第五节变质岩

1、内容回顾内容回顾角砾岩角砾岩砾岩砾岩石英砂岩石英砂岩长石砂岩长石砂岩页岩页岩（高岭石）粘土（高岭石）粘土泥岩泥岩石灰岩石灰岩生物化学岩生物化学岩 第五节第五节 变质岩变质岩 一、一、 变质作用及成岩过程变质作用及成岩过程 二、变质岩的基本特征二、变质岩的基本特征 三、变质作用的类型及主要变质岩三、变质作用的类型及主要变质岩 （一）变质作用（一）变质作用 （）变质作用概念：指在指在地表一定深度地表一定深度内，在地壳运动、岩浆活动、地壳内热内，在地壳运动、岩浆活动、地壳内热流变化等内力作用的影响下，地壳中流变化等内力作用的影响下，地壳中已已经形成的岩石经形成的岩石在在高温高压高温高压和和化学活动性

2、化学活动性流体作用流体作用下，引起岩石的结构、构造或下，引起岩石的结构、构造或成分成分发生变化，形成新的岩石的一种地发生变化，形成新的岩石的一种地质作用。质作用。 一、变质作用及其成岩过程一、变质作用及其成岩过程 指在指在地表一定深度地表一定深度内，引起变质作用内，引起变质作用的温度和压力等因素主要来自地球的内的温度和压力等因素主要来自地球的内部。这是与部。这是与沉积作用沉积作用不同的。不同的。变质作用是岩石基本上处于变质作用是岩石基本上处于固体状态固体状态下下经受改造变化的过程，并不经过熔融或经受改造变化的过程，并不经过熔融或溶解阶段，而直接发生成分和结构、构溶解阶段，而直接发生成分和结构、

3、构造的变化。这是与造的变化。这是与岩浆作用岩浆作用不同的。不同的。 （2 2） 变质岩的概念变质岩的概念 变质作用形成的岩石。变质作用形成的岩石。 正变质岩：由岩浆岩变质而成的。正变质岩：由岩浆岩变质而成的。 副变质岩：由沉积岩变质而成的。副变质岩：由沉积岩变质而成的。 变质岩形成于地壳较深部位，后来由变质岩形成于地壳较深部位，后来由于地壳抬升遭受剥蚀才露出地面，因此，于地壳抬升遭受剥蚀才露出地面，因此，变质岩在地面的分布范围较小，也不均变质岩在地面的分布范围较小，也不均匀。匀。2. 2. 引起变质作用的因素引起变质作用的因素（1 1）温度）温度 温度范围温度范围: 150 - 850 。低于

4、低于150 属属于沉积岩成岩作用范围，高于于沉积岩成岩作用范围，高于850 许多许多岩石会发生熔融，属于岩浆岩作用范围。岩石会发生熔融，属于岩浆岩作用范围。 变化原因变化原因: 地热、岩浆热和构造运动所地热、岩浆热和构造运动所产生的摩擦热。产生的摩擦热。（1 1）温度）温度 温度升高增加了岩石矿物分子运动能温度升高增加了岩石矿物分子运动能力和化学活动性，使那些没有结晶的矿物力和化学活动性，使那些没有结晶的矿物结晶，已结晶的矿物晶体由小变大，产生结晶，已结晶的矿物晶体由小变大，产生粗粒结晶结构。这就是粗粒结晶结构。这就是促进重结晶作用促进重结晶作用。 石灰岩石灰岩大理岩大理岩 由于温度的升高，加

5、速了化学反应由于温度的升高，加速了化学反应的进程，产生新的矿物组合。这就是的进程，产生新的矿物组合。这就是促促进新矿物形成进新矿物形成。（2）压力）压力静压力（均向压力）静压力（均向压力） 地壳深处的岩石承受上覆岩层的重量引起地壳深处的岩石承受上覆岩层的重量引起的。的。这种压力各向均等，深度愈增加，压力也这种压力各向均等，深度愈增加，压力也愈大愈大。 在此压力作用下，密度小体积大的矿物在此压力作用下，密度小体积大的矿物可以结合成密度大体积小的矿物。可以结合成密度大体积小的矿物。 钙长石钙长石橄榄石橄榄石石榴子石石榴子石定向压力定向压力 主要发生在地壳的主要发生在地壳的上层部位上层部位，来源于构

