普通地质学课件大二6-变质岩

第四节变质岩,变质岩变质作用变质类型变质矿物变质岩三大类岩石区分,1,变质岩占地壳总体积的27.4%；岩浆岩占64.7%；沉积岩占7.9%（陆地表面积的75%）,2,变质作用,原岩变质岩内动力：地壳内部，但也包括陨石撞击，极端地表构造运动变质因素：温度、压力、活动性流体,3,固态、内动力地质作用,矿物成分、化学成分、结构、构造,引起变质作用的因素,4,温度：影响变质作用的最基本的因素150（180）-800（900）（单位：）升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质变为晶质，原来的小晶粒长大（重结晶）。,5,压力：1.静压力上覆岩石自重引起的，各向等同。封闭系统中的流体也是传递相同的压力。静压力的各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小的新矿物。2.定向压力作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是构造力的作用造成的。作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列，形成片理构造。（挤压应力和剪切应力）,引起变质作用的因素,6,压力作用下矿物颗粒的排列状况,7,化学活动性流体,气态地壳内部挥发组分参与水溶液地下水循环及其溶解质参与来源：岩土空隙中的水；造岩矿物中的H2O和CO2；岩浆中的成分；地球深部富含K，Na和SiO2的热液。参与变质反应，同时作为化学反应的场地和物质运移的载体。,8,9,10,在变质作用过程中温度、压力和化学活动性流体等各种因素是相互配合的，而在不同的地质条件下，主导因素不同，显现出不同的变质特征。时间是影响变质作用的另一重要因素，由于变质作用过程一般是缓慢发生的，必须具备足够的时间，以上各项变质因素才能发生作用。,11,引起变质作用的因素,石英砂岩石英岩石灰岩大理石,变质作用的方式,（1）重结晶指岩石在固态状态下，同一种矿物经过有限的颗粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶呈叫粗大颗粒的作用，在这一过程中矿物成分不发生变化。,12,13,紧密相嵌的重结晶矿物,高岭石大于350左右的温度时可转变为叶腊石；400以上的温度条件，可转为硬绿泥石，此时若静岩压力低于300MPa，易形成红柱石，若高于300MPa则形成兰晶石；温度在500-660之间则变成十字石及石英；温度高于660则变成石榴子石和矽线石。,变质作用的方式,（2）变质结晶作用（重组合）指在原岩总体化学成分基本不变化的条件下，形成新矿物或新矿物组合的作用。,14,交代作用的特点：在固态条件下进行；交代前后岩石的总体积基本不变；原矿物的溶解和新矿物的形成几乎同时进行。交代作用在变质作用过程中比较普遍的。,变质作用的方式,（3）交代作用指化学活动性强的流体与固体岩石之间发生物质置换与交换作用，产生新矿物，岩石总体化学成分发生变化。,15,常见的例子为在变质作用过程中，当具有定向作用时，原岩本身的某些矿物（如暗色与浅色矿物）经过变形、扩散作用定向排列而不均匀地分别聚集起来，分别形成暗色矿物与浅色矿物的条带，形成片麻岩或片岩。,变质作用的方式,（4）变质分异作用指成分比较均一的原岩，经变质作用后，形成矿物成分不均匀分布的过程。