变质岩第二章变质岩的基本特征.ppt

长江大学地球科学学院2017年10月 任课教师 严溶联系方式 13740575 第二章变质岩的基本特征 第二章变质岩的基本特征 任课教师 严溶联系方式 13740575 第二章变质岩的基本特征 任课教师 严溶联系方式 13740575 第二章变质岩的基本特征 岩浆岩与变质岩石学 第一节变质岩的物质成分第二节变质岩的结构和构造第三节变质岩的分类 1 1变质岩的化学成分 1 1 1体系的封闭程度 封闭体系 化学成分取决于原岩的化学成分 开放体系 除原岩的化学成分外 还与元素在变质作用过程中的行为有关 1 1 2元素在变质作用中的行为 1 H2O CO2等挥发份含量变化最大 随温度升高减少 2 大多数亲铜元素 Cu Pb Zn Ag As Te Sb Hg Rb Sr Ba 等随温度升高活动性增大 被变质热液带出带入 3 一些亲铁元素 Fe Cr Co Ni 稳定性较大 而一些难溶的铂族元素 Pt Pa 稳定性更大 4 主要造岩氧化物含量在一般变质作用中无明显变化 基本上可视为等化学过程 一 等化学系列概念指原始总化学成分特征相同的所有变质岩 同一化学系列变质岩中矿物组合的不同 只取决于变质作用的物理化学条件 1 1 3等化学系列概念和类型 二 等化学系列类型按变质岩化学成分特点可分为五个等化学系列 1 泥质系列 化学成分特征是富铝 钾 贫钙 铁 镁低 钾 钠 原岩是泥质岩石 泥岩 页岩 或火山凝灰岩 2 长英质系列 化学成分特征是富硅 贫钙 铁 镁 铝含量也较低 原岩是含长石的各种砂岩 粉砂岩和酸性 中酸性火山岩 花岗岩 3 钙质系列 化学成分特征是富钙 镁 铝 铁 硅含量较低且变化范围大 原岩为石灰岩和白云岩 4 基性系列 化学成分特征是贫硅 富铁 镁 钙 钠 钾 含一定量的铝 原岩是基性火山岩 火山碎屑岩 辉长 辉绿岩 铁质白云质泥灰岩 基性岩屑砂岩等 5 镁质系列 化学成分特征是富铁 镁 贫钙 铝 硅 原岩是超基性侵入岩 超基性火山岩和极富镁的沉积岩 对温度 压力条件变化敏感性减小 泥质和基性钙质和镁质长英质 泥质 钙质是两个副变质岩系列 而镁质变质岩原岩主要是超基性火成岩 富镁的沉积物很少 因此这三类变质岩原岩性质问题不大 判断长英质和基性两类变质岩原岩性质是一个较复杂的问题 需综合考虑地质产状 岩石组合 变余的结构构造 岩石化学等多方面特征 当强烈的变质 变形使得地质产状 变余结构构造破坏 消除时 用岩石化学方法去恢复原岩更显得重要 原岩恢复 一 定义变质岩的原岩恢复 就是将所研究的变质岩恢复到它变质前的岩石面貌 变质岩的原岩恢复对重建变质地区的地壳发展史和找矿 都具有重要的意义 二 原岩类型的划分按变质岩的原岩形成作用特点 可概略地划分为4个成因类型 1 岩浆凝结型包括侵入岩和熔岩 2 火山沉积型正常火山碎屑岩 3 混合沉积型沉积火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩 4 正常沉积型碎屑沉积岩和化学 生物化学沉积岩 岩浆凝结型是典型的正变质岩 正常沉积型是典型的副变质岩 其余两个类型为过渡类型 三 原岩恢复的标志恢复原岩除要查明变质岩的原岩性质 成因类型 外 还应尽可能恢复原岩的岩石类型 恢复原岩的标志主要有4个方面 1 地质产状和岩石组合2 岩相学3 岩石化学4 地球化学及副矿物 一 地质产状和岩石组合标志原岩恢复是从野外观察研究其地质产状和岩石组合开始 内容包括 1 变质岩体形状 层状 块状 2 与围岩接触关系 渐变 突变 整合 斜切 3 接触边 有无接触变质和冷凝边 4 有无岩浆通道 5 岩石自然组合是否显示沉积韵律等 二 岩相学标志1 变余结构构造变余结构构造是恢复原岩性质最可靠的证据之一 1 岩浆凝结型原岩常见变余辉长结构 变余辉绿结构 