4 地球的物質(zhì)組成變質(zhì)巖

1、地球科學概論1第三章 地球的物質(zhì)組成2第五節(jié) 變質(zhì)巖（Metamorphic rocks）31. 變質(zhì)作用：巖石基本上是在固態(tài)下，由于溫度、壓力及化學活動性流體的作用，發(fā)生礦物成分、化學成分或結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化的地質(zhì)作用。2. 經(jīng)過變質(zhì)作用形成的巖石稱為變質(zhì)巖。3. 特點：在固態(tài)下形成，原來的巖石可以是沉積巖、巖漿巖或變質(zhì)巖。4. 變質(zhì)作用因素：溫度（T），壓力（P），應力（S）和化學活動性流體（f ）。形成的環(huán)境：高溫高壓、高溫低壓、低溫高壓等。變質(zhì)標志：巖石是否發(fā)生變質(zhì)以有無重結(jié)晶現(xiàn)象或有無變質(zhì)礦物出現(xiàn)為標志一、變質(zhì)作用的概念、方式及其基本類型4溫度（T）：200C-1100C，最高1150C

2、?？刂谱冑|(zhì)程度。壓力（P）：圍壓（靜壓力），隨深度變化?？刂谱冑|(zhì)礦物的形成。應力（S）：與定向壓力有關(guān)。決定變質(zhì)巖的面狀和線狀構(gòu)造。流體（f） ：H2O、CO2、氣態(tài)物質(zhì)、硅酸鹽 流體等，含量少，作用大。變質(zhì)作用因素：55. 變質(zhì)作用方式(1) 化學成分的變化（變質(zhì)結(jié)晶作用）1) 脫水（分解反應）Al4Si4O10(OH)8 Al2SiO4O+2SiO2+4H2O 高嶺石 紅柱石 石英2) 脫碳酸（復分解反應）CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2 方解石 石英 硅灰石3) 水化（復分解反應）2Mg2SiO4+3H2O H4Mg3Si2O9+Mg(OH)2 橄欖石 蛇紋石 水鎂石64) 結(jié)

3、合（化合反應）Mg2SiO4+ CaAl2Si2O8 CaMg2Al2SiO43 橄欖石 鈣長石 石榴石體積縮小、壓力增大方向5) 交代作用（置換反應）KAlSi3O8+Na+ NaAlSi3O8+K+ 鉀長石 鈉長石7(2) 化學成分不變、礦物成分變化（同質(zhì)多象的轉(zhuǎn)化）（變質(zhì)結(jié)晶作用）TP矽線石藍晶石紅柱石8實例：日本的雙變質(zhì)帶(都城秋穗，1961)高壓低溫變質(zhì)帶低壓高溫變質(zhì)帶9(3)化學成分與礦物成分均不發(fā)生變化（重結(jié)晶作用）石灰?guī)r大理巖石英砂巖石英巖石英巖大理巖10(4) 形態(tài)上的改變 破裂，塑性變形，礦物的定向排列破裂塑性變形礦物定向排列11膝折（knee）126. 變質(zhì)作用的基本類型

4、 動力變質(zhì)作用與地殼發(fā)生斷裂有關(guān)，在淺部巖石發(fā)生脆性破裂，形成碎裂巖；在深部發(fā)生韌性變形，形成糜棱巖。 接觸變質(zhì)作用（熱變質(zhì)作用）包括：接觸熱變質(zhì)作用和接觸交代變質(zhì)作用，發(fā)生在火成巖與圍巖的接觸帶上，前者形成角巖、石英巖或大理巖，后者形成矽卡巖。 區(qū)域變質(zhì)作用（動力熱流變質(zhì)作用）是在廣大范圍內(nèi)發(fā)生的，由溫度、壓力和化學活動性流體等多種因素引起的變質(zhì)作用，形成區(qū)域變質(zhì)巖。 混合巖化作用是變質(zhì)巖與硅酸鹽流體相互作用，介于變質(zhì)作用和巖漿作用之間的過渡類型的地質(zhì)作用，形成混合巖。13 巖層斷裂位移，發(fā)生動力變質(zhì)作用，沿破裂面兩側(cè)可形成碎裂巖（構(gòu)造角礫巖）。14 與火成巖接觸的圍巖接觸帶上將發(fā)生接觸變質(zhì)

5、作用。15 不同的構(gòu)造環(huán)境決定了不同的變質(zhì)作用類型16在變質(zhì)巖中不僅可以見到巖漿巖中常見的七種造巖礦物，還可以見到變質(zhì)巖中特有的礦物，如：綠泥石、絹云母、十字石、石榴子石、藍晶石等。變質(zhì)巖中某種礦物和礦物組合的出現(xiàn)，代表了一定的溫度和壓力條件，是研究變質(zhì)作用環(huán)境的重要標志。二、變質(zhì)巖的礦物組成17 變質(zhì)作用類型與溫度、壓力（深度）的關(guān)系 深度 溫度18區(qū)域變質(zhì)巖類型及礦物組成 綠泥石 白云母 黑云母 石榴石 十字石 矽線石 石英 長石巖石類型 板巖 片巖 片麻巖 熔融礦物組成19變質(zhì)作用可分為低級、中級和高級三個級別。與每種級別相應的巖石擇其代表列于下表中。表中反映出如下基本規(guī)律： （1）泥質(zhì)

6、巖類對變質(zhì)作用最為敏感，不同級別的變質(zhì)巖特征明顯，基性-超基性巖次之；成分單一的石英砂巖和石灰?guī)r只反映在重結(jié)晶的程度上。（2）復成分原巖的深變質(zhì)產(chǎn)物都是片麻巖和麻粒巖，代表高溫變質(zhì)環(huán)境，溫度再高時原巖會全部重熔。片麻巖和麻粒巖的壓力范圍很寬，不可作為壓力標志。原巖低級中級高級石英砂巖石英片巖石英巖石英巖純碳酸鹽巖大理巖大理巖大理巖泥質(zhì)巖板巖-千枚巖片巖片麻巖或麻粒巖中、酸性巖漿巖片巖片麻巖片麻巖和麻粒巖基-超基性巖漿巖綠片巖斜長角閃巖榴輝巖201、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu) 變晶結(jié)構(gòu):變質(zhì)作用過程中，原巖發(fā)生礦物的形成、生長、組合相嵌而形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。（如：粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)等。） 變余結(jié)構(gòu)：變質(zhì)作用過程中，殘留的原巖結(jié)構(gòu)。（如：變余碎屑結(jié)構(gòu)、變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)等。）2、變質(zhì)巖的構(gòu)造 變成構(gòu)造：在變質(zhì)作用過程中形成的構(gòu)造。（如：板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。） 變余構(gòu)造：變質(zhì)巖中殘留的原巖構(gòu)造。（如：變余層理構(gòu)造、變余氣孔構(gòu)造、變余泥裂構(gòu)造等。）三、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造21 片理構(gòu)造形成示意圖22 無片理的鏡下照片 片理構(gòu)造的鏡下照片23 石英巖：變余碎屑 結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。 （左圖）大理巖：粒狀變晶結(jié)構(gòu)， 條帶狀構(gòu)造。（右圖）四、常見的變質(zhì)巖24 綠片巖