第六章-變質(zhì)作用及變質(zhì)巖60

1、1,第六章 變質(zhì)作用及變質(zhì)巖第一節(jié) 變質(zhì)作用的原理第二節(jié) 變質(zhì)作用的類型第三節(jié) 變質(zhì)巖的特征第四節(jié) 變質(zhì)巖的類型,2,2,3,第一節(jié) 變質(zhì)作用的原理,4,一、變質(zhì)作用的概念 變質(zhì)作用是指在地球內(nèi)力作用下，早先形成的各種巖石(沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖)基本上在固態(tài)下發(fā)生礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的變化而變成一種新巖石的過(guò)程。 變質(zhì)作用形成的巖石稱為變質(zhì)巖。 變質(zhì)巖是自然界最主要的巖石類型之一，它與巖漿巖

2、、沉積巖一起構(gòu)成固態(tài)巖石圈。,5,二、變質(zhì)作用的控制因素 1．溫度：(150-250℃,650℃) 2．壓力：靜壓力、流體壓力（變質(zhì)反應(yīng)）、應(yīng)力（破裂構(gòu)造、韌性構(gòu)造） 3．化學(xué)活性流體：促進(jìn)組分的溶解與遷移，降低巖石熔融溫度 4．時(shí)間,6,三、變質(zhì)作用的方式 1．重結(jié)晶作用 是指巖石在變質(zhì)過(guò)程中，同種礦物顆粒不斷增大，相對(duì)大小逐漸均勻化，顆粒外形變得較規(guī)則的變化過(guò)程。 2．變質(zhì)結(jié)晶作用

3、 在原巖基本保持固態(tài)、且總的化學(xué)成分（除揮發(fā)分外）不變的條件下，部分原有礦物通過(guò)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)（主要是與粒間孔隙溶液作用）而趨于消失，同時(shí)形成新的穩(wěn)定礦物的過(guò)程。,7,3．交代作用 在變質(zhì)過(guò)程中，當(dāng)存在大量化學(xué)活性流體時(shí)，通過(guò)部分變質(zhì)原巖物質(zhì)的帶出和外來(lái)物質(zhì)的帶入，從而造成原巖中某種礦物被另一種化學(xué)成分不同的新礦物所置換的過(guò)程，謂之交代作用。 4．變形與碎裂作用 (應(yīng)力、彈性變形、塑性流變、脆性變形),8,第二節(jié) 變質(zhì)

4、作用的類型,9,10,一、接觸熱變質(zhì)作用 巖漿侵入時(shí)，擴(kuò)散熱能引起接觸帶圍巖的重結(jié)晶作用。變質(zhì)前后巖石的化學(xué)成分基本沒(méi)有改變，主要控制因素是溫度（250-650℃）。二、動(dòng)力變質(zhì)作用 出現(xiàn)在大斷裂帶中或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的地帶，由強(qiáng)大的側(cè)向擠壓力和剪切應(yīng)力引起，主要的變質(zhì)方式為變形與碎裂。,11,三、氣-液變質(zhì)作用 是由具有較強(qiáng)化學(xué)活性的氣體和液體對(duì)原巖進(jìn)行交代作用而引起的。從巖漿活動(dòng)中析出的氣-水熱液對(duì)巖體與圍巖的接觸

5、帶進(jìn)行的以交代作用為主的變質(zhì)改造，稱為接觸交代變質(zhì)作用。四、區(qū)域變質(zhì)作用 是在較大區(qū)域內(nèi)發(fā)生的、由一種因素為主或多種因素綜合作用的復(fù)雜變質(zhì)過(guò)程（常與強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)）。,12,五、混合巖化作用 是一種介于高度變質(zhì)作用和巖漿作用之間的地質(zhì)作用。在這種作用過(guò)程中。有廣泛的流體相存在，溫度的升高導(dǎo)致原巖的局部重融，因而形成一種深熔結(jié)晶巖與變質(zhì)巖相互復(fù)雜組合的巖石-混合巖。,,變質(zhì)作用的主要類型,13,14,變質(zhì)巖變質(zhì)類型,

