变质作用与变质岩

1、普普 通通 地地 质质 学学 第五章第五章 变质作用与变质岩变质作用与变质岩 u第一节第一节 变质作用方式变质作用方式 u第二节第二节 变质作用的因素变质作用的因素 u第三节第三节 变质岩特征变质岩特征 u第四节第四节 变质作用类型及其代表性岩石变质作用类型及其代表性岩石 现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成水成” ” 的沉积岩的沉积岩，“火成的火成的”的岩浆岩，的岩浆岩，还有经还有经变质作用变质作用 形成的变质岩形成的变质岩。 三大岩类在地壳中分布大致是：三大岩类在地壳中分布大致是： u岩浆岩占地壳总体积的岩浆岩占地壳总体积的64.7； u沉积岩占地

2、壳总体积的沉积岩占地壳总体积的7.9，占地表面积，占地表面积的的75； u变质岩占地壳总体积的变质岩占地壳总体积的27.4。 第五章第五章 变质作用与变质岩变质作用与变质岩 雄伟的泰山 五岳之首：太太 古代变质岩。古代变质岩。 五台山五台山所见的变质岩， 为区域变质作用区域变质作用所产生 北京故宫 故宫里的大石栏杆， 以及一些假山石的 台座应该都是品质品质 最高的汉白玉。最高的汉白玉。 故宫旧称紫禁城。 是明、清两代皇宫， 无与伦比的古代建 筑杰作，中国现存 最大、最完整的古 建筑群。被誉为世被誉为世 界五大宫之一界五大宫之一(北京 故宫、法国凡尔赛 宫、英国白金汉宫、 美国白宫、俄罗斯 克里

3、姆林宫)。 和田玉：和田玉：变质角闪石岩变质角闪石岩 如果有一天， 中国重新成为 世界最强国， 依赖的一定是 我们的文化， 而不是其他。 -马未都 翡翡 翠翠 主成分：微细 粒透辉石透辉石 第一节 变质作用方式 变质作用变质作用一般指一般指地下深处地下深处固态岩石固态岩石在在高温高高温高 压和化学活动性流体作用下压和化学活动性流体作用下，引起，引起岩石的结岩石的结 构、构造和物质成分发生变化，构、构造和物质成分发生变化，形成形成新的岩新的岩 石石的一种地质作用。的一种地质作用。 沉积岩、岩浆岩和变质岩都可以是受变质作沉积岩、岩浆岩和变质岩都可以是受变质作 用的原岩，变质作用使岩石变得用的原岩，

4、变质作用使岩石变得更坚硬更致更坚硬更致 密密(比重加大比重加大)。 沉积岩沉积岩 成岩作用成岩作用 极低度变质极低度变质 低度变质低度变质 中中 度度 变变 质质 高度变质高度变质 大陆大陆 地壳地壳 的熔融的熔融 自然界自然界 未曾发现未曾发现 的温压范围的温压范围 压力压力 （千巴）（千巴） 温度温度 深度深度 （千米）（千米） v岩石是否发生变质要看其岩石是否发生变质要看其有无有无明显的重结晶明显的重结晶 现象或有无现象或有无变质矿物出现变质矿物出现为标志。为标志。 v岩石的变质作用是在岩石的变质作用是在固态状况固态状况下进行的。下进行的。 v变质作用在变质作用在地壳内部地壳内部的物质活

5、动中是广泛分的物质活动中是广泛分 布和普遍存在的，不仅形成了各种变质岩石布和普遍存在的，不仅形成了各种变质岩石 ，而且形成了大量变质矿产。，而且形成了大量变质矿产。 第一节 变质作用方式 u1.重结晶作用重结晶作用岩石在固态条件下发生重结晶使小岩石在固态条件下发生重结晶使小 晶体变为大晶体，但成分不变。如由微晶方解石组晶体变为大晶体，但成分不变。如由微晶方解石组 成的灰岩变成由粗粒方解石组成的大理岩。成的灰岩变成由粗粒方解石组成的大理岩。 u2.变质结晶作用变质结晶作用原岩在固态条件下，有些矿物通原岩在固态条件下，有些矿物通 过变质作用形成新矿物。过变质作用形成新矿物。 u3.变质交代作用变质

