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1、第四章 变质作用及变质岩,变质作用的因素及类型 变质岩的一般特征,低温高压带,高温高压带,高温低压带,大陆壳,洋壳,岩石圈,渤海石油职业学院石油工程系,二手集装箱,第一节 变质作用的因素及类型,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。,渤海石油职业学院石油工程系,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。,渤海石油职业学院石油工程系,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

2、物结晶，已结晶的矿物晶体由小变大，产生粗粒结晶结构。,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。,渤海石油职业学院石油工程系,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。,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：,渤海石油职业学院石油工程系,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。,渤海石油职业学院石油工程系,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

3、隙之中孔隙之中。,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。,渤海石油职业学院石油工程系,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。,渤海石油职业学院石油工程系,渤海石油职业学院石油工程系,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

4、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。,渤海石油职业学院石油工程系,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

5、岩。其特征是细粒化，并具有明显的定向构造。,渤海石油职业学院石油工程系,渤海石油职业学院石油工程系,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。 浅变带：温度和静压力不大，以定向压力为主，板理发育，主要形成板岩、千枚岩。 中变带：压力较大，温度也较高，常形成各种结晶片岩。 深变带：静压力较大，温度高，重结晶显著，形成各种片麻岩和混合岩。,渤海石油职业学院石油工程系,渤海石油职业学院石油工程系,第二节 变质岩的一般特征,一、变质岩的概念,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

6、生变化而形成的岩石。 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,渤海石油职业学院石油工程系,二、变质岩的物质成分,1、变质岩的化学成分,渤海石油职业学院石油工程系,不同母岩的重矿物组合,各类岩石的轻、重矿物组合,渤海石油职业学院石油工程系,2变质岩的矿物成分,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： 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。 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。,渤海石油职业学院石油工程系,三、变质岩的结构,变质岩的结构： 指岩石

7、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。,渤海石油职业学院石油工程系,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。,渤海石油职业学院石油工程系,1变晶结构,变晶结构：原岩在变质过程中经重结晶作用而形成的结晶质结构的总称。根据变晶矿物颗粒的相对大小可分为： 1）等粒变晶结构 岩石中大部分主要变晶矿物颗粒大小大致相等。 2）不等粒变晶结构 主要变晶矿物颗粒大小不等但呈连续变化。 3）斑状变

8、晶结构 矿物颗粒直径大小相差悬殊，在较细粒的变质基质中，有较大的变晶矿物。,渤海石油职业学院石油工程系,根据变晶矿物颗粒相对大小划分的结构类型 左等粒变晶结构；中不等粒变晶结构；右斑状变晶结构,渤海石油职业学院石油工程系,根据变晶矿物粒度绝对大小可分为： 1）粗粒变晶结构 矿物颗粒平均直径3mm。 2）中粒变晶结构 矿物颗粒平均直径31mm。 3）细粒变晶结构 矿物颗粒平均直径1mm。,粒状变晶结构 鳞片变晶结构 纤维变晶结构,根据岩石中矿物的形态,渤海石油职业学院石油工程系,2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，使原岩的矿物成分和结构特征部分保留下来形成的一种结构类型。

9、 变余结构的命名原则，在原岩结构之前加“变余”二字即可。 常见的变余结构有：变余花岗结构、变余斑状结构、变余砂状结构、变余泥质结构等。,渤海石油职业学院石油工程系,渤海石油职业学院石油工程系,3压碎结构,根据矿物的机械破碎程度分为：碎裂结构和糜棱结构。 碎裂结构 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。部分矿物被压碎为细粒，部分保留原形，但也出现裂纹。 糜棱结构 岩石中所有矿物均被压碎成细小的颗粒，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。,渤海石油职业学院石油工程系,碎裂结构,糜棱结构,渤海石油职业学院石油工程系,四、变质岩的构造,1定向构造

10、 岩石中的长条状、片状（或板状）矿物平行某一平面或某一方向排列形成的构造。它是在定向压力参与下形成的。 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。可为分定向构造和无定向构造两大类。,渤海石油职业学院石油工程系,1）板状构造 ：岩石中矿物颗粒细小，肉眼难以分辩，岩性似薄板状，常出现一组平行的破裂面，且光滑平整，破裂面具有微弱的丝绢光泽，具变余泥质结构。,渤海石油职业学院石油工程系,2）千枚状构造 岩石中的鳞片状矿物呈定向排列，沿定向排列方向可劈成薄片，具较强的丝绢光泽，断面参差不齐。为千枚岩所特有。,渤海石油职业学院石油工程系,3）片状构造： 又称片理构造。由云母、绿泥石、滑石

11、、角闪石等片状、板状、或针状矿物呈连续平行排列而成。沿片理面极易劈成薄片，而且还常呈波状弯曲，显示强烈的丝绢光泽。,渤海石油职业学院石油工程系,4）片麻状构造： 暗色的片状、柱状矿物（如云母、角闪石等）呈平行排列，且被浅色粒状矿物（如石英等）所隔开，呈现出黑白相间的条带。,渤海石油职业学院石油工程系,5）眼球状构造 沿片状、片麻状构造的片理，分布有类似眼球状大小的（如长石等）矿物晶体，组成眼球状构造。,渤海石油职业学院石油工程系,2无定向构造,1）斑点构造 岩石在发生变质过程中，有些物质发生迁移、聚集成斑点，为浅变质岩的构造特征。 2）块状构造 整个岩石的矿物分布均一，无定向排列。这种构造反映

12、岩石在变质过程中，不具显著的定向压力，如大理岩。,渤海石油职业学院石油工程系,第三节 变质岩的分类及常见变质岩,一、变质岩的分类,根据变质作用的不同可把变质岩分为以下几类。,渤海石油职业学院石油工程系,二、常见变质岩,1板岩 由粉砂岩、粘土岩等经区域变质作用或接触热力变质作用形成的具板状构造的浅变质岩石。颜色多为灰至黑色。主要具变余结构，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。,渤海石油职业学院石油工程系,2千枚岩 是具有典型的千枚状构造的浅变质岩。颜色有黄、绿、浅红、蓝灰等色。主要由很细小的绢云母、绿泥

13、石、石英等组成，容易裂成薄片。一般为鳞片变晶结构，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。,渤海石油职业学院石油工程系,3片岩 具明显片状构造。颜色有黑、灰黑、绿、浅褐等色。富含云母、绿泥石、滑石、角闪石等片状或柱状矿物，矿物结晶程度较高，多为鳞片变晶结构和纤维变晶结构。 4片麻岩 是具有明显片麻状构造的变质岩。颜色多为灰和浅灰。具中至粗粒变晶结构。主要矿物成分有长石、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、石榴子石等变质岩特有矿物。片麻岩是变质程度较深的变质岩，主要由花岗岩、长石石英砂岩经区域变质作用而成。,片岩,片麻岩,渤海石油职业学院石油工程系,5大理岩 由石灰岩和白云岩变质而成。岩石主要由碳酸盐矿物方解石和白云石组成。一般为白色，因含杂质不同，也有灰、绿、黄色等