地質(zhì)地貌學 變質(zhì)巖PPT課件

1、 第三節(jié) 變質(zhì)作用與變質(zhì)巖 一、變質(zhì)作用 二、變質(zhì)巖的物質(zhì)成分 三、變質(zhì)巖的結構與構造 四、變質(zhì)作用類型及主要變質(zhì)巖 第1頁/共46頁 第四節(jié) 巖石的演變 一、三大巖類的轉(zhuǎn)化二、影響巖石演變的因素 第五節(jié) 巖石類型與農(nóng)業(yè)的關系 一、巖石類型與農(nóng)田水利工程 二、巖石類型與土壤 第2頁/共46頁 第三節(jié) 變質(zhì)作用與變質(zhì)巖 一、變質(zhì)作用（一）變質(zhì)作用的概念變質(zhì)作用變質(zhì)作用：巖石在基本上處于固態(tài)下，受到溫度、壓力及化學活動性流體的作用，發(fā)生礦物成分、化學成礦物成分、化學成分、巖石結構與構造變化分、巖石結構與構造變化的地質(zhì)作用。變質(zhì)巖變質(zhì)巖(metamorphic rock)(metamorphic r

2、ock)：由變質(zhì)作用形成的巖石。 變質(zhì)巖形成于地下，因而同等條件下，其比沉積巖容易風化。 由巖漿巖變成的巖石叫正變質(zhì)巖，由沉積巖變成的巖石叫副變質(zhì)巖。 第3頁/共46頁 外力地質(zhì)作用沉積巖 -70-200 變質(zhì)作用變質(zhì)巖 150 180-800 巖漿作用巖漿巖 800-1200 第4頁/共46頁 Metamorphism is the process by which heat,pressure,and chemical reactions deep within the Earth alter the mineral content and/or structure of preexisti

3、ng rock without melting it. Rock ,which forms by metamorphism,is called metamorphic rock.第5頁/共46頁 （二）、引起變質(zhì)作用的因素 地熱 1、溫度（T） 來源 巖漿熱 放射性元素蛻變釋放熱 巖石斷裂 （1）、促進重結晶作用 當溫度升高時，產(chǎn)生重結晶作用，使非晶質(zhì)變?yōu)榫з|(zhì)，或由結晶細小變?yōu)榻Y晶粗大，但巖石組分基本不變。如石灰?guī)r變?yōu)榇至４罄韼r。（2）、吸熱放熱促進新礦物的形成 溫度升高，礦物成分間化學反應加快，原有礦物消失，形成新礦物。如高嶺石變成紅柱石和石英。 第6頁/共46頁Al4Si4O10(OH)8

4、 吸熱 AlAl SiO5O + 2SiO2 + 4H2O （高嶺石） （紅柱石） （石英）吸熱放熱 富含SiO2的石灰?guī)r，受熱后，方解石分解放出CO2及留下CaO, CaO同巖石中的SiO2結合，則形成一種新礦物硅灰石：CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2 (方解石) （石英） （硅灰石）第7頁/共46頁（二）、壓力（P）1、靜壓力：由上覆巖石重量引起，各向均等。 當壓力加大到一定時，引起礦物成分變化; 2、定向壓力：由構造運動引起。有方向性，使礦物定向排列。引起礦物結構構造變化。第8頁/共46頁定向壓力第9頁/共46頁（三）、化學活動性流體(氣體、液體) 以水和CO2為主，主

5、要是使礦物成分變化。 3MgCO3+4SiO2+H2OMg3Si4O10(OH)2 +3CO2 菱鎂礦 熱水 滑石3Mg2SiO4+SiO2+4H2O2Mg2Si2O5(OH)4 橄欖石 熱水 蛇紋石蛇紋巖主要由橄欖巖等基性巖經(jīng)蝕變而成。第10頁/共46頁二、變質(zhì)巖的物質(zhì)成分1、變質(zhì)巖的主要造巖氧化物仍是SiO2，Al2O3，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)eO，MgO，CaO，K2O，Na2O，H2O，CO2，TiO2，P2O5等，但在不同的變質(zhì)巖中含量不同。2、變質(zhì)巖常具其特有的變質(zhì)礦物： 紅柱石、藍晶石、夕線石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透閃石、陽起石、藍閃石、透輝石、蛇紋石、石墨等。變質(zhì)礦物的出現(xiàn)