6、造，来源于构造运动的侧向压力，具有运动的侧向压力，具有方向性方向性，且两侧的作用，且两侧的作用力方向相反。在此压力作用下，岩石的结构和力方向相反。在此压力作用下，岩石的结构和构造发生变化，形成了变质岩的特殊构造构造发生变化，形成了变质岩的特殊构造片理构造片理构造。定向压力定向压力片理构造片理构造糜棱岩糜棱岩（3）化学活动性流体）化学活动性流体包括以包括以H2O和和CO2为主的各种挥发性的为主的各种挥发性的气体气体和和热水溶液热水溶液，主要是从岩浆中分离出来的。，主要是从岩浆中分离出来的。具有较强的化学活动性，可以作为一种新的化具有较强的化学活动性，可以作为一种新的化学成分加入到新矿物形成过程中

7、。学成分加入到新矿物形成过程中。由于热气热液参加了变质作用，使变质岩的矿由于热气热液参加了变质作用，使变质岩的矿物成分发生了变化，而且也使其化学成分也发物成分发生了变化，而且也使其化学成分也发生了变化。生了变化。SiO2和和H2O菱镁矿菱镁矿滑石滑石.变 质 作 用变 质 作 用变变质质岩岩原原岩岩二、变质岩的基本特征二、变质岩的基本特征变质岩基本特征：变质岩基本特征：两重性两重性-继承性和独特性继承性和独特性（一）变质岩的化学成分（一）变质岩的化学成分变质岩的化学成分取决于原岩成分和变质作用的特点。变质岩的化学成分取决于原岩成分和变质作用的特点。（二）变质岩的矿物成分（二）变质岩的矿物成分

8、根据矿物适应温度、压力等变质因素变化的情况，可根据矿物适应温度、压力等变质因素变化的情况，可将变质岩的矿物成分分为两类：将变质岩的矿物成分分为两类： 共有矿物共有矿物或或继承矿物继承矿物，能适应较大温度、压力变化，能适应较大温度、压力变化范围的矿物，在变质岩中可以保存下来，如石英、长石、云范围的矿物，在变质岩中可以保存下来，如石英、长石、云母、辉石、角闪石。母、辉石、角闪石。 变质作用形成的新的变质作用形成的新的变质矿物变质矿物，如硅灰石、红柱石、，如硅灰石、红柱石、石榴子石、绿泥石、绿帘石、滑石、蛇纹石、石墨等。石榴子石、绿泥石、绿帘石、滑石、蛇纹石、石墨等。 变质岩矿物大部分是定向压力条件

9、下的产物，其形态变质岩矿物大部分是定向压力条件下的产物，其形态多是片状、板状；针状、柱状和纤维状。多是片状、板状；针状、柱状和纤维状。硅灰石（ CaSiO3 ） 石榴子石 红柱石红柱石 Al4SiO43 滑石滑石 MgMg3 3SiSi4 4O O1010(OH)(OH)2 2（三）（三） 变质岩的结构变质岩的结构 指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及其结合方式。变质岩的结构分为其结合方式。变质岩的结构分为变晶结构变晶结构、变余结变余结构构以及以及碎裂结构碎裂结构等。等。1. 1. 变晶结构变晶结构原岩在变质过程中经原岩在变质过程中经重结晶作用重结晶

10、作用而形成的结晶结构的总称。而形成的结晶结构的总称。变质岩的变晶结构与岩浆岩的结晶结构的区别变质岩的变晶结构与岩浆岩的结晶结构的区别： 结晶结构结晶结构，有结晶顺序，因而为自形晶、半自形晶和他，有结晶顺序，因而为自形晶、半自形晶和他形晶的分法。形晶的分法。 变晶结构变晶结构，变晶生长几乎是同时进行，多为他形晶或半，变晶生长几乎是同时进行，多为他形晶或半自形晶，晶形的发育程度决定于矿物的结晶能力；自形晶，晶形的发育程度决定于矿物的结晶能力； 1 1）根据变晶矿物粒度绝对大小可分为：）根据变晶矿物粒度绝对大小可分为：粗粒变晶结构粗粒变晶结构 主要矿物颗粒直径主要矿物颗粒直径3mm3mm。中粒变晶结

