動(dòng)力變質(zhì)作用及動(dòng)力變質(zhì)巖

1、動(dòng)力變質(zhì)作用及動(dòng)力變質(zhì)巖第1頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一一、概述動(dòng)力變質(zhì)作用 斷層帶或其它強(qiáng)烈構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)帶上，由于各種類型構(gòu)造應(yīng)力的作用，巖石通過(guò)碎裂、變形和重結(jié)晶等方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上的改造，有時(shí)也伴有礦物成分上的轉(zhuǎn)化。其特點(diǎn)是低溫、高應(yīng)變速率。動(dòng)力變質(zhì)作用形成的具有各種變形組構(gòu)的巖石即動(dòng)力變質(zhì)巖，也稱斷層巖或構(gòu)造巖。第2頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一二、主要變形機(jī)制 動(dòng)力變質(zhì)作用過(guò)程主要表現(xiàn)為巖石的變形過(guò)程，其中包括脆性變形和塑性變形。脆性變形是指由于巖石的內(nèi)聚力被破壞而變得不連續(xù)，主要表現(xiàn)為破裂（和碎裂）；塑性變形則是指巖石不失去其內(nèi)聚

2、力，發(fā)生沒(méi)有總體破裂的永久變形，主要表現(xiàn)為粒內(nèi)變形。變形過(guò)程中巖石表現(xiàn)為脆性還是塑性，主要取決于其性質(zhì)（成分、組構(gòu)）、變形時(shí)的溫度、圍壓、流體壓力、應(yīng)力作用方式及應(yīng)變速率等。 動(dòng)力變質(zhì)過(guò)程中主要的變形機(jī)制包括破裂、滑移、恢復(fù)和重結(jié)晶等作用。 第3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一碎裂作用 能在巖石中產(chǎn)生顯微破裂，這些顯微破裂或在晶內(nèi)發(fā)育、或穿過(guò)晶界擴(kuò)展，是巖石脆性變形的表現(xiàn)。碎裂作用使巖石中礦物顆粒的粒度減小。且隨著破裂作用的加強(qiáng)，微破裂增多，細(xì)?；潭仍龈?，原有顆粒由邊緣至中心逐漸為許多細(xì)小顆粒所替代?；?是粒內(nèi)塑性變形的主要形式，表現(xiàn)為在顆粒內(nèi)部沿某一個(gè)（或某些）滑

3、動(dòng)面發(fā)生滑動(dòng)位移。其結(jié)果是引起粒內(nèi)應(yīng)變，產(chǎn)生波狀消光、帶狀消光、變形紋、扭折帶等變形顯微構(gòu)造，同時(shí)可導(dǎo)致礦物的結(jié)晶學(xué)優(yōu)選方位的形成。第4頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一恢復(fù)作用 指使變形晶體再回復(fù)到其未變形狀態(tài)的作用過(guò)程。這種作用能夠降低因變形作用而儲(chǔ)存的應(yīng)變能，使晶體趨于穩(wěn)定狀態(tài)?；謴?fù)作用的結(jié)果是在礦物晶粒中產(chǎn)生亞顆粒而不形成新顆粒。亞顆粒一般取低角度界面形式，即相鄰亞顆粒間結(jié)晶學(xué)方位差不超過(guò)12。在正交偏光鏡下表現(xiàn)為受應(yīng)變的顆粒被分割為若干個(gè)消光位略有不同的有較規(guī)則界限的消光區(qū)，而在單偏光鏡下卻仍然是一個(gè)顆粒。第5頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星

4、期一重結(jié)晶作用 是恢復(fù)以后剩余應(yīng)變能的消耗過(guò)程，以無(wú)應(yīng)變新顆粒（最穩(wěn)狀態(tài)）的發(fā)育和生長(zhǎng)為特征。新的無(wú)應(yīng)變顆?？赏ㄟ^(guò)亞顆粒的旋轉(zhuǎn)或其邊界遷移、消耗老的顆粒而生長(zhǎng)。重結(jié)晶顆粒隨著應(yīng)變的增強(qiáng)而趨于變細(xì)。這種伴隨變形而發(fā)生的重結(jié)晶作用和無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下重結(jié)晶的機(jī)制不同，稱為動(dòng)態(tài)重結(jié)晶。 動(dòng)態(tài)重結(jié)晶往往先發(fā)育于變形顆粒和扭折帶的界面等高應(yīng)變區(qū)，形成壓扁、拉長(zhǎng)狀顆粒，邊界呈彎曲狀、鋸齒狀或縫合線狀，顯示不穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，顆粒邊界趨于平直而略有彎曲。動(dòng)態(tài)重結(jié)晶作用也是一種細(xì)?；^(guò)程，也可使礦物具優(yōu)選方位。 第6頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一石英顆粒的重結(jié)晶第7頁(yè)，共21頁(yè)，