,16,17,片麻状构造,18,变质类型,1.接触变质,炽热岩浆与原岩的接触带发生的岩石变质。仅限于侵入岩与原岩的接触带，规模小变质带的宽度与侵入体热扩散范围有关,19,是由于岩浆的活动散发出的热量和析出的气态或液态溶液引起的变质作用。,侵入岩浆,沉积岩,变质带,20,21,根据变质作用过程中有无交代作用又可分为两个亚类：,接触变质,接触热变质作用：以热力（高温）作用为主，原岩发生重结晶，而化学成分没有显著改变，没有明显的交代作用，如角岩、斑点板岩、大理岩、石英岩等；接触交代变质作用：除热力作用外，伴随有显著的交代作用，原岩的化学成分发生明显改变，如矽卡岩等。,22,接触交代变质作用,接触变质晕,花岗岩侵入体,方解石白云岩,碳酸盐大理岩,方解石白云岩镁橄榄石,方解石蛇纹石绿泥石,硅辉石石榴子石透辉石,23,石灰岩,角页岩,花岗岩侵入体,硅线石,生物岩红柱石,绿泥石白云母,页岩,24,25,大理岩接触热变质作用产物,26,2.区域变质,区域变质作用是在大面积内发生的变质作用的统称。它是由区域性的构造运动和岩浆活动引起的一种大面积的区域变质作用造成的，变质岩的范围往往达数百或数千平方公里。主要特征是呈面型分布，出露面积从几百至几千平方千米，影响范围可达几千至几万平方千米，形成深度可达20千米以上。构造运动为区域变质提供了有利的物理化学条件。,2.区域变质,特征片状矿物定向（垂直压力方向）排列，具有明显的片理构造。代表性岩石有板岩、片岩、片麻岩。影响区域变质程度的要素：原岩的成分，变质的温度和压力条件区域变质程度（变质程度由深到浅）片麻岩片岩千枚岩变质岩的“将今论古”,27,板岩皱纹,28,岩层挤压,29,30,31,岩层挤压变形,32,33,片麻岩片麻状构造,34,沉陷快的深部地区的区域变质,地壳浅部的接触或区域变质,35,正常的地温梯度环境,混合岩化作用是由变质作用向岩浆作用转变的一种过渡性成岩作用。混合岩化作用形成的岩石，称为混合岩。基体：混合岩中的变质岩成分，变质程度较高的片岩、片麻岩和斜长角闪岩，颜色较深；脉体：通过熔体和热液注入、交代而形成的岩石，主要是石英、长石，色浅。,36,3.混合岩化作用,混合岩,37,3.混合岩化作用,混合花岗岩-泰山,是指在构造变形、变位过程中所产生的定向压力作用下，岩石所发生变形、破碎以及伴随的重结晶等作用。,38,4.动力变质,动力变质与大地构造、地壳运动密切相关。多分布在大型断裂带附近。,4.动力变质,变质因素：以机械能及其转变的热能为主。常沿断裂带呈条带分布，按照变质作用发生的深度可以分为：浅地壳层次的脆性变形（断裂面，位移显著），中深地壳层次的韧性变质-变形（强烈扭曲，剪而不破）。代表性岩石：断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等，而这些岩石又是判断断裂带的重要标志。,39,40,变质矿物,特征变质矿物（变质作用独有的矿物，发生变质作用的最有力证据）富铝-红柱石、兰晶石、矽线石富钙-硅灰石、石榴子石、透闪石、滑石柯石英、金刚石等继承岩浆岩、沉积岩的原有矿物石英、长石、云母能够适应较大幅度的温度和压力变化,41,红柱石,42,兰晶石,43,十字石,44,矽线石,45,硅灰石,46,47,滑石,48,石榴子石,变质岩的结构与构造,结构是指矿物、变晶自身特征、形态、大小，与邻近颗粒的关系。,49,1.变晶结构：指岩石在固体状态下，通过重结晶和变质结晶而形成的结构。