11、构中粒变晶结构 主要矿物颗粒直径主要矿物颗粒直径 31mm31mm。细粒变晶结构细粒变晶结构 主要矿物颗粒直径主要矿物颗粒直径 0.11mm0.11mm。显微变晶结构显微变晶结构 主要矿物颗粒直径主要矿物颗粒直径 0.1mm0.1mm。1. 1. 变晶结构变晶结构 2 2）根据变晶矿物颗粒的相对大小可分为）根据变晶矿物颗粒的相对大小可分为：等粒变晶结构等粒变晶结构 岩石中大部分主要变晶矿物颗粒大小岩石中大部分主要变晶矿物颗粒大小大致相等。大致相等。不等粒变晶结构不等粒变晶结构 主要变晶矿物颗粒大小不等但呈连主要变晶矿物颗粒大小不等但呈连续变化。续变化。斑状变晶结构斑状变晶结构 矿物颗粒直径大小

12、相差悬殊，在较细矿物颗粒直径大小相差悬殊，在较细粒的粒的变质基质变质基质中，有较大的中，有较大的变斑晶变斑晶矿物。矿物。 等粒变晶结构等粒变晶结构斑状变晶结构斑状变晶结构不等粒变晶结构不等粒变晶结构纤维变晶结构：纤维变晶结构：变晶为一向延长型矿物（针状、柱状和纤维状），变晶为一向延长型矿物（针状、柱状和纤维状），如硅灰石。如硅灰石。鳞片状或片状变晶结构：鳞片状或片状变晶结构：变晶为二向延长型矿物（片状和板状），如云母。变晶为二向延长型矿物（片状和板状），如云母。粒状变晶结构粒状变晶结构变晶为三向延长型矿物（粒状），如石榴子石。变晶为三向延长型矿物（粒状），如石榴子石。3 3） 根据岩石中矿物的

13、形态根据岩石中矿物的形态2. 2. 变余结构变余结构 变余结构：变余结构：也称为残留结构，因为重结晶作用不彻底，也称为残留结构，因为重结晶作用不彻底，使原岩的结构特征部分保留下来形成的一种结构类型。使原岩的结构特征部分保留下来形成的一种结构类型。 变余结构的命名原则，在原岩结构前加变余结构的命名原则，在原岩结构前加“变余变余”二字即可。二字即可。 常见的变余结构有：常见的变余结构有： 与岩浆岩有关：变余花岗结构和变余斑状结构与岩浆岩有关：变余花岗结构和变余斑状结构 与沉积岩有关：变余砂状结构和变余泥质结构与沉积岩有关：变余砂状结构和变余泥质结构3 3）碎裂结构）碎裂结构 当原岩所承受动力变质作

14、用的定向压力超过其弹性限当原岩所承受动力变质作用的定向压力超过其弹性限度时，岩石本身及组成矿物就会发生破裂、移动度时，岩石本身及组成矿物就会发生破裂、移动 、磨损等、磨损等现象，形成了各种结构（碎裂结构、碎斑结构和糜棱结现象，形成了各种结构（碎裂结构、碎斑结构和糜棱结构）。构）。（三）（三） 变质岩的结构变质岩的结构 同一变质岩可以具有上述几种结构，命名时，把同一变质岩可以具有上述几种结构，命名时，把主要的一种结构放在后面，次要的作为形容词放在前主要的一种结构放在后面，次要的作为形容词放在前面，如面，如鳞片粒状变晶结构鳞片粒状变晶结构。（四）变质岩的构造（四）变质岩的构造 变质岩的构造：指组成

15、岩石中的各种矿物在变质岩的构造：指组成岩石中的各种矿物在空间分布和排列的方式。可为分定向构造（空间分布和排列的方式。可为分定向构造（片理片理构造构造）和无定向构造两大类。）和无定向构造两大类。 片理构造（片理构造（定向构造定向构造）：岩石中的柱状、片岩石中的柱状、片状（或板状）矿物，在定向压力参与下，重结晶状（或板状）矿物，在定向压力参与下，重结晶并沿垂直压力的方向平行排列形成的构造。并沿垂直压力的方向平行排列形成的构造。板状构造板状构造 ：岩石中矿岩石中矿物颗粒细小，肉眼难以物颗粒细小，肉眼难以分辩，岩性似薄板状，分辩，岩性似薄板状，常出现一组平行的破裂常出现一组平行的破裂面，且光滑平整，破

