[工学]2-1 地壳_岩石.ppt

二、岩石二、岩石 地球是一个由不同物质和不同状态的同心圈层构地球是一个由不同物质和不同状态的同心圈层构 造所组成的球体。这些圈层可以分为外部圈层和造所组成的球体。这些圈层可以分为外部圈层和 内部圈层。外部圈层是指地球表面以外的圈层，内部圈层。外部圈层是指地球表面以外的圈层， 按照不同的特点可以分为大气圈、水圈和生物圈按照不同的特点可以分为大气圈、水圈和生物圈 。内部圈层是指从地球表面往里直到地球中心的。内部圈层是指从地球表面往里直到地球中心的 各圈层，有表及里可以分为地壳、地幔、地核。各圈层，有表及里可以分为地壳、地幔、地核。 地壳是由岩石构成的，也就是说，岩石组成地球地壳是由岩石构成的，也就是说，岩石组成地球 的外壳，覆盖在地球的表面。的外壳，覆盖在地球的表面。 二、岩石二、岩石 岩石：岩石：造岩矿物按一定的结构和构造造岩矿物按一定的结构和构造 集合而成集合而成的地质体称为岩石。的地质体称为岩石。 分类：按其成因可分为岩浆岩、沉积分类：按其成因可分为岩浆岩、沉积 岩和变质岩三大类。岩和变质岩三大类。 岩石岩石 覆盖在地球上的坚固部分称为岩石。岩石有各式各样覆盖在地球上的坚固部分称为岩石。岩石有各式各样 的种类，通常我们所称呼的石头，就是岩石破碎之后的种类，通常我们所称呼的石头，就是岩石破碎之后 的样子。岩石是在各种不同的地质作用下产生的，是的样子。岩石是在各种不同的地质作用下产生的，是 由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体。由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体。 如花岗岩由石英、长石、云母等多种矿物组成。如花岗岩由石英、长石、云母等多种矿物组成。 根据成因，岩石可分三大类：即由岩浆活动形成的岩根据成因，岩石可分三大类：即由岩浆活动形成的岩 浆岩；由外力作用形成的沉积岩；由变质作用形成的浆岩；由外力作用形成的沉积岩；由变质作用形成的 变质岩。变质岩。 研究岩石有很重要的意义：研究岩石有很重要的意义：( (土土) )人类需要各种矿产，人类需要各种矿产， 而矿产与岩石密切相关；而矿产与岩石密切相关；(2)(2)岩石是研究各种地质构岩石是研究各种地质构 造和地貌的物质基础；造和地貌的物质基础；(3)(3)岩石是研究地壳历史的依岩石是研究地壳历史的依 据。据。 岩石的描述应包括地质年代、地质名称、岩石的描述应包括地质年代、地质名称、 风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造 和岩石质量指标和岩石质量指标RQDRQD。对沉积岩应着重描。对沉积岩应着重描 述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分 和胶结程度；对岩浆岩和变质岩应着重描和胶结程度；对岩浆岩和变质岩应着重描 述矿物结晶大小和结晶程度。述矿物结晶大小和结晶程度。 （1 1） 岩石结构（岩石结构（texture of rockstexture of rocks） 组成岩石的矿物的结晶程度、大小、 组成岩石的矿物的结晶程度、大小、 形态以及晶粒之间或晶粒与玻璃质之间的形态以及晶粒之间或晶粒与玻璃质之间的 相互关系。有等粒、斑状、似斑状等名称相互关系。有等粒、斑状、似斑状等名称 。有时因在某种岩石中较为典型。有时因在某种岩石中较为典型, ,结构的名结构的名 称就以岩石名称命名称就以岩石名称命名, ,如花岗结构、粗面结如花岗结构、粗面结 构等。岩石结构是研究岩石形成条件和岩构等。岩石结构是研究岩石形成条件和岩 石分类、命名的重要依据石分类、命名的重要依据1 1 初学者易于和岩石构造混淆，两者是 初学者易于和岩石构造混淆，两者是 不同的。