6、就是變質(zhì)作用發(fā)生的最有力的證明。變質(zhì)巖中的礦物大多由定向壓力形成，常為柱狀、片狀、針狀礦物。第11頁/共46頁 3、與火成巖、沉積巖共有的礦物 石英、鉀長石、鈉長石、白云母、黑云母等。這些礦物能夠適應溫度、壓力較大幅度的變化而保持穩(wěn)定狀態(tài)。 云母雖然也存在于火成巖與沉積巖之中，但其數(shù)量少，是作為次要礦物出現(xiàn)的；如果巖石中云母大量存在，成為巖石的主要礦物，它就是變質(zhì)作用造成的。第12頁/共46頁三、變質(zhì)巖的結構與構造 1、變晶結構（一）、變質(zhì)巖的結構 2、變余結構 3、碎裂結構 1、變晶結構： 粗粒變晶結構 按變晶大小 中粒變晶結構 細粒變晶結構 粒狀變晶結構按變晶形狀 鱗片變 晶結構 纖維變晶

7、結構 第13頁/共46頁2、變余結構3、碎裂結構 1、定向構造（二）、變質(zhì)巖的構造 2、塊狀構造 3、變余構造1定向構造由定向壓力形成 （1）板狀構造 巖石具有平行、密集而平坦的破裂面，沿此面巖石易分裂成薄板。（2）片理構造 巖石中片狀或長條狀礦物連續(xù)而平行排列，形成平行、密集而不甚平坦的紋理片理。沿片理方向巖石易于劈開。第14頁/共46頁片狀構造片狀構造 ( (* *10)10)第15頁/共46頁片理 千枚狀構造：片理面上有絲絹光澤，礦物顆粒 細小，不能辨認。 片狀構造：礦物顆粒較粗，肉眼能識別。（3）片麻狀構造 組成巖石的礦物是以長石為主，伴隨有部分平行定向排列的片狀、柱狀礦物，后者在前者

8、中成斷續(xù)的帶狀分布。具有片麻狀構造的巖石，其礦物的顆粒較粗。其中長石特別粗大，好似眼球者，稱為眼球狀構造。（4）條帶狀構造 巖石中成分、顏色或粒度不同的礦物分別集中，形成平行相間的條帶。第16頁/共46頁2塊狀構造 巖石中礦物顆粒均勻分布，無定向排列。如石英巖、大理巖常具有這種構造。3變余構造 變質(zhì)巖中殘留的原巖的構造，如變余氣孔構造、變余層狀構造、變余泥裂構造等，以變余層狀構造最為普遍，是判斷原巖屬于巖漿巖或沉積巖的重要依據(jù)。 第17頁/共46頁 四、變質(zhì)作用類型及主要變質(zhì)巖（一）變質(zhì)作用類型1、接觸變質(zhì)作用（T）大理巖、石英巖 2、區(qū)域變質(zhì)作用（T、P、CAF）片麻巖、千枚巖、變粒巖、麻粒

9、巖等3、混合巖化作用混合花崗巖4、動力變質(zhì)作用（P）角礫巖第18頁/共46頁 變質(zhì)巖類型示意圖第19頁/共46頁（二）主要變質(zhì)巖1、花崗片麻巖2、石英巖3、大理巖第20頁/共46頁 花崗片麻巖 (granite gneiss) 為區(qū)域變質(zhì)巖中片麻巖。由花崗巖變質(zhì)成。主要礦物成分為石英、長石，含量50%，還有深綠色角閃石，粒狀變晶結構，具有明顯的片麻狀構造，即柱狀礦物呈斷續(xù)的平行定向排列。風化產(chǎn)物為砂中帶粘，其粘性比花崗巖重，因為角閃石風化變?yōu)榫G泥石。 第21頁/共46頁 石英巖 (Quartzite) 為熱接觸變質(zhì)巖?；疑?，由石英砂巖變質(zhì)而成，主要礦物成分為石英。粒狀變晶結構，塊狀構造，由于石

10、英的硬度大，因而石英巖很難風化。其發(fā)育形成的土壤，砂性強，貧瘠。 第22頁/共46頁 大理巖 (marble) 為熱接觸變質(zhì)巖。白色，由石灰?guī)r變質(zhì)而成。粒狀變晶結構，塊狀構造，主要礦物成分為方解石，因其成分，易被水溶蝕。 第23頁/共46頁 白云母石英片巖( Quartz schist with muscovite) 為區(qū)域變質(zhì)巖中片巖。灰白色，鱗片變晶結構，片狀構造，主要由白云母、石英、長石組成，石英及長石含量50%，白云母含量占片狀礦物的50%以上。第24頁/共46頁方柱石黑云母片巖 (scapolite and black mica schist) 為區(qū)域變質(zhì)巖中片巖。黑色，變晶結構，片

