变质岩第5讲-变质岩的结构与构造

变质岩MetamorphicRock,第五章变质岩的结构构造,授课内容,变质岩的结构特征,变质岩的构造特征,变质岩结构构造的研究意义,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩的结构构造和化学成分、矿物成分一起是变质岩的最基本的特征，是恢复原岩、再造变质作用历史及岩石分类命名的标志。变质岩的化学成分主要反映原岩特点，变质岩的矿物成分主要反映变质作用条件，结构构造则主要是变质作用机制的反映。在研究变质作用机制方面，结构构造的作用是化学成分矿物成分所代替不了的。由于变质作用机制复杂多样因而，变质岩结构构造复杂多样。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩的结构特征,变质岩的结构：是指岩石中矿物的结晶程度，形态、大小及相互关系。粒间结构：包括颗粒界面形态、晶粒大小，晶形优选方位等。粒内结构；包括环带、双晶、扭折带、出溶交生、包裹物特征等。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩的结构特征,变晶-由变质结晶形成的变质矿物变晶结构-变晶的形状、大小、相互关系反映的结构变形结构-岩石遭受变形会产生粒度减小等结构效应变余结构：变质以前原岩的结构在变质作用中仍可保存其某些或全部特点者。变晶结构、变形结构、变余结构是变质岩结构的三大类型。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩的结构特征,变质岩结构按其形成阶段可以分为三个不同的类型：变余结构：变质以前原岩的结构在变质作用中仍可保存其某些或全都特点者。变质标型结构：变质作用形成的特征结构，可按变质作用的特点，还可进一步分为：变晶结构、碎裂结构、交代结构。叠加结构：变质作用后的地质事件所引起结构的改变，往往是变质结晶作用和变形作用的叠加的结果。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变余结构构造是恢复原岩性质最可靠的证据之一主要见于浅变质岩中，但在深变质区，仍可找到。,变余结构的类型,岩浆结晶型原岩：经变质后常见变余辉长结构、变余辉绿结构、变余斑状结构等变余结构，变质结构可部分保留至中级变质（角闪岩相），变余斑状结构甚至可保留至麻粒岩相。,岩浆结晶型原岩：,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变余结构的类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变余结构的类型,火山沉积型原岩：在浅变质条件下可残存各种火山碎屑结构（变余岩屑结构、变余晶屑结构、变余玻屑结构等）。变质较深时，火山碎屑外形轮廓逐渐消失。但由于火山碎屑的成分、结构与基质不同，变质后，常表现为在较均匀在变质岩基质中的具不同的矿物或结构，并具一定外形轮廓的集合体团块。,火山沉积型原岩：,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变余结构的类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变余结构的类型,正常沉积型原岩：经变质后最常见的是变余砂状结构变余砾状结构、变余层理构造（粒序层理等）及波痕、龟裂等层面构造。它们可保存在所有变质带中。变余泥质结构一般只出现在变质很浅的岩石中，在绿片岩相即已消失,正常沉积型原岩：,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变余结构的类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变余结构的特点,1.外貌上具原岩（沉积岩或火成岩）的结构构造特征，成分上由变质矿物组成。2.浅变质条件下，可有原岩矿物残留。注意：强烈变形可以产生类似层理的成分层-假层理，还可以产生类似砾石的石香肠和透镜体。通过与变形的关系分析和岩相学研究，可以将这些假层理、假砾石与真正的层理和砾石区分开来。所以应该到弱变形地段找寻变余的结构构造和其它变余特征。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,变晶结构的一般特点变晶结构是变质重结晶和变质结晶作用的产物，是全晶质的。与岩浆岩全晶质结构相比有不同之处：1)同一世代的变晶矿物没有先后顺序。晶体自形程度的差别仅取决于结晶能力。且矿物之间排列紧密、彼此镶嵌或相互包裹。2)变斑晶的形成一般与基质同时或稍晚，因此变斑晶以富含基质矿物包裹体为特征。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,变晶结构的一般特点3)除变斑晶外，变晶矿物自形程度差，多为他形这与无自由结晶空间有关。4)柱状、片状矿物较多，且多有定向性。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,二）变晶系变晶结构中矿物自形程度的不同，取决于矿物在固态下的结晶能力-即形成自形晶面的能力。按结晶力大小可以排出变质矿物的序列，就称为变晶系。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,一般说来，矿物的密度越大，摩尔体积越小，结晶力越强。但结晶力也受原岩成分及变质因素的影响而变化。因此，在不同的变质原岩中同一矿物在变晶系中的位置稍有差异。泥质岩和长英质岩石的变晶系为(以自形+他形为序排列)：榍石、金红石、赤铁矿、钛铁矿、磁铁矿、石榴石、电气石、十字石、蓝晶石、矽线石、硬绿泥石、钠长石、白云母、黑云母、绿泥石、石英、堇青石、正长石、微斜长石。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,三）变晶结构类型按变晶粒度划分粗粒变晶结构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,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,三）变晶结构类型按变晶粒度的相对大小划分等粒变晶结构不等粒变晶结构斑状变晶结构,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,三）变晶结构类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,三）变晶结构类型按变晶的自形程度划分自形变晶结构半自形变晶结构它形变晶结构,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,三）变晶结构类型按变晶的形态划分粒状矿物为主的变晶结构：粒状变晶结构，镶嵌粒状变晶结构，齿状粒状变晶结构，粒状鳞片变晶结构。