16、裂面，且光滑平整，破裂面具有微弱的丝绢光泽，面具有微弱的丝绢光泽，具具变余泥质结构变余泥质结构。具有。具有这种构造的称为这种构造的称为板岩板岩。1 1）板状构造）板状构造 （重结晶作用不明显重结晶作用不明显） 板岩板岩: :由粉砂岩、粘土岩等经由粉砂岩、粘土岩等经区域变质作用区域变质作用形形成的具成的具板状构造板状构造的浅变质岩石。颜色多为的浅变质岩石。颜色多为灰至黑色灰至黑色。主要具主要具变余泥质或变余粉砂质结构变余泥质或变余粉砂质结构，有时具变晶结，有时具变晶结构。岩石均匀致密，矿物颗粒用肉眼难以识别。板构。岩石均匀致密，矿物颗粒用肉眼难以识别。板理面上可有少量绢云母、绿泥石等新生矿物，微

17、显理面上可有少量绢云母、绿泥石等新生矿物，微显丝绢光泽，敲击时可发出清脆声。丝绢光泽，敲击时可发出清脆声。 板岩板岩千枚状构造千枚状构造 岩石中的岩石中的鳞片状矿物呈定向排列，鳞片状矿物呈定向排列，沿定向排列方向可劈成沿定向排列方向可劈成薄片，具较强的丝绢光薄片，具较强的丝绢光泽，泽，断面参差不齐断面参差不齐。矿。矿物结晶效果比板状构造物结晶效果比板状构造强，强，隐晶质变晶结构。隐晶质变晶结构。为为千枚岩千枚岩所特有。所特有。2 2） 千枚状构造（千枚状构造（隐晶质变晶结构隐晶质变晶结构）千枚岩千枚岩: : 是具有典型的千枚状构造的浅变质岩。是具有典型的千枚状构造的浅变质岩。颜色有黄、浅红、灰

18、及黑等色。主要由很细小的颜色有黄、浅红、灰及黑等色。主要由很细小的绢云母、绿泥石、石英等组成，容易裂成薄片。绢云母、绿泥石、石英等组成，容易裂成薄片。一般为一般为鳞片变晶结构鳞片变晶结构，具有较强的丝绢光泽。这，具有较强的丝绢光泽。这种岩石是由粘土岩、粉砂岩、凝灰岩等变质而成。种岩石是由粘土岩、粉砂岩、凝灰岩等变质而成。 千枚岩千枚岩片状构造：片状构造： 又称片理构造又称片理构造（狭义）。由云母、绿泥石、（狭义）。由云母、绿泥石、滑石、角闪石等片状、板状、滑石、角闪石等片状、板状、或针状矿物呈连续平行排列或针状矿物呈连续平行排列而成。沿片理面极易劈成薄而成。沿片理面极易劈成薄片。片。显晶变晶结

19、构显晶变晶结构，是，是片岩片岩所具有的一种构造。所具有的一种构造。 3 3）片状构造（）片状构造（显晶质变晶结构显晶质变晶结构） 具明显具明显片状构造片状构造。颜色有黑、灰黑、绿、浅。颜色有黑、灰黑、绿、浅褐等色。富含云母、绿泥石、滑石、角闪石等片褐等色。富含云母、绿泥石、滑石、角闪石等片状或柱状矿物，矿物结晶程度较高，原岩状或柱状矿物，矿物结晶程度较高，原岩全部结全部结晶晶，多为，多为鳞片变晶结构鳞片变晶结构和和纤维变晶结构纤维变晶结构。 片岩片岩片麻状构造：片麻状构造： 暗色的暗色的片状、柱状矿物片状、柱状矿物（如云（如云母、角闪石等）呈平行母、角闪石等）呈平行排列，且被排列，且被浅色粒状

20、矿浅色粒状矿物物（如石英等）所隔开，（如石英等）所隔开，呈现出黑白相间的条带。呈现出黑白相间的条带。岩石的岩石的结晶程度高结晶程度高，具，具有这种构造的岩石称为有这种构造的岩石称为片麻岩片麻岩。4 4）片麻状构造（）片麻状构造（结晶程度高结晶程度高） 片麻岩片麻岩: : 是具有明显是具有明显片麻状构造片麻状构造的变质岩。颜的变质岩。颜色多为灰和浅灰。具色多为灰和浅灰。具中至粗粒变晶结构中至粗粒变晶结构。主要矿物。主要矿物成分有长石、石英。片状或柱状矿物有黑云母、角成分有长石、石英。片状或柱状矿物有黑云母、角闪石和辉石。有时出现矽线石、石榴子石等变质岩闪石和辉石。有时出现矽线石、石榴子石等变质岩