6、交代作用原岩组分与原岩组分与化学活动性流体化学活动性流体发生发生 化学反应，出现物质成分的迁移，形成新的矿物，化学反应，出现物质成分的迁移，形成新的矿物， 物质有带进带出。物质有带进带出。经交代作用形成的新矿物具有原经交代作用形成的新矿物具有原 来矿物的假象。来矿物的假象。 1.重结晶作用重结晶作用 石英砂岩石英砂岩 石英岩石英岩 石灰岩石灰岩 大理岩大理岩 化学成分与矿物成分均不发生变化化学成分与矿物成分均不发生变化 石灰岩 大理岩 重结晶作用重结晶作用 重结晶作用在成岩作用中已经出现，但在重结晶作用在成岩作用中已经出现，但在 变质作用中则表现得更加强烈和普遍。变质作用中则表现得更加强烈和普

7、遍。 重结晶作用对原岩的改造主要是重结晶作用对原岩的改造主要是使其粒度使其粒度 加大、颗粒相对大小均一化、颗粒外形变加大、颗粒相对大小均一化、颗粒外形变 得较规则。得较规则。 2.变质结晶作用变质结晶作用 概念：原岩在固态条件下，有些矿物通过变质作概念：原岩在固态条件下，有些矿物通过变质作 用形成新矿物。用形成新矿物。 特点：特点：总体化学成分基本保持不变总体化学成分基本保持不变的情况下（挥的情况下（挥 发分发分H2O, CO2, C等除外），原有矿物或矿物组合等除外），原有矿物或矿物组合 重新组合形成重新组合形成新矿物的新矿物的作用。作用。 脱水作用脱水作用 Al4Si4O10(OH)8 A

8、l2SiO4O+2SiO2+4H2O 吸热吸热 放热放热 高岭石高岭石 红柱石红柱石 石英石英 （1 1）化学成分发生变化）化学成分发生变化 变质结晶作用变质结晶作用 2Mg2SiO4 + 3H2O H4Mg3Si2O9 + Mg(OH)2 橄榄石橄榄石 蛇纹石蛇纹石 水镁石水镁石 脱碳酸（复分解反应）脱碳酸（复分解反应） CaCO3+ SiO2 CaSiO3+CO2 吸热吸热 放热放热 方解石方解石 石英石英 硅灰石硅灰石 结合（化合反应）结合（化合反应） Mg2SiO4+ CaAl2Si2O8 CaMg2Al2SiO43 橄榄石橄榄石 钙长石钙长石 石榴石石榴石 水化（复分解反应）水化（复

9、分解反应） 变质结晶作用变质结晶作用 （ 2 2 ） 化学成分不变、矿物成分变化化学成分不变、矿物成分变化 （同质多象的转化）（同质多象的转化） 变质结晶作用变质结晶作用 变质结晶作用的主要特点：变质结晶作用的主要特点： 这种变化过程多数情况下涉及岩石中各种这种变化过程多数情况下涉及岩石中各种 组分的重新组合，并以化学反应的方式组分的重新组合，并以化学反应的方式 完成。完成。 有新矿物的形成和原矿物的消失；有新矿物的形成和原矿物的消失； 在反应前后岩石的总体化学成分基本不在反应前后岩石的总体化学成分基本不 变。变。 3. 变质交代作用变质交代作用 u原岩组分与原岩组分与化学活动性流体化学活动性

10、流体发生化学反发生化学反 应，出现物质成分的迁移，形成新的矿应，出现物质成分的迁移，形成新的矿 物，物质有带进带出。物，物质有带进带出。经交代作用形成经交代作用形成 的新矿物具有原来矿物的假象。的新矿物具有原来矿物的假象。 u其结果不仅其结果不仅形成新矿物形成新矿物，而且岩石的总，而且岩石的总 体体化学成分发生改变化学成分发生改变。 例如：含例如：含 NaNa+ + 的流体与钾长石发生交 的流体与钾长石发生交 代作用而置换出代作用而置换出 K K+ +，形成新矿物钠长，形成新矿物钠长 石（斜长石的一种）：石（斜长石的一种）： KAlSi3O8+Na+NaAlSi3O8+K+ 钾长石钾长石 钠长

11、石钠长石 交代作用的特点：交代作用的特点： 在在固态固态下进行；下进行； 交代前后岩石的交代前后岩石的总体积基本保持不变总体积基本保持不变； 原矿物的溶解和新矿物的形成几乎原矿物的溶解和新矿物的形成几乎同时同时 进行进行； 交代作用是在交代作用是在开放系统开放系统中进行的；中进行的； 反应前后岩石的总反应前后岩石的总体化学成分发生改变体化学成分发生改变。 第二节第二节 变质作用的因素变质作用的因素 u一、温度一、温度:温度的改变是引起变质作用温度的改变是引起变质作用 的主要因素的主要因素，多数变质作用都是随温，多数变质作用都是随温 度升高而产生的。度升高而产生的。 u二、压力二、压力: u三、