针柱状矿物为主的变晶结构：纤状变晶结构，放射状变晶结构，扇状变晶结构，束状变晶结构，针、柱状变晶结构，粒状纤状变晶结构。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,三）变晶结构类型,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）,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,三）变晶结构类型按变晶的交生关系划分包含变晶结构，包含嵌晶变晶结构，筛状变晶结构，残缕结构，砂钟结构，旋转结构，穿插变晶结构，次变边结构，网格状结构。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,三）变晶结构类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,四）变晶结构的描述变晶结构的描述把颗粒的粒度、边界形态、矿物结晶习性、包裹物与主晶的关系等内容综合起来，就得到一个结构较为完整的描述，择其主要特点就是结构的名称。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,例如，均匀等粒细粒或显微粒状变晶结构因这种结构常在接触热变质岩（角岩类岩石）中见到，故又名角岩结构。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,例如，鳞片花岗变晶，均以主要变质矿物的结晶习性特点而得名。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-变晶结构,五）变晶结构的图片,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,一）交代结构的特点1)矿物颗粒的形态复杂多样，边界多为港湾状等不规则的形状。2)矿物颗粒的粒度变化大。3)同一矿物的不同颗粒，甚至同一颗粒的不同部分其成分，光性等性质变化明显。4)变斑晶中包裹物与不是交代成因的同种矿物相比数量减少。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,边缘交代结构：交代作用仅在矿物边部进行，使矿物边缘界线复杂化，多为港湾状、蚕食状。边缘的成分与核心成分不同，边部所含包裹物及杂质明显减少。例如，交代蚕食结构、交代残留结构、交代净边结构等。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,港湾结构和岛屿结构,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,核心交代结构：这是交代作用从矿物核心开始而形成的一种结构。其典型的代表是交代穿孔结构及穿心交代环状结构,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,透入交代结构这是交代沿被交代矿物中的裂隙、条纹等薄弱地带作用的结果。这种结构往往受薄弱带的形态控制。例如，网环状结构、交代条纹、交代蠕英结构等。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）交代结构的类型,整体交代结构：一个矿物被另一矿物完全交代，例如交代假像结构，某些交代斑晶的形成亦属此列。,交代作用形成结构特点的详细研究，对于研究交代作用的机制是非常重要的第一手资料。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-碎裂及变形结构,变形结构是变形机制的反映，变形机制的不同而有不同的特点。变形结构是动力变质岩的特征，也见于区域动热变质岩中。观察变形结构除了从岩石薄片或手标本角度外，也从更小尺度的晶内和晶界角度观察（显微构造）。在描述岩石时，晶内和晶界变形结构通常在矿物成分和特点中描述。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,一）一般特点,动力变质岩结构特点主要表现形式为：矿物颗粒的变形、碎裂、颗粒化、糜棱岩化、玻化、重结晶及优选方位等。除变质岩自身力学性质外，岩石重结晶作用、化学稳定性也会影响动力变质结构的特点。还受岩石总体应变、负荷压力及应变速率的影响。一般说来，总体应变越强，矿物碎裂、变形、颗粒化越强烈，负荷压力越大，片理化越明显。应变速率越高会使机械效应超过结晶效应，由碎裂，糜棱岩化到重熔，应变速率越来越高。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）代表性结构,碎裂结构这由脆性岩石受压力作用形成，主要表现为矿物的压碎及裂开。因压碎及裂开的强度不同，矿物碎片可分大小两群。大的矿物碎片称碎斑，宛如斑状结构中的“斑晶”，但它以不规则的破碎边缘、较多的裂隙、波状消光、边缘粒化为特征。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）代表性结构,较小的碎粒称为碎基。碎基粒度很小，甚至到超显微的矿物粉末状。当碎粒较均匀时称碎裂结构，由碎斑及碎基构成时为碎斑结构。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）代表性结构,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）代表性结构,糜棱结构：岩石基本处在塑性状态下，以显微破裂颗粒化、蠕变、颗粒边界滑动、重结晶等作用形成的具糜棱面理的定向结构。主要特点是：受到应变的碎斑位于细粒至隐晶质基质中，多具优选方位。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）代表性结构,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）代表性结构,玻璃质碎屑结构：碎斑是破碎的原岩岩石或矿物碎屑，有时可见到熔蚀现，基质为玻璃质。