《巖石學(xué)》第20章接觸變質(zhì)巖與斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖課件

第二十章、接觸變質(zhì)巖與斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石第二節(jié)、斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石一、接觸變質(zhì)作用的一般特征1.接觸變質(zhì)作用是伴隨巖漿作用而發(fā)生的一種現(xiàn)象。2.分布局限，規(guī)模不大，圍巖主要受巖漿散發(fā)的熱量和揮發(fā)分的影響發(fā)生變質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶，有時(shí)伴有交代作用。3.主要因素——溫度和揮發(fā)分，壓力不大。4.產(chǎn)于較淺部低壓高溫環(huán)境中：T=500-550℃，P<0.3GPa5.根據(jù)變質(zhì)作用過(guò)程中有無(wú)交代作用出現(xiàn)，分為： 熱接觸變質(zhì)作用——形成熱接觸變質(zhì)巖 接觸交代變質(zhì)作用——形成接觸交代巖第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石一、接觸變質(zhì)作用的一般特征在接觸變質(zhì)的過(guò)程中，靠近侵入體的圍巖所達(dá)溫度最高，離巖體越遠(yuǎn)，溫度越低，因此從外圍向接觸帶，隨變質(zhì)程度的增高會(huì)依次出現(xiàn)不同的礦物共生組合，他們以巖體為中心呈環(huán)帶狀分布，形成接觸變質(zhì)暈，寬度自幾十厘米至幾百厘米不等。北京房山燕山晚期花崗閃長(zhǎng)巖巖體侵入古生代地層當(dāng)中，與泥質(zhì)巖接觸的部位發(fā)育完整的接觸變質(zhì)暈。羊23456789關(guān)坻東山口花崗閃長(zhǎng)巖鐵嶺組大理巖輝石角巖相角閃石角巖相鈉長(zhǎng)綠簾角巖相C34礦物共生組合分析實(shí)例北京房山地區(qū)接觸變質(zhì)分帶現(xiàn)象據(jù)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）北京地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，1998修改接觸變質(zhì)地層為三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、二疊紀(jì)、奧陶紀(jì)礦物組合的變化反應(yīng)隨溫度的增高變質(zhì)反應(yīng)程度的遞增。第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型接觸變質(zhì)巖一般是在低壓較高溫，基本沒(méi)有偏應(yīng)力的條件下形成的，所以它們以細(xì)均粒變晶和塊狀構(gòu)造為特征，通常稱(chēng)為角巖結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）。斑點(diǎn)狀和變斑狀也較常見(jiàn)，變斑晶經(jīng)常是紅柱石、堇青石等較低壓礦物。細(xì)粒變晶和塊狀碎塊構(gòu)成的角巖結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型有些接觸變質(zhì)暈范圍內(nèi)的巖石也可具有不同強(qiáng)度的板劈理或片理、片麻狀構(gòu)造，成因有兩種：①變質(zhì)結(jié)晶時(shí)，新生云母等片狀礦物生長(zhǎng)時(shí)優(yōu)先沿原沉積巖的層里面平行排列，繼承了原巖的層理；②接觸變質(zhì)作用疊加于已經(jīng)遭受過(guò)區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)，具有板狀劈理或片理的變質(zhì)巖之上。第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型分類(lèi)和命名：主要是按原巖類(lèi)型和變質(zhì)等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)。