变质作用与变质岩.ppt

第六章变质作用与变质岩 变质作用概述 变质岩的特征 变质作用类型 常见变质岩 变质作用概述 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 构造和矿物成分变化的地质作用 一 变质作用概念 三大作用之间联系 与岩浆作用的区别 变质作用岩石没有熔融 岩石具整体性 当温度达到一定时 变质作用转化为岩浆作用 引起变质作用的温度 压力等来自地球内部 所以它发生在地下一定深度 而沉积作用是由于外动力地质作用 发生在地表 但固结成岩时的温度 压力较低 二 变质作用的影响因素 主要是来自地球内部的热能 地热 岩浆热 地壳岩石断裂 不同区域 不同深度 热能也不同 一 温度 150 180 C直到800 900 C 温度升高增加了岩石内部质点的活动性 而使岩石产生物理化学变化 重结晶 非晶质向晶质转化 新矿物生成 矿物互相转换 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 2 形成新的矿物 由于温度升高 低温条件下稳定的矿物分解 产生相对温度较高条件下的矿物 煤在封闭条件下 石墨 高岭石 红柱石 石英 水 方解石 石英 硅灰石 二氧化碳 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 二 压力 定向压力 静压力 流体压力 流体压力 静压力作用在岩石空隙中的流体上时形成岩石封闭时 流体压力 静压力 开放系统时 流体压力 流体重力 静压力 定向压力 在三维空间的各个方向不相等的压力 也称构造应力 浅处 使岩石破碎 深处 使岩石变形或形成片柱状矿物并定向排列形成片理构造 由构造运动或岩浆活动引起的侧向挤压力 具有方向性 三 化学活动性的流体 1 来源 a 岩石中孔隙中或岩石裂隙中的水等液体 b 矿物结构中含有较多水或二氧化碳挥发物质 c 岩浆中分泌或逃逸出的成分 d 温度压力变化下 从地壳深部物质分泌出的热液 2 成分 主要是水 二氧化碳以及多金属元素 氧 氟 氯 硼 磷等易挥发性组分的气液 3 作用方式 A 起到交代和直接参与到矿物中的作用 引起岩石物质成分的变化 如 橄榄石 蛇纹石 辉石 绿泥石 绢云母 黑云母 绿泥石 绢云母 B 起到溶剂的作用和介质的作用 变质作用中常常是流体与温度 压力等共同作用下 缓慢发生 三 变质作用后原岩物质成分的变化 2 体积大 密度小的矿物转变为密度大 体积小的矿物 静压力 3 化学成分的交换 化学活动性流体 交代作用 外界带入的部分质子代替某些岩石成分中的质子 使得岩石的化学成分和矿物成分发生改变的作用 变质级别 随温度增高 压力 埋深 增大 变质级别增高 p 218 219b originalartworkbyGaryHincks 蓝片岩相 变质程度低 板岩 剪切 片岩 片麻岩 变质程度高 压实 变形产生的片理过程 变质作用概述 变质岩的特征 变质作用类型 常见变质岩 变质作用类型 变质作用根据变质因素和地质条件的不同分为四种类型 变质作用类型 一 接触变质作用 岩浆 接触边界 发生在岩浆与围岩的接触带岩浆 烘烤 活动性流体常围绕侵入体形成变质程度依次降低的环带 接触变质晕可形成夕卡岩 常与许多金属矿和非金属矿密切相关 以温度增高为主 岩石受热后发生矿物的重结晶 1 接触热变质作用 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 2 接触交代变质作用 灰岩的接触变质作用 钙硅石 石榴石 透辉石 方解石 蛇纹石 绿泥石 方解石 白云石 镁橄榄石 碳酸盐大理石 花岗岩侵入体 温度降低 未蚀变的方解石 白云石 砂岩和泥岩的接触变质作用 花岗岩侵入体 角页岩 黑云母 红柱石 绿泥石 白云母 温度降低 区域变质作用影响范围可达数千至数万平方公里 影响深度可达20Km以上 常与强烈的构造运动有关 与一定区域范围内的构造变形 岩浆活动等同时出现 区域变质作用与温度 压力联合作用 分为三类变质环境 是在广大范围内发生 并由温度 压力以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作用 二 区域变质作用 岩石圈 洋壳 大陆壳 低温高压带蓝闪石 高温低压带红柱石 正常地温梯度各种变质岩 区域变质岩类型及矿物组成 绿泥石白云母黑云母石榴石十字石矽线石石英长石 岩石类型 未蚀变板岩片岩片麻岩熔融 这是变质作用向岩浆作用转变的过渡性地质作用 如果热流量继续升高 长英质熔体彻底交代原来岩石时 原来岩石的宏观特征完全消失 转变为花岗岩化作用 形成混合花岗岩 三 混合岩化作用 超深变质作用 区域变质作用进一步发展 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 并注入围岩中 形成变质岩基体和长石石英质脉体组成的混合岩 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 如碎裂岩 角砾岩 和糜棱岩等 四 动力变质作用 破裂变质作用 断层角砾岩 断层角砾岩 糜棱岩 深部断裂带的变质岩 