该结构是高应变速率下强烈变形伴随的部分熔融（剪切熔融、摩擦熔融）的产物。,1.变质岩的结构特征,成分特征,变质岩中常见结构,变质标型结构的类型-交代结构,二）代表性结构,授课内容,变质岩的结构特征,变质岩的构造特征,变质岩结构构造的研究意义,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩的构造是指其中各种矿物的空间分布特点和排列状态。变质岩构造最重要的有三类，即变余构造，变成构造及混合构造。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变余构造的类型,变余构造：因变质作用不彻底，而保存的原岩构造，又称为残余构造，多见于低级变质岩中，与变质构造相伴生。变质构造分定向构造和无定向构造两类。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变余构造的类型,定向构造的特点是非等轴颗粒近平行排列，出现优选方位，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、粒内滑移、优选成核、优选生长（压溶）等。由于多数变质作用都有偏应力参与，因此定向构造在变质岩中非常普遍。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变余构造的类型,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变余构造的类型,无定向构造的特点是颗粒无定向、随机分布，说明变质作用是在缺乏偏应力条件下进行。通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。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变余构造的类型,变余构造(残留构造)：这是一种变质岩中由变质作用对原岩构造改造的不彻底而保留原岩构造的某些特点的现象。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变余构造的类型,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变余构造的类型,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变成构造的类型,变成构造是指变质作用过程中(主要是变质结晶和重结晶)所形成的构造，常见的类型有：斑点状构造、板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、条带状构造。面状构造表现为一系列近平行排列的面，统称为面理。B.Sander称为S面。面理可以弯曲、扭折和褶皱。岩石中往往有不止一种面理。可以按其先后顺序以S1、S2、S3等记录它们，以便于构造分析。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变成构造的类型,斑点状构造：是接触变质初期形成的斑点板岩特有的一种构造，其特点是岩石中分布一些形状不一、大小不等的斑点，斑点是碳质、铁质或堇青石、云母等的雏晶集合体。千枚状构造：岩石中小片状矿物已初步具有定向排列，但重结晶程度不高，矿物颗粒肉眼尚不能分辨。片理面上见有强烈的丝绢光泽，多是小鳞片状绢云母绿泥石密集排列所致。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变成构造的类型,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变成构造的类型,片状构造：岩石中含较多的片柱状矿物，这些矿物连续定向排列构成面状，这称为片理面，片理面可以较平直，也可成波状弯曲甚至强烈揉皱，镜下所见均为变晶程度较好的片柱状矿物定向排列。肉眼已可辨出矿物大小及种属，尤其是变斑晶矿物更加清楚。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变成构造的类型,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变成构造的类型,板状构造：是变质泥岩等柔性岩石受压力作用而形成的一种构造。其表现是岩石呈现一种互相平行的破裂面，如同板状，破裂面上有时有些微晶的绢云母、绿泥石等矿物，但岩石基本没有重结晶，新生矿物很少。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变成构造的类型,片麻状构造：岩石主要由粒状浅色矿物组成，含较少的片状及柱状暗色矿物呈断续的定向排列。或者这些柱状及片状矿物集结成宽度和长度都不大的薄的透镜体呈断续的定向排列。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,变成构造的类型,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,混合构造的类型,混合岩特有的构造。混合岩是一种由高级(或中高级)区域变质岩和不同数量的长英质物质混合组成的岩石。通常把原先存在的高级变质岩称为基体长英质物质称为脉体。混合构造就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：条带状构造、眼球状构造、网脉状构造、角砾状构造、肠状构造、片麻状构造、雾迷状构造。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,混合构造的类型,眼球状构造：长英质(主要是碱性长石)呈眼球状，断续分布于基体之中。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。条带状构造：基体与脉体相间呈条带状分布。角砾状构造：基体被脉体分割包围，呈角砾状。,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,混合构造的类型,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,混合构造的类型,2.变质岩的构造特征,成分特征,变质岩中常见构造,混合构造的类型,肠状构造