10第十章变质岩总论课件.ppt

1、作业：p岩浆岩的化学成分化学成分和矿物成分矿物成分的变化规律，以及两者之间的关系关系？p不同类型岩浆岩的常见岩石类型岩石类型及其矿物矿物组成组成？第十章第十章 变质岩总论变质岩总论第十章第十章 变质作用及变质岩变质作用及变质岩第一节第一节 变质作用和变质岩的概念变质作用和变质岩的概念 第二节第二节 变质岩的物质成分变质岩的物质成分 第三节第三节 变质岩的结构和构造变质岩的结构和构造 第四节第四节 变质岩的分类变质岩的分类第一节第一节 动力变质岩类动力变质岩类 第二节第二节 接触变质岩岩类接触变质岩岩类 第三节第三节 交代变质岩类交代变质岩类 第四节第四节 区域变质岩类区域变质岩类 第五节第五节

2、 混合岩类混合岩类第十一章第十一章 变质岩各论变质岩各论（一）变余结构（一）变余结构（二）变晶结构（二）变晶结构 (三三)交代结构交代结构 （四）碎裂及变形结构（四）碎裂及变形结构（一）变余构造（一）变余构造（二）变成构造（二）变成构造（三）混合构造（三）混合构造变质岩变质岩岩浆岩浆冷却凝固冷却凝固岩浆岩岩浆岩侵蚀、搬运、堆积等作用侵蚀、搬运、堆积等作用沉积岩沉积岩变质作用变质作用变质作用变质作用重融再生重融再生沉积作用沉积作用重融再生重融再生重融再生重融再生第一节 变质作用和变质岩的概念一、基本概念一、基本概念1、变质作用及变质岩、变质作用及变质岩u变质作用变质作用:由于地球内力作用内力作用

3、而引起物理物理、化学化学条件的改变，从而使地壳中原有岩石的化学组分化学组分、矿物组成矿物组成、结构构造结构构造等方面在原岩基本保持固态固态的情况下所发生的转化作用。u变质岩变质岩：在地壳发展演化过程中，早期形成的岩石，由于所处的物理化学环境发生变化，而形成新的矿物组合、结构构造的岩石。（由变质作用由变质作用形成的岩石形成的岩石。）u正变质岩正变质岩：原岩为岩浆岩岩浆岩u副变质岩副变质岩：原岩为沉积岩沉积岩u复变质岩复变质岩：二、变质作用的因素变质作用因素变质作用因素：引起岩石发生变质作用的外部因素外部因素，即物理、化学方面的因素，具体包括温度温度、压力压力以及具有化学活动性的流体流体。（内部因

4、素：岩石的物质成分、结构、构造）二、变质作用的因素（一）温度最主要最主要、最积极最积极的因素，主要表现为：（1）引起岩石重结晶重结晶作用的发生和矿物多型多型变体变体的形成。在高温条件下，岩石内部质点的活动能力加大，导致质点重新排列，使晶粒由小变大、由细变粗。蛋白石蛋白石玉髓玉髓石英石英（2）促进原有矿物之间的化学反应化学反应,形成新的矿物或高温变质矿物。硅线石硅线石（3）温度升高为变质反应提供能量提供能量，产生变产生变质热液质热液，某些组分迁移、聚积形成矿床，如鞍山式铁矿。（4）加快反应加快反应速度和扩散扩散作用热热 源？源？（1）岩浆岩浆熔融体所带来的热。（2）地热地热：地壳自恒温层以下，愈

5、深温度愈高，呈有规律的增加。（3）构造运动构造运动所产生的热。（4）岩石中所含放射性元素蜕变蜕变放出的热能。另外：熔融体的重力分异熔融体的重力分异，产生上升热流，物质相转变和化学反应转变和化学反应的放热。变质作用的温度变化范围：最高：850900C，最低150C 二、变质作用的因素（二）压力包括：均向压力均向压力（静水压力、负荷压力）、粒间流体压力粒间流体压力和定向压力定向压力（应力）1 静压力静压力：受上覆岩层重荷引起，随埋深的增加而变大1）加快或减缓加快或减缓化学反应2）静压力的增加会引起岩石体积缩小岩石体积缩小，并形成比重较大的矿物3）引起结构的改变结构的改变：细粒变为粗晶二、变质作用的