岩层断裂位移 发生动力变质作用 沿破裂面两侧可形成碎裂岩 构造角砾岩 变质作用概述 变质岩的特征 变质作用类型 变质岩分类及常见变质岩 第三节变质岩的特征 变质岩 地壳中原来已经存在的各种岩石 在温度 压力和化学活动性流体的作用下 使原来的岩石在结构 构造或物质成分上发生变化而形成的新岩石 其中 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 一 变质岩的矿物 如石英 长石 云母 角闪石 辉石 磁铁矿以及方解石 白云石等 变质矿物 正长石 石英 方解石 石榴子石 石墨 共有的矿物 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 阳起石 透闪石 滑石 硅灰石 蛇纹石 石墨等变质矿物 这些矿物是在特定环境下形成的稳定矿物 是鉴别变质岩的标志矿物 云母 常见矿物在岩浆岩 沉积岩 变质岩中的分布 二 变质岩的结构 1 变晶结构 千枚岩 大理岩 指岩石中矿物的结晶程度 晶粒大小 晶体形态以及颗粒之间的关系 常见的结构有 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 重结晶形成的晶粒称为变晶 根据变晶大小可以分为 粗粒 3mm 中粒 1 3mm 和细粒 1mm 根据变晶的相对大小可分为 等粒变晶 颗粒基本等大 斑状变晶 a 粒径悬殊 b 形态各异 2 变余结构 变质程度较低 重结晶和变质结晶不完全 保留有原岩的结构 如 变余泥质结构 变余斑状结构等 变余泥质结构 三 变质岩的构造 2 变余构造 岩石变质后仍保留原岩的构造特征 如 变余层理构造 变余波痕构造 变余气孔构造等 1 变成构造 原岩通过重结晶等作用形成的构造 分为 斑点状构造 板状构造 片理构造 片麻状构造 块状构造 变质岩各个组成部分之间相互排列 组合方式所表现出的外貌特征 斑点板岩 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 1 变成构造 原岩通过重结晶 变质结晶形成的构造 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 变质岩的特有构造 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 挤压力方向 挤压力方向 颗粒定向 泥岩 片岩 定向压力作用 A 使岩石中片 柱状矿物垂直于压力方向排列 B 粒状矿物被压扁或拉长 C 矿物在平行压力方向上溶解 在垂直方向上生长 形成片理构造 具片理构造的变质岩 千枚状构造 岩石矿物颗粒细小且片里面上出现丝绢光泽与细小细纹 千枚岩 片状构造 矿物颗粒较粗肉眼可识别 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 组成岩石的矿物是以长石为主的粒状矿物 还有部分平行定向排列的片状 柱状矿物 后者在前者中成断续的带状分布 片麻岩 岩石中长石矿物颗粒较粗大时 称为眼球状构造 片麻岩 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 变质作用概述 变质岩的特征 变质作用类型 变质岩分类及常见变质岩 一 变质岩的分类 变质岩的分类及常见变质岩 二 常见的变质岩 和 变质岩可分为 具片理的变质岩 不具片理的变质岩 具片理的变质岩 板岩 千枚岩 片岩 片麻岩 二 常见的变质岩 具片理的变质岩 变质程度增高 母岩 泥岩 板岩 千枚岩 片岩 片麻岩 二 常见的变质岩 板岩 极细粒的岩石 具变余泥质结构 板状构造 板理面上可见有绢云母 绿泥石 原岩主要是泥质岩 泥质粉砂岩等 重结晶不明显 易于沿平行的片理面裂开形成的主控因素为定向压力 千枚岩 具显微变晶结构 千枚状构造变质形成的极细粒云母使岩石呈现丝光 片理面具强丝绢光泽 原岩类型与板岩相似 但基本上已重结晶 矿物组分为绢云母 绿泥石 石英 纳长石等 形成温度高于板岩的形成温度 片岩 具变晶结构 片状构造 原岩已全部重结晶 常见矿物有云母 绿泥石 角闪石 石英 斜长石等 宏观上可见平行排列的矿物变质程度高于千枚岩 片麻岩 具鳞片粒状变晶结构 片麻状构造或条带状构造 主要由长石 石英 黑云母 角闪石或辉石等构成 由浅色和深色矿物组成相间条带变质程度较深 二 常见的变质岩 不具片理的变质岩 大理岩 石英岩 石英岩 白色 灰白色 粒状变晶结构 块状构造 由硅质成分的原岩 石英砂岩 硅质岩 经变质作用重结晶形成 石英含量大于85 质地坚硬 耐风化形成于区域变质及接触变质作用 大理岩 白色 灰白色或各种彩色 具粒状变晶结构 块状或条带状构造主要由方解石 白云石 50 重结晶所组成母岩为石灰岩或白云岩形成于接触变质作用或区域变质作用优质装饰石材和建材 雕刻用石材 是由较强烈的混合岩化作用形成的 由基体和脉体组成 脉体 长英质 约含15 50 以注入作用为主 交代作用不太强烈 基体与脉体的界线一般较清楚 混合岩 岩石循环 沉积物 沉积岩 变质岩 岩浆岩 岩浆 风化与侵蚀 在海洋中和陆地上沉积 埋藏和石化 热力与压