不同的。 （2 2）岩石构造（）岩石构造（structure of rocksstructure of rocks） 岩石中不同矿物集合体之间、岩石的岩石中不同矿物集合体之间、岩石的 各个组成部分之间或矿物集合体与岩石其各个组成部分之间或矿物集合体与岩石其 他组成部分之间的相互关系他组成部分之间的相互关系, ,称为岩石构造称为岩石构造 。也有人认为岩石的构造应是组成岩石的。也有人认为岩石的构造应是组成岩石的 矿物集合体的形状、大小和空间的相互关矿物集合体的形状、大小和空间的相互关 系及充填方式系及充填方式, ,即这些矿物集合体的组合的即这些矿物集合体的组合的 几何学的特征。例如几何学的特征。例如, ,片麻构造、块状构造片麻构造、块状构造 、流纹构造、枕状构造、气孔状构造、晶、流纹构造、枕状构造、气孔状构造、晶 洞构造等洞构造等1 1 1.1. 岩浆岩（火成岩）岩浆岩（火成岩） 岩浆岩浆是来自上地幔软流圈及地壳局部地段是来自上地幔软流圈及地壳局部地段 的一种成分复杂的高温熔融状物质，主要的一种成分复杂的高温熔融状物质，主要 成分为硅酸盐以及部分金属硫化物、氧化成分为硅酸盐以及部分金属硫化物、氧化 物和挥发性物质（如物和挥发性物质（如H H 2 2 O O、COCO 2 2 、H H 2 2 S S等）。等）。 侵入岩：当岩浆沿岩石圈破裂带上升侵入侵入岩：当岩浆沿岩石圈破裂带上升侵入 地壳时，冷凝结晶形成地壳时，冷凝结晶形成侵入岩侵入岩； 火山岩：喷出地面迅速冷却凝固形成火山岩：喷出地面迅速冷却凝固形成火山火山 岩（喷出岩）岩（喷出岩）。 侵入侵入有深层（大于有深层（大于3km3km） 浅层浅层 喷出喷出有固有固 液（熔岩）液（熔岩） 气气 P94 P94 岩浆岩分类表岩浆岩分类表 岩浆岩的矿物组成岩浆岩的矿物组成 按按SiOSiO 2 2 的含量来划分，可分为：的含量来划分，可分为： l l 超基性岩：二氧化硅含量超基性岩：二氧化硅含量4545，含，含铁镁较铁镁较铁镁较铁镁较 多多 ，含，含钾钠钾钠钾钠钾钠 甚少。主要由橄甚少。主要由橄榄榄榄榄石、石、辉辉辉辉石石组组组组成。如成。如 橄橄榄榄榄榄岩。岩。 l l 基性岩：二氧化硅含量基性岩：二氧化硅含量4545 5252，主要由，主要由辉辉辉辉石石 、钙钙钙钙斜斜长长长长石和少量橄石和少量橄榄榄榄榄石和角石和角闪闪闪闪石石组组组组成。如成。如 辉长辉长辉长辉长 岩、玄武岩。岩、玄武岩。 l l 中性岩：二氧化硅含量中性岩：二氧化硅含量5252 6565，主要由角，主要由角闪闪闪闪 石、石、长长长长石和少量石英、石和少量石英、辉辉辉辉石、黑云母等石、黑云母等组组组组成。成。 如如闪长闪长闪长闪长 岩、安山岩、正岩、安山岩、正长长长长岩和粗面岩。岩和粗面岩。 l l 酸性岩：二氧化硅含量酸性岩：二氧化硅含量6565，含，含钾钾钾钾和和钠较钠较钠较钠较 多多 而而铁镁较铁镁较铁镁较铁镁较 少，主要由少，主要由长长长长石、石英和云母石、石英和云母组组组组成。成。 如花如花岗岗岗岗岩、流岩、流纹纹纹纹岩。岩。 岩浆岩的产状岩浆岩的产状 产状：指由岩浆凝固结成的岩体的形状产状：指由岩浆凝固结成的岩体的形状 、大小及其与周围岩石接触的关系。、大小及其与周围岩石接触的关系。 根据岩体在形成时期所处的地质构造、根据岩体在形成时期所处的地质构造、 环境和距离地表的深度及其形成的方式环境和距离地表的深度及其形成的方式 ，可分为：，可分为：P48P48 l l 喷出岩产状喷出岩产状 l l 侵入岩产状侵入岩产状 深成侵入岩产状深成侵入岩产状 浅成侵入岩产状浅成侵入岩产状 4.岩盖 5.岩鞍 6.岩株 1.岩基 2.岩盘 3.