5、2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一碎裂滑移恢復(fù)及重結(jié)晶作用，是巖石由脆性變形向塑性變形的轉(zhuǎn)化過(guò)程。這種轉(zhuǎn)化是隨著圍壓的增大、溫度的升高以及應(yīng)變強(qiáng)度的增大而逐漸過(guò)渡的。一般在地殼較淺部，圍壓較小，溫度較低，以破裂作用為主；隨著深度的增加，逐漸過(guò)渡為以滑移、恢復(fù)和重結(jié)晶作用為主。當(dāng)然，這種轉(zhuǎn)化還受原巖性質(zhì)、應(yīng)力作用方式及應(yīng)變速率的制約。第8頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一碎斑指動(dòng)力變質(zhì)巖中經(jīng)破碎或塑性變形后殘留的較大顆粒，在糜棱巖和超糜棱巖中也可稱殘斑；基質(zhì)是巖石中粒度較小的部分，它可以是碎基（巖石破裂、細(xì)?；漠a(chǎn)物），也可以是動(dòng)態(tài)重結(jié)晶形成的細(xì)小顆粒，或二者兼有。

6、在超糜棱巖中，基質(zhì)幾乎全由動(dòng)態(tài)重結(jié)晶顆粒組成，所以也稱塑基。三、動(dòng)力變質(zhì)巖的主要巖石類型 碎斑、殘斑的形成主要是由于不同礦物本身的強(qiáng)度（能干性）有差異，而巖石各部分受應(yīng)力的大小也不均勻所致概念第9頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一 （一）碎裂巖系 是脆性變形的產(chǎn)物，其顯著特征是巖石無(wú)定向或弱定向。以脆性破裂為主，沒(méi)有或很少有重結(jié)晶作用。按主要顆粒粒徑及碎基含量劃分為礫巖類、?；瘞r類和破化巖類。1.礫巖類 多產(chǎn)于地殼淺部，具礫狀結(jié)構(gòu)，粒徑2mm，碎基含量30%。按角礫形態(tài)可進(jìn)一步分為構(gòu)造角礫巖和構(gòu)造礫巖。2.碎裂巖類（?；瘞r類） 巖石被裂隙切割，隨著變形的增強(qiáng)碎塊間的位移增

7、大，粒度逐漸變細(xì)、顆?；觿?，碎基含量增多。按主要顆粒大小及碎基含量進(jìn)一步分為碎裂巖、碎斑巖、碎粒巖及碎粉巖。 碎裂巖 具碎裂結(jié)構(gòu)，即裂隙將巖石切割為不規(guī)則的碎塊，碎塊位移不大。其間充填了碎基及次生的泥、硅質(zhì)或鐵錳質(zhì)等物質(zhì)，碎基含量50%。主要顆粒粒徑2mm。第10頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一碎裂巖第11頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一碎裂石英巖第12頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一 未固結(jié)的碎粉巖稱為斷層泥，多呈膏泥狀，礦物顆粒難以辨認(rèn)。斷層泥形成過(guò)程中常伴有壓溶作用，結(jié)果使方解石、長(zhǎng)石、石英等礦物減少而泥質(zhì)、碳質(zhì)、

8、粘土礦物等顯著增多。故殘余難溶組分常常是斷層泥的主要成分。 3.?；瘞r類?；瘞r是一種特殊的動(dòng)力變質(zhì)巖，是高應(yīng)變速率下變形、局部高溫熔融又迅速冷凝而成的巖石，又稱假玄武玻璃。多呈隱晶質(zhì)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，也常見(jiàn)脫?；F(xiàn)象。有時(shí)也含少量碎粉、碎?；蛩榘?，呈?；榉郏ㄋ榱?、碎斑）結(jié)構(gòu)。碎裂巖系命名時(shí)，如果原巖成分和結(jié)構(gòu)可以辨認(rèn)，可冠以原巖名稱命名，如花崗碎裂巖；如果原巖難以確定，可直接按變成結(jié)構(gòu)的特征命名，如碎裂巖，也可加上主要礦物的名稱，如長(zhǎng)英質(zhì)碎斑巖等。一般以“原巖名稱與動(dòng)力變質(zhì)巖名稱相結(jié)合”來(lái)命名。 第13頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一?；瘞r第14頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5