11、狀構造，主要礦物為黑云母、方柱石，還有石英、長石。此類巖石因色深及片理很易風化，形成的土壤帶粘性。第25頁/共46頁 千枚狀板巖 (phyllitic slate) 為區(qū)域變質(zhì)巖中板巖。深綠色，隱晶質(zhì)結構，板狀構造，是泥質(zhì)巖、粉砂巖經(jīng)輕度變質(zhì)而成，因而肉眼不能辨別其中的礦物。此類巖石因原巖成分、構造等因素很易遭受風化。第26頁/共46頁蛇紋石化大理巖蛇紋石化大理巖第27頁/共46頁 蛇紋巖 (serpentine) 接觸變質(zhì)巖。暗灰綠色，幾乎都由蛇紋石組成，有少量的磁鐵礦等，隱晶質(zhì)結構，其中常見纖維狀石棉分布。蛇紋巖硬度小，易于風化。第28頁/共46頁第四節(jié) 巖石的演變 一、三大巖類的轉(zhuǎn)化（一

12、）三大巖類的特征比較巖性：是指巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖由于巖性：是指巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖由于它們形成的環(huán)境與過程不相同，所表現(xiàn)出它們形成的環(huán)境與過程不相同，所表現(xiàn)出它們各自在礦物成分、結構和構造方面不它們各自在礦物成分、結構和構造方面不同的特性。同的特性。 第29頁/共46頁 三大巖類的特征比較 巖 類特 征巖 漿 巖（火成巖）沉 積 巖（水成巖）變 質(zhì) 巖形成的地質(zhì)作用巖漿作用外力地質(zhì)作用變質(zhì)作用巖石分類按SiO2含量分類超基性巖SiO265%按物質(zhì)來源分類1土巖類2屑巖類3學巖及生物化學巖類按變質(zhì)作用類型分類1觸變質(zhì)巖2域變質(zhì)巖3合變質(zhì)巖4力變質(zhì)巖分布最多的巖石花崗石、玄武巖、安山巖、流紋

13、巖頁巖、砂巖、石灰?guī)r片麻巖、片巖、大理巖礦物成分石英、長石、云母等，橄欖石、輝石、角閃石石英、長石、云母等，富含粘土礦物、方解石、白云、有機質(zhì)等石英、長石、云母、角閃石、輝石等外，常含變質(zhì)礦物，如石榴子石、石墨、紅柱石、硅灰石等結 構粒狀、似斑狀、斑狀等，部分為隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)典型的碎屑結構、化學結構和生物結構粒狀、斑狀、鱗片狀等各種變晶結構構 造多為塊狀構造噴出巖常具氣孔、杏仁、流紋等構造各種層理構造：水平層理、斜層理、交錯層理，常含生物化石大部分具片理構造：片麻狀、片狀、千枚狀、板狀等，部分為塊狀構造第30頁/共46頁 1、分類（1）巖漿巖：巖漿冷凝后形成的巖石。 巖漿巖按SiO2含量多少劃

14、分：1）、酸性巖：SiO265%： 花崗巖、流紋巖2）、中性巖：SiO2=65-52%：安山巖 3）、基性巖：SiO2=52-45%：玄武巖4）、超基性巖：SiO245%第31頁/共46頁 （2）沉積巖：地表或接近地表的原有巖石，在常溫常壓條件下，經(jīng)過風化剝蝕，在原地或搬運到不同的地方沉積下來，在經(jīng)固結而成的巖石。生物的遺骸或新陳代謝作用形成的物質(zhì)也可形成沉積巖 。沉積巖主要按物質(zhì)來源劃分：1）、碎屑巖：碎屑顆粒含量50%，具碎屑結構，經(jīng)膠結作用形成的沉積巖。分為礫巖、砂巖、粉砂巖第32頁/共46頁2）、泥質(zhì)巖：粘土礦物成分含量50%，具泥質(zhì)結構，經(jīng)壓固作用形成的沉積巖；如頁巖 3）、化學學巖