岩床 7.岩浆底辟 8.岩瘤 9.岩脉 10.捕虏体 11.岩瘤 12.岩脉 13.火山口 14.熔岩流 15.熔岩被 p48 岩浆岩的结构岩浆岩的结构 定义：指所含矿物的结晶程度、晶粒大小、晶粒定义：指所含矿物的结晶程度、晶粒大小、晶粒 相对大小、晶体外形和矿物间结合的关系，它反相对大小、晶体外形和矿物间结合的关系，它反 映了岩浆冷凝速度的快慢。映了岩浆冷凝速度的快慢。 根据组成物质结晶程度可分成：根据组成物质结晶程度可分成： l l 全晶体全晶体结结结结构：构：矿矿矿矿物物颗颗颗颗粒粒较较较较大，肉眼可辨，通常大，肉眼可辨，通常 是侵入岩所特有的是侵入岩所特有的结结结结构，如花构，如花岗岗岗岗岩等；岩等； l l 半晶体半晶体结结结结构：构：矿矿矿矿物部分物部分结结结结晶，部分成玻璃晶，部分成玻璃质质质质， 常常见见见见于于喷喷喷喷出岩；出岩； l l 非晶体非晶体结结结结构（玻璃构（玻璃质结质结质结质结 构）：没有构）：没有结结结结晶，全晶，全为为为为 玻璃玻璃质质质质，石岩，石岩浆喷浆喷浆喷浆喷 出地表迅速冷却形成的，出地表迅速冷却形成的，为为为为 喷喷喷喷出岩所特有的出岩所特有的结结结结构。构。 岩浆岩的结构岩浆岩的结构 根据岩浆岩中颗粒大小的可辨程度，可分根据岩浆岩中颗粒大小的可辨程度，可分 为：为： l l 显晶质结构显晶质结构 l l 隐晶质结构隐晶质结构 根据岩浆岩中结晶颗粒的相对大小，可分根据岩浆岩中结晶颗粒的相对大小，可分 为：为： l l 等粒结构等粒结构 l l 斑状结构（不等粒结构）斑状结构（不等粒结构） 岩浆岩常见的构造岩浆岩常见的构造 块状构造块状构造 斑杂构造斑杂构造 流纹构造流纹构造 气孔构造气孔构造 杏仁状构造杏仁状构造 块状构造块状构造 岩石中各种矿物的排列无一定方向和特殊岩石中各种矿物的排列无一定方向和特殊 的组合，大致呈均匀的块体。在侵入岩和的组合，大致呈均匀的块体。在侵入岩和 一些火山岩中常见。一些火山岩中常见。 斑杂构造斑杂构造 岩石中矿物的成分和结构呈不均匀分布，岩石中矿物的成分和结构呈不均匀分布， 在颜色和粒度上乱杂排列。常见于侵入岩在颜色和粒度上乱杂排列。常见于侵入岩 体的边缘。体的边缘。 流纹构造流纹构造 岩石中保存有熔岩流动的形迹，其中矿物和气孔岩石中保存有熔岩流动的形迹，其中矿物和气孔 等呈定向排列。在酸性和中性喷出岩中常见，以等呈定向排列。在酸性和中性喷出岩中常见，以 流纹岩最为典型。流纹岩最为典型。流纹岩：流纹岩是一种浅色岩流纹岩：流纹岩是一种浅色岩 石，岩石表面呈流纹状。石，岩石表面呈流纹状。 气孔构造气孔构造 熔岩中大量气体逸出时形成大小不等的空熔岩中大量气体逸出时形成大小不等的空 洞。喷出岩中常见。洞。喷出岩中常见。 杏仁状构造杏仁状构造 喷出岩中的气孔为次生矿物所充填。喷出岩中的气孔为次生矿物所充填。 主要岩浆岩分类主要岩浆岩分类 一些典型的岩石图片一些典型的岩石图片 花岗岩花岗岩 是分布最广的深成侵入岩。主要矿是分布最广的深成侵入岩。主要矿 物成分是石英、长石和黑云母，颜色较浅物成分是石英、长石和黑云母，颜色较浅 ，以灰白色和肉红色最为常见，具有等粒，以灰白色和肉红色最为常见，具有等粒 状和块状构造。花岗岩既美观抗压强度又状和块状构造。花岗岩既美观抗压强度又 高，是优质建筑材料。高，是优质建筑材料。 花岗闪长岩：黑色的矿物是黑云母，深灰花岗闪长岩：黑色的矿物是黑云母，深灰 色的是角闪石，浅色的是白长石。色的是角闪石，浅色的是白长石。 n3玄武岩 一种分布最广的喷出岩。矿物成分 以斜长石、辉石为主，黑色或灰黑色，具有气孔 构造和杏仁状构造，玄武岩本身可用作优良耐磨 的铸石原料。 2.2. 