸盐矿物镁硅酸盐矿物(滑石、蛇纹石、透闪石、镁铁闪石、镁铝榴石、橄榄石、尖晶石、顽火辉石；或菱镁矿等)变质岩变质岩化学成分特征化学成分特征与与矿物成分矿物成分关系关系常见变质矿物的化学成分特征常见变质矿物的化学成分特征常见变质矿物的化学成分特征常见变质矿物的化学成分特征硬绿泥石硬绿泥石硬绿泥石硬绿泥石 2Fe
7、OFeO 2AlAl2 2OO3 3 2SiO2 2H2O 十字石十字石十字石十字石 (Fe,Mg)O(Fe,Mg)O 2AlAl2 2OO3 3 2SiO2 2H2O 红柱石红柱石红柱石红柱石/ /蓝晶石蓝晶石蓝晶石蓝晶石/ /硅线石硅线石硅线石硅线石 AlAl2 2OO3 3 SiO2堇青石堇青石堇青石堇青石 2(Mg,Fe)O(Mg,Fe)O 2AlAl2 2OO3 3 5SiO2铁铝榴石铁铝榴石铁铝榴石铁铝榴石 3FeOFeO Al Al2 2OO3 3 4SiO2叶绿泥石叶绿泥石叶绿泥石叶绿泥石 5(Fe,Mg)O(Fe,Mg)O AlAl2 2OO3 3 3SiO2 4H2O透闪石
8、透闪石透闪石透闪石 7(Ca,Mg)O7(Ca,Mg)O 2AlAl2 2OO3 3 8SiO2 H2O 阳起石阳起石阳起石阳起石 7(Ca,Mg,Fe)O7(Ca,Mg,Fe)O 2AlAl2 2OO3 3 8SiO2 H2O普通角闪石普通角闪石普通角闪石普通角闪石 6(Ca,Mg,Fe)O6(Ca,Mg,Fe)O AlAl2 2OO3 3 7SiO2 H2O斜方辉斜方辉斜方辉斜方辉石石石石 2(Fe,Mg)O(Fe,Mg)O 2SiO2铁铁镁镁矿矿物物富富铝铝矿矿物物蓝闪石蓝闪石蓝闪石蓝闪石 NaNa2 2O O 3(Fe,Mg)O 3(Fe,Mg)O AlAl2 2OO3 3SiO2H2
9、O与与温度温度关系关系（是最主要的控制因素）如：基性岩-绿泥石绿泥石(200) -黝帘石黝帘石+阳起石阳起石(350) 泥质岩-十字石十字石+白云母白云母+石英石英(550-650)-硅线石硅线石+钾长石钾长石(650)与与压力压力关系关系如：泥质岩-红柱石、堇青石红柱石、堇青石（低压）-石榴石、蓝晶石石榴石、蓝晶石（中压） 基性岩-硬柱石、蓝闪石、硬玉质辉石硬柱石、蓝闪石、硬玉质辉石+石英石英（低温-高压） 斜方辉石斜方辉石+斜长石斜长石（较低压） 单斜辉石单斜辉石+石榴石石榴石+石英石英（较高压） 绿辉石绿辉石+富镁的石榴石富镁的石榴石（高压）变质岩矿物成分与变质岩矿物成分与P-TP-T条
10、件对应关系条件对应关系矿物矿物(代号代号)很低级变质很低级变质低级变质低级变质中级变质中级变质高级变质高级变质绢云母Ser白云母Ms黑云母Bi石榴石Gt硬绿泥石Cld十字石St红柱石And蓝晶石Ky硅线石Sil绿泥石Chl透闪石Tr普通角闪石Hb斜方辉石Opx斜长石Pl石英Q部分变质矿物相对稳定的温度区间部分变质矿物相对稳定的温度区间矿物（代号）矿物（代号）低压低压中压中压高压高压红柱石And蓝晶石Ky硅线石Sill堇青石Cord石榴石Gt硬柱石Law蓝闪石Gl斜方辉石Opx单斜辉石Cpx绿辉石Omp斜长石Pl石英Q部分变质矿物相对稳定的压力区间部分变质矿物相对稳定的压力区间1. 稳定矿物稳定
11、矿物: 与变质变质P-T条件相适应条件相适应(平衡平衡)的变质矿物。的变质矿物。 包括：变质条件下包括：变质条件下形成的矿物形成的矿物和原岩中的部分和原岩中的部分残留矿物残留矿物2. 不稳定矿物不稳定矿物: 与变质与变质P-T条件不适应条件不适应(不平衡不平衡)的变质矿物的变质矿物。 包括：变质条件改变后，所有未彻底调整转变的矿物未彻底调整转变的矿物3. 特征变质矿物特征变质矿物特征变质矿物特征变质矿物: : 在特定变质在特定变质P-T条件下生成条件下生成(出现出现)或转化或转化(消失消失)的变质矿物，能较的变质矿物，能较明确指示变质温度和压力条件。明确指示变质温度和压力条件。4. 贯通矿物：