15、和生物化學巖：主要物質(zhì)直接來自沉積盆地的溶液或沉積場沉積盆地的溶液或沉積場所的溶液內(nèi)，是溶液中的溶解物質(zhì)通過化所的溶液內(nèi)，是溶液中的溶解物質(zhì)通過化學或生物化學作用沉淀學或生物化學作用沉淀而成的巖石。主要具有化學結構、生物結構。如石灰?guī)r 、白云巖。第33頁/共46頁（3）變質(zhì)巖：經(jīng)變質(zhì)作用形成的巖石。變質(zhì)巖按變質(zhì)作用類型劃分：1）、接觸變質(zhì)巖：大理巖、石英巖2）、區(qū)域變質(zhì)巖：花崗片麻巖、片巖3）、混合變質(zhì)巖4）、動力變質(zhì)巖 第34頁/共46頁（二）、三大巖石的簡易識別 識別巖石主要從礦物成分、結構、構造： 1、 礦物成分區(qū)別 （1）巖漿巖：礦物成分復雜，各種礦物都可出現(xiàn)，常見的有長石、石英、云母

16、、角閃石等； （2）沉積巖：礦物成分較簡單，一般以石英為主，化 學巖是以方解石或白云石為主，含特有的粘土礦物。 (3) 變質(zhì)巖：含有特定的變質(zhì)礦物。 第35頁/共46頁 2、 結構方面的區(qū)別（1）巖漿巖：大多有結晶輪廓（結晶冷凝）（2）沉積巖：大多為圓形（搬運磨圓）（3）變質(zhì)巖：大多具片狀、柱狀礦物（定向壓力） 3、構造方面的區(qū)別（1）巖漿巖：主要為塊狀構造；（2）沉積巖：主要為層狀構造；（3）變質(zhì)巖：主要為定向構造；第36頁/共46頁主要巖漿巖：花崗巖(granite)、玄武巖(basalt)、 安山巖(andesite) 、 流紋巖(rhyolite)主要沉積巖：頁巖(shale)、砂巖(

17、sandstone)、 石灰?guī)r(limestone)主要變質(zhì)巖：大理巖(marble)、石英巖(Quartzite) 花崗片麻巖(granite gneiss)第37頁/共46頁 三大類巖石的轉(zhuǎn)化三大類巖石的轉(zhuǎn)化（三）三大巖類轉(zhuǎn)化第38頁/共46頁二、影響巖石演變的因素 第五節(jié) 巖石類型與農(nóng)業(yè)的關系 一、巖石類型與農(nóng)田水利工程 二、巖石類型與土壤第39頁/共46頁水利工程場址應選在強度高、不易風化的巖石上。 1、一般說來，巖漿巖強度高，壓縮性小，不溶于水，軟化性小，尤其是侵入巖和具有隱晶致密結構的玄武巖和安山巖，但侵入巖存在風化問題，而具斑狀結構，或流紋、氣孔構造的噴出巖，其力學性質(zhì)不均一，選

18、址時應盡量避開。 2、沉積巖的特征是具有成層性，在巖性相同時，工程應選擇在厚層巖石上。此外，沉積巖的類型不同，影響到其工程地質(zhì)性質(zhì)。在化學巖類中的碳酸鹽，主要問題是溶蝕問題。所以巖溶區(qū)的水庫、壩址的選擇，都要注意水庫向鄰谷、下游滲漏的問題，盡量避開可能導致滲漏的可溶性巖石危險地段。 第40頁/共46頁對于巖溶區(qū)應做到：鄰谷的河水位高于水庫正常高水位者；水庫周邊有連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的隔水層阻水（如頁巖），構造封閉條件良好，而且?guī)r層傾向上游比傾向下游好。河間地塊存在高于水庫正常高水位地下分水嶺。 3、對于變質(zhì)巖，一般塊狀的變質(zhì)巖，如石英巖、大理巖和片麻構造的片麻巖，力學強度高，但工程選址時要注意溶蝕現(xiàn)象。各類片巖，一般沿片理方向強度較低，由粘土巖變質(zhì)的板巖、千枚巖較軟弱，不宜選擇。第41頁/共46頁巖石圈的生態(tài)功能1、巖石圈的資源功能：巖石是植物及農(nóng)作物礦質(zhì)元素的天然供應庫；2、巖石圈為生物提供活動場所人類開發(fā)利用地下空間修建地下核電站放射性廢物及其他廢物埋藏戰(zhàn)略設施及某些工廠配置修建地下商場、停車庫等第42頁/共46頁巖石命名（1）巖漿巖的命名以主要礦物成分命名 如閃長巖、輝長巖、花崗閃長巖；以特征礦物修飾，如黑云母花崗巖（暗色礦物黑云母）、二云母花崗巖、伊丁玄武巖（斑晶伊丁石）、輝石安山巖（斑晶輝石）；以結構命名：文象結構花崗巖、花崗斑巖、閃長