沉积岩（水成岩）沉积岩（水成岩） 沉积岩是由成层堆积于陆地或海洋中的岩沉积岩是由成层堆积于陆地或海洋中的岩 矿碎屑、胶体和有机物质的疏松沉积物经矿碎屑、胶体和有机物质的疏松沉积物经 固结而成的岩石。固结而成的岩石。 沉积岩约占地球表面积的四分之三，是构沉积岩约占地球表面积的四分之三，是构 成地壳表层的主要岩石。成地壳表层的主要岩石。 沉积岩中沉积岩中水水 二氧化碳二氧化碳大量存在大量存在 沉积岩的成岩过程沉积岩的成岩过程 当原来的沉积物不断被新的沉积物覆盖而加厚时当原来的沉积物不断被新的沉积物覆盖而加厚时 ，它便与上层的水体隔离开来，在厌氧的环境条，它便与上层的水体隔离开来，在厌氧的环境条 件下：件下： l l 有机质腐烂分解，并产生各种还原性气体；有机质腐烂分解，并产生各种还原性气体； l l 使碳酸基矿物溶解为重碳酸盐；使碳酸基矿物溶解为重碳酸盐； l l 使某些金属元素的高价氧化物还原为低价的硫使某些金属元素的高价氧化物还原为低价的硫 化物；化物； l l 同时使软泥中水的矿化度增加，介质亦由酸性同时使软泥中水的矿化度增加，介质亦由酸性 的氧化环境变为碱性的还原环境。的氧化环境变为碱性的还原环境。 沉积物发生重新组合及形成新的次生矿物，胶体沉积物发生重新组合及形成新的次生矿物，胶体 亦经脱水陈化为固体，碎屑物也经压缩、胶结等亦经脱水陈化为固体，碎屑物也经压缩、胶结等 作用，固结成为岩石。作用，固结成为岩石。 固接成岩作用的几种途径固接成岩作用的几种途径 沉积物的来源沉积物的来源 沉积物的来源：主要是先成岩石在地表风沉积物的来源：主要是先成岩石在地表风 化的产物；其次是火山喷发的沉降物以及化的产物；其次是火山喷发的沉降物以及 生物成因的各种有机物；此外，尚有少数生物成因的各种有机物；此外，尚有少数 来自宇宙的降落物。来自宇宙的降落物。 沉积物质按其成因和性质可分为：沉积物质按其成因和性质可分为： l l 风化沉积物（岩屑，如砾、沙、粘土等）风化沉积物（岩屑，如砾、沙、粘土等） l l 有机沉积物（动物的遗体、遗骸等）有机沉积物（动物的遗体、遗骸等） l l 火山沉积物（熔岩、火山碎屑、熔液等）火山沉积物（熔岩、火山碎屑、熔液等） 沉积岩的基本特征沉积岩的基本特征 沉积岩具有多种构造，其中最突出的是层理构造沉积岩具有多种构造，其中最突出的是层理构造 和层面构造。层理是指岩石的成分、结构、粒度和层面构造。层理是指岩石的成分、结构、粒度 、颜色等性质沿垂直于层面方向变化而形成的层、颜色等性质沿垂直于层面方向变化而形成的层 状构造。它表明岩层是按一定的顺序和形式，一状构造。它表明岩层是按一定的顺序和形式，一 层叠一层构成的。可能形成于河流、三角洲或滨层叠一层构成的。可能形成于河流、三角洲或滨 海环境。海环境。 沉积岩层面呈波状起伏，或残留波痕、雨痕、干沉积岩层面呈波状起伏，或残留波痕、雨痕、干 裂、槽模、沟模等印模，或层内出现锯齿状缝合裂、槽模、沟模等印模，或层内出现锯齿状缝合 线或结核，均属于沉积岩的原生构造特征。线或结核，均属于沉积岩的原生构造特征。 沉积岩的主要类型沉积岩的主要类型 结构结构 构造构造 分类分类 A.A. 碎屑岩类碎屑岩类 主要是指主要是指母岩机械母岩机械风风风风化的碎屑化的碎屑经经经经胶胶结结结结物胶物胶 结结结结而成的岩石。而成的岩石。 按其按其结结结结构又可分构又可分为为为为： l l 砾岩砾岩(2mm(2mm以上以上) ) l l 砂岩（砂岩（2 20.05mm0.05mm） l l 粉砂岩（粉砂岩（0.050.050.005mm0.005mm） l l 泥（泥（0.005mm0.005mm） 沉积岩碎屑粒极分类沉积岩碎屑粒极分类 砾岩和角砾岩砾岩和角砾岩 组成：两者均由砾石组成。组成：两者均由砾石组成。 