2 变质熔岩可出现变余斑状 变余气孔 变余杏仁和变余流纹 3 火山沉积型原岩可残存各种火山碎屑结构 4 正常沉积型原岩常见变余砂砾状结构 变余层理构造等 2 变质岩矿物成分变质岩的矿物成分是原岩化学成分的反映 特别是深变质条件下 变余结构构造罕见时 矿物成分成了主要的岩相学标志 掌握五大化学类型岩石的矿物成分特点有助于恢复原岩 如果通过矿物成分特点确定了所研究变质岩属五大类中的泥质或富钙岩石 则原岩沉积性质可知 即尚不能了解其原岩性质 但也可以使原岩考虑范围大为缩小 三 岩石化学和地球化学标志变质岩研究表明 除伴有强烈交代作用的变质岩 气 液变质岩 混合岩 外 一般变质岩的变质作用过程基本上是等化学的 原岩的化学性质在常量元素和微量元素含量方面均无明显变化 岩石化学和地球化学方法已成为恢复变质岩原岩的重要手段 特别是当地质产状和变余结构构造完全消失时 更有意义 四 副矿物变质岩中某些副矿物如锆石 独居石 磷钇矿 金红石等 来自原岩 且在变质作用过程中比较稳定 其原始大小 形状等特征可以保留至角闪岩相甚至麻粒岩相 因此 副矿物的种类 组合 含量 标型特征 粒度等可作为恢复原岩的依据 1 副矿物的种类及含量岩浆凝结的和火山碎屑的原岩 磁铁矿 榍石 磷灰石等多出现于基性火山岩中 锆石 独居石 磷钇矿等多见于酸性火山岩中 正常沉积和过渡型原岩 其所含副矿物组合情况较复杂 它一方面与形成原岩的物源地有关 另一方面又与原始沉积分异有关 2 副矿物的标型特征主要有晶形 颜色 光泽 磨圆程度 延长系数 1 晶形完整 晶棱清晰是岩浆凝结原岩中的副矿物特点 2 有一定磨圆 分选不好的副矿物 可能是火山 沉积成因 3 磨圆显著 分选良好 表面粗糙无光泽和凸凹不平 有擦痕等是沉积成因 3 副矿物的粒度1 区分原岩性质 在原始沉积岩中 碎屑副矿物的颗粒大小决定于原始沉积岩的类型 并与沉积物的分选有关 而在火成原岩中则没有这种规律性 2 推断变质碎屑岩的原岩类型 分选良好的石英砂岩中 碎屑石英与碎屑锆石的粒度之比等于1 7 这一比值接近锆石与石英的相对密度比1 77 由于稳定副矿物的密度彼此相近 而主要造岩矿物的密度也近似 因此 将变质碎屑岩中碎屑副矿物的粒度乘以1 7 即可得到原岩粒度的估计值 间接推断原岩类型 地质温度计和地质压力计 根据岩石的矿物成分 化学成分及结构构造特征 半定量或定量地估算矿物或岩石平衡共生时的温度 压力条件的方法 就称之为地质温度计或地质压力计 变质岩的地质温度计和压力计有 1 根据变质反应 用热力学p T 成分之间的函数关系估算T和P 2 矿物对之间元素分配系数地质温度计及压力计 3 成岩格子法圈定变质温度及压力范围的方法 4 实验岩石及实验矿物学的方法 包括 矿物包裹体测温法 变质反应及变质过程的模拟实验等方法 5 成因矿物学方法 一 概念 二 温度计及压力计的选择原则1 在使用具体的地质温压计之前 要对其原理 实验条件 适用范围 估算结果的精度进行研究 选择实验的体系与估算的变质岩的体系尽可能地接近 精度最高的方法 2 矿物对中元素的分配系数地质温压计 是一种简便易懂的方法 对处于平衡状态的两矿物间元素的分配系数的影响因素很多 应选择对这些影响因素的效应已考虑校正的地质温度计 3 Fe Mg在两矿物之间的分配系数地质温度计 镁铁重新分配的系列 绿泥石 堇青石 黑云母 十字石 角闪石 单斜辉石 石榴石 斜方辉石 橄榄石 在这个系列中两个矿物之间的距离越大 Fe Mg在其间的分配受温度的影响就越明显 4 在选择地质压力计时 都应当选择那些反应体积的改变值大的 因为反应体积的改变值越大 压力对反应平衡的效应越显著 对于P T图上的单变线而言 dP dT越小 对于估算的压力值越可靠 对于分配系数压力计 同种的元素在两矿物间交换反应的体积的改变值越大 