12、具有化学活动性的流体三、具有化学活动性的流体: 一、温度一、温度 温度：温度： 影响变质作用的影响变质作用的最基本因素最基本因素 150-180800-900 温度升高时温度升高时,岩石中的原子、离子、分子岩石中的原子、离子、分子 的的活动性增强活动性增强，引起了，引起了各种反应各种反应。 变质作用使得变质作用使得矿物矿物由由非晶质非晶质变为变为结晶质结晶质； 结晶结晶细小细小变为结晶变为结晶粗大粗大。 如石灰岩在持续较高温度的作用下转变为如石灰岩在持续较高温度的作用下转变为 大理岩，原来的碳酸钙物质经重结晶作用大理岩，原来的碳酸钙物质经重结晶作用 转变为方解石。转变为方解石。 温度的升高，加

13、速了化学反应的进程，温度的升高，加速了化学反应的进程， 产生新的矿物组合。产生新的矿物组合。 例如高岭石在热力作用下，形成红柱石例如高岭石在热力作用下，形成红柱石 和石英矿物组合。和石英矿物组合。 温度来源温度来源 地地 热热 岩岩 浆浆 热热 岩石的断裂挤压岩石的断裂挤压 二、压力二、压力 可分为可分为静压力、静压力、定向压力（应力）定向压力（应力） 1 1）静压力）静压力指指各个方面相等的围压各个方面相等的围压，主要是，主要是 由上覆岩石重量引起的，其大小随深度由上覆岩石重量引起的，其大小随深度 的增加而增大。的增加而增大。 静压力的增加有利于促使岩石中静压力的增加有利于促使岩石中矿物晶矿

14、物晶 格化格化，由，由体积较大的矿物形成体积较小，体积较大的矿物形成体积较小， 密度较大的新矿物密度较大的新矿物。 静压力静压力 静压力静压力 如橄榄石和钙长石在一定的压力下就会形成如橄榄石和钙长石在一定的压力下就会形成 石榴子石。石榴子石。 MgMg2 2SiOSiO4 4+ CaAl+ CaAl2 2SiSi2 2O O8 8 CaMgAl CaMgAl2 2SiOSiO4 4 分子分子 体积体积 42.6 101.0 119 42.6 101.0 119 相对相对 密度密度 3.3 2.76 3.523.3 2.76 3.52 2 2）定向压力）定向压力（应力）（应力） 作用于地作用于地

15、 壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是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。构造力的作用造成。 作用结果作用结果使岩石中的柱状、片状矿物使岩石中的柱状、片状矿物 定向排列定向排列( (岩石的岩石的结构、构造结构、构造发生变化）。可发生变化）。可 分为：分为： 挤压力挤压力 剪压力剪压力 压应力作用下矿物压应力作用下矿物 的定向排列的定向排列 剪切应力作用下矿物剪切应力作用下矿物 的定向排列的定向排列 压力作用下，矿物颗粒的排列情况 u构造应力可以理解为定向压力，构造应力可以理解为定向压力，构造运动产生侧压构造运动产生侧压 力。力。 u李客定律：李客定律：在最大压力方向上物

16、质的熔点将降低从在最大压力方向上物质的熔点将降低从 而发生溶解，并在最小压力方向上沉淀。因此，岩而发生溶解，并在最小压力方向上沉淀。因此，岩 石在定向压力作用下，其中的矿物便在平行压力方石在定向压力作用下，其中的矿物便在平行压力方 向溶解而沿垂直压力方向迁移并沉淀。向溶解而沿垂直压力方向迁移并沉淀。 u矿物在这种定向压力下重新结晶，矿物在这种定向压力下重新结晶，新生成的片状、新生成的片状、 柱状矿物的长轴便垂直压力方向而排列，柱状矿物的长轴便垂直压力方向而排列，于是形成于是形成 了岩石的片理构造。了岩石的片理构造。 三、具有化学活动性的流体三、具有化学活动性的流体 u以以H2O，CO2为主，为

17、主，一方面可以作为化学反应一方面可以作为化学反应 的媒介，也直接参与化学反应，的媒介，也直接参与化学反应，另一方面降另一方面降 低岩石的熔点。低岩石的熔点。 u化学活动性流体的参与，化学活动性流体的参与，大大加快大大加快变质作用变质作用 的进行。的进行。 来来 源源 岩石粒向孔隙及裂隙中以水为主的液体；岩石粒向孔隙及裂隙中以水为主的液体； 结构水（含有矿物结构水（含有矿物 、 、2）；）； 岩浆中分泌和逃逸出来的成分；岩浆中分泌和逃逸出来的成分； 地壳深处的物质中分泌出含地壳深处的物质中分泌出含K,Na,SiOK,Na,SiO2 2的热液的热液 。 u以上各因素常常是同时存在，相互作用，以上各

