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课3、第四章:变质作用与变质岩


schist
Foliated rocks
片麻岩及混合岩
coarse-grained, elongated/banded minerals, alternating bands Parent rock: sandstone or granite

gneiss
COLOR
white or reddish dark:
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,发生岩石结构、构造和物质成分 变化的地质作用。 由变质作用形成的岩石为变质岩。
岩浆岩 “变质作用” 沉积岩 结构/矿物组合变化 变质岩 变质岩
由岩浆岩变质而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。
斑 点 板 岩
(2)板状构造:岩石具有平行、密集而平坦的破裂 面,沿此面岩石易分裂成薄板。由于岩石受较轻的 定向压力作用而形成。如板岩。
板 岩
(3)片理构造:岩石中片状或长条状矿物连续而平行 排列,形成平行、密集而不很平坦的纹理——片理,沿 片理方向岩石易劈开。主要是由于定向压力造成。
颗 粒 定 向
物颗粒肉眼即可分辨。矿物平行排列的面,称为片理面。片状构造是变质岩 最常见、最典型的构造。(片岩)
千枚岩
片岩
片岩中矿物的定向排列(薄片)
(4)片麻状构造:是岩石以粒状矿物为主,含一定量的片、
柱状矿物,两者相间作定向排列。因片、柱状矿物数量不多,被 粒状矿物隔开而呈断续分布。(片麻岩)
片 麻 岩
2.变余构造:
母岩:泥岩
板岩
千枚岩
片岩
片麻岩
变质作用程度浅
变质作用程度深
第三节 变质作用类型及代表岩石
变质作用根据变质因素和地质条件的不同 分为四种类型:
区域变质作用-区域变质岩 接触变质作用-接触变质岩
混合岩化作用-混合岩 动力变质作用-变质岩动力
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。
变质作用不彻底而保留下来的原岩的构造。 分为:变余层理构造、变余气孔构造、变余杏仁构造等. 变余构造是恢复原岩类型的主要依据
3.混合岩化构造: 混合化过程中,由脉体和基体两部分相互作用形成的构造
基体—早期变质岩
脉体—部分溶融的变质岩
混合岩
从板状构造-千枚状构造-片状构造-片麻状构造
反应了变质作用程度由浅变深。
挤压力 方向
挤压力 方向
Foliation Example
定向性不明显的黑云母
平行定向的黑云母
具片理构造的变质岩
常见片理构造
千枚状构造:已有稍强的重结晶,片状矿物已初具平行排列,
但矿物颗粒肉眼尚难分辨。岩石片理面上呈现丝绢光泽。(千枚岩)
片状构造:是岩石中大量片状、柱状、粒状矿物呈定向排列而成,矿
中,形成变质岩基体和长石石英质脉体组成的混合岩。
形成了包括脉体(重 熔岩浆体或再生岩浆 体)和变质基体(变 质岩)两部分组成的 混合岩。一般地,脉 体色较浅,而基体色 较深。
四、动力变质作用(破裂变质作用)
——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, 如沿断裂带分 布断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩,是判断断 层存在的依据之一。
二、变质岩形态 以及颗粒之间的关系。常见的结构有:
2、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: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。
千枚岩 大理岩
对变晶结构可根据矿物颗粒的大小及形态划分
泥岩 板岩
二、变质作用的影响因素
一)温度:150~180°C到800~900°C
1. 重结晶作用——非晶质岩石变成结晶质岩石;隐 晶质变成显晶质;晶粒细小变成 晶粒粗大。如:
泥晶灰岩
大理岩
薄片中的大理石
石英岩
Breck P. Kent
Fig. 8.9a
薄片中的石英岩
2.重组合——由于温度升高,组成原岩的不同矿物通过化 学反应重新组合形成新矿物,但岩石总的化学成分未发生 变化。
断层角砾岩
糜棱岩 -深部断裂带的变质岩
糜棱岩 -深部断裂带的变质岩
常见变质岩
无片理构造的变质岩
大理岩
coarse grained, color from impurities Parent rock: limestone (calcite) or dolomite (Ca-Mg carbonate)
