普通地質學第05章 變質作用與變質巖

第五章

變質作用與變質巖●分布:占地殼總體積的27.4%;主體在中、下地殼,地表較少●大別山超高壓變質礦物的發(fā)現(xiàn)，改寫了經典板塊構造理論?！裱芯磕康模毫私獾厍蛏畈康刭|過程（HP的藍閃石、紅簾石，UHP的柯石英、金剛石);恢復原巖;闡明變質作用機制和過程;尋找礦產資源(“玉自變質來”)；各種名貴寶石，原料均來自變質巖。多數(shù)金屬礦產，都經歷過變質，變質使礦變富變大。前寒武紀含鐵石英巖型鐵礦占世界鐵儲量70%,我國的鞍山式鐵礦屬此類型。我國缺金銅鐵鈾）第五章變質作用與變質巖22023/3/30第二節(jié)變質巖的特征第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石第四節(jié)變質巖的分類及常見變質巖第五章變質作用與變質巖第一節(jié)變質作用及其影響因素32023/3/30一、變質作用的概念變質作用指原巖基本上在固態(tài)下，主要由內動力的作用使其變成另一種新巖石的過程?！褡冑|作用的結果，是使一種巖石轉變成另一種新的巖石。新形成的巖石無論是巖石的礦物成分、結構、構造，均可與原巖不同，這種新的巖石稱為變質巖?！褡冑|作用與巖漿作用和風化作用的區(qū)別為：

巖漿作用是高溫、高壓，使原巖從固態(tài)轉變成熔融的液態(tài)后。

風化作用是地表巖石在常溫、常壓下，主要由外動力引起的各種變化。第一節(jié)變質作用及其影響因素42023/3/30二、變質作用的影響因素第一節(jié)變質作用及其影響因素變質作用的影響因素溫度是變質作用的基本因素，多數(shù)變質作用都是在溫度升高條件下進行的。變質作用的溫度范圍從150～200℃，直到700～900℃。壓力變質壓力可以從上百GPa到上千Gpa。根據(jù)壓力的作用特征分為靜壓力和定向壓力?；瘜W活動性流體

流體以H２O與CO２為主，溶解了許多易揮發(fā)的物質及SiO２等許多礦物質。52023/3/301、溫度第一節(jié)變質作用及其影響因素

主要有來自地球內部的熱能（地熱、巖漿熱、巖石斷裂產生的高溫等），不同區(qū)域，不同深度，熱能也不同。溫度升高增加了巖石內部質點的活動性，因而使巖石產生物理化學變化：石灰?guī)r大理巖；泥質巖角巖；石英砂巖石英巖。2)形成新的礦物——使巖石內部物質重新組合，非晶質變?yōu)榻Y晶質，形成新的礦物。1)重結晶作用—使晶粒細小的巖石變成晶粒粗大的巖石。

脫水 吸熱蛋白石石英高嶺石紅柱石+石英+水62023/3/302、壓力

1)靜壓力（均衡壓力或圍壓）——由上覆巖層的重力引起的。靜壓力使巖石的體積縮小，密度加大，變的致密堅硬，并形成新的礦物。如第一節(jié)變質作用及其影響因素

壓力增大往往伴隨著溫度升高，因此在溫度、壓力的共同作用下，也會產生重結晶并形成新的礦物。如：泥質巖板巖、千枚巖、片巖

2)定向壓力

由構造運動或巖漿活動引起的擠壓力，使巖石中礦物垂直于壓力方向排列，產生片理構造片麻狀構造等。同時還能形成新的礦物：石英、云母、綠泥石、石墨等。

72023/3/303、具有化學活動性的流體第一節(jié)變質作用及其影響因素1)來源：主要來自巖漿和深層熱水溶液，也可以是原來的巖石中的流體。2)成分：主要是水、二氧化碳以及氧、氟、氯、硼、磷等易揮發(fā)性組分。3)作用方式：流體與溫度、壓力等共同作用，活動在巖石的破碎帶、接觸帶以及礦物顆粒間的空隙中，與周圍物質進行一系列反應，將巖石中的一些元素熔濾出來，引起巖石物質成分的變化。如：橄欖石蛇紋石；輝石綠泥石、絹云母；黑云母綠泥石、絹云母