常見(jiàn)巖石類(lèi)型：斑點(diǎn)板巖、角巖、（接觸）片巖和片麻巖第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型斑點(diǎn)板巖：具板狀構(gòu)造，重結(jié)晶很微弱，原巖特征基本保存，巖性與板巖相同。最大特征是出現(xiàn)斑點(diǎn)狀構(gòu)造，斑點(diǎn)形態(tài)大小不一，分布不均，“斑點(diǎn)”或是非晶質(zhì)的鐵質(zhì)或碳質(zhì)組分的集中，或是絹云母、綠泥石等的雛晶集合體，也可能是細(xì)粒長(zhǎng)英質(zhì)礦物的聚集。通常出現(xiàn)于接觸暈的外帶，代表較低溫條件下，變質(zhì)結(jié)晶作用圍繞某些中心開(kāi)始進(jìn)行。斑點(diǎn)千枚巖（板巖）第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型角巖：由細(xì)粒等粒狀礦物組成花崗變晶結(jié)構(gòu)或角巖結(jié)構(gòu)的接觸變質(zhì)巖，一般無(wú)顯著定向構(gòu)造，面理不發(fā)育。初始發(fā)育的紅柱石、黑云母常呈斑點(diǎn)狀。根據(jù)原巖和變質(zhì)作用溫度進(jìn)一步劃分為：泥質(zhì)角巖、長(zhǎng)英質(zhì)角巖、鈣鎂硅酸鹽角巖、基性角巖堇青石角巖：主要由致密的碳質(zhì)和細(xì)粒石英構(gòu)成第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型根據(jù)原巖和變質(zhì)作用溫度進(jìn)一步劃分為：泥質(zhì)角巖：原巖為泥質(zhì)或含粉砂泥質(zhì)巖，常見(jiàn)礦物共生組合為：白云母+黑云母+石英+斜長(zhǎng)石+(-)硬綠泥石長(zhǎng)英質(zhì)角巖：原巖主要是長(zhǎng)石質(zhì)雜砂巖或酸性火山巖等，變質(zhì)后主要組成礦物是石英、酸性斜長(zhǎng)石和黑云母，白云母不常見(jiàn)，偶見(jiàn)石榴子石。第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型根據(jù)原巖和變質(zhì)作用溫度進(jìn)一步劃分為：鈣鎂硅酸鹽角巖：原巖主要是泥灰?guī)r，變質(zhì)后礦物組成以各種鈣鎂硅酸鹽為主，常見(jiàn)透輝石、透閃石、鈣鋁榴石等。基性角巖：原巖主要是基性火山巖或火山碎屑沉積巖，變質(zhì)后基本礦物組成為普通角閃石和中基性斜長(zhǎng)石石墨紅柱石角：深灰，塊狀構(gòu)造，斑狀變晶結(jié)構(gòu)，基質(zhì)角巖結(jié)構(gòu)。主要成分：石墨、紅柱石（菊花石）、石英

角巖(菊花石）：深黑，塊狀構(gòu)造，斑狀變晶結(jié)構(gòu)（變斑晶呈菊花瓣?duì)罘派錉钆帕校?，基質(zhì)角巖結(jié)構(gòu)主要成分：基質(zhì)青金石

第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型接觸片巖和片麻巖具片狀或片麻狀構(gòu)造，片理既可能是繼承原巖的層理而成，也可能是構(gòu)成變形作用的產(chǎn)物，變晶粒度常較區(qū)域變質(zhì)巖細(xì)，礦物成分隨原巖類(lèi)型和變質(zhì)溫度而變化。常見(jiàn)類(lèi)型為堇青石紅柱石云母片巖和矽線(xiàn)石黑云母片麻巖等。第一節(jié)、接觸變質(zhì)作用及其巖石二、接觸變質(zhì)巖的主要類(lèi)型此外，碳酸鹽沉積巖接觸變質(zhì)所稱(chēng)的巖石也稱(chēng)大理巖；由硅質(zhì)化學(xué)沉積巖和石英砂巖形成的接觸變質(zhì)巖通稱(chēng)石英巖，礦物特征與區(qū)域變質(zhì)成因的同類(lèi)巖石相同。第二節(jié)、斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖斷裂動(dòng)力變質(zhì)巖主要出現(xiàn)在斷裂帶和韌性剪切帶中，巖石一般呈線(xiàn)性分布，寬幾厘米到數(shù)百米不等。巖石特征：決定于應(yīng)力的性質(zhì)和強(qiáng)度又決定于巖石的物性和溫壓條件及應(yīng)變速率等因素。第二節(jié)、斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖巖石特征：決定于應(yīng)力的性質(zhì)和強(qiáng)度又決定于巖石的物性和溫壓條件及應(yīng)變速率等因素。在地殼淺部低溫壓環(huán)境中以脆性變形為主，巖石不同程度碎裂乃至粉碎，并伴以碎裂流動(dòng)。