12、贯通矿物： 可在较大的可在较大的P-T变化条件下稳定存在的变质矿物。变化条件下稳定存在的变质矿物。变质岩矿物的相关术语变质岩矿物的相关术语变质岩化学成分与矿物成分 原岩化学成分控制变质岩石可能产出的矿物种类， 变质P-T条件决定变质岩中具体出现的矿物及组合。变质矿物变质矿物 = 化学成分化学成分 + 温、压条件温、压条件变质岩石变质岩石 = 化学成分化学成分 + P、T条件条件MR = C + P T矿物组成矿物组成 结构构造结构构造矿物成分矿物成分岩石成分岩石成分原岩成分原岩成分岩石化学系列岩石化学系列矿物稳定性矿物稳定性热力学平衡热力学平衡矿物相关系矿物相关系 （二）变质岩结构构造（二）变
13、质岩结构构造结构、构造的概念结构、构造的概念 结构texture 构造structure 组构fabric1、结构结构(texture)：岩石中岩石中矿物矿物的晶体的晶体粒度粒度、形态形态、自形程度自形程度以及矿物间以及矿物间相互关系相互关系。（。（形态形态） 2、结构的分类、结构的分类 按按成因分四种类型：成因分四种类型： 1)变晶变晶变晶变晶结构结构 2)变形结构变形结构 3)交代结构交代结构 4)变余结构变余结构变晶变晶(blastic)的概念的概念 blastic来自希腊语blastos，意为较强的“发芽，萌芽” 。 用来描述一种结晶片岩的特殊结构，即某种矿物优先生长矿物优先生长现象。
14、 以这种方式生长的矿物晶体被称为“变斑晶”(crystalloblast)或叫“变晶”(blast)，相应的岩石叫变晶岩(blastite)。 变质岩结构构造变质岩结构构造（1）变晶结构）变晶结构 由变晶矿物构成的结构形式，是变质岩的主要结构类型。由变晶矿物构成的结构形式，是变质岩的主要结构类型。 在固态岩石系统中，新矿物的生长缺乏自由空间，由于晶体生长过程彼此的干扰，各种矿物形态多为不规则它形。变晶结构的特征：变晶结构的特征： 1 1、变晶结构由全晶质矿物组成、变晶结构由全晶质矿物组成, ,没有非晶质组分没有非晶质组分; ; 2 2、同一时代矿物间没有明显结晶的顺序、同一时代矿物间没有明显结
15、晶的顺序, , 自形程度可变自形程度可变; ; 3 3、斑状变晶形成稍晚于基质矿物、斑状变晶形成稍晚于基质矿物, , 常有基质矿物包体常有基质矿物包体; ; 4 4、柱状、片状矿物发育、柱状、片状矿物发育, , 常定向排列；常定向排列； 5 5、常有矿物变形结晶现象、常有矿物变形结晶现象. .变质岩中所有矿物均称为变质岩中所有矿物均称为变晶矿物变晶矿物，区别于岩浆冷凝结晶的矿物。区别于岩浆冷凝结晶的矿物。 变晶矿物大小变晶矿物大小变晶矿物大小变晶矿物大小, , , , 形态形态形态形态, , , , 自形程度自形程度自形程度自形程度, , , ,交生关系等交生关系等交生关系等交生关系等 按变晶
16、矿物按变晶矿物粒度粒度粒度粒度分为：分为： 绝对大小 粗粒粗粒变晶变晶结构结构 3 mm 3 mm 中粒中粒变晶变晶结构结构 1-31-3 mm mm 细粒细粒变晶变晶结构结构 0.1-1 mm0.1-1 mm 显微显微变晶变晶结构结构 0.1 mm 0.1 mm相对大小 等粒等粒变晶变晶结构结构 斑状斑状变晶变晶结构结构 不等不等粒变粒变晶结构晶结构 按变晶矿物按变晶矿物形态形态形态形态分为：分为： 粒状粒状变晶变晶结构结构 ( (鳞鳞) )片状片状变晶变晶结构结构 柱状柱状变晶变晶结构结构（1 1）变晶结构的类型）变晶结构的类型 按变晶矿物按变晶矿物自形程度自形程度自形程度自形程度分为：分