主要出现在岩浆 岩中的矿物
磷石英 透长石 霞石 白榴石 方钠石 黝方石 玄武角闪石
主要出现在沉积 岩中的矿物
粘土矿物 蛋白石 玉髓 海绿石 水铝石 褐铁矿 石膏 硬石膏 盐类矿物 有机碳质
主要出现在变质岩 中的矿物
红柱石 蓝晶石 硅线石 硅灰石 绿帘石 符山石 透闪石 透辉石 阳起石 硬绿泥石 蛇纹石 滑石 石墨 十字石 镁橄榄石 石榴石 刚玉
Common metamorphic rocks
Foliated rocks
片岩
coarse-grained, strongly foliated micas seen with naked eye easy to split in flakes/slabs Parent rock: shale
Caco3+sio2
Casio3+Co2
静压力
二)压力
定向压力
1、静压力——由上覆岩层的重力引起的,随着深度的
增加而增加,其力对岩石各个方向均等。
静压力
(1)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:
CaAl2SiO8+(MgFe)2SiO4 钙长石 橄榄石 Ca(MgFe)2Al2(SiO4)2 石榴子石
颗粒形态在后。
鳞片粒状变晶结构
3.变形结构:
碎裂结构:矿物部分被压碎成细粒,少数只保留原来轮廓, 石英波状消光明显。 糜棱结构:此结构是破裂结构的进一步细化,所有的矿物 被压碎成锯齿状接触的细小颗粒,定向性明显。
糜棱结构:
糜棱结构:
三、变质岩的构造
1、变成构造——原岩通过重结晶、变质结晶形成的 新构造。 (1)斑点状构造:岩石中某些组分集中成疏密不等 的斑点。斑点成分多为炭质、硅质、铁质、云母等。 如斑点板岩。
片 岩
Metamorphic Foliation
S. Dobos
Fig. 8.5b
压力
Pressure/Stress
(三)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:主要是通过流体产生物质置换的交代作用。流 体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:
橄榄石 黑云母
蛇纹石;辉石 绿泥石、绢云母; 绿泥石、绢云母
变质作用概述
变质岩的矿物
变质岩的特征 变质作用类型
常见变质岩
变质岩的结构
变质岩的构造
一、变质岩的矿物
共有的矿物: 如石英、长石、
方解石
石英
云母、角闪石、辉石、磁铁矿以 及方解石、白云石等。
云母
正长石
变质矿物: 在变质过程中产生的新矿

常见变质岩
无片理结构的变质岩
石英岩
very hard white, other colors from impurities Parent rock: sandstone

常见变质岩
slate
片理构造变质岩
板岩
very finegrained dark or black Parent rock: shale
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。
石灰岩
大理岩
石英砂岩
石英岩
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(某些金属矿物沉淀)。
所形成的主要岩石:按变质程度由浅到深依次为:板岩、千枚
岩、片岩、片麻岩
板岩
千枚岩
片岩
片麻岩
变质作用程度浅
变质作用程度深
三、混合岩化作用(超深变质作用)
——区域变质作用进一步发展,向岩浆作用过渡,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 (富含K、Na、Si),它们广泛渗透、扩散、交代,并注入围岩

Common metamorphic rocks
Foliated rocks
phyllite
千枚岩
fine- to medium-grained, fine crystals of muscovite or chlorite rock has ‘sheen’

phyllite
slate

schist
Pioneer Range, Idaho
Foliated rocks
片岩
coarse-grained, strongly foliated micas seen with naked eye easy to split in flakes/slabs Parent rock: shale
第四章 变质作用 与 变质岩
变质岩, 27.60%
沉积岩, 7.90%
岩浆岩, 64.70%
三类岩石占地壳总体积的百分比
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