上述三種因素相互聯(lián)系，相互影響，共同作用，只是在一定的地質條件下，某種因素起主要作用而已。82023/3/30第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石第四節(jié)變質巖的分類及常見變質巖第五章變質作用與變質巖第一節(jié)變質作用及其影響因素第二節(jié)變質巖的特征92023/3/30第二節(jié)變質巖的特征變質巖的特征，最主要的有兩點：一是巖石重結晶明顯，二是巖石具有一定的結構和構造，特別是在一定壓力下礦物重結晶形成的片理構造。一、變質巖的礦物一部分礦物是在其它巖石中也存在的礦物，如石英、長石、云母、角閃石、輝石、磁鐵礦以及方解石、白云石等。還有一部分礦物是在變質過程中產生的新礦物，如石榴子石、藍閃石、絹云母、綠泥石、紅柱石、陽起石、透閃石、滑石、硅灰石、蛇紋石、石墨等變質礦物。這些礦物是在特定環(huán)境下形成的穩(wěn)定礦物，是鑒別變質巖的標志礦物。102023/3/30第二節(jié)變質巖的特征二、變質巖的結構

變質巖——地殼中原來已經存在的各種巖石，在溫度、壓力和化學活動性流體的作用下，使原來的巖石在結構、構造或物質成分上發(fā)生變化而形成的新巖石。

①變余結構——變質程度較低，重結晶和變質結晶不完全，保留有原巖的結構。如：變余泥質結構（板巖）、變余斑狀結構等。112023/3/30第二節(jié)變質巖的特征二、變質巖的結構②變晶結構——原巖在固態(tài)下發(fā)生重結晶、變質結晶作用，形成的結晶質結構。如：粒狀變晶結構（石英巖、大理巖）、鱗片變晶結構（千枚巖、云母片巖）等。122023/3/30第二節(jié)變質巖的特征三、變質巖的構造①變余構造——巖石變質后仍保留原巖的構造特征。如：變余層理構造、變余波痕構造、變余氣孔構造等。板巖千枚巖片巖片麻巖斑點板巖②變成構造——原巖通過重結晶、變質結晶形成的構造。如：斑點構造（斑點板巖）、板狀構造（板巖）、千枚狀構造（千枚巖）、片狀構造（片巖）、片麻狀構造（片麻巖）等。132023/3/30第二節(jié)變質巖的特征板狀構造千枚狀構造片麻狀構造片狀構造142023/3/30第四節(jié)變質巖的分類及常見變質巖第五章變質作用與變質巖第一節(jié)變質作用及其影響因素第二節(jié)變質巖的特征第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石152023/3/30第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石根據(jù)變質因素和地質條件的不同分為四種類型：一、接觸變質作用——巖漿侵入與圍巖接觸的地帶，由于溫度增高和氣水熱液與圍巖發(fā)生的作用。接觸變質作用形成的角巖1.接觸熱變質作用——以溫度增高為主，巖石受熱后發(fā)生礦物的重結晶。泥質巖斑點板巖、角巖石灰?guī)r大理巖石英砂巖石英巖162023/3/30第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石2.接觸交代變質作用——除溫度以外，來自巖漿的揮發(fā)性物質（氣水熱液）與圍巖發(fā)生交代作用，使巖石發(fā)生復雜的化學變化，并產生新的礦物。最典型的代表是：酸性巖漿與碳酸鹽巖石接觸交代，形成矽卡巖，并且常形成矽卡巖礦床。172023/3/30第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石

——構造運動使巖石產生破碎、變形、重結晶的一種變質作用。主要出現(xiàn)在斷裂帶附近，常形成特有的構造巖、碎裂巖、角礫巖、和糜棱巖等。二、動力變質作用（破裂變質作用）182023/3/30第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石三、區(qū)域變質作用

是在廣大范圍內發(fā)生，并由溫度、壓力以及化學活動性流體等多種因素引起的變質作用。區(qū)域變質作用影響范圍可達數(shù)千至數(shù)萬平方公里，影響深度可達20KM以上，常與強烈的構造運動有關，與一定區(qū)域范圍內的構造變形、巖漿活動等同時出現(xiàn)。往往表現(xiàn)出一定的帶狀分布。巖石圈洋殼大陸殼低溫高壓帶高溫低壓帶高溫高壓帶192023/3/30第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石三、區(qū)域變質作用變質帶變質因素變質作用變質巖淺變質帶（低級變質）溫度、靜壓力不太高定向壓力強巖石破碎重結晶板巖、千枝巖、片巖、石英巖中變質帶（中級變質）溫度、定向壓力較強、化學活動性流體較強靜壓力不很強重結晶顯著片巖、大理巖、片麻巖深變質帶（高級變質）溫度、靜壓力很高定向壓力不一定很強重結晶極為完好片麻巖、麻粒巖、榴輝巖202023/3/30第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石

