第五章+变质作用与变质岩.ppt

第五章变质作用和变质岩、第一节变质作用的基本特征第二节变质作用中原岩的变化第三节变质作用类型和代表岩石第四节岩石的演变、引言，占：个场地整体的27.4%； 主体位于中下地壳，地表较少的大别山超高压变质矿物的发现改写了古典板块构造论。 研究目的：寻找矿物资源，了解地球深部地质过程(HP的蓝闪石、红帘石、UHP的焦石、金刚石)的复原变质作用机理和过程(“玉已变质”的各种珍贵宝石、原料来自变质岩。 许多金属矿物经历了变质，变质丰富了矿。 前寒武纪铁石英岩型铁矿占世界铁储量的70%，中国鞍山型铁矿就是这种类型。 我国金铜铁铀不足)，第5章变质作用和变质岩，第1节变质作用的基本特征第2节变质作用中原岩的变化第3节变质作用类型和代表岩石第4节岩石的变化，第1节变质作用的基本特征，第1、变质作用：在温度(t )、压力(p )的变化和化学活性流体的作用下固体岩石的矿物成分、化学成分、结构发生变化变质作用主要发生在地壳深部，一般为10km。 变质三要素：T、p、流体、温度最为重要。 但陨石撞击和高压变质，主要因素是压力。 第一节变质作用的基本特征，第一、变质作用：热源主要由地球内部(岩浆热能和辐射热能)变质作用形成的岩石称为变质岩。 正、副变质岩原岩是被称为火成岩的正变质岩，原岩是被称为沉积岩的副变质岩。 第一节变质作用的基本特征，第二、变质作用三要素t、p、流体，1 .温度t变质温度：150C-900C低于150C常温、高于900C的地壳岩溶温度的作用：无定形晶体； 晶体重结晶； 物质与结构重组，某矿物另一矿物温度来源：地热增温(1C/33m )、结构运动热、岩浆热、辐射热、第一节变质作用基本特征；第二、变质作用三要素t、p、流体、2 .压力p、静压力(垂直或侧) :因上复岩石重量而随埋藏深度的增加而增加。 静压力各方向的力相等，第一节的变质作用的基本特征，第二、变质作用的三要素t、p、流体、2 .压力p，关系的流体压力等于上复岩石的静压力值的开放系的流体压力等于流体自身的重量，流体压力：第一节的变质作用的基本特征，第二、变质作用的三要素t、p、流体、2 定向压力、压力单位换算Bar (帕斯卡) Pa (帕斯卡) MPa兆帕斯卡GPa吉帕110510-110-41 ATM=101325 pasca105 pa=0.1MPa (兆帕斯卡) 1 GPA=103 MPa=10k bar=109 pa1MP a=106 pa1kb=100 MPa 1巴1atm(100万因素/cm2=0.986923标准大气压)1Pa=1牛顿(.100克/m2)=100克/10000cm2=0.01 蓝闪石钠长石产于地壳上部，压力大，是LT/HP产物，是古俯冲-撞击带的重要标志。 石榴辉岩、镁石榴辉石为地下40km深，压力为10Kb=10吨/cm2 (10kb=109pa=107g/cm2)超高压岩，石榴辉岩，含焦石、金刚石，压力更大，储量更深(30Kb，100km )。 全世界只保存了中国大别山、法国边境的西阿阿阿尔卑斯山的极少数地区。 产生了大陆深刻俯冲的科学新理论。第一节变质作用的基本特征、压力作用的标志、青片岩、青片岩艺术品、榴辉岩、榴辉岩艺术品、第一节变质作用的基本特征、第二、变质作用三要素t、p、流体、3 .具有化学活性的流体a .成分：以H2O、CO2为主， 含有其他易挥发物质和易流动物质b .的矿物结构中，H2O、CO2从某岩浆中脱出的是k、Na、s、f、H2O、CO2、SiO2等. c .岩浆流体：深部的岩浆向浅部上升，t、p降低，易挥发物质k、Na、s、f、H2O、CO2 摆脱SiO2等，第5章变质作用和变质岩第一节变质作用的基本特征第二节变质作用中原岩的变化第三节变质作用类型及其代表性岩石第四节岩石的变化、第二节变质作用中原岩的变化、一、化学成分的变化、矿物的变化三、变质岩的构造四、变质岩的构造、一. t、p变化时新的矿物333 例如：高岭土(吸热)莫来石石英水(高岭土脱水)方解石石英(吸热)硅灰石(放射状CO2(脱碳酸)，另一方面，化学成分的变化，1.t、p变化时形成新的矿物：另一方面，化学成分的变化、体积大、密度小的矿物变成体积小、密度大的矿物(1)橄榄石钙长石石榴石42.6101.0119 (分子体积)3.32.763.52 (比重) (2)石英(30Kbar )科石英(120Kbar )石英2.652.934.35 (比重)，2 .