18、因素常常是同时存在，相互作用， 但一般情况下，但一般情况下，温度是最重要的因素温度是最重要的因素。 u在不同的地质条件下，在不同的地质条件下，主导因素不同主导因素不同 ，显出有不同的变质特征，显出有不同的变质特征 。 第三节第三节 变质岩特征变质岩特征 原先存在的岩石原先存在的岩石(岩浆岩、沉积岩、早期变质岩岩浆岩、沉积岩、早期变质岩)受到受到 高温高压和化学活动性流体的影响下，改变了原来高温高压和化学活动性流体的影响下，改变了原来 的矿物成分、结构构造而形成的矿物成分、结构构造而形成另一种性质的岩石另一种性质的岩石， 即成变质岩。这种改造过程称变质作用，即成变质岩。这种改造过程称变质作用，一

19、般发生一般发生 在固态条件下。在固态条件下。原岩性质发生了改造，也可残留原原岩性质发生了改造，也可残留原 岩的某些特点。岩的某些特点。 u一、矿物成分一、矿物成分 u二、变质岩的结构和构造二、变质岩的结构和构造 u三、常见的变质岩三、常见的变质岩 一、矿物成分 变质岩中的成分变质岩中的成分既有原岩成分既有原岩成分，也有变质过程中，也有变质过程中新新 产生的成分产生的成分。 变质岩矿物成分可分为两类：变质岩矿物成分可分为两类： 一类是与岩浆岩、沉积岩相同的，一类是与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、如石英、长石、 云母、角闪石、辉石等，云母、角闪石、辉石等，它们大多是原岩残留下来它们大多是原岩

20、残留下来 的，也可以在变质作用中形成。的，也可以在变质作用中形成。 另一类是变质作用产生的为变质岩所特有的矿物，另一类是变质作用产生的为变质岩所特有的矿物， 如如石墨、滑石、石榴子石、红柱石、兰晶石、矽线石墨、滑石、石榴子石、红柱石、兰晶石、矽线 石石等，称为变质矿物。等，称为变质矿物。 u 特有矿物变质矿物：特有矿物变质矿物： 石榴子石、石榴子石、 红柱红柱 石、夕线石、蓝晶石、蓝闪石、石、夕线石、蓝晶石、蓝闪石、 十字石、蛇纹石十字石、蛇纹石 u 共有矿物：共有矿物： 石英、长石、云母石英、长石、云母 u难以存在的矿物：难以存在的矿物：粘土、蛋白石、玉髓粘土、蛋白石、玉髓 、石膏等沉积矿物

21、。、石膏等沉积矿物。 二、变质岩的结构和构造二、变质岩的结构和构造 1.结构结构 u变余结构变余结构变质较轻时，残留下来的原岩结变质较轻时，残留下来的原岩结 构。如变余粒状结构，变余花岗结构。构。如变余粒状结构，变余花岗结构。 u变晶结构变晶结构在变质过程中矿物重新结晶所形在变质过程中矿物重新结晶所形 成的结构。成的结构。 u碎裂结构碎裂结构(碎裂岩、糜棱岩碎裂岩、糜棱岩)。 变余结构变余结构 变质程度浅，保留了部分原岩的结构。变质程度浅，保留了部分原岩的结构。 变余斑状结构变余斑状结构 变余砂状结构变余砂状结构 变余粉砂状结构变余粉砂状结构 变余辉绿结构变余辉绿结构 变晶结构变晶结构 原岩在

22、变质过程中的重结晶形成的结构。原岩在变质过程中的重结晶形成的结构。 粗粒变晶结构粗粒变晶结构 主要矿物粒径主要矿物粒径 3mm 中粒变晶结构中粒变晶结构 1-3mm 细粒变晶结构细粒变晶结构 0.1-1mm 显微变晶结构显微变晶结构 0.1mm 等粒变晶结构等粒变晶结构 不等粒变晶结构不等粒变晶结构 (1)(1)按变晶的大小可分为按变晶的大小可分为 斑状变晶结构斑状变晶结构 （1）根据变晶矿物颗粒相对大小划分的结构类型）根据变晶矿物颗粒相对大小划分的结构类型 左左等粒变晶结构；中等粒变晶结构；中不等粒变晶结构；右不等粒变晶结构；右斑状变晶结构斑状变晶结构 (2)(2)按变晶的形态可以分为按变晶