在較深部溫壓較高條件下，表現(xiàn)為塑性變形，通過(guò)礦物晶內(nèi)和晶界各種滑移及不同程度的恢復(fù)重結(jié)晶形成，既表現(xiàn)為碎裂又表現(xiàn)為強(qiáng)烈定向的各種構(gòu)造現(xiàn)象。第二節(jié)、斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖動(dòng)力變質(zhì)巖的典型構(gòu)造：碎裂構(gòu)造：巖石脆性變形過(guò)程中，分裂成大小不一的棱角狀碎塊，碎塊之間是碎成極細(xì)的基質(zhì)，巖石中無(wú)定向構(gòu)造。變形作用強(qiáng)烈，碎塊數(shù)量減少，基質(zhì)數(shù)量增多，稱(chēng)碎斑構(gòu)造第二節(jié)、斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖動(dòng)力變質(zhì)巖的典型構(gòu)造：糜棱構(gòu)造：塑性變形過(guò)程中，巖石碎成細(xì)粒的同時(shí)，由于各種滑移作用強(qiáng)烈面理化，同時(shí)也伴有一些恢復(fù)重結(jié)晶作用，使巖石外觀(guān)致密，具有流動(dòng)構(gòu)造。少數(shù)殘留的較粗碎塊則成眼球狀。當(dāng)恢復(fù)重結(jié)晶作用加強(qiáng)時(shí)，巖石中經(jīng)動(dòng)態(tài)結(jié)晶，出現(xiàn)許多細(xì)粒新生的片狀云母等礦物，呈定向排列，外貌酷似千枚巖，稱(chēng)之為千糜狀構(gòu)造。第二節(jié)、斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的分類(lèi)：首先按變形機(jī)制把動(dòng)力變質(zhì)巖分成兩大類(lèi)：碎裂巖些列：主要由脆性變形過(guò)程中原巖碎裂形成，無(wú)面狀構(gòu)造；糜棱巖系列：有塑性變形過(guò)程中的原巖物質(zhì)強(qiáng)烈花面理所成。其次按碎斑（碎塊）的殘留原巖與碎裂化后的基質(zhì)（碎基）之間的比例進(jìn)行進(jìn)一步劃分，以表示動(dòng)力變質(zhì)的強(qiáng)度。同時(shí)，要考慮恢復(fù)重結(jié)晶作用乃至后來(lái)靜態(tài)重結(jié)晶的狀況斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型1、構(gòu)造角礫巖：

構(gòu)造角礫巖通常出現(xiàn)在地層淺部斷層帶，原巖破碎的碎塊呈棱角狀，含量較高，大小混雜，排列紊亂，無(wú)定向，基質(zhì)含量一般小于1/3，由細(xì)巖屑及泥質(zhì)、鐵質(zhì)等膠結(jié)物組成。當(dāng)巖石碎塊棱角不鮮明時(shí)，呈扁豆?fàn)睢⒋螆A狀時(shí)，可稱(chēng)為構(gòu)造礫巖。構(gòu)造角礫巖：斑雜色，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，有構(gòu)造角礫、粉砂質(zhì)基質(zhì)和膠結(jié)物組成斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型2、碎裂巖（粒化巖）類(lèi)：特點(diǎn)：有大量裂隙，他們將巖石分割成不規(guī)則的碎塊，但彼此位移不大，仍可大致拼接，碎塊間充填了碎基及次生的泥質(zhì)、硅質(zhì)或鐵錳質(zhì)物質(zhì)，一般總量＜50%。斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型2、碎裂巖（?；瘞r）類(lèi)：當(dāng)碎裂化輕微，可以辨認(rèn)原巖時(shí)稱(chēng)為碎裂××，如碎裂花崗巖；當(dāng)原巖碎裂加強(qiáng)，碎塊粒度為0.5~2mm，出現(xiàn)碎斑結(jié)構(gòu)，可稱(chēng)為碎斑巖。當(dāng)巖石中絕大部分礦物碎裂成為細(xì)粒者、碎粉時(shí)可稱(chēng)為碎粒巖，粒度0.1-0.5mm，較均勻，無(wú)碎斑。當(dāng)巖石完全粉碎，呈粉砂狀細(xì)屑，分布均勻，無(wú)定向構(gòu)造，稱(chēng)為碎粉巖。斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型3、玻化巖：局部出現(xiàn)的動(dòng)力變質(zhì)巖，呈連續(xù)透鏡體、條帶或條紋夾于超碎裂巖中，是巖石在高速應(yīng)變時(shí)，局部出現(xiàn)高溫熔融又迅速冷卻形成的巖石，又稱(chēng)假玄武玻璃。多為玻璃質(zhì)或隱晶質(zhì)，也可有少量的碎粉和碎斑，呈?；榘呓Y(jié)構(gòu)。斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型4、糜棱巖類(lèi)：較高溫的條件下，以塑性變形為主所稱(chēng)的動(dòng)力變質(zhì)巖。特征：呈條帶狀分布，礦物粒度很細(xì)，巖石頁(yè)理化強(qiáng)烈。斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型4、糜棱巖類(lèi)：根據(jù)巖石粒度、碎基的相對(duì)含量極其重結(jié)晶作用的性質(zhì)和強(qiáng)度，糜棱巖可以進(jìn)一步劃分成：初糜棱巖：糜棱結(jié)構(gòu)，粒度一般＞0.5mm，恢復(fù)重結(jié)晶顆粒占10%-50%，可見(jiàn)較多的定向排列的碎斑，他們呈眼球狀、透鏡狀或其他不規(guī)則的形狀。斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型4、糜棱巖類(lèi)：根據(jù)巖石粒度、碎基的相對(duì)含量極其重結(jié)晶作用的性質(zhì)和強(qiáng)度，糜棱巖可以進(jìn)一步劃分成：糜棱巖：糜棱結(jié)構(gòu)，碎斑減少，粒度變細(xì)，重結(jié)晶顆粒增多，流狀構(gòu)造較為強(qiáng)烈，不僅有條紋狀透入性線(xiàn)理，還發(fā)育明顯的礦物線(xiàn)理，它們平行剪切方向。石英發(fā)生晶內(nèi)塑性變形而拉長(zhǎng)，剪切運(yùn)動(dòng)方向，上層向右剪切運(yùn)動(dòng)花崗質(zhì)糜棱巖糜棱巖，灰紅，眼球、紋理狀構(gòu)造糜棱結(jié)構(gòu)。主要成分：長(zhǎng)石、石英斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型4、糜棱巖類(lèi)：根據(jù)巖石粒度、碎基的相對(duì)含量極其重結(jié)晶作用的性質(zhì)和強(qiáng)度，糜棱巖可以進(jìn)一步劃分成：超糜棱巖：糜棱結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)重結(jié)晶的顆粒占半數(shù)以上，它們顆粒很細(xì)，一般粒徑＜0.1mm，流紋狀構(gòu)造更為顯著。千糜巖：具千枚-糜棱構(gòu)造，動(dòng)態(tài)重結(jié)晶更普遍，礦物顆粒相對(duì)較粗。初糜棱巖(野外照片)恢復(fù)重結(jié)晶顆粒10%左右，可見(jiàn)定向排列的碎斑糜棱巖斜長(zhǎng)石的S型殘斑結(jié)構(gòu),雙晶彎曲變形;糜棱構(gòu)造流狀構(gòu)造較為強(qiáng)烈糜棱巖糜棱組構(gòu)，條帶狀石英和條紋長(zhǎng)石的亞顆粒結(jié)構(gòu)重結(jié)晶顆粒增多糜棱巖(野外照片)恢復(fù)重結(jié)晶現(xiàn)象較為明顯，具線(xiàn)理。超糜棱巖(野外照片)動(dòng)態(tài)重結(jié)晶的顆粒占半數(shù)以上，它們顆粒很細(xì)，流紋狀構(gòu)造更為顯著斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型4、糜棱巖類(lèi)：根據(jù)巖石粒度、碎基的相對(duì)含量極其重結(jié)晶作用的性質(zhì)和強(qiáng)度，糜棱巖可以進(jìn)一步劃分成：變晶糜棱巖：靜態(tài)重結(jié)晶改造過(guò)的糜棱巖，具變余糜棱結(jié)構(gòu)，因此又可稱(chēng)為變余糜棱巖。重結(jié)晶顯著，恢復(fù)率大，由動(dòng)態(tài)重結(jié)晶向靜態(tài)重結(jié)晶作用轉(zhuǎn)變。顆粒呈拉長(zhǎng)狀，矩形或多邊形，粒度可達(dá)0.5mm以上。斷裂帶動(dòng)力變質(zhì)巖的主要類(lèi)型5、構(gòu)造片巖類(lèi)：巖石經(jīng)碎裂變形或糜棱巖化之后，又經(jīng)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)重結(jié)晶作用形成構(gòu)造片巖和片麻巖。