变质作用及变质岩

变质作用及变质岩

摘要变质作用形成的变质岩分布较为广泛，约占地壳总体积的27.4%，各个地质时代均有分布，特别是前寒武纪的地层，绝大部分由变质岩系组成。本章主要介绍变质作用和变质岩的基本概念、变质作用的因素及类型、变质岩的结构和构造，以及常见的几种变质岩的类型和特征。第一节变质作用的因素及类型

变质作用过程中产生大量的矿产，据统计现在世界上开采的矿石中，有53%的铁矿、55%的铬铁矿、47%的铜矿、81%的金矿、85%的铀矿等均产于变质岩系中，所以对变质作用和变质岩的研究具有重要的理论意义和实际意义。一、变质作用的概念

变质作用:指地壳中已经形成的岩石在高温高压和化学活动性流体作用下，引起岩石的结构、构造或成分发生变化，形成新的岩石的一种地质作用。岩石是否发生变质要看其有无重结晶现象或有无变质矿物出现为标志。岩石的变质作用是在固态状况下进行的。变质作用在地壳内部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，而且形成了大量变质矿产。二、变质作用的因素

1．温度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结晶，已结晶的矿物晶体由小变大，产生粗粒结晶结构。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转变为方解石。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。例如高岭石在热力作用下，形成红柱石和石英矿物组合。如下式：2．压力

1）静压力指各个方面相等的围压，主要是由上覆岩石重量引起的，其大小随深度的增加而增大。静压力的增加使变质反应得以进行的温度相应提高。静压力的增加有利于促使岩石中矿物晶格化，由体积较大的矿物形成体积较小，密度较大的新矿物。

如橄榄石和钙长石在一定的压力下就会形成石榴子石，如下式：

2）定向压力定向压力是由构造运动或岩浆作用产生的一种侧向压力，也称为动压力。它在变质作用中主要是对岩石进行机械改造，使岩石变形、变质、碎裂或发生塑性流动。3．化学活动性流体化学活动性流体主要包括水和二氧化碳为主的富含多金属和非金属元素及氧、氟、氯、硼、磷等挥发性组分。它们主要来自岩浆或深层热水溶液，也可能存在于矿物粒间孔隙之中。虽然这种流体的数量有限，但由于它们富含挥发组分，在较高的温度条件下，具有强烈的化学活动性。在变质作用中，它们常蒙盖在矿物颗粒的周围，形成液体或气体薄膜，增大了与受变质物质颗粒的接触面，因此起着十分重要的作用。三、变质作用的类型1．接触变质作用发生在侵入岩体与围岩的接触带上的变质作用。岩浆侵入地壳，与周围的岩石接触时，由于温度的增加或者因从岩浆里析出的大量挥发组分和热水溶液的作用，引起围岩矿物成分、结构、构造，甚至化学成分的变化。岩浆侵入围岩的接触变质带

根据引起接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。热接触变质作用指围岩受岩浆高温的影响而发生的变质作用。温度是主要因素，压力次之，重结晶是主要变质作用方式。接触交代变质作用如果变质因素除温度压力之外，还有大量来自岩浆的挥发组分参与，就会使接触带附近的侵入岩和围岩发生明显的交代作用，从而形成变质岩。2．动力变质作用

动力变质作用：指岩石受定向压力（动压力）的作用而产生破碎、变形、重结晶的变质作用。根据变质环境和方式不同，动力变质作用又可分为碎裂变质和韧性变形两种类型。碎裂变质在地壳的浅部，岩石呈脆性，当应力超过岩石强度极限时，岩石便会被压碎或磨碎，产生碎裂变质，有代表性的岩石是构造角砾岩。韧性变形在地壳中、深部，温度和压力较高，岩石具塑性，在断裂带中的岩石一般不发生明显的破裂，而是以强烈韧性剪切变形或塑性流动为主，有代表性的岩石是糜棱岩。其特征是细粒化，并具有明显的定向构造。3．区域变质作用区域变质作用：指在大范围内，由于温度、压力和化学活动性流体等因素的综合作用下而产生的变质作用。区域变质作用是一种十分复杂的由多种因素引导的变质作用。其结果使岩石发生重结晶作用，并形成很多变质矿物，由于定向压力的影响常使岩石发生变形、破碎或形成片理构造和片麻状构造。第二节变质岩的一般特征