23、的形态可以分为 粒状变晶结构粒状变晶结构 石英石英 鳞片变晶结构鳞片变晶结构 云母、绿泥石云母、绿泥石 纤维状变晶结构纤维状变晶结构 阳起石、硅灰石阳起石、硅灰石 粒状变晶结构粒状变晶结构 鳞片变晶结构鳞片变晶结构 纤维变晶结构纤维变晶结构 压碎结构压碎结构 根据矿物的机械破碎程度分为：碎裂结构和糜棱根据矿物的机械破碎程度分为：碎裂结构和糜棱 结构。结构。 碎裂结构碎裂结构 岩石受定向压力作用后，其本身及组岩石受定向压力作用后，其本身及组 成矿物发生破裂、移动、研磨等现象。成矿物发生破裂、移动、研磨等现象。 糜棱结构糜棱结构 岩石中所有矿物均被压碎成细小的颗岩石中所有矿物均被压碎成细小的颗 粒

24、，并呈锯齿状接触，其内部物质在滑动时可形粒，并呈锯齿状接触，其内部物质在滑动时可形 成一种类似流动的构造的排列。成一种类似流动的构造的排列。 碎裂结构碎裂结构 糜棱结构糜棱结构 2构造：构造： 矿物定向排列，形成各种构造。 板状构造(板岩)矿物颗粒很细小，常出现较为平整的破裂面. 千枚状构造(千枚岩)矿物颗粒很细小，可劈开成薄片状，断口呈参差不 齐之皱纹状。 片状构造(片岩)细粒到粗粒片状或柱状矿物定向排列，可劈开成薄片状 。 片麻状构造(片麻岩)矿物较粗，浅色粒状矿物(长石、石英)和深色片状 ，柱状矿物(黑云母、角闪石)大致相向成带状，平行排列，不易劈开。 眼球状构造(眼球状片麻岩)片麻状构

25、造中，钾长石呈眼球状定向分布。 条带状构造(条带状大理岩) 块状构造(石英岩、大理岩)结晶矿物无定向排列，无定向裂开性质。 板状构造板状构造 ： 岩石中矿物颗粒细岩石中矿物颗粒细 小，肉眼难以分辩，小，肉眼难以分辩， 岩性似薄板状，常岩性似薄板状，常 出现一组平行的破出现一组平行的破 裂面，且光滑平整，裂面，且光滑平整， 破裂面具有微弱的破裂面具有微弱的 丝绢光泽，具变余丝绢光泽，具变余 泥质结构。泥质结构。 千枚状构造千枚状构造 岩石中的鳞片状岩石中的鳞片状 矿物呈定向排列，矿物呈定向排列， 沿定向排列方向沿定向排列方向 可劈成薄片，具可劈成薄片，具 较强的丝绢光泽，较强的丝绢光泽， 为千枚

26、岩所特有。为千枚岩所特有。 变成构造变成构造 片状构造： 片、柱、长条状矿物平行定向排列 ，肉眼能分辨出矿物的颗粒。 片麻状构造：片麻状构造： 暗色的片状、柱暗色的片状、柱 状矿物（如云母状矿物（如云母 、角闪石等）呈、角闪石等）呈 平行排列，且被平行排列，且被 浅色粒状矿物（浅色粒状矿物（ 如石英等）所隔如石英等）所隔 开，呈现出黑白开，呈现出黑白 相间的条带。相间的条带。 眼球状构造眼球状构造混合岩化过程中，外来物质沿着片状、片 麻状岩石注入时形成眼球状或透镜状的团块，断续分布， 常有定向排列，眼球多为碱性长石组成，大小不一，有时 晶形较好，呈卵形，长方形，有时眼球为长英质的长石， 石英集

27、合体所组成，当此眼球含量增多时，可成串珠状断 续连接，并逐步过渡为条带状构造。 块状构造块状构造 整个岩石的矿物分布均一，无整个岩石的矿物分布均一，无 定向排列。这种构造反映岩石在变质过程定向排列。这种构造反映岩石在变质过程 中，不具显著的定向压力，中，不具显著的定向压力，如大理岩如大理岩。 三、常见的变质岩三、常见的变质岩 板岩具板状构造。灰至黑色。矿物颗粒很小，肉眼难以识别，均匀而 致密。变余或变晶结构。绢云母、石英、绿泥石、粘土。由粉砂岩、粘 土岩等变质而成，变质最浅。击之有清脆之声。 千枚岩千枚状构造。浅红、灰、暗绿。隐晶质变晶结构。云母绿泥 石、角闪石。由粘土岩、粉砂岩、凝灰岩变质而