17、为： 全自形全自形变晶变晶结构结构 半自形半自形变晶变晶结构结构 它形它形变晶变晶结构结构斑状变晶斑状变晶与残留包裹物关系与残留包裹物关系： 包含嵌晶包含嵌晶变晶变晶结构结构 筛状筛状变晶变晶结构结构 旋转旋转变晶变晶结构结构根据变晶矿物之间根据变晶矿物之间交生关系交生关系交生关系交生关系： 嵌状嵌状变晶变晶结构结构 穿插穿插变晶变晶结构结构 反应边结构反应边结构 网状网状变晶变晶结构结构（2 2）变形结构（组构）变形结构（组构） 岩石在压岩石在压( (应应) )力作用下，发生矿物粒度、形态的改变而力作用下，发生矿物粒度、形态的改变而形成的结构、构造。形成的结构、构造。（脆性）（脆性）碎裂组构
18、碎裂组构：碎裂结构碎裂结构, ,碎斑结构碎斑结构, ,碎粒结构等碎粒结构等 （韧性）（韧性）糜棱组构糜棱组构: :S-CS-C组构、变形条带、组构、变形条带、 压力影、亚颗粒结构等压力影、亚颗粒结构等（3 3）交代结构）交代结构 一种一种( (类类) )矿物被另一种矿物被另一种( (类类) )取代，形成的复杂交生关系取代，形成的复杂交生关系 按形态特点描述 常见类型常见类型: : 交代交代残留残留- -、交代、交代蚕食蚕食- -、交代、交代蠕虫蠕虫- -、交代、交代净边净边结构等结构等3 3、构造、构造 (structure) 由岩石中由岩石中矿物矿物或或矿物集合体矿物集合体排布构成的排布构成
19、的宏观样式宏观样式。4 4、构造的分类、构造的分类 按成因分：变成构造和变余按成因分：变成构造和变余构造构造: : 1 1）变成构造变成构造：岩石因变质作用形成的构造：岩石因变质作用形成的构造 2 2）变余构造变余构造：变质岩中保留的原岩构造：变质岩中保留的原岩构造 变余层理构造、变余气孔构造、变余杏仁构造等变余层理构造、变余气孔构造、变余杏仁构造等变成构造变成构造分为：分为：定向构造定向构造和和非定向构造非定向构造1 1）定向构造定向构造-片状、长柱状矿物基本上呈相同方向延伸片状、长柱状矿物基本上呈相同方向延伸所显示的岩石构造所显示的岩石构造（包括面状、线状构造） 面状构造面状构造由片状矿物
20、定向排列构成的由片状矿物定向排列构成的的面或层，统称的面或层，统称面理。面理。 常见类型：板状、千枚状、片状、片麻状、条带状构造等常见类型：板状、千枚状、片状、片麻状、条带状构造等 2 2）非定向构造）非定向构造由等粒状、短柱状矿物构成的各向均性由等粒状、短柱状矿物构成的各向均性的岩石构造的岩石构造 常见类型：常见类型： 块状构造、斑点状构造、弥漫状构造（星云状）块状构造、斑点状构造、弥漫状构造（星云状）（2 2）变余结构）变余结构 变质岩中保留的部分原岩结构变质岩中保留的部分原岩结构 变余结构类型与原岩的结构类型相同变余结构类型与原岩的结构类型相同 变余结构类型描述变余结构类型描述 变余变余
21、+ +原岩结构原岩结构( (类型类型) ) 与沉积岩有关的变余结构：与沉积岩有关的变余结构： 变余砂状结构、变余砾状结构、变余岩屑结构、变余泥状结构变余砂状结构、变余砾状结构、变余岩屑结构、变余泥状结构。与火成岩有关的变余结构：与火成岩有关的变余结构： 变余斑状结构、变余花岗结构、变余辉长变余斑状结构、变余花岗结构、变余辉长- -辉绿结构、变余环带结构、辉绿结构、变余环带结构、变余交织结构、变余晶屑结构等变余交织结构、变余晶屑结构等。 1.变质岩分类(原则) 2.变质岩命名(方法)（三）变质岩的分类与命名（三）变质岩的分类与命名1.1.变质岩分类变质岩分类 分类分类-强调划分原则强调划分原则