一、变质岩的概念

变质岩：指已经形成的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）因物理化学条件的改变，使原岩的矿物成分、结构、构造发生变化而形成的岩石。根据变质前原岩的不同，变质岩可分两大类：由岩浆岩变质而成的称为正变质岩，由沉积岩变质而成的称为副变质岩。变质岩的矿物成分、结构、构造及产状都与原岩有着密切的联系。一方面具有一定的继承性，另一方面经过变质作用后也产生了一系列新的变化。二、变质岩的物质成分1．变质岩的化学成分2．变质岩的矿物成分能适应较大温度、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、云母。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：变质作用形成的新的变质矿物，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。这些矿物是变质岩中特有的矿物，它们的大量出现，就是岩石发生变质作用的有力证据。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、形状及其结合方式。根据岩石特点和结构的成因，可把变质岩的结构分为变晶结构、变余结构以及压碎结构等。1．真变晶诉结构变晶叼结构：原于岩在药变质使过程萝中经江重结铺晶作孔用而遗形成窜的结舞晶质凉结构悲的总项称。拴根据听变晶爆矿物捉颗粒腾的相皆对大正小可羊分为马：等粒悟变晶月结构岩石盒中大肾部分用主要宵变晶慕矿物扰颗粒亦大小城大致也相等甚。不等念粒变凭晶结堵构主要距变晶府矿物戒颗粒饿大小姑不等否但呈顶连续阵变化蒙。斑状伞变晶邮结构矿物竞颗粒搁直径栽大小瓶相差塑悬殊壁，在屈较细各粒的概变质漠基质歼中，阵有较岔大的猛变晶恩矿物桶。根据养变晶趋矿物色颗粒秒相对泉大小滤划分将的结糊构类下型左—俗等粒终变晶全结构再；中告—不痒等粒妻变晶争结构铺；右肤—斑纪状变仁晶结别构根据支变晶钳矿物京粒度位绝对阔大小被可分扑为：粗粒题变晶详结构矿物未颗粒乱平均圣直径症＞3恳mm滔。中粒宫变晶叉结构矿物胞颗粒产平均木直径性3～牺1m声m。细粒评变晶率结构矿物队颗粒要平均货直径组＜1丹mm否。粒状夸变晶吼结构闻鳞片渔变晶走结构政纤维迟变晶犁结构2．追变余重结构变余义结构洗：也紧称为统残留场结构零，因猴为重娘结晶据作用椅不彻察底，压使原巷岩的炼矿物昌成分改和结党构特崭征部撒分保快留下道来形膝成的再一种冒结构吸类型梅。变余吸结构周的命家名原历则，娱在原软岩结忧构之端前加警“变绣余”之二字枝即可拥。常见焦的变搂余结乏构有州：变挪余花李岗结威构、蓝变余愚斑状右结构裂、变炼余砂黑状结尽构、庭变余到泥质狡结构示等。两种催变余功结构因类型左—沙辉绿甘变余禽结构菠；右芳—砂法粒变怖余结鹿构3．族压碎菜结构根据随矿物佛的机肝械破谨碎程撑度分爬为：术碎裂呢结构季和糜纤棱结令构。碎裂考结构岩石裂受定武向压驰力作镰用后犹，其促本身彻及组缩慧成矿版物发创生破禽裂、混移动扇、研年磨等得现象丧。部播分矿凡物被纤压碎沟为细披粒，得部分悠保留脾原形岁，但粒也出警现裂醒纹。糜棱芽结构岩石洽中所资有矿载物均菊被压雾碎成克细小炕的颗堆粒，董并呈竭锯齿捡状接讯触，肯其内泽部物戚质在侍滑动钉时可胶形成赔一种除类似神流动缩慧的构巴造的限排列虏。碎裂嫁结构糜棱可结构四、棒变质架岩的初构造变质走岩的绿构造券：指生组成示岩石找中的昏各种甲矿物应在空拿间分夜布和乎排列经的方伪式。钥可为叉分定恒向构酱造和霉无定垦向构骡造两诸大类贡。1．既定向屋构造岩石奸中的普长条融状、题片状臣（或填板状伟）矿览物平烦行某序一平科面或充某一军方向诉排列矿形成宽的构捐造。炊它是问在定统向压却力参宗与下训形成酒的。1）者板状梢构造：岩石诊中矿螺物颗食粒细匹小，承肉眼将难以愤分辩惕，岩丝式性似浪薄板他状，呀常出引现一站组平雕行的披破裂耐面，丙且光葵滑平困整，样破裂晋面具滥有微博弱的前丝绢含光泽赏，具旷变余医泥质常结构娃。2）也千枚下状构爪造岩石冲中的沿鳞片蝴状矿傻物呈欢定向作排列液，沿匠定向误排列究方向忆可劈自成薄谋片，强具较氏强的客丝绢妹光泽明，断千面参隐差不姥齐。珍为千骑枚岩岂所特崭有。3）输片状户构造清：又称兴片理龄构造密。由谈云母井、绿发泥石钥、滑姨石、彩角闪笨石等坟片状凤、板悦状、向或针颠状矿其物呈础连续树平行照排列稍而成名。沿叛片理罗面极视易劈斗成薄餐片，绣而且拿还常颠呈波霉状弯继曲，弹显示狂强烈醋的丝倍绢光妖泽。4）隔片麻脚状构秘造：暗色婚的片漫状、悉柱状讲矿物报（如欣云母楚、角脊闪石值等）统呈平呢行排程列，蚀且被接浅色隔粒状缠矿物起（如蚕石英伍等）血所隔恼开，刚呈现仿出黑宅白相痕间的行条带犹。5）绪眼球蹄状构尊造沿片谋状、搏片麻松状构对造的辆片理傍，分打布有差类似星眼球鞠状大忠小的稿（如渠长石演等）世矿物厚晶体处，组枕成眼托球状堪构造油。2．梳无定睬向构蹄造块状卡构造整个罚岩石搜的矿腔物分择布均邪一，递无定队向排捞列。芳这种筒构造激反映位岩石乔在变脏质过墙程中溜，不继具显思著的燥定向倒压力逼，如榨大理摸岩。斑点蚕构造岩石另在发鞭生变岸质过乡丰程中番，有箱些物吴质发略生迁看移、受聚集域成斑昂点，恋为浅纳变质姐岩的总构造棵特征狗。五、富变质关岩的油分类根据贱变质该作用陕的不累同可撑把变