其估算的压力结果越可信 5 同时使用不同的地质温度计和压力计 对同一变质岩的变质温压条件进行估算 估算的结果又非常接近 那么 这样一个估算的结果就是可靠的 来源于岩浆岩的正变质岩与来源于沉积岩的副变质岩在化学成分上有如下差别 1 SiO2 正变质岩为34 80 副变质岩变化范围大 可从0 大理岩 至95 以上 变质燧石 2 Al2O3 正变质岩不超过40 副变质岩可高达90 以上 刚玉岩 3 Fe2O3 FeO 正变质岩一般30 形成富铁岩石 4 MnO 正变质岩含量少 1 K2O Na2O可达2 3 7 P2O5 正变质岩中很少超过3 而副变质岩中可 10 甚至达40 磷灰岩 1 2变质岩的矿物成分 1 2 1变质岩矿物成分的一般特征 1 三大岩类常见的主要造岩矿物都是长石 石英 云母 角闪石 辉石等 2 变质岩中特有矿物 硬绿泥石 十字石 堇青石 铁铝榴石 红柱石 蓝晶石 矽线石 硅灰石等 3 与岩浆岩中的矿物相比 变质岩中的矿物在内部结构和结晶习性等方面 有如下特点 1 2 1变质岩矿物成分的一般特征 1 层状和链状晶格的矿物较普遍 其延展性也较大 2 出现一些分子排列紧密 分子体积小 密度大的高压矿物 3 出现红柱石 蓝晶石 矽线石等同质异相矿物 4 矿物的变形现象发育 石英 长石等矿物常具波状消光 裂纹也较发育 5 斜长石的环带结构在变质岩中少见 1 2 2变质矿物的成因分类 稳定矿物 在特定变质条件下新形成的矿物或虽是原岩中的矿物 但在新的P T条件下仍然保持稳定的矿物 不稳定矿物 指对某一变质作用的P T条件来说是不平衡的原岩中的矿物 因变质反应不彻底而保留下来 特征变质矿物 有些矿物稳定存在的温度和压力范围较窄 因而能较好地反映特定的温度和压力条件 贯通矿物 大部分矿物稳定存在的温度和压力范围较宽 对温度和压力不敏感 成因 稳定矿物的稳定范围 原岩的化学成分和变质条件 P T 流体等 1 原岩成分是决定因素 决定了变质岩可能出现何种矿物 如 原岩为硅质石灰岩 成分为CaO CO2 SiO2 变质后形成大理岩 可以含有方解石 石英 硅灰石 2 变质条件 P T 流体等 决定了具体何种矿物出现 例如上述的硅质石灰岩 经热接触变质作用后 若 1barT470 C 形成方解石 硅灰石 或者石英 硅灰石 1 2 3变质岩矿物成分的影响因素 1 泥质变质岩化学成分特点是Al2O3 K2O含量高 K2O Al2O3相对含量变化大 矿物成分的特点是云母含量高 石英常见 两个亚类矿物成分有明显差别 Al2O3过剩的泥质变质岩 特点是含富铝矿物 红柱石 蓝晶石 夕线石等 中低温时无钾长石 高温时 麻粒岩相 辉石角岩相等 出现钾长石 K2O过剩的泥质变质岩 特点是含钾长石 中低温时无富铝矿物 高温时出现富铝矿物 夕线石 堇青石 石榴石等 中低温时富铝矿物与钾长石不共生 两类泥质岩矿物组合明显不同 高温时富铝矿物与钾长石共生 两类泥质岩矿物组合相同 仅矿物含量有差别 铝过剩的泥质变质岩富铝矿物含量高 钾长石少 钾过剩的泥质变质岩则相反 钾长石高而富铝矿物少 1 2 4矿物成分与原岩化学成分的关系 2 长英质变质岩化学成分与泥质变质岩显著差别是SiO2含量高 通常K2O过剩 Al2O3不足 矿物成分特点是以石英 长石为主 矿物组合与K2O过剩的泥质变质岩相同 3 钙质变质岩化学成分最显著特点是CaO含量高 可含一定量的MgO FeO Al2O3 SiO2 矿物成分以碳酸盐矿物 方解石 白云石等 和钙镁硅酸盐矿物 硅灰石 透辉石 阳起石 透闪石 滑石等 为主 可含一定量钙铝硅酸盐矿物 绿帘石 方柱石 钙质斜长石 钙铝 钙铁榴石 符山石等 及石英 4 基性变质岩化学成分特点是MgO FeO CaO含量高 含一定量Al2O3 矿物成分特点是富含斜长石和绿帘石 绿泥石 单斜辉石 单斜闪石 