28、成。 片岩片状构造，变晶结构。云母、绿泥石、角闪石、石英、长石。 片麻岩片麻状，变晶结构。长石、石英、云母、角闪石、辉石。长石 含量大于30%。由砂岩、花岗岩等变质而成。 大理岩块状构造，粒状变晶结构。方解石、白长石。由碳酸盐岩变质 而成。得名于云南大理。洁白者称汉白玉。 石英岩块状构造，变晶结构。石英，少量长石、白云母。由砂岩或硅 质岩变质而成。 矽卡岩石榴石、绿帘石、磁铁矿。伴生矿床Fe，Cu，Pb，Zn. 泥质板岩泥质板岩 歙 砚 四 大 名 砚 之 一 歙砚歙砚(sh yn)， 别名龙尾砚，别名龙尾砚， 用歙州婺源用歙州婺源 (今江西婺源今江西婺源) 龙尾山歙石龙尾山歙石 雕琢而成。雕

29、琢而成。 歙砚的原材料为灰黑色的含石英粉砂粘板歙砚的原材料为灰黑色的含石英粉砂粘板 岩岩，它是泥质岩经变质后形成的岩石，其，它是泥质岩经变质后形成的岩石，其 矿物组成为绢云母、石英、碳质、黄铁矿、矿物组成为绢云母、石英、碳质、黄铁矿、 磁铁矿和褐铁矿等，矿物颗粒都较细小磁铁矿和褐铁矿等，矿物颗粒都较细小。 由于歙砚由于歙砚石质致密、细腻、孔隙少石质致密、细腻、孔隙少，不，不 损笔，而且砚石中含绢云母，使砚石具有损笔，而且砚石中含绢云母，使砚石具有 发墨耐用得特点。砚石中的发墨耐用得特点。砚石中的石英颗粒均匀石英颗粒均匀 分布分布，使歙砚具有，使歙砚具有“细中有锋，柔中有刚细中有锋，柔中有刚”

30、的特点。的特点。 千枚岩千枚岩 千枚岩显微镜下特征千枚岩显微镜下特征 绿色片岩绿色片岩 含石榴子石的黑云母片岩含石榴子石的黑云母片岩 云母片岩云母片岩 显微镜下的角闪片岩特征显微镜下的角闪片岩特征 片麻岩片麻岩 显微镜下的片麻岩特征显微镜下的片麻岩特征 基性麻粒岩 石英岩 大理岩 大理岩 变砾岩 第四节第四节 变质作用类型及其代表性岩石变质作用类型及其代表性岩石 根据变质作用发生的地质背景和物理、化学条件根据变质作用发生的地质背景和物理、化学条件 ，分为以下四种主要类型。，分为以下四种主要类型。 一、区域变质作用一、区域变质作用 二、接触变质作用二、接触变质作用 三、动力变质作用三、动力变质作

31、用 四、混合岩化作用四、混合岩化作用 常发生在板块边界附近或大常发生在板块边界附近或大 断裂附近。断裂附近。 是在岩浆侵入体与围是在岩浆侵入体与围 岩的接触带上岩的接触带上 主要发生在主要发生在断裂带或断层带断裂带或断层带 第四节第四节 变质作用类型及其代表性岩石变质作用类型及其代表性岩石 u一、区域变质作用一、区域变质作用 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。质作用。影响范围几千几万平方公里，深度达影响范围几千几万平方公里，深度达20公里以上。公里以上。200800， 11081

32、4108Pa。 其发生常常与构造运动有关，伴随岩石变形。形成的岩石以具有鳞片变晶结构及 片理构造、片麻状构造为特征。 板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、斜长角岩、麻粒岩、榴辉岩等。 u二、接触变质作用二、接触变质作用 (温度，岩浆中分泌出来的挥发性物质；岩体与围岩接触带上)：板岩、角岩、大 理岩、石英岩。 u三、动力变质作用三、动力变质作用 (破裂变质作用，断裂带两侧)：构造角砾岩、糜棱岩。 u四、混合岩化作用四、混合岩化作用 (超深变质作用，由变质作用向岩浆作用转变的过渡性地质作用)：部分熔融、贯 入、交代形成混合岩(基体和脉体)。 一、 区域变质作用 在广在广大范围大范围内发生，并由内发