這是變質作用向巖漿作用轉變的過渡性地質作用。如果熱流量繼續(xù)升高則轉變?yōu)榛◢弾r化作用，形成地殼深熔型花崗巖。

區(qū)域變質作用進一步發(fā)展，由于地殼內部熱流量的增大和動力作用的增強，產生深部熱液和重熔巖漿，它們廣泛滲透、擴散、交代，并注入圍巖中，形成變質巖基體和長英質脈體組成的混合巖。四、混合巖化作用（超深變質作用）212023/3/30第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石接觸變質作用動力變質作用區(qū)域變質作用222023/3/30第四節(jié)變質巖的分類及常見變質巖第五章變質作用與變質巖第一節(jié)變質作用及其影響因素第二節(jié)變質巖的特征第三節(jié)變質巖作用類型及代表性巖石232023/3/30第四節(jié)變質巖的分類及常見變質巖

一、主要根據(jù)變質作用的類型分類：1.接觸變質巖：大理巖、角巖、矽卡巖等；2.動力變質巖：構造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖；3.區(qū)域變質巖：板巖、千枚巖、片巖、片麻巖等；4.混合巖和混合花崗巖。242023/3/30第四節(jié)變質巖的分類及常見變質巖白色、灰白色或各種彩色。主要由方解石、白云石（>50%）重結晶所組成，具粒狀變晶結構，塊狀或條帶狀構造。白色、灰白色，粒狀變晶結構，塊狀構造。由硅質成分的原巖（石英砂巖、硅質巖）經變質作用重結晶形成。石英含量>85%.具變余泥質結構，板狀構造。板理面上可見有絹云母、綠泥石。原巖主要是泥質巖、泥質粉砂巖等，重結晶不明顯。二、常見變質巖①大理巖②石英巖③板巖252023/3/30第四節(jié)變質巖的分類及常見變質巖具顯微變晶結構，千枚狀構造，片理面具強絲絹光澤。原巖類型與板巖相似，但基本上已重結晶。礦物組分為絹云母、綠泥石、石英、納長石等。具變晶結構，片狀構造。原巖已全部重結晶。常見礦物有云母、綠泥石、角閃石、石英、斜長石等。④千枚巖⑤片巖262023/3/30第四節(jié)變質巖的分類及常見變質巖具鱗片粒狀變晶結構，片麻狀構造或條帶狀構造。主要由長石、石英、黑云母、角閃石或輝石等構成。是由較強烈的混合巖化作用形成的，由基體和脈體組成，脈體約含15-50%，以注入作用為主，交代作用不太強烈，基體與脈體的界線一般較清楚⑦混合巖⑥片麻巖272023/3/30小結1.動力能源來自地球內部，作用范圍包括整個巖石圈。2.以構造運動為主導，互相聯(lián)系，只是在某一區(qū)域某一時期以某種內力地質作用為主。3.內力地質作用不但促使地殼內部物質運動，而且改造、控制地表形態(tài)（總的輪廓和海陸變遷）。二、內、外力地質作用的相互關系（巖石的循環(huán)）

各種地質作用是相對獨立的，又是相互依存的，是對立的又是統(tǒng)一的。對地球既產生破壞作用，同時也產生建造作用。一、內力地質作用小結282023/3/30小結地幔巖漿侵入地幔巖漿

巖漿巖沉積巖沉積物變質巖地殼巖漿侵入風化剝蝕搬運作用成巖作用變質作用變質作用地殼重熔結晶作用結晶作用風化剝蝕搬運作用構造運動主導下，內外力地質作用的相互關系以及巖石的循環(huán)侵入作用風化剝蝕搬運作用292023/3/30

了解變質作用的概念、因素、類型及有關礦產；初步掌握變質巖的一般特征和常見變質巖；掌握內、外力地質作用在地殼演變中的作用及它們之間的關系。

學習重點

重點是變質作用的因素、類型和促使地殼演變的內、外力地質作用關系。作業(yè)及思考題：1.變質作用的因素有哪些？它們是如何使巖石變質的？2.變質巖有哪些結構、構造？本章學習要求3.變質作用有哪些類型？并列出1-2種代表巖石。4.圖示三大類巖石的形成與演化關系。302023/3/30

1．地球具有同心圈層結構，以地表為界分外部圈層和內部圈層。其中，內部圈層圈包括()、()、()。2．地質作用分為內力地質作用與外力地質作用兩類，其中以太陽能及日月引力能為能源并通過大氣、水、生物因素引起，包括()、()、()、()、

和固結成巖作用。3．根據(jù)巖漿的冷凝環(huán)境分類，火成巖可分為

、

、

。4．按晶體化學分類法，礦物可分為

、

、

、

等五類。5.變質巖的結構主要有

、

兩大類。習題312023/3/306．礦物光學性質是指礦物在可見光作用下所表現(xiàn)的性質，包括

、

、

、

。7．引起變質作用的因素有

、

、

。8.按照巖石的成因（形成方式），巖石分為

、

、

三大類。9.風化作用的類型包括

、化學風化和

三種類型。習題322023/3/30

1．下列元素在地殼中的豐度最高的（