透闪石 阳起石 普通角闪石 斜方辉石 铁铝 镁铝榴石及黑云母等铁镁钙的硅酸盐 铝硅酸盐矿物 可含一定量的石英 5 镁质变质岩化学成分特点是富MgO FeO 贫CaO Al2O3和SiO2 矿物成分特点是缺乏长石 石英 富含富镁铁的矿物 蛇纹石 滑石 水镁石 菱镁矿 直闪石 镁铁闪石 紫苏辉石 透闪石 阳起石 绿泥石 黑云母 铁铝 镁铝榴石等 矽线石 云母 铁铝榴石 阳起石 红柱石 滑石 一 等物理系列的概念对于特定成分的原岩体系来说 决定变质岩中矿物组合的因素是变质条件 为了描述不同的变质条件及其对应的产物特征 引入了等物理系列的概念 指相同或特定变质条件下形成的所有变质岩 同一系列变质岩矿物成分的不同决定于原岩的总化学成分 1 2 5矿物成分与变质条件的关系 等物理系列 一 等物理系列的概念 一 等物理系列的划分Winkler 1974 按温度将变质强度划分为四个变质级 等物理系列 很低级 低级 中级 高级 1 很低级变质 特征是变质基性岩中出现浊沸石 硬柱石 葡萄石 绿纤石等矿物的出现为标志 温度区间为200 3500C 2 低级变质 以变质基性岩中硬柱石 葡萄石 绿纤石等矿物反应形成黝帘石和阳起石为标志 温度区间为350 5500C 3 中级变质 标志是泥质岩石中十字石 堇青石 出现和绿泥石消失 在变质基性岩中以普通角闪石 斜长石 An17 为特征 温度区间为550 6500C 4 高级变质 标志是泥质岩石中白云母和石英反应形成矽线石和钾长石组合 变质成因的紫苏辉石代表高级变质条件 温度区间 6500C 第一节变质岩的物质成分第二节变质岩的结构和构造第三节变质岩的分类 变质岩的结构 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 变质岩的构造 是指岩石中各组分在空间上的排列 分布方式 变质岩的结构和构造既可以具有继承性 即可保留原岩的部分结构 构造 也可以在不同变质作用下形成新的结构 构造 第二节变质岩的结构和构造 岩浆岩的结构和构造 岩浆岩的结构 texture 是指组成岩浆岩的矿物 包括玻璃质 结晶程度 晶粒大小 晶体形态 自形程度及其相互关系的特征 一般是手标本或显微镜尺度上可观察的特征 故又称为显微构造 岩浆岩的构造 Structure 是指岩石中不同矿物集合体之间的排列方式和充填方式 一般是在露头尺度或手标本尺度上的性质 例如层理构造 层理构造 2 1变质岩的结构 变余结构 变晶结构 碎裂结构 压碎角砾 碎裂 碎斑 糜棱结构 交代结构 交代残留 交代假象 交代蚕食 交代净边 交代穿孔 交代蠕英 交代条纹和交代斑状结构 成因 与岩浆岩有关的变余结构 变余斑状 变余辉绿等 与火山碎屑岩有关的变余结构 变余岩屑等 与沉积岩有关的变余结构 变余砂状 变余砾状 相对大小 等粒变晶 不等粒变晶 斑状变晶结构 绝对大小 粗粒 中粒 细粒 显微变晶结构 结晶习性和形状 粒状 鳞片 纤状变晶结构 交生关系 包含 包含嵌晶 筛状 穿插等结构 成因 自形程度 全自形 半自形 它形变晶结构 板岩 千枚岩 大理岩 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 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 板岩 变余斑状结构等 1 变余结构常见于变质程度较浅的变质岩中 是恢复原岩的重要证据 与原岩性质关系 粒度愈粗 矿物成分愈稳定 愈易形成变余结构 1 原岩为岩浆岩的变余结构 变余斑状结构 变余辉绿结构 变余花岗结构 2 原岩为沉积岩的变余结构 如 变余砂状结构 保留砂岩外貌 但是胶结物已变为绢云母 绿泥石等 变余斑状结构 a 和变余砂状结构 b a 绿泥片岩 原岩中辉石斑晶为绿泥石交代呈假象 