6、因素2 流体压力影响变质作用的温度温度 加快重结晶重结晶作用 有利于发生水化反应或脱水水化反应或脱水反应。二、变质作用的因素3 定向压力定向压力 定向压力定向压力是指由于构造运动构造运动或岩浆侵入岩浆侵入围岩所产生的侧向挤压力侧向挤压力。主要发生在地壳表层。（1）岩石发生各种机械变形机械变形、破碎破碎，产生裂隙、节理（2）石英、长石波状消光波状消光，云母、角闪石弯曲弯曲（3）使岩石中新生的片、柱状片、柱状矿物定向排列定向排列，形成片理二、变质作用的因素（三）（三）化学活动性流体化学活动性流体化学活动性流体：气态或液态气态或液态的水溶液，它对岩石的变质起着重要的作用。成分：成分：H2O、O2、C

7、O2、Cl、S、B等 影响A 引起交代作用引起交代作用，并形成新的矿物（组分转移的携带者）B 使重结晶作用的速度加快重结晶作用的速度加快（加快反应的媒介）C 发生矿物的水化发生矿物的水化（温度降低）和脱水脱水作用，碳酸盐化和去碳酸盐化作用（化学反应的直接参与者）三 变质作用的类型根据变质作用的地质成因地质成因和变质作用因素变质作用因素分为以下六类：（一）接触变质作用（一）接触变质作用 在岩浆岩体岩浆岩体的边缘和围岩的接触带接触带上，由于岩浆的温度温度和从岩浆中分离出的溶液溶液的影响，而使岩石发生变质的作用称为接触变质作用接触变质作用。热接触变质作用热接触变质作用：在温度温度影响下，没有物质的带

8、出或加入；接触交代变质作用接触交代变质作用：除温度温度影响外，有物质物质的带出或加入。（二）动力变质作用（二）动力变质作用 是岩石遭受强烈的应力强烈的应力作用而发生的变质作用。发生在断裂带、褶皱区。(三三)气化水热变质作用（溶液交代变质）气化水热变质作用（溶液交代变质）具有化学活动性的热水溶液热水溶液或气体气体对岩石进行交代而使岩石发生变质的一种作用。变质作用的因素主要为具化学活动性的流体，其次为温度热液来源：岩浆中挥发分岩浆中挥发分 和与岩浆无关的与岩浆无关的区域性分布的热水区域性分布的热水（四）区域变质作用（四）区域变质作用 是发生在大范围内大范围内的岩石受温度温度、压力压力、化学活动性的

9、流体流体三种变质因素的综合影响而发生的变质作用 变质因素复杂。岩石一般都强烈变形和变质因素复杂。岩石一般都强烈变形和片理化。主要分布于古老的结晶基底和造片理化。主要分布于古老的结晶基底和造山带。山带。（五）、混合岩化作用（五）、混合岩化作用 在区域变质作用的基础基础上，由于地球内部热流升高热流升高而产生的深部热流和局部重熔重熔熔浆渗透、交代、贯入变质岩中并形成混合岩的一种作用。（六）复变质作用（六）复变质作用指岩石经受不同变质期次，多次叠加的变质作用，又称多期变质作用多期变质作用。四、变质作用方式（一）重结晶（主要方式）（一）重结晶（主要方式）高温高温下，矿物在固体状态下重新生长重新生长的过程

10、。无物质无物质带入带出，总成分不变。u单成分单成分：无新矿物，晶粒粗大晶粒粗大 u复成分复成分：复杂，矿物重新组合重新组合新矿物 （粘土岩片麻岩）（二）变形及压碎作用（二）变形及压碎作用n变形变形：深层或柔性岩石深层或柔性岩石岩石挠曲、褶皱、矿物定向排列形成片理和线理n碎裂：碎裂：浅层、脆性岩石浅层、脆性岩石张性断裂张性断裂：裂隙化、角砾化压扭性断裂压扭性断裂：碎裂、粒化粉碎隐晶碎裂、碎斑糜棱结构（三）变质分异作用（三）变质分异作用 岩石变质时，不发生熔融和交代作用不发生熔融和交代作用情况下，原岩石本身的某些组分在间隙溶液溶液中经扩散作用不扩散作用不均匀聚集均匀聚集，使成分均匀的原岩变成矿物成