22、MR = C + PT分类方案（原则）：分类方案（原则）： 化学分类、物理分类、岩石分类化学分类、物理分类、岩石分类（1 1）化学分类）化学分类 MR = C + PT根据等化学的原则，按相同化学成分分类根据等化学的原则，按相同化学成分分类 泥质泥质、长英质长英质、碳酸盐碳酸盐、基性基性、超基性变质岩超基性变质岩（2 2）物理分类）物理分类 MR = C + PT根据等物理的原则，按相同变质根据等物理的原则，按相同变质P-TP-T条件分类条件分类 极低级极低级、低级低级、中级中级、高级变质岩石高级变质岩石 低压低压、高压变质岩石高压变质岩石、低温低温、高温变质岩石高温变质岩石 等物理系列等物理
23、系列(isophysical series)-在相同或基本相同的变质在相同或基本相同的变质P-T条件下形成的所有变质岩。同一个等物理系列的岩石，由于原岩条件下形成的所有变质岩。同一个等物理系列的岩石，由于原岩的化学成分不同，可具有不同的矿物共生组合。的化学成分不同，可具有不同的矿物共生组合。 分类与命名分类与命名 等化学系列等化学系列（isochemical series） -由化学成分相同由化学成分相同(或基本相同)的岩石组成的变质岩系列。的岩石组成的变质岩系列。 相同化学系列变质岩石，可有不同的矿物组合和结构构造。相同化学系列变质岩石，可有不同的矿物组合和结构构造。（3) 3) 岩石岩石(
24、 (岩相学岩相学) )分类分类 MR = C + PT 根据变质岩石的根据变质岩石的矿物成分矿物成分和和结构构造结构构造的分类（的分类（原则原则） 按按变成构造变成构造分为分为: :板状- 千枚状- 片状- 片麻状- 粒状- 碎裂状- 糜棱状- 等 组构类型组构类型 按按组成矿物组成矿物分为：分为：石英质- 长石石英质- 碳酸盐质- 角闪质- 辉石质- 石榴辉石质- 等 矿物组成类型矿物组成类型化学分类化学分类物理分类物理分类2 2、变质岩石命名、变质岩石命名分类与命名分类与命名（1）变质岩命名的基本方法）变质岩命名的基本方法 具定向组构的岩石具定向组构的岩石-构造类型构造类型为为基本岩石基本
25、岩石名称名称 （矿物成分）（矿物成分）+ + 构造类型构造类型 + + 岩岩 如：(石榴黑云母)片片岩、(角闪斜长)片麻片麻岩、(黑云角闪)糜棱糜棱岩等 无定向组构的岩石无定向组构的岩石-矿物成分矿物成分为为基本岩石基本岩石名称名称 （特殊情况使用粒状构造命名） （构造类型）构造类型）+ + 矿物成分矿物成分 + + 岩岩 如：(条带状)石英石英岩、(层状)斜长角闪斜长角闪岩、麻粒粒岩等 具体命名时，多采用具体命名时，多采用矿物成分矿物成分和和构造类型构造类型互补互补的方式。的方式。 对不同变质作用类型对不同变质作用类型( (成因成因) )形成的变质岩石，形成的变质岩石，通常采用不同的命名系统：通常采用不同的命名系统：区域变质作用区域变质作用造山变质岩类造山变质岩类 板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、粒岩板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、粒岩 混合岩类混合岩类 混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩局部变质作用局部变质作用接触变质岩类接触变质岩类 角岩、角岩、( (接触接触) )片岩片岩/ /片麻岩片麻岩 动力变质岩类动力变质岩类 角砾岩、碎裂岩、糜棱岩角砾岩、碎裂岩、糜棱岩 （2）不同成因变质岩石的命名系统）不同成因变质岩石的命名系统分类与命名分类与命名