b 变质含砾石石英杂砂岩 碎屑为石英和石英岩 胶结物已变为细小的绢云母 黑云母和石英 变质石英砂岩 辽宁 磨圆的石英颗粒之间分布的石英粘土已经变质为绢云母 照片2 1 石英的波状消光 石英波状消光指示的动态重结晶 变质辉绿岩 变余辉绿结构 辽宁 暗色矿物已变为纤闪石 扇状分布 变余火山碎屑结构 2 变晶结构是变质岩中最常见结构 变晶结构特征 变晶结构各个矿物颗粒几乎是同时生长 变斑晶与变基质同时 变晶矿物中常含有较多的包体 特别是变斑晶中 变晶结构中矿物自形程度并不表示结晶的先后顺序 而是代表矿物结晶能力的大小 变晶结构 由变质重结晶和变质结晶作用所形成的结构称为变晶结构变晶结构的分类依据及主要类型分类依据 大小 形态 自形程度 交生关系 1 按矿物粒度的绝对大小分为 粗粒变晶结构 3mm 中粒变晶结构 1 3mm 细粒变晶结构 0 1 1mm 显微变晶结构 0 1mm 细粒变晶 中粒变晶 千枚岩 显微粒状鳞片变晶结构 1 按变晶绝对粒度划分粗粒变晶 3mm 中粒变晶1 3mm 细粒变晶0 1 1mm 显微变晶 0 1mm 2 按矿物粒度的相对大小分为 等粒变晶结构斑状变晶结构不等粒变晶结构 等粒变晶结构 斑状变晶结构 不等粒变晶结构 斑状变晶结构 3 按变晶矿物的自形程度分为 全自形变晶结构半自形变晶结构它形变晶结构 自形粒状变晶结构 红帘石 半自形粒状变晶结构 硅灰石 它形粒状变晶结构 4 按变晶的形态 粒状矿物为主的 粒状变晶结构 矿物颗粒呈粒状镶嵌粒状变晶 矿物颗粒成简单的多变形或浑圆形 彼此接触线较为平直 齿状粒状变晶 矿物颗粒外形极不规则 彼此接触线成齿状粒状鳞片变晶 矿物颗粒呈鳞片状 镶嵌粒状变晶 粒状变晶结构 细粒粒状鳞片变晶结构 绿泥石片岩 齿状粒状变晶 4 按变晶的形态划分 2 针柱状矿物为主的变晶结构 纤状变晶 放射状变晶扇状变晶 束状变晶结构 针状变晶 柱状变晶结构 粒状纤状变晶结构 纤 束 状变晶 矽线石 扇状变晶 绿帘石 柱状变晶结构 硅灰石 针状变晶 矽线石 放射状变晶 硬绿泥石 柱状变晶 硬绿泥石 板状变晶 刚玉 5 按变晶的交生关系划分 1 包含变晶结构 变斑晶中含有基质中矿物的包体 2 筛状变晶结构 包体矿物含量很多时 出现筛状变晶结构 3 残缕结构 较大的变晶矿物中包裹的细小矿物颗粒作平行定向排列 并与基质中的同种矿物断续相连 包含变晶结构 筛状结构 残缕结构 5 按变晶的交生关系划分旋转结构 穿插变晶结构 次变边结构 网格状结构 次变边结构 网格状结构 旋转结构 穿插变晶结构 鳞片变晶结构 a 纤状变晶结构 b 交叉结构 c 和束状结构 d a 绿泥石 钠长石 石英 白云母片岩 b 斜长石普通角闪石片岩 c 透闪石 绿泥石 d 硬绿泥石角岩 鳞片花岗变晶结构 片状构造 二云斜长片岩 Pl Q Bi Mt 黑云母和白云母具有定向拉长 斜长石绢云母化 辽宁 18 鳞片花岗变晶结构1 鳞片花岗变晶结构 片状构造 白云母石英片岩 Q Mt 云母定向排列 Q拉长 辽宁 17 鳞片花岗变晶结构2 鳞片花岗变晶结构 褶皱构造 二云石英片岩 黑云母和白云母鳞片状平行定向排列 辽宁 6 8 鳞片花岗变晶结构3 变晶结构的命名原则三级命名原则 整体结构 基质结构 局部交生结构 1 岩石整体结构的命名 岩石中如果存在变斑晶 则命名为斑状变晶结构 2 基质结构的命名 粒度 次要形态 主要形态 变晶结构 例如 中细粒片状粒状变晶结构 3 局部交生结构的命名 局部交生结构以交生结构的具体名称命名 例如 筛状变晶结构 整体 出现硬绿泥石变斑晶 命名为 斑状变晶结构基质 发育细粒长英质和细粒鳞片状绢云母命名为 细粒粒状鳞片变晶结构局部 硬绿泥石内发育沙钟形态命名为 沙钟结构 粒度 次要形态 主要形态 变晶结构 黑云斜长片麻岩 粒度 0 1 1mm 