4 地球的物質組成變質巖

1、地球科學概論1第三章 地球的物質組成2第五節(jié) 變質巖（Metamorphic rocks）31. 變質作用：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、化學成分或結構構造的變化的地質作用。2. 經過變質作用形成的巖石稱為變質巖。3. 特點：在固態(tài)下形成，原來的巖石可以是沉積巖、巖漿巖或變質巖。4. 變質作用因素：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。變質標志：巖石是否發(fā)生變質以有無重結晶現象或有無變質礦物出現為標志一、變質作用的概念、方式及其基本類型4溫度（T）：200C-1100C，最高1150C

2、?？刂谱冑|程度。壓力（P）：圍壓（靜壓力），隨深度變化?？刂谱冑|礦物的形成。應力（S）：與定向壓力有關。決定變質巖的面狀和線狀構造。流體（f） ：H2O、CO2、氣態(tài)物質、硅酸鹽 流體等，含量少，作用大。變質作用因素：55. 變質作用方式(1) 化學成分的變化（變質結晶作用）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

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（同質多象的轉化）（變質結晶作用）TP矽線石藍晶石紅柱石8實例：日本的雙變質帶(都城秋穗，1961)高壓低溫變質帶低壓高溫變質帶9(3)化學成分與礦物成分均不發(fā)生變化（重結晶作用）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. 變質作用的基本類型

4、 動力變質作用與地殼發(fā)生斷裂有關，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。 接觸變質作用（熱變質作用）包括：接觸熱變質作用和接觸交代變質作用，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)域變質作用（動力熱流變質作用）是在廣大范圍內發(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作用，形成區(qū)域變質巖。 混合巖化作用是變質巖與硅酸鹽流體相互作用，介于變質作用和巖漿作用之間的過渡類型的地質作用，形成混合巖。13 巖層斷裂位移，發(fā)生動力變質作用，沿破裂面兩側可形成碎裂巖（構造角礫巖）。14 與火成巖接觸的圍巖接觸帶上將發(fā)生接觸變質

5、作用。15 不同的構造環(huán)境決定了不同的變質作用類型16在變質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。變質巖中某種礦物和礦物組合的出現，代表了一定的溫度和壓力條件，是研究變質作用環(huán)境的重要標志。二、變質巖的礦物組成17 變質作用類型與溫度、壓力（深度）的關系 深度 溫度18區(qū)域變質巖類型及礦物組成 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

6、巖類對變質作用最為敏感，不同級別的變質巖特征明顯，基性-超基性巖次之；成分單一的石英砂巖和石灰?guī)r只反映在重結晶的程度上。（2）復成分原巖的深變質產物都是片麻巖和麻粒巖，代表高溫變質環(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、變質巖的結構 變晶結構:變質作用過程中，原巖發(fā)生礦物的形成、生長、組合相嵌而形成的結晶結構。（如：粒狀變晶結構、鱗片粒狀變晶結構、斑狀變晶結構等。） 變余結構：變質作用過程中，殘留的原巖結構。（如：變余碎屑結構、變余泥質結構等。）2、變質巖的構造 變成構造：在變質作用過程中形成的構造。（如：板狀構造、千枚狀構造、片狀構造、片麻狀構造、塊狀構造等。） 變余構造：變質巖中殘留的原巖構造。（如：變余層理構造、變余氣孔構造、變余泥裂構造等。）三、變質巖的結構和構造21 片理構造形成示意圖22 無片理的鏡下照片 片理構造的鏡下照片23 石英巖：變余碎屑 結構，塊狀構造。 （左圖）大理巖：粒狀變晶結構， 條帶狀構造。（右圖）四、常見的變質巖24 綠片巖