33、生，并由温度温度、压力压力 、化学活动性流体化学活动性流体等多种因素引起的变等多种因素引起的变 质作用。常发生在板块边界附近或大断质作用。常发生在板块边界附近或大断 裂附近。裂附近。 区域变质作用影响的范围可达数千至数区域变质作用影响的范围可达数千至数 万平方公里以上，影响深度可达万平方公里以上，影响深度可达30km以以 上。上。 在区域变质岩中，经常有同一类原岩在区域变质岩中，经常有同一类原岩 在不同的变质条件下，形成不同的变在不同的变质条件下，形成不同的变 质岩的现象，（表现为不同的变质程质岩的现象，（表现为不同的变质程 度）：度）： 页岩页岩 板岩板岩 千板岩千板岩 片岩片岩 斜长角闪岩

34、斜长角闪岩 较低温较低温 300 600 变质程度浅变质程度浅 变质程度深变质程度深 区域变质作用演化系列区域变质作用演化系列 花岗岩花岗岩混合岩混合岩 片麻岩片麻岩结晶片岩结晶片岩千枚岩千枚岩泥质板岩泥质板岩泥岩泥岩粘土粘土 紫苏花岗岩紫苏花岗岩酸性花岗岩酸性花岗岩 二、接触变质作用二、接触变质作用 是在岩浆侵入体与围岩的接触带上，主是在岩浆侵入体与围岩的接触带上，主 要由岩浆活动所带来的热量及挥发性流要由岩浆活动所带来的热量及挥发性流 体所引起的一种变质作用。体所引起的一种变质作用。 引起变质的主导因素：引起变质的主导因素： 温度（温度（300- 800）、挥发性物质（岩浆分泌）。）、挥发

35、性物质（岩浆分泌）。 接触热变质作用接触热变质作用 接触交代变质作用接触交代变质作用 接触热变质作用：接触热变质作用：岩浆侵入造成的温度岩浆侵入造成的温度 升高而引起的变质作用。升高而引起的变质作用。 主要方式：主要方式：重结晶作用和变质结晶作用。重结晶作用和变质结晶作用。 主要变质岩：是泥质岩石变成各种角岩（主要变质岩：是泥质岩石变成各种角岩（ 如红柱石角岩）、石灰岩变成大理岩、如红柱石角岩）、石灰岩变成大理岩、 石英砂岩变成石英岩等。石英砂岩变成石英岩等。 接触热变质作用示意图 接触热变质作用与岩浆岩的侵入有关，一接触热变质作用与岩浆岩的侵入有关，一 般说来岩体的规模越大，具有的能量也越般

36、说来岩体的规模越大，具有的能量也越 大，所形成的接触变质带也越宽。大，所形成的接触变质带也越宽。 接触变质带接触变质带离开岩体越远离开岩体越远，温度也越低温度也越低， 热变质程度也越浅热变质程度也越浅，并形成以岩体为中心，并形成以岩体为中心 的同心圆状的，由深到浅的变质带。的同心圆状的，由深到浅的变质带。 接触热变质作用形成的角岩接触热变质作用形成的角岩 堇青石角岩 接触交代变质作用：接触交代变质作用：除温度以外，从岩除温度以外，从岩 浆中分泌的挥发性物质所产生的交代作浆中分泌的挥发性物质所产生的交代作 用。用。当碳酸盐岩石与中、酸性侵入岩相当碳酸盐岩石与中、酸性侵入岩相 接触时常形成接触时常

37、形成矽卡岩矽卡岩。 我国大量中、小型含金的富铜、富铁矿我国大量中、小型含金的富铜、富铁矿 床（如湖北铜绿山铜矿床、大冶铁矿床床（如湖北铜绿山铜矿床、大冶铁矿床 、安徽铜官山铜矿床）大多是与矽卡岩、安徽铜官山铜矿床）大多是与矽卡岩 关系密切的金属矿床。关系密切的金属矿床。 接触交代变质作用接触交代变质作用-形成矽卡岩带形成矽卡岩带 三、动力变质作用 指在指在构造运动构造运动所产生的所产生的定向压力作用定向压力作用下，岩下，岩 石发生的石发生的破碎破碎、变形变形以及伴随的以及伴随的重结晶重结晶等的等的 作用。作用。 这种变质作用主要发生在构造运动使相邻的这种变质作用主要发生在构造运动使相邻的 两个