6、15,,接觸變質(zhì)作用,15,16,,動(dòng)力變質(zhì)作用,17,,區(qū)域變質(zhì)作用,17,18,第三節(jié) 變質(zhì)巖的特征,19,一、變質(zhì)巖的化學(xué)成分 沒(méi)有發(fā)生交代的變質(zhì)巖的化學(xué)成分取決于原巖的成分。出現(xiàn)交代作用的變質(zhì)巖的化學(xué)成分即取決于原巖又與交代作用的類型和強(qiáng)度有關(guān)。,20,二、變質(zhì)巖的礦物成分 1．變質(zhì)巖中廣泛發(fā)育纖維狀、片狀、長(zhǎng)柱狀和針狀礦物，如透閃石、陽(yáng)起石、云母類、石墨、夕線石、角閃石等。 2．變質(zhì)巖中常出現(xiàn)相對(duì)密度

7、大、分子體積小的礦物，如石榴子石、硬玉等。 3．變質(zhì)巖中同質(zhì)異像（多形）礦物發(fā)育，如紅柱石、藍(lán)晶石和夕線石，其化學(xué)組成相同（Al2SiO3），但礦物穩(wěn)定的壓力-溫度范圍很狹小。,21,22,三、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu) 1．變余結(jié)構(gòu) 變質(zhì)程度較淺的變質(zhì)巖中，原巖的一些結(jié)構(gòu)特征被保留而形成的結(jié)構(gòu)。 副變質(zhì)巖（原巖為礫巖或砂巖）的變余結(jié)構(gòu) 正變質(zhì)巖（原巖為噴出巖、淺成巖或凝灰?guī)r）的變余結(jié)構(gòu) 2．變晶結(jié)構(gòu)：發(fā)

8、生重結(jié)晶或重組合作用而形成的全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，礦物多定向排列。 按礦物粒度分：粗粒變晶結(jié)構(gòu)，中粒變晶結(jié)構(gòu)，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，顯微變晶結(jié)構(gòu)；,23,按礦物形態(tài)特點(diǎn)分：等粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，角巖結(jié)構(gòu)，斑狀變晶結(jié)構(gòu)，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，纖狀變晶結(jié)構(gòu)。 3．破碎結(jié)構(gòu)：原巖在動(dòng)力變質(zhì)作用下變質(zhì)形成的結(jié)構(gòu)。 角礫狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu) 4．交代結(jié)構(gòu)：經(jīng)交代作用形成的結(jié)構(gòu)。礦物顆粒粒度變化大，形態(tài)復(fù)雜，邊界

9、不規(guī)則，多呈港灣狀。同一礦物的不同顆?；蛲活w粒的不同部分，其成分、光性有明顯差異。,24,四、變質(zhì)巖的構(gòu)造 1．變余構(gòu)造 變質(zhì)作用對(duì)原巖改造的不徹底而保留原巖構(gòu)造的某些特點(diǎn)。 2．變成構(gòu)造 由重結(jié)晶作用和變質(zhì)結(jié)晶作用所形成的構(gòu)造。 如斑點(diǎn)狀構(gòu)造、板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造、眼球狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等。,變質(zhì)巖的構(gòu)造,25,26,第四節(jié) 變質(zhì)巖的類型,27,一、接觸變質(zhì)巖類

10、僅發(fā)育在侵入巖體周圍不遠(yuǎn)的圍巖中，規(guī)模有限。壓力約0.1×108Pa－3×108Pa，溫度約250－650℃。 大理巖：碳酸鹽巖接觸熱變質(zhì)作用或區(qū)域變質(zhì)作用形成。白色，變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分方解石、白云石，可有透閃石、硅灰石、透輝石等變質(zhì)礦物。 角 巖：泥質(zhì)巖接觸熱變質(zhì)作用形成。暗灰色或黑色，角巖結(jié)構(gòu)或斑狀結(jié)構(gòu)，變斑晶是紅柱石，堇青石等。,28,29,30,31,32,33,34,34,35