（前者有大理岩；后者有石榴子石片岩新生矿物石榴子石）2.变余结构：尚残留部分原岩结构者统称，为浅变质结构（如板岩特有的变余泥质结构、砂质结构，岩浆岩的斑状结构等）3.碎裂结构；4.交代结构,变质岩的结构与构造,1.变成构造：原岩构造（如层理）消失，形成变质岩特有的构造，如片理、片麻理等岩石中片状或长条状矿物连续而平行排列，形成平行、密集而不甚平坦的纹理，成为片理或面理。斑点状板状构造千枚状构造（颗粒细小）片状构造（颗粒较粗）拉伸线理片麻状构造（长英质粒状矿物为主，定向排列的矿物断续的带状分布）块状构造2.变余构造：变质岩中残留原岩的构造如变余层状、气孔、条带构造等,50,构造是指矿物之间的关系、空间展布方式。,变质岩识别特征,51,主要变质岩类,区域、动力变质片麻岩片岩千枚岩（原岩：页岩）板岩（原岩：页岩）接触变质和区域变质石英岩（原岩：石英砂岩）大理岩（原岩：石灰岩）正变质岩（岩浆岩）、副变质岩（沉积岩）,52,常见原岩及其变质岩,泥质岩随着变质程度的加深，可以由变质最浅的板岩，依次变为千枚岩、片岩、片麻岩直到麻粒岩；中酸性的岩浆岩可变为片麻岩和麻粒岩；偏基性的岩浆岩可变质为片岩和角闪片岩等；石灰岩或石英砂岩，变质后的变化序列不明显，一般都变成大理岩或石英岩。,53,变质作用增加,晶体大小增加,纹理粗糙度增加,板岩,片岩,片麻岩,54,石榴子石,辉石,沸石,绿帘石,绿泥石,角闪石,斜长石,绿色片岩,辉石麻粒岩,成岩作用,低级,中级,高级,闪岩,55,沸石,绿色片岩,蓝色片岩,闪岩,石榴子岩,角页岩,榴辉岩,56,片麻岩变质程度深，具有典型的片麻状构造，变晶结构，晶粒粗大。主要矿物成分有石英、正长石、斜长石、云母、辉石、角闪石、石榴子石、矽线石等，可根据成分进一步命名为正长石片麻岩、角闪石片麻岩等等。,57,片麻岩区域变质,58,片岩区域变质：具片状构造，鳞片变晶结构。主要造岩矿物是云母和石英，其次是角闪石、绿泥石、滑石、石榴子石等，根据所含矿物特点可分为云母片岩、绿泥石片岩、角闪石片岩等。,59,60,千枚岩区域变质，具千枚状构造，隐晶变晶结构(或称变余结构)，薄片面上有较强的丝绢光泽，是含较多的绢云母所致。晶粒细小不能用肉眼识别，外表呈黄绿、褐红、灰黑等颜色。,61,62,板岩：为板状构造，部分隐晶变晶结构。矿物成分肉眼不易辨别，易于裂成薄板状，击之发出清脆声，变质程度最低。,63,64,石英岩：主要成分为石英，一般呈白色。块状构造，等粒变晶结构，坚硬致密，抵抗风化能力很强。,65,高耸的嵩山石英岩,大理岩主要成分为方解石、白云石等，色浅，含杂质时具有花纹。等粒变晶结构，块状构造，硬度较小，与稀冷盐酸起反应，以此与石英岩可区分开来。,66,大理岩方解石重结晶温度变质,67,大理岩方解石结晶温度变质,68,三大类岩石小结(区别),成因岩浆岩地下岩浆冷却沉积岩地表岩石风化、搬运、沉积，再成岩变质岩原岩经高温、高压变质再成岩,69,三类岩石的循环过程（联系）,70,岩浆岩,岩浆,沉积岩,变质岩,流水、冰川、海浪侵蚀沉积,风化、剥蚀、搬运、堆积,变质作用,变质作用,重熔再生,重熔再生,重熔再生,冷却凝结,宏观野外岩层分布，综合分析微观构造结构特征矿物,71,三大类岩石小结(区别),结构、构造区别,岩浆岩气孔、流纹、火山弹、柱状节理沉积岩层理、化石、磨圆变质岩片理、重结晶,72,特征矿物,岩浆岩辉石、角闪石、橄榄石沉积岩方解石、石膏、粘土矿物（高岭土、蒙脱石）、褐铁矿等变质岩石榴子石、滑石、红柱石、硅灰石,73,