细粒次要形态 黑云母呈鳞片状主要形态 石英长石呈粒状命名 细粒鳞片粒状变晶结构 粒度 1 3mm 中粒次要形态 斜长石呈粒状主要形态 角闪石呈柱状命名 中粒粒状柱状变晶结构 图3 2 云母片岩火山杂砂岩的同构造期渐进变质作用 Best 1982 局部雪球结构 三级命名原则 基质鳞片粒状变晶结构 斑状变晶结构 图3 1变晶结构的主要类型 PortionofamultiplecoronitedevelopedasconcentricrimsduetoreactionatwhatwasinitiallythecontactbetweenanolivinemegacrystandsurroundingplagioclaseinanorthositesoftheupperJotunNappe W Norway FromGriffen 1971 J Petrol 12 219 243 Photomicrographofmultiplereactionrimsbetweenolivine green left andplagioclase right 图片3 1 绿泥石片岩 细粒粒状鳞片变晶结构 片状构造 中细粒鳞片粒状变晶结构 片状构造 图片3 2 云母片岩 图片3 3 黑云斜长片麻岩 细粒鳞片粒状变晶结构 片麻状构造 图片3 4 斜长角闪岩 中粒粒状柱状变晶结构 弱片麻状构造 石榴石的堇青石反应边 锆石具有柠檬黄色多色晕 图片3 6 反应结构 图片3 8 反应边结构 石榴石周围由斜长石和紫苏辉石组成的冠状体 3 碎裂结构 机械破坏而产生的结构 1 角砾状结构 轻微破碎 2 碎裂结构 矿物有裂纹 边缘被碾细 但仍然保留矿物原形 3 碎斑结构 在极细的矿物颗粒中残留有较大的颗粒 分别被称为碎基和碎斑 碎斑有撕碎的边缘 裂隙等 波状消光 4 糜棱结构 应力更强 矿物几乎全部破碎呈微粒状 具定向性 似流动构造 可以残留有少量稍大的刚性矿物碎块 可以被磨圆呈眼球状 碎裂结构 矿物颗粒发生破裂并在颗粒的接触处和裂开处被碎裂成许多位移不大的小颗粒 也称碎边 矿物颗粒的外形呈不规则的棱角状 锯齿状 碎边结构 碎裂结构 碎裂结构 碎斑结构 当破碎剧烈时 在粉碎了的矿物颗粒中 称碎基 还残留有部分较大的像斑晶 即碎斑 矿物颗粒 碎斑形状不规则 具撕碎状边缘 裂纹 碎基是细小碎粒至隐晶质的粉末 碎斑 碎基 斜长石的S型残斑结构 碎斑 碎基 糜棱结构 矿物颗粒破碎呈微粒状 或细粒至隐晶质 发生了矿物的韧性流变现象 呈明显的定向排列 其中可残留少量稍大的矿物碎片 碎斑 当碎粒直径 0 02mm时 称超糜棱结构 初糜棱岩 糜棱岩 超糜棱岩 糜棱岩 斜长石的S型残斑结构 碎斑 碎基 韧性流变 图21 17动力变质岩的结构a 碎裂结构 示意 断层角砾岩 基质中含氧化锰胶结物 b 糜棱结构 Pl Q Ms Ch糜棱岩 c 玻璃质碎屑结构 假玄武玻璃 a b 引自Raymond 2002 糜棱结构 眼球构造 眼球状糜棱岩 残斑为长石 构成眼球 辽宁 17 碎裂结构 碎裂混合岩 岩石开始破裂 切割为大小不等的棱角状碎块 辽宁 48 4 交代结构 1 交代假象结构 原来的矿物被化学成分不同的另一种新矿物所替换 但仍保留原矿物的晶形 如 石榴石绿泥石化 2 交代斑状结构 交代过程中有时能发育成相当大的斑晶 称为交代斑晶 在混合岩化或花岗岩侵入体的边部 碱质溶液活动的部位 可能出现钾长石或钠长石的交代斑晶 3 交代蚕食结构 4 交代残留结构 5 交代净边结构 6 交代穿孔结构 7 交代蠕虫结构 交代结构的类型 1 交代蚕食 新矿伸入 置换被交代的矿物 呈不规则的港湾或缝合线状 2 交代残留 被交代的矿物仅余零星孤岛状残留于交代矿物中 3 交代假象 原矿物被新矿物完全交代 但原矿物的外形仍以假象保存 蓝晶石 白云母 