11、,35,36,36,37,38,38,39,39,40,40,41,41,42,42,43,44,二、氣-液變質(zhì)巖類 矽卡巖：接觸交代變質(zhì)作用形成。產(chǎn)于中酸性侵入體與碳酸鹽巖的接觸帶中。呈褐色，暗綠色等，不等粒變晶結(jié)構(gòu)或斑狀變晶結(jié)構(gòu)，礦物成分有透輝石，綠簾石，金云母，透閃石，方解石等。 蛇紋巖（原巖為鎂質(zhì)超基性巖）； 云英巖（原巖為酸性侵入巖）； 青盤巖（原巖為中基性火山巖及火山碎屑巖）；,45,

12、三、動(dòng)力變質(zhì)巖類 原巖一般發(fā)生破碎，在高溫和應(yīng)力作用下，發(fā)生重結(jié)晶和塑性變形形成的變質(zhì)巖。 構(gòu)造角礫巖：原巖破碎成角礫，被細(xì)碎屑，泥質(zhì)等膠結(jié)形成。角礫大小懸殊，角礫狀，排列雜亂無(wú)定向，是判斷斷裂存在的重要標(biāo)志。構(gòu)造角礫巖 碎裂巖 糜棱巖（多發(fā)育在長(zhǎng)英質(zhì)巖石中）,初 糜 棱 巖,46,糜 棱 巖,47,48,超 糜 棱 巖,48,49,四、區(qū)域變質(zhì)巖類 板 巖：變質(zhì)程度低，原巖礦物成分基本沒(méi)重

13、結(jié)晶，具板狀構(gòu)造，變余結(jié)構(gòu)，一般是泥質(zhì)巖，粉砂巖或凝灰?guī)r變質(zhì)形成。 千枚巖：變質(zhì)程度較板巖高，原巖礦物基本重結(jié)晶，主要是絹云母、綠泥石、鈉長(zhǎng)石等。鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造。,50,片 巖：變質(zhì)程度更高，具顯晶質(zhì)的鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀礦物是云母、綠泥石。粒狀礦物是石英、長(zhǎng)石，片狀構(gòu)造。 片麻巖：礦物粒度大于1mm，中－粗粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，石英和長(zhǎng)石的含量大于50％，長(zhǎng)石含量大于25％。 石英巖

14、：石英含量大于85%，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，一般是石英砂巖經(jīng)接觸熱變質(zhì)或區(qū)域變質(zhì)作用形成。,51,五、混合巖類 在固態(tài)巖石的變質(zhì)過(guò)程中，有廣泛的流體參加，通過(guò)流體對(duì)原巖的貫入和滲透交代形成。 巖石由殘留的變質(zhì)基體和長(zhǎng)英質(zhì)脈體組成。根據(jù)基體和脈體含量的多少，可分為注入混合巖、混合片麻巖和混合花崗巖。,52,變質(zhì)巖實(shí)例（據(jù)黃定華等，2004）A. 大理巖，細(xì)粒花崗變晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造；B. 紅柱石角巖，斑狀變晶結(jié)構(gòu)，塊

15、狀構(gòu)造，基質(zhì)為隱晶質(zhì)，變斑晶為長(zhǎng)柱狀紅柱石；C. 石榴石－白云母片巖，斑狀變晶結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，變斑晶為等軸粒狀紅柱石，基質(zhì)主要為細(xì)小鱗片狀白云母,,表中反映出如下規(guī)律：（1）泥巖類對(duì)變質(zhì)作用最為敏感，不同級(jí)別的變質(zhì)巖特征明顯，基性—超基性巖次之；成分單一的石英砂巖和石灰?guī)r只反應(yīng)在重結(jié)晶的程度上。（2）復(fù)成分原巖的深變質(zhì)產(chǎn)物都是片麻巖和麻粒巖，代表高溫變質(zhì)環(huán)境，溫度再高時(shí)原巖會(huì)全部重熔，則由變質(zhì)作用轉(zhuǎn)入巖漿作