9、月20日，15點(diǎn)1分，星期一 （二）糜棱巖系 根據(jù)巖石中重結(jié)晶作用的性質(zhì)和強(qiáng)度、主要顆粒的大小及基質(zhì)（包括碎基和動(dòng)態(tài)重結(jié)晶顆粒）的含量進(jìn)一步劃分為糜棱巖類和構(gòu)造片巖類。糜棱巖類 糜棱巖常具有三個(gè)基本特征 ： 粒徑減??； 產(chǎn)于一個(gè)相當(dāng)狹窄的地帶中； 出現(xiàn)強(qiáng)化面理（流動(dòng)構(gòu)造）和（或）線理。根據(jù)碎斑、基質(zhì)的含量即應(yīng)變強(qiáng)度不同，糜棱巖類可細(xì)分為： 初糜棱巖 基質(zhì)（碎基重結(jié)晶顆粒）含量占1050%，碎斑、基質(zhì)均顯示定向排列。碎斑（多不規(guī)則狀）和碎基顆粒中可見(jiàn)顯微破裂及各種具塑性變形特征的顯微構(gòu)造，如斜長(zhǎng)石的雙晶彎曲，方解石的機(jī)械雙晶，石英的波狀消光、帶狀消光、變形紋、核幔構(gòu)造等。第15頁(yè)，共21頁(yè)，20

10、22年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一糜棱巖 是動(dòng)力變質(zhì)巖中最主要的類型之一?；|(zhì)含量占5090%，其中的重結(jié)晶顆粒含量比初糜棱巖中的多，但50%。碎斑圓化明顯，呈眼球狀、透鏡狀，基質(zhì)細(xì)粒狀。碎斑和基質(zhì)皆明顯定向排列，使巖石中出現(xiàn)葉理、條帶以及礦物拉伸線理等顯著的定向性構(gòu)造流狀構(gòu)造。礦物的各種塑性變形現(xiàn)象更加發(fā)育，動(dòng)態(tài)重結(jié)晶強(qiáng)烈，如各種形狀的石英大部分為動(dòng)態(tài)重結(jié)晶顆粒的集合體，甚至核幔構(gòu)造的“核”趨于消失或保留很少。宏觀上糜棱巖是一種致密的細(xì)粒（乃至隱晶質(zhì)）巖石，顆粒極細(xì)時(shí)看上去很象燧石巖，但一般都具有明顯的葉理（透入性面理），稱糜棱面理（Sc），不同葉理之間有礦物成分、顏色和粒度上的差異。礦

11、物的長(zhǎng)軸常平行糜棱面理走向或與之呈銳角相交。多數(shù)糜棱巖中原巖的碎塊或殘斑呈卵圓體、眼球體平行或近于平行糜棱面理排列，面理繞過(guò)殘斑分布，加強(qiáng)了巖石的流狀構(gòu)造面貌。 第16頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一糜棱巖第17頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一千糜巖 或稱千枚糜棱巖。基質(zhì)含量90%。原巖在強(qiáng)烈糜棱巖化粒度變細(xì)的過(guò)程中伴隨有某些礦物的重結(jié)晶和一些新生礦物（如絹云母、綠泥石、透閃石、鈉長(zhǎng)石、綠簾石等）的出現(xiàn)。千糜巖演化過(guò)程中一個(gè)重要的特征是沿著密集的滑移面上的差異運(yùn)動(dòng)使巖石具強(qiáng)片理，片理面上具絲絹光澤。（密集的面理可發(fā)生小尺度的褶皺）。第18頁(yè)，共2

12、1頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一 由初糜棱巖糜棱巖超糜棱巖（千糜巖），反映巖石塑性變形程度增高，應(yīng)變強(qiáng)度增大。結(jié)構(gòu)構(gòu)造上表現(xiàn)為主要顆粒粒度減小，碎斑含量減少，相應(yīng)地基質(zhì)含量增高，基質(zhì)中動(dòng)態(tài)重結(jié)晶顆粒所占比例增大，流狀構(gòu)造（韌性流）愈來(lái)愈顯著（即糜棱面理更加發(fā)育）。 礦物成分也發(fā)生相應(yīng)的變化，尤其是千糜巖中有新生的含水片狀、釬維狀礦物出現(xiàn)（流體條件和溫度變化）。變晶糜棱巖中重結(jié)晶作用由動(dòng)態(tài)重結(jié)晶變?yōu)殪o態(tài)重結(jié)晶為主，糜棱巖的結(jié)構(gòu)遭到破壞，礦物粒度反而明顯加大。但巖石的構(gòu)造、產(chǎn)狀、分布特征仍可保留。第19頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，15點(diǎn)1分，星期一 糜棱巖類的命名可按原巖（或主要礦物）名稱糜棱巖類名稱。如花崗質(zhì)糜棱巖，長(zhǎng)英質(zhì)超糜棱巖等。如果巖石糜棱巖化程度很低，碎基含量10% ，但有明顯的塑性變形特征，可稱為糜棱巖化巖，如糜棱巖化花崗巖。 糜棱巖類在野外總體呈帶狀分布，不同應(yīng)變強(qiáng)度的巖石也呈帶狀平行或近于平行分布，一般在韌性剪切帶的應(yīng)變中心為超糜棱巖