主要差别在于：砾岩中的砾石是经长途搬主要差别在于：砾岩中的砾石是经长途搬 运而磨圆的；角砾岩中的砾石是未经长途运而磨圆的；角砾岩中的砾石是未经长途 搬运还具有棱角的。搬运还具有棱角的。 1 1砾岩砾岩 一种颗粒直径大于一种颗粒直径大于2 2毫米的卵石、毫米的卵石、 砾石等岩石和矿物胶结而成的岩石，多呈砾石等岩石和矿物胶结而成的岩石，多呈 厚层块状，层理不明显，其中砾石的排列厚层块状，层理不明显，其中砾石的排列 有一定的规律性。有一定的规律性。 2 2砂岩砂岩 颗粒直径为颗粒直径为0 0 1 12 2毫米的砂粒胶结而成的岩石。分布很毫米的砂粒胶结而成的岩石。分布很 广，主要成分是石英、长石等，颜色常为广，主要成分是石英、长石等，颜色常为 白色、灰色、淡红色和黄色。白色、灰色、淡红色和黄色。 角砾岩：角砾岩是由粘合在一起的小岩石角砾岩：角砾岩是由粘合在一起的小岩石 构成的。构成的。角砾岩中的砾石未经长途搬运还角砾岩中的砾石未经长途搬运还 具有棱角。具有棱角。 砂砂 岩岩 碎屑岩中最常见的一种。碎屑岩中最常见的一种。 按砂粒大小可分为：粗砂岩、中粒砂岩和按砂粒大小可分为：粗砂岩、中粒砂岩和 细砂岩。细砂岩。 按砂粒成分可分为：石英砂岩、长石砂岩按砂粒成分可分为：石英砂岩、长石砂岩 、杂砂岩等。、杂砂岩等。 按胶结物性质又可分为：钙质胶结的、铁按胶结物性质又可分为：钙质胶结的、铁 质胶结的、硅质胶结的、粘土胶结的等各质胶结的、硅质胶结的、粘土胶结的等各 种。对于具体的岩石可将三者综合起来考种。对于具体的岩石可将三者综合起来考 虑。例如，钙质胶结中粒石英砂岩。虑。例如，钙质胶结中粒石英砂岩。 粉粉 砂砂 岩岩 组成：颗粒细小，肉眼难于辨别其成分；组成：颗粒细小，肉眼难于辨别其成分； 但岩石断面粗糙，可与粘土岩相区别。但岩石断面粗糙，可与粘土岩相区别。 黄土是粉砂质为主的一种沉积物。黄土是粉砂质为主的一种沉积物。 B.B. 粘土岩类粘土岩类 组成：由大量粘土矿物和其他细微物质组组成：由大量粘土矿物和其他细微物质组 成；泥质结构；是介于碎屑岩与生物化学成；泥质结构；是介于碎屑岩与生物化学 岩之间的过渡类型；到处可见。岩之间的过渡类型；到处可见。 分类：分类： l l 层厚的称为层厚的称为泥岩泥岩； l l 层薄的称为层薄的称为页岩页岩。 页岩按其所含的附加成分可再分为：页岩按其所含的附加成分可再分为： l l 钙质页岩钙质页岩 l l 铁质页岩铁质页岩 l l 碳质页岩碳质页岩 l l 油页岩油页岩 3 3页岩页岩 由各种黏土经压紧和胶结而成的岩由各种黏土经压紧和胶结而成的岩 石。是沉积岩分布最广的一种岩石，层理石。是沉积岩分布最广的一种岩石，层理 明显，可以分裂成薄片，有各种颜色，如明显，可以分裂成薄片，有各种颜色，如 黑色、红色、灰色、黄色等。黑色、红色、灰色、黄色等。 4 4石灰岩石灰岩 俗称俗称“ “青石青石” ”，是一种在海、湖盆，是一种在海、湖盆 地中生成灰色或灰白色沉积岩。主要由方地中生成灰色或灰白色沉积岩。主要由方 解石的微粒组成，遇稀盐酸会发生化学反解石的微粒组成，遇稀盐酸会发生化学反 应，放出气泡。石灰岩的颜色多为白色、应，放出气泡。石灰岩的颜色多为白色、 灰色及黑灰色，呈致密块状。灰色及黑灰色，呈致密块状。 C.C. 生物化学岩类生物化学岩类 组成：组成：绝大多数的生物化学岩是在海相或湖相环绝大多数的生物化学岩是在海相或湖相环 境中由化学或生物化学过程形成的物质组成的；境中由化学或生物化学过程形成的物质组成的； 特点：特点： l l 具化学结构（显晶或隐晶；鲕状或豆状等胶凝具化学结构（显晶或隐晶；鲕状或豆状等胶凝 体）和生物结构（含遗体化石）；体）和生物结构（含遗体化石）； l l 成分较为单一，种类繁多，常为单矿岩或矿石成分较为单一，种类繁多，常为单矿岩或矿石 。 