交代蚕食 绿帘石 钙铝榴石 绢云母 石英集合体呈长石板状晶形假象 交代残留 交代假像 钠长石边 蠕虫状石英 斜长石 4 交代净边 斜长石表面因钠黝帘石化 绢云母化显得脏 周边钠长化显得洁净 5 交代穿孔 矿物内部交代形成圆和乳滴状新矿物 6 交代蠕虫 交代产物呈蠕虫状 交代净边结构 交代穿孔结构 交代蠕虫结构 钾长石 斜长石 交代结构的类型 2 2变质岩的构造 成因 变余构造 岩石变质后仍保留原岩的构造特征 正变质岩 变余气孔构造 变余杏仁构造 变余流纹构造 变余枕状构造副变质岩 变余层理构造 变余泥裂构造 变余波痕构造等 变成构造 原岩通过重结晶等作用形成的构造 无定向 斑点构造 块状构造 角砾状构造定向 板状构造 千枚状构造 片状构造 片麻状构造 条带状构造等 1 定向构造 指非等轴颗粒近平行排列 出现优选方位的构造类型 是偏应力作用下岩石变形的结果 多垂直最大压应力方向发育 其形成机制包括 机械旋转 晶体塑性变形及粒内滑移 优选生长 压溶 等 晶体机械旋转 晶体塑性变形和定向 晶体按一定方位优选生长 新矿物按一定方位优选成核 2 变成构造 原岩通过重结晶 变质结晶形成的构造 1 定向构造 定向构造分面状构造和线状构造两大类 面状构造表现为一系列近平行排列的面 统称为面理 包括 变余层理 板状 千枚状 片状 片麻状 条带状 眼球状构造和S C面理等 1 面状构造 结晶程度 可劈性 易 难 劈开面 平整光滑 矿物肉眼不可分辩 粗糙 矿物肉眼可分辩 黯淡丝绢光泽 无微褶皱 褶劈 强烈丝绢光泽微褶皱 褶劈 定向且连续 定向但不连续 其它 板状构造 片状构造 千枚状构造 片麻状构造 1 板状构造 是重结晶程度很低的的面理形式 由密集间隔的劈理面显示 岩石容易沿劈理面裂开呈平整 光滑但光泽暗淡的板片 板状构造 斑点板岩 2 千枚状构造 面理由细小的片状硅酸盐定向排列而成 重结晶程度比板岩构造高 但肉眼难识别矿物颗粒 岩石劈开面不如板劈理平整 有强烈丝绢光泽 千枚状构造 千枚状构造 显微粒状鳞片变晶结构 3 片状构造 重结晶程度高 岩石中含较多的片柱状变晶矿物 这些矿物连续定向排列成面状 称片理 片理可较平直 也可成波状弯曲甚至强烈揉皱 片状构造 片状构造 中细粒鳞片粒状变晶结构 片岩中矿物的定向排列 薄片 4 片麻状构造 重结晶程度高 粒状矿物含量高 板片状 针柱状矿物断续定向分布 岩石沿片麻理无特别强烈的裂开趋势 片麻状构造 片麻状构造 细粒鳞片粒状变晶结构 5 层状 条带状 构造 由不同成分或结构的浅色与暗色层 或透镜体 互层构成的面状构造 出现在区域变质岩 动力变质岩和混合岩中 6 眼球状构造 眼球状巨大颗粒或颗粒集合体在基质中定向分布 见动力变质岩和混合岩中 层状 条带状 构造 眼球状构造 是岩石中各种线状要素的平行定向排列形成的构造 按线状要素的不同 线理分为拉伸线理 皱纹线理 交面线理三类 2 线状构造即线理 a 拉伸线理b 面理面上的拉伸线理c 皱纹线理d 交面线理图线理的类型 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 变质作用程度浅 变质作用程度深 2 无定向构造 颗粒无定向 随机分布 说明变质作用是在缺乏应力条件下进行 包括 块状构造 斑点构造 角砾状构造 云染状构造等 常出现在接触热变质岩 交代变质岩 埋藏变质岩和洋底变质岩中 a 块状构造b 斑点状或瘤状构造c 角砾状构造d 云染状构造无定向构造示意图 1 块状构造 矿物无定向且均匀分布 见接触变质岩 洋底变质岩和埋藏变质岩中 块状构造 2 斑点构造 由铁质 炭质或新生的红柱石 堇青石等矿物雏晶聚集体呈不同形状 不同大小的斑点不均匀分布在致密基质中 见于轻微接触变质的泥质岩石中 3 角砾状构造 含大的棱角状碎块 见于动力变质岩和混合岩中 