38、岩石块体之间发生相对运动时的接触带两个岩石块体之间发生相对运动时的接触带 上上断裂带或断层带断裂带或断层带。 代表岩石：代表岩石：断层角砾岩、糜棱岩、千糜岩。断层角砾岩、糜棱岩、千糜岩。 构造变形构造变形 发生重结晶，仍保持变形构造发生重结晶，仍保持变形构造 地壳浅部地壳浅部 岩石常表现为较强的脆性，岩石岩石常表现为较强的脆性，岩石 以碎裂作用为主，形成的岩石称为以碎裂作用为主，形成的岩石称为碎裂岩碎裂岩 类类。 地壳深部地壳深部 (深度大于深度大于1015 km)，岩石表，岩石表 现出较强的韧性（或称柔性），岩石可发现出较强的韧性（或称柔性），岩石可发 生较大的塑性变形，而不出现明显的破裂，

39、生较大的塑性变形，而不出现明显的破裂， 形成的岩石称为形成的岩石称为糜棱岩类糜棱岩类。 动力变质作用动力变质作用 动力变质作用中形成的岩石动力变质作用中形成的岩石眼球状糜棱岩眼球状糜棱岩 四、混合岩化作用 即超深变质作用，它是由变质作用向岩浆作用转变即超深变质作用，它是由变质作用向岩浆作用转变 的过渡性地质作用，是区域作用的进一步发展，形的过渡性地质作用，是区域作用的进一步发展，形 成的岩石称为成的岩石称为混合岩混合岩。 基体：基体：混合岩形成过程中混合岩形成过程中残留的变质岩残留的变质岩，是区域变，是区域变 质作用的产物，主要是斜长角闪岩、片麻岩、片岩质作用的产物，主要是斜长角闪岩、片麻岩、

40、片岩 、变粒岩等。颜色较深、变粒岩等。颜色较深。 脉体脉体：混合岩形成过程中处于活动状态的：混合岩形成过程中处于活动状态的新生成的新生成的 流体相结晶部分流体相结晶部分，通常是花岗质、长英质、伟晶质，通常是花岗质、长英质、伟晶质 和石英脉等，其颜色较浅和石英脉等，其颜色较浅。 混合岩 眼球状混合岩眼球状混合岩 肠状混合岩 混合花岗岩混合花岗岩 是混合岩化作用和花岗岩化作用的最终产物是混合岩化作用和花岗岩化作用的最终产物 变质作用与变质岩类型示意图变质作用与变质岩类型示意图 1动力变质作用；动力变质作用；2接触热变质作用；接触交接触热变质作用；接触交 代变质作用；代变质作用；3区域变质作用；区域

41、变质作用；4混合岩化作用混合岩化作用 第五节第五节 岩石的演变岩石的演变 达尔文的生物进化论，使现今的人们认识到达尔文的生物进化论，使现今的人们认识到 ，环境的变化引起生物种属的进化，优胜劣，环境的变化引起生物种属的进化，优胜劣 汰。其实，这一规律是放之四海而皆准的，汰。其实，这一规律是放之四海而皆准的， 它是具有普遍意义的基本规律。它是具有普遍意义的基本规律。不同岩类具不同岩类具 有不同的形成环境和条件，而环境和条件又有不同的形成环境和条件，而环境和条件又 随地质作用的发生而变化。因此，在地质历随地质作用的发生而变化。因此，在地质历 史中，总是某些岩石在形成，而另一些岩石史中，总是某些岩石在

42、形成，而另一些岩石 在消亡。在消亡。 当原先形成的岩石，一旦改变其所处的环当原先形成的岩石，一旦改变其所处的环 境，岩石将随之发生改造，可以转化为其它类境，岩石将随之发生改造，可以转化为其它类 型岩石。型岩石。 出露到地表面的岩浆岩、变质岩与沉积岩，出露到地表面的岩浆岩、变质岩与沉积岩， 在大气圈、水圈与生物圈的共同作用下，可以在大气圈、水圈与生物圈的共同作用下，可以 经过经过风化、剥蚀、搬运作用风化、剥蚀、搬运作用而变成沉积物，沉而变成沉积物，沉 积物埋到地下浅处就硬结成岩积物埋到地下浅处就硬结成岩-重新形成重新形成沉积沉积 岩岩。 埋到地下深处的埋到地下深处的沉积岩或岩浆岩沉积岩或岩浆岩，在，在温度不太高温度不太高的的 条件下，可以固态的形式发生变质，变成条件下，可以固态的形式发生变质，变成变质岩变质岩。 不管什么岩石，一旦进入不管什么岩石，一旦进入高温（大于高温（大于700700800800） 状态，岩石就将逐渐熔融成岩浆状态，岩石就将逐渐熔融成岩浆。岩浆在上升的过。岩浆在上升的过 程中降低着自身的温度，使自身的成分复杂化，并程中降低着自身的温度，使自身的成分复杂化，并 在地下浅处冷凝成侵入岩，或喷出地表而形成火山在地下浅处冷凝成侵