代表性岩类：铝质岩、铁质岩、锰质岩、代表性岩类：铝质岩、铁质岩、锰质岩、硅质岩硅质岩 、磷灰岩，碳酸盐岩、盐岩、可燃性有机岩，等、磷灰岩，碳酸盐岩、盐岩、可燃性有机岩，等 等。其中最常见的为碳酸盐岩，如石灰岩等。其中最常见的为碳酸盐岩，如石灰岩（富含（富含 碳酸碳酸钙钙钙钙）和白云岩（含碳酸）和白云岩（含碳酸镁镁镁镁和碳酸和碳酸钙钙钙钙）。）。 沉积岩分类表沉积岩分类表 变质岩变质岩 3.3. 变质岩变质岩 变质作用：地壳中原有的岩石，由于经受变质作用：地壳中原有的岩石，由于经受 构造运动、岩浆活动或地壳内的热流变化构造运动、岩浆活动或地壳内的热流变化 等内动力的影响，使其矿物成分和结构、等内动力的影响，使其矿物成分和结构、 构造发生不同程度的变化，统称为构造发生不同程度的变化，统称为变质作变质作 用用。 变质岩：由变质作用形成的岩石称为变质岩：由变质作用形成的岩石称为变质变质 岩岩。 由火成岩形成的变质岩称由火成岩形成的变质岩称正变质岩正变质岩；由沉；由沉 积岩形成的变质岩称积岩形成的变质岩称副变质岩副变质岩。 变质岩变质岩在我国和世界上皆有广泛分布。特在我国和世界上皆有广泛分布。特 别是前寒武纪地层，绝大部分是变质岩组别是前寒武纪地层，绝大部分是变质岩组 成的。变质岩中含有丰富的金属矿和非金成的。变质岩中含有丰富的金属矿和非金 属矿，例如全世界铁矿销量，其中属矿，例如全世界铁矿销量，其中70%70%储储 藏于前寒武纪古老变质岩中藏于前寒武纪古老变质岩中。 n地质地貌学上第五章 猫眼猫眼 金绿宝石的猫眼因为眼线细、亮，为所有猫眼金绿宝石的猫眼因为眼线细、亮，为所有猫眼 效应最好的，故只有金绿宝石的猫眼无须注明宝效应最好的，故只有金绿宝石的猫眼无须注明宝 石种而直称石种而直称“ “猫眼猫眼” ”。能产生猫眼效应的其他宝石。能产生猫眼效应的其他宝石 ，包括石英，碧玺，绿柱石及磷灰石等，不能直，包括石英，碧玺，绿柱石及磷灰石等，不能直 称为称为“ “猫眼猫眼” ”，应称为，应称为“ “石英猫眼石英猫眼” ”， “ “磷灰石猫眼磷灰石猫眼” ”等等 。 金绿宝石主要产在老变质岩地区的花岗伟晶岩，金绿宝石主要产在老变质岩地区的花岗伟晶岩， 蚀变细晶岩中，以及超基性岩蚀变的云母片岩中蚀变细晶岩中，以及超基性岩蚀变的云母片岩中 。而真正具工业意义上的金绿宝石矿大多产于砂。而真正具工业意义上的金绿宝石矿大多产于砂 矿中。矿中。 变质岩的特点变质岩的特点 变质作用变质作用是在较高的温度和一定的压力条件下岩是在较高的温度和一定的压力条件下岩 石基本上是在固态中进行的变化。它既不同于表石基本上是在固态中进行的变化。它既不同于表 生作用，也不同于岩浆作用。生作用，也不同于岩浆作用。 它的岩性一方面受原岩的控制而具有一定继承性它的岩性一方面受原岩的控制而具有一定继承性 ；另一方面也因受变质作用而具有自己的特点，；另一方面也因受变质作用而具有自己的特点， 如含有新的如含有新的变质矿物变质矿物、变余结构和定向构造等。、变余结构和定向构造等。 变质岩的特征，最主要的有两点：变质岩的特征，最主要的有两点： 一是岩石重结一是岩石重结 晶明显；晶明显； 二是岩石具有一定的结构和构造，特别二是岩石具有一定的结构和构造，特别 是在定向压力下矿物重结晶形成的片理构造。是在定向压力下矿物重结晶形成的片理构造。 温度、压力与化学活动性流体是控制变质作用的温度、压力与化学活动性流体是控制变质作用的 三个主要要素。三个主要要素。 一、一、变质岩的矿物变质岩的矿物 其中一部分矿物是在其它岩石中也存在的矿物，其中一部分矿物是在其它岩石中也存在的矿物， 如石英、长石、云母、角闪石、辉石、磁铁矿以及方如石英、长石、云母、角闪石、辉石、磁铁矿以及方 解石、白云石等。解石、白云石等。 