11、份不均匀的变质岩石，称变质分异作用。常见角闪质岩石中，以角闪石为主的暗色条带和以斜长石为主的浅色条带成互层状变斑晶变斑晶 经溶解、迁移、再分配、重结晶经溶解、迁移、再分配、重结晶变基质变基质 刚性岩石在应力作用下产生的裂隙：H2O、CO2围岩中溶解组分充填形成细脉、透镜体与围岩成分不同。（四）交代作用（四）交代作用岩石中有物质物质的带入或带出带入或带出的变质作用称为交代作用 整个过程是在溶液参加溶液参加的固体状态固体状态下进行的，岩石的总体积不变总体积不变。交代假象、交代蚕食现象交代假象、交代蚕食现象：绢云母交代石榴石、红柱石，蛇纹石交代橄榄石。复杂：原有矿物破坏，新矿物生成同时进行。借助溶液

12、进行借助溶液进行：活动性最大H2OCO2K2ONa2OCaOMgOFeOFe2O3 变质过程中普遍存在。（五）变质结晶和变质反应作用（五）变质结晶和变质反应作用变质结晶作用变质结晶作用：在变质作用的温度、压温度、压力力范围内，在原岩基本保持固态条件下固态条件下，新矿物新矿物相的形成形成过程，与此同时某些原有某些原有矿物矿物趋于消失消失。发生上述过程常常是通过化学反应化学反应进行的，这种反应叫变质反应变质反应。第二节 变质岩的物质成分 一、变质岩的化学成分一、变质岩的化学成分 二、变质岩的矿物成分二、变质岩的矿物成分一、变质岩的化学成分变质岩由沉积岩、岩浆岩和变质岩转变而来，其成分具有继承性继承

13、性和多样性多样性。变质岩的化学成分：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O、CO2、TiO2、P2O5 等。（一）正变质岩（一）正变质岩 化学成分类似于岩浆岩类似于岩浆岩 SiO2：3578；Al2O3：0.8628之间，一般低于30；FeOFe2O3：315；MgOCaO：30，极少超过47。（二）副变质岩（二）副变质岩 SiO2：090；粘土岩变质而来Al2O3高1740；FeOFe2O3不定，MgOCaO，CaO可高达55；SiO2 Al2O3FeOFe2O3MgMgOCaCaO 正变质岩正变质岩35780.86283153030，极少

14、，极少大于大于47%47%副变质岩副变质岩0901740不定不定CaCaO可高达可高达5555，MgO可达可达47 有助于有助于恢复和判定恢复和判定变质岩变质岩原岩原岩性质和类型，性质和类型，了解了解变质作用类型和交代作用变质作用类型和交代作用特点，特点，进而对变质岩进行进而对变质岩进行分类分类、副变质岩地区的、副变质岩地区的地层划分和对比地层划分和对比，指导找矿勘探都十分有意义。指导找矿勘探都十分有意义。研究意义研究意义二、变质岩的矿物成分 常见矿物在岩浆岩、沉积岩、变质岩中的分布 岩浆岩、沉积岩、岩浆岩、沉积岩、变质岩中均可出现变质岩中均可出现的矿物的矿物 主要在岩浆主要在岩浆岩中出现的矿

15、岩中出现的矿物物 主要在沉积主要在沉积岩中出现的矿岩中出现的矿物物 主要在变质主要在变质岩中出现的矿岩中出现的矿物物 石石 英英 钾长石钾长石 白云母白云母 黑云母黑云母 绢云母绢云母 斜长石斜长石 角闪石角闪石 辉辉 石石 橄揽石橄揽石 磁铁矿磁铁矿 磷灰石磷灰石 榍榍 石石 锆锆 石石 金红石金红石 鳞石英鳞石英 透长石透长石 霞霞 石石 白榴石白榴石 方钠石方钠石 黝方石黝方石 玄武角闪玄武角闪石石 粘土矿物粘土矿物 蛋白石蛋白石 玉玉 髓髓 海绿石海绿石 水铝石水铝石 褐铁矿褐铁矿 石石 膏膏 硬石育硬石育 盐类矿物盐类矿物 有机碳有机碳 红柱石蓝晶石红柱石蓝晶石矽线石、硅灰石矽线石、