21、特有矿物。片麻岩是特有矿物。片麻岩是变质程度较深变质程度较深的变质岩，主要的变质岩，主要由花岗岩、长石石英砂岩经区域变质作用而成。由花岗岩、长石石英砂岩经区域变质作用而成。片麻岩片麻岩 眼球状构造眼球状构造 沿片状、沿片状、片麻状构造的片理，分布有片麻状构造的片理，分布有类似眼球状大小的（如类似眼球状大小的（如石英、石英、长石长石等）矿物晶体，组成眼等）矿物晶体，组成眼球状构造。具备此构造的变球状构造。具备此构造的变质岩为质岩为眼球状混合岩眼球状混合岩。5 5）眼球状构造）眼球状构造 条带状构造条带状构造：条带状混条带状混合岩合岩所具有的构造。长石、所具有的构造。长石、石英等浅色粒状矿物与暗色

22、石英等浅色粒状矿物与暗色矿物分别集中，呈或宽或窄矿物分别集中，呈或宽或窄的条带相间排列。的条带相间排列。6 6）条带状构造）条带状构造无定向构造无定向构造1 1）块状构造）块状构造 整个岩石的矿物分布均一，无定向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中，不具显排列。这种构造反映岩石在变质过程中，不具显著的定向压力，通常是在高温和静压力的作用下著的定向压力，通常是在高温和静压力的作用下形成。如形成。如大理岩大理岩和和石英岩石英岩。 大理岩：大理岩：由由石灰岩石灰岩和和白云岩白云岩变变质而成。岩石主要由碳酸盐矿物质而成。岩石主要由碳酸盐矿物方方解石解石和和白云石白云石组成。

23、一般为白色，组成。一般为白色，因含杂质不同，也有灰、绿、黄色因含杂质不同，也有灰、绿、黄色等。具等。具粒状变晶结构粒状变晶结构、块状构造块状构造。以我国云南大理盛产而得名。质地以我国云南大理盛产而得名。质地致密的白色细粒大理岩又称为致密的白色细粒大理岩又称为“汉汉白玉白玉”。大理岩大理岩石英岩石英岩 是各种是各种石英砂岩石英砂岩受受热变质而成，一般呈白色或热变质而成，一般呈白色或灰白色，具灰白色，具粒状变晶结构粒状变晶结构，块状构造块状构造。矿物成分主要为。矿物成分主要为石英石英，其含量大于，其含量大于85%85%。次。次为长石、绢云母、绿泥石、为长石、绢云母、绿泥石、白云母、角闪石等。白云母

24、、角闪石等。 石英岩石英岩变余构造变余构造变质岩中保留下来的原岩构造。变质岩中保留下来的原岩构造。 岩浆岩变质：变余气孔构造岩浆岩变质：变余气孔构造 沉积岩变质：变余层理构造沉积岩变质：变余层理构造（一）动力变质作用与动力变质岩（一）动力变质作用与动力变质岩 指岩石受指岩石受构造运动构造运动产生的定向压力的作用产生的定向压力的作用而产生破碎、变形、重结晶的变质作用。影响而产生破碎、变形、重结晶的变质作用。影响范围范围: :地壳上层。地壳上层。动力变质岩具有碎裂结构，按照岩石碎裂程度动力变质岩具有碎裂结构，按照岩石碎裂程度分为断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩。分为断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩。 三、变质作用的类型三、变质作用的类型（二）（二）接触变质作用接触变质作用与接触变质岩与接触变质岩 由于岩浆活动，在侵入体与围岩的接触地带发由于岩浆活动，在侵入体与围岩的接触地带发生的变质作用称为接触变质作用。生的变质作用称为接触变质作用。 根据引起接根据引起接触变质接触主要因素和方式，接触变质作用可触变质接触主要因素和方式，接触变质作用可进一步分为两种情况。进一步分为两种