还有一部分矿物是在变质过程中产生的新矿物，还有一部分矿物是在变质过程中产生的新矿物， 如石榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、红柱石、阳如石榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、红柱石、阳 起石、透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石、石墨等。可起石、透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石、石墨等。可 以作为鉴别变质岩的标志矿物。以作为鉴别变质岩的标志矿物。 变质岩中矿物常常是在一定压力条件下重结晶形变质岩中矿物常常是在一定压力条件下重结晶形 成的，所以矿物排列往往具有定向性和矿物形态具有成的，所以矿物排列往往具有定向性和矿物形态具有 延长性，甚至像石英和长石这类矿物，也经常形成长延长性，甚至像石英和长石这类矿物，也经常形成长 条的形状。条的形状。 n地质地貌学上第五章 二、变质岩的结构二、变质岩的结构 （一）变晶结构（一）变晶结构 1 1、粒状变晶结构、粒状变晶结构 变质岩是重结晶而成的岩石，具有变质岩是重结晶而成的岩石，具有 结晶质结构，这种结构统称为变晶结结晶质结构，这种结构统称为变晶结 构。构。 2 2、斑状变晶结构、斑状变晶结构 在个体较小的矿物集合体在个体较小的矿物集合体( (基质基质) )中中 分布有较大的矿物晶分布有较大的矿物晶( (斑晶斑晶) )。 3 3、鳞片状变晶结构、鳞片状变晶结构 有片状矿物平行排列形成的结构有片状矿物平行排列形成的结构 。 4 4、角岩结构、角岩结构 细粒它形变晶紧密相嵌形成的结细粒它形变晶紧密相嵌形成的结 构。构。 n等粒变晶结构，显微镜下的石 英 转引自宋春青地质学基础 n斑状变晶结构，显微镜下板岩 中的红柱石斑晶，据宋春青 n地质地貌学上第五章 （二）碎裂结构二）碎裂结构 又称压碎结构。岩石在应力作用下，其中矿物颗又称压碎结构。岩石在应力作用下，其中矿物颗 粒破碎，形成外形不规则的带棱角的碎屑，碎屑边缘粒破碎，形成外形不规则的带棱角的碎屑，碎屑边缘 常呈锯齿状，并常有裂隙及扭曲变形等现象。常呈锯齿状，并常有裂隙及扭曲变形等现象。 （三）变余结构三）变余结构 指变质岩中残留的原来岩石的结构，如变余斑状指变质岩中残留的原来岩石的结构，如变余斑状 结构、变余砾状结构等。结构、变余砾状结构等。 n地质地貌学上第五章 变质作用的因素变质作用的因素 一、温度一、温度 温度是变质作用的最积极的因素，它对于岩石可以导温度是变质作用的最积极的因素，它对于岩石可以导 致如下的变化。致如下的变化。 一是发生重结晶作用；一是发生重结晶作用； 二是可以产生新的矿物。例如，高岭石和其它粘土矿二是可以产生新的矿物。例如，高岭石和其它粘土矿 物在高温影响下可形成红柱石和石英。物在高温影响下可形成红柱石和石英。 HH 4 4 Al2AlAl2Al 2 2 OO 9 9 Al Al 2 2 SiOSiO 5 5 +SiO +SiO 2 2 +2H+2H 2 2 OO 高岭石高岭石 红柱石红柱石 石英石英 又如，硅质石灰岩在高温下，其为又如，硅质石灰岩在高温下，其为SiOSiO 2 2 和和CaCOCaCO 3 3 可重可重 结晶成硅灰石：结晶成硅灰石： 550550 CaCO CaCO 3 3 SiOSiO 2 2 CaSiO CaSiO 3 3 COCO 2 2 方解石方解石 硅灰石硅灰石 n16 次课 二、压力二、压力 变质作用的压力范围一般为变质作用的压力范围一般为0 0109Pa109Pa。地壳中岩石可。