变质岩学习讲义 .ppt

,,第四章变质作用与变质岩,概述变质作用因素及其引起的源岩变化变质岩的基本特征变质作用的类型及其代表性岩石岩石的演变,普通地质学,由于温度、压力及化学活动性流体作用于岩浆岩、早期形成的沉积岩及变质岩，基本在固体状态下，发生矿物成分、化学成分及结构构造变化的地质作用。,一、变质作用的概念,第一节概述,,由变质作用形成的岩石。,二、变质岩,变质作用与岩浆作用的区别原岩是否遭受熔融变质作用与沉积作用的区别作用发生的深度,,,第四章变质作用与变质岩,概述变质作用因素及其引起的源岩变化变质岩的基本特征变质作用的类型及其代表性岩石岩石的演变,普通地质学,一、温度及其引起的原岩变化,第二节变质作用因素及其引起的源岩变化,,温度的升高使岩石中的矿物发生重结晶。岩石中非晶体矿物向晶体矿物转化；岩石中晶体细小矿物向晶体粗大矿物转化。如石灰岩→大理岩,2、促进化学反应,CaCO3SiO2→CaSiO3CO2,方解石石英硅灰石,脱碳酸反应,Al4[Si4O10][OH]8→2Al2[SiO4]O2SiO24H2O,高岭石红柱石石英,脱水反应,,,1、重结晶,温度的升高可促使原岩石中的化学成分发生重组合，并产生新的矿物。,变质温度的来源地热、岩浆热、放射性元素蜕变热、地壳岩石断裂（地壳岩石错动和挤压）,二、压力及其引起的原岩变化,第二节变质作用因素及其引起的源岩变化,,1、静压力,上覆地层引起的压力。静压力使原岩石的体积缩小、密度加大；在温度的配合下，可形成新的矿物。,轻比重矿物向大比重矿物转变,Mg2[SiO4]Ca[Al2Si2O8]→CaMg2Al2[SiO4]3,镁橄榄石钙长石石榴子石3.32.63.52,粘土矿物,,,,,红柱石（3.13/3.16）,蓝晶石（3.53/3.65）,5.5108Pa,高压,二、压力及其引起的原岩变化,第二节变质作用因素及其引起的源岩变化,,2、构造应力,岩石结构变化岩石破碎、一向、二向延长矿物定向排列。,,化学性质活泼的气体和液体主要以H2O和CO2为主，并富含F、S、P、B等易挥发的物质及SiO2等矿物质。这些物质在一定的温压条件下，可渗入到围岩中并与围岩发生化学反应，使围岩发生物质成分、结构构造等变化，并产生新的矿物。,三、化学性质活泼的流体,,是变质作用持续的时间。变质作用持续的时间越长，变质改造结果越明显。,作用方式与已经存在的矿物发生反应,K[AlSi3O8]Na→Na[AlSi3O8]K,钾长石钠长石,四、时间,第二节变质作用因素及其引起的源岩变化,,,第四章变质作用与变质岩,概述变质作用因素及其引起的源岩变化变质岩的基本特征变质作用的类型及其代表性岩石岩石的演变,普通地质学,三大岩石中常见贯通矿物石英、长石、云母等。变质岩中特有的变质矿物红柱石、蓝晶石、矽线石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透闪石、阳起石、蓝闪石、透辉石、蛇纹石、石墨。,与岩浆岩类同,1、化学成分,一、成分特征特征,,第三节变质岩的基本特征,2、矿物成分,,1、变晶结构,二、结构特征,,第三节变质岩的基本特征,岩浆岩和沉积岩的结构经过变质作用后，全部或部分消失，形成变质岩的结构。,原岩发生重结晶后形成的结构，表现为矿物形成、长大且晶粒相互镶嵌。由重结晶形成的晶粒称为“变晶”。,按照晶粒大小分,粗粒变晶结构主要矿物粒度3mm中粒变晶结构主要矿物粒度13mm细粒变晶结构主要矿物粒度0.11mm显微变晶结构主要矿物粒度0.1mm斑状变晶结构颗粒大小悬殊，类似岩浆岩的斑状结构,按照晶粒形态分粒状变晶结构、鳞片状变晶结构、纤状变晶结构,,2、变余结构,二、结构特征,,第三节变质岩的基本特征,原岩变质程度不深时残留的原岩结构。如变余斑状结构保留原岩的斑状结构变余砾状结构保留原岩的砾状结构变余砂状结构保留了原岩的砂状结构等。,3、其它,碎裂结构、交代结构,变质岩的构造是指变质岩石中矿物集合体的排列、充填或组合方式。常见的有下列几种类型,1、变余构造,三、变质岩的构造,,变余构造,指变质岩中残余的原岩构造。