16、硅灰石绿帘石、符山石绿帘石、符山石方柱石、透闪石方柱石、透闪石透辉石、阳起石透辉石、阳起石硬绿泥石硬绿泥石 蛇纹石、蛇纹石、滑滑 石、石石、石 墨、墨、十字石、堇青石十字石、堇青石镁橄榄石镁橄榄石 石榴子石石榴子石 刚刚 玉玉 变质岩的矿物成分特点（1）与岩浆岩相比）与岩浆岩相比 在变质岩中不含玻璃质不含玻璃质，副长石副长石（霞石、白榴石）、鳞石英鳞石英、透长石透长石等也不存在。岩浆岩中的次要矿物，如绿泥石、绢云母和绿帘石绿泥石、绢云母和绿帘石等在变质岩中都可成为主要矿物。（2）与沉积岩相比）与沉积岩相比 与沉积岩相比，除常见的石英、钾长石、斜长石、云母、角闪石等以外，粘土矿物粘土矿物、膏盐矿

17、物膏盐矿物、蛋蛋白石白石、玉髓玉髓等在变质岩中已不存在。变质岩的矿物成分特点(1)变质岩中出现一些岩浆岩、变质岩中不出现的富富Al矿物矿物，如蓝晶石蓝晶石、红柱石红柱石、矽线石矽线石、堇青石堇青石、硅灰石硅灰石等(2)变质岩中可出现一些含钙的硅酸岩含钙的硅酸岩矿物，如透闪透闪石、透辉石、绿帘石、石榴子石石、透辉石、绿帘石、石榴子石等(3)变质岩中广泛发育纤维状、鳞片状、长柱状及针广泛发育纤维状、鳞片状、长柱状及针状矿物状矿物，它们通常有规律排列。如硅线石、绢云母、透闪石等(4)变质岩中含（OH）-1的矿物的矿物与岩浆岩相比更为发育(5)变质岩中的斜长石多为单晶斜长石多为单晶，双晶少见，环带也少

18、见；石英和长石常具波状及带状消光；常见分子体积较小和比重较大的矿物。2、变质矿物变质矿物的成因分类的成因分类（1）新生矿物新生矿物（变晶矿物）（2）原生矿物原生矿物（3）残留矿物残留矿物l新生矿物和原生矿物统称为稳定矿物稳定矿物。l某些矿物可以指示原岩成分和说明变质作用性质、强度性质、强度，称为特征变质矿物或指示特征变质矿物或指示矿物矿物。三、变质岩的原岩类型（1）粘土质沉积岩类或富铝系列富铝系列粘土岩、泥岩、页岩等；（2）石英长石质岩类或长英质系列长英质系列碎屑岩、中酸性岩浆岩等；（3）钙质岩类或碳酸盐系列碳酸盐系列石灰岩、白云岩、菱镁矿、菱铁矿等；（4）基性岩浆岩类或基性系列基性系列基性岩浆岩及铁质白云质泥灰岩等；（5）镁质岩类或超基性系列超基性系列超基性岩浆岩和极富铁镁的沉积岩。四、变质岩的矿物共生组合规律是指变质岩中同时形成的彼此平衡共存的一组矿物。实质上是指与变质时温度压力条件处于平衡状态的矿物组合。u低级变质：低级变质：绢云母绢云母、绿泥石绿泥石、滑石滑石、红柱红柱石石等u中级变质：中级变质：云母云母、角闪石角闪石、石英石英、长石长石、蓝晶石蓝晶石、十字石十字石u高级变质：高级变质：辉石辉石、橄榄石橄榄石、石榴石石榴石等等