4 云染状构造 浅色长英质物质含量高 仅残留暗色矿物集中的斑点 条片或团块不均匀分布 与浅色长英质物质无明显界线 见强烈混合化岩石中 角砾状构造 云染状构造 四 混合构造是混合岩特有的构造 是指基体与脉体在空间分布上的相互的关系 按照其形态可以分为 1 眼球状构造 长英质呈眼球状断续分布于基体之中 2 网脉状构造 脉体不规则地穿切基体岩石 呈细脉状 分支状 网状分布 眼球状构造 网脉状构造 四 混合构造 3 条带状构造 基体与脉体相间呈条带状分布 4 角砾状构造 基体被脉体分割包围 呈角砾状 角砾状构造 条带状构造 四 混合构造 5 肠状构造 脉体呈肠状弯曲褶皱状分布于基体之中6 片麻状构造 基体与脉体已界限不清 基体暗色矿物断续定向排列 7 雾迷状构造 基体与脉体的界线模糊 有时仅见基体被脉体交代残留的模糊轮廓 呈斑杂状 阴影状分布 肠状构造 片麻状构造 雾迷状构造 第一节变质岩的物质成分第二节变质岩的结构和构造第三节变质岩的分类 1 变质作用分类简表分类依据 分布规模 地质背景或物化条件 第三节变质岩的分类和命名 2 Bulkcomposition 全岩成分 1 泥质 pelitic 导源于泥质沉积物 2 长英质 quartz feldspathic 包括变质的砂岩 硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩 3 钙质 calcareous 导源于灰岩和白云岩 可含石英 粘土矿物等杂质 等钙质沉积物 4 基性 basic 由基性岩浆岩 凝灰岩及含显著数量的Ca Al Fe Mg的不纯泥灰质沉积物转变而来的变质岩 5 镁质 magnesian 导源于超基性岩浆岩和绿泥石质及其它富含Mg Fe的沉积物 3 变质岩的基本名称及其含义按变质岩结构 构造划分 1 角岩 由细粒等粒状矿物组成花岗变晶结构或角岩结构的接触变质岩 一般无显著定向构造 面理不发育 初始发育的红柱石 黑云母常呈斑点状 2 板岩 非常低级变质岩 具完好平行面理 即板状劈开 面状间距小于1mm 面理与层理无关 是由极细小绿泥石 云母等片状矿物平行排列而成 3 千枚岩 一种类似于板岩的岩石 由于变质程度加强 云母 绿泥石等矿物颗粒变粗 片理面上显示一种丝绢光泽 图3 1板岩a和千枚岩b Winter 2001 板岩和千枚岩都是具有页理化的变质岩 区别在于结晶程度 绿色板岩 ChrisPellantandHelenPellant 2002 千枚岩 ChrisPellantandHelenPellant 2002 4 片岩 中细粒具显著面理 变质程度较千枚岩高 因此单颗矿物能用肉眼鉴定 由于片状或柱状矿物的定向能够成页理状 使面理表现得十分明显 一般片状矿物 20 长石含量 25 Garnetmuscoviteschist Muscovitecrystalsarevisibleandsilvery garnetsoccuraslargedarkporphyroblasts Winter 2001 AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology PrenticeHall Schist ametamorphicrockexhibitingaschistosity Bythisdefinitionschistisabroadterm andslatesandphyllitesarealsotypesofschists Incommonusage schistsarerestrictedtothosemetamorphicrocksinwhichthefoliatedmineralsarecoarseenoughtoseeeasilyinhandspecimen 5