如变余气孔构造、变余杏仁构造、变余层状构造等。,第三节变质岩的基本特征,变余构造的存在便成为判别原岩属于火山岩还是沉积岩的重要证据。如火成岩变成的岩石称为正变质岩，由沉积岩变质而成的岩石称为副变质岩。,2、变成构造,三、变质岩的构造,,通过变质作用变质作用形成的新构造。,第三节变质岩的基本特征,1）斑点状构造岩石中某些成分集中成为或疏或密的斑点,2）板状构造岩石具有平行、密集而平坦的破裂面，沿此面已分裂成薄板。,板状构造,2、变成构造,三、变质岩的构造,,通过变质作用变质作用形成的新构造。,第三节变质岩的基本特征,3）片状构造岩石中片状或长条状矿物呈连续定向排列，形成密集而不甚平坦的破裂面（片理面）,4）千枚状构造片状构造的一种，组成矿物为颗粒较小的纤维状、鳞片状矿物。,千枚状构造,2、变成构造,三、变质岩的构造,,第三节变质岩的基本特征,5）片麻状构造岩石中主要为粒状矿物，同时伴有部分定向排列的片状、长条状矿物。,6）块状构造岩石中矿物分布均匀，无定向排列。,片麻状构造,肠状构造,带状构造,三、变质岩的构造,,第三节变质岩的基本特征,,,第四章变质作用与变质岩,概述变质作用因素及其引起的源岩变化变质岩的基本特征变质作用的类型及其代表性岩石岩石的演变,普通地质学,根据变质作用所处的地质环境以及引起变质作用的因素和变质作用进行的方式，变质作用可分为下列几种基本类型接触变质作用区域变质作用混合岩化作用动力变质作用,第四节变质作用的类型及其代表性岩石,,发生在岩浆岩体与围岩的接触带上。岩浆活动所带来的热量、化学活动性流体引起围岩发生重结晶、交代等系列变化的一种变质作用。,1、热接触变质作用,一、接触变质作用,常见种属大理岩角岩,第四节变质作用的类型及其代表性岩石,,由于受到岩浆热力作用，围岩发生重结晶、脱水、脱炭及物质成分的重组。,大理岩,,,指岩浆期后的气体和热液对已冷凝的岩浆岩体及其围岩发生不同程度的交代作用，使岩浆岩体和围岩的成分、结构和构造发生改变的变质作用。,常见种属绿帘石石榴石矽卡岩硅灰石矽卡岩,第四节变质作用的类型及其代表性岩石,,2、接触交代变质作用,一、接触变质作用,指在区域性大范围内，由温度、压力和化学活动性较强的流体共同参与和影响下，固体岩石所发生的一种变质作用。,形成的岩石称为区域变质岩。主要影响因素温度、压力静压力。特点涉及范围广、影响深度大、与深大断裂有关。,二、区域变质作用,第四节变质作用的类型及其代表性岩石,,代表性岩石板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩,白云母片岩,第四节变质作用的类型及其代表性岩石,,斜长角闪片麻岩的形成过程,第四节变质作用的类型及其代表性岩石,,由石英砂岩变质而成的石英变粒岩,板岩,绿泥石白云母片岩,千枚岩,指高温条件下，岩石发生部分熔融而形成酸性的熔体，同时有地下深部分泌出富含钾、钠、硅的热液，这些熔体和热液沿区域变质岩的裂隙或片理渗透、扩散或贯入，甚至与变质岩发生反应，形成新的岩石的作用即为混合岩化作用。混合岩化作用形成的岩石称为混合岩。,三、混合岩化作用,第四节变质作用的类型及其代表性岩石,,代表性岩石混合花岗岩、肠状混合岩、条带状混合岩,肠状混合岩,条带状混合岩,指由于地壳运动产生的构造应力定向压力作用下，使岩石发生变形、破碎和一定重结晶等系列变化的一种变质作用。又称为碎裂变质作用。,形成的岩石称为动力变质岩或构造岩。主要影响因素构造应力或定向压力。特点主要发生在两个相邻岩石块体之间的错动和接触部位，与较大的断层或断裂带有关。,四、动力变质作用,第四节变质作用的类型及其代表性岩石,,代表性岩石断层角砾岩、糜棱岩、千枚糜棱岩,,,第四章变质作用与变质岩,概述变质作用因素及其引起的源岩变化变质岩的基本特征变质作用的类型及其代表性岩石岩石的演变,普通地质学,,第五节岩石的演变,,小结,变质作用要素为温度、压力和化学活动性流体,变质岩的分类研是成因分类，包括接触变质岩、区域变质岩、混合岩和动力变质岩,岩浆岩、沉积岩和变质岩即“三大岩类”在一定条件下可以向换转化,变质岩可由三大岩类的任何一种变质而成,