地壳中岩石可 以受到两种压力的作用：一是静压力，又叫围压，具有均以受到两种压力的作用：一是静压力，又叫围压，具有均 向性。向性。 另外一种是侧向压力，或称应力，例如当岩石受到挤另外一种是侧向压力，或称应力，例如当岩石受到挤 压、断裂活动或岩浆侵入，一方面可使它变形或破碎；另压、断裂活动或岩浆侵入，一方面可使它变形或破碎；另 一方面也可使它重结晶，并使岩石中片状或柱状矿物在垂一方面也可使它重结晶，并使岩石中片状或柱状矿物在垂 直于应力方向生长、拉长或压扁，形成明显的定向排列，直于应力方向生长、拉长或压扁，形成明显的定向排列， 从而使岩石具有各种片理构造。从而使岩石具有各种片理构造。 n n 三、化学因素三、化学因素 当岩石所处的化学环境发生变化，同样也可引起岩石 的变质。如白云岩或菱镁矿等在热水作用下形成滑石： 3MgCO34SiO2H2OMg3Si4O10OH23CO2 n 菱镁矿 热水 滑石 n地质地貌学上第五章 三三 变质作用的类型变质作用的类型 及有关的变质岩及有关的变质岩 一、动力变质作用一、动力变质作用 （一）动力变质作用的概念（一）动力变质作用的概念 岩层由于受到构造运动所产生的强烈应力的作用，可 以使岩石及其组成矿物发生变形、破碎，并常伴随一定程 度的重结晶作用，这种变质作用称动力变质作用。 （二）形成的岩石（二）形成的岩石 1、断层角砾岩 2、碎裂岩 3、糜棱岩 n地质地貌学上第五章 n16 次课 二、接触变质作用二、接触变质作用 由于岩浆活动，在侵入体和围岩的接触带，产生变质 现象，称为接触变质作用。通常形成于地壳浅部的低压、 高温条件下，压力约为1073108Pa。 （一）热接触变质作用（一）热接触变质作用 指主要由于侵入体放出的热能使围岩的矿物成分和结 构、构造发生变化的一种变质作用。它主要表现为原岩成 分的重结晶，如石灰岩变为大理岩，砂岩变为石英岩等。 n 接触变质作用示意 图 c.接触带；sk.矽卡岩 ；ls.石灰岩；sh.页岩 转引自宋春青地质学 基础 n地质地貌学上第五章 n16 次课 （二）接触交代变质作用（二）接触交代变质作用 又简称接触交代作用，指岩浆结晶晚期析出大量挥发 成分和热液，通过交代作用使接触带附近的侵入体和围岩 的岩性和化学成分均发生变化的一种变质作用. 1、石英岩 指石英含量大于85%的变质岩石，由石英砂岩或硅质 岩经热变质作用而形成。矿物成分除石英外，还可含少量 长石、白云母及其它矿物。 n地质地貌学上第五章 n16 次课 （三）形成的岩石（三）形成的岩石 2、角岩(又称角页岩) 是由泥质岩石（粘土岩、页岩等）、粉砂岩、火山岩等 经热接触变质作用而成的变质岩，原岩已基本上重结晶，细 粒变晶结构，块状构造，致密坚硬，一般为灰、灰黑和近于 黑色。 3、大理岩 是由碳酸盐岩（石灰岩、 白云岩等）经热接触变质作 用重结晶而成 的岩石。等 粒变晶结构（由 细粒到粗 粒），白、浅灰、 浅红等 色。 n大理岩中的弯曲状纹带,是石灰岩在变 质过程中所含的非碳酸盐物质聚集而成 n地质地貌学上第五章 n16 次课 石榴子石矽卡岩，岩石主 要由石榴子石组成 4、矽卡岩（夕卡岩） 主要在中、酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带，在热接 触变质作用的基础上和高温气化热液影响下，经交代作用 所形成的一种变质岩石。 矿物成分比较复杂，主要 有石榴子石、透辉石、硅 灰石、绿帘石等，有时出 现黄铜矿、黄铁矿、方铅 矿、闪锌矿等矿物。 n地质地貌学上第五章 n16 次课 三、区域变质作用三、区域变质作用 泛指在广大面积内所发生的变质作用，变质范围可达 数万平方千米，前寒武纪的古老地块几乎都是由变质岩构 成的；有时呈狭长带状分布，长可达数百、数千千米，宽 可达