说明作用：固体下，岩石中物质成分交换作用。 例：中酸性岩浆侵入冷灰岩，其SiO2、Al2O3等热流体进入灰岩，从灰岩中提取CaO、MgO，在接触带形成硅岩，另一方面，化学成分的变化，3 .再结晶作用Recystalization定义：小晶体在温度上升时，生长成更大晶体的作用石灰岩CaCO3大理岩CaCO3(质地纯白，称为汉白玉)石英砂岩(加温)石英岩4 .变质的差异：岩石从均匀的构造变质为不均匀的条纹构造。 一、化学成分的变化，5 .韧性剪切作用是在地壳中深部位的高温和定向应力条件下产生的变质变形作用。 一、化学成分的变化，导致矿物在软化塑性状态下产生不对称旋转和剪切，形成新的岩石和组织。 那块岩石叫糜烂岩。 最终形成了大型韧性剪切带，可以丰富大中型糜烂岩型金矿。 韧性剪切带：由高应变岩石组成的线性变质变形带。 从该带的一侧进入另一侧，岩石扭转，两侧的岩块发生了明显的剪切变位，但没有明显的断面。 渗透性结构贯穿全带(延伸线处理、剪断处理、组织)。 一、化学成分的变化，二、矿物的变化，片理和变质矿物是变质岩的两个重要特征！ 变质矿物：变质作用过程中形成的唯一矿物。 主要为：兰闪石、红帘石、红柱石、蓝晶石、硅石、十字石、堇青石、硅灰石、焦石、金刚石(稀)、红帘石、红柱石、蓝晶石、硅石、十字石、堇青石、硅灰石、硅灰石、33-44为柱状焦石，新发现的超高压变质岩的构造是指矿物、变质斑晶本身的特征、形态、大小，与邻近粒子的关系1 .变质构造：原岩再结晶后者有石榴石片岩(有新生矿物石榴石)的2 .变质馀构造：尚有部分原岩构造者有浅变质构造(板岩特有的变质构造、砂质构造)、三、变质岩的构造、三变质构造其特征是矿物粒子被不规则形状的带角的碎片破碎，碎片的边缘呈锯齿状，有扭曲变形等现象。 4 .说明结构：在变质作用过程中，通过化学说明作用(物质的带出和添加)形成的结构。 特征是在岩石中矿物被分解消失，形成新的矿物。变质岩构造：矿物间关系，空间展布方式1 .构造：原岩构造(如层理)消失，变质作用形成的新构造。 四变质岩的构造有： (1)斑点状构造(2)板状构造(3)片处理构造(4)片麻状构造(5)拉丝处理(6)块状构造，2 .变馀构造：变质岩中残留原岩的构造。 例如，如果改变层状、气孔、带结构等，则可以根据变质程度来改变：斑点状(spotted)板状结构(slate)千片状结构(phyllite)片状结构(schist)片状结构(gneiss)块状结构(quartzite )、四变质岩的结构， 第五章变质作用和变质岩第一节变质作用的基本特征第二节变质作用中原岩的变化第三节变质作用类型及其代表岩石第四节岩石的演化、第三节变质作用类型及其代表岩石、第一、接触变质第二、区域变质第三、混岩化作用第四、动力变质作用、第一、接触变质、岩浆活动引起的火成岩(主要是侵入岩)和围岩接触带的范围内根据变质过程中有无说明作用，可分为接触热变质作用和接触说明作用两种。 1 .接触热变质作用：岩石受热后发生矿物重结晶、脱水、脱碳及物质成分重组合，与新矿物形成边界结构。 引起变质的主要原因是温度。 代表性的岩石有角岩、斑点角岩、大理岩、石英岩等。 2 .接触说明变质作用：岩浆分泌的挥发性物质作用于围岩，围岩化学成分发生显着变化，产生大量新矿物，与新岩石形成结构。 接触说明变质作用主要发生在侵入体与围岩的接触带，其典型岩石为硅岩，一是接触变质，绿闸石(黄绿色者)硅岩，接触说明变质作用形象，一是接触变质，二是区域变质，一是区域变质作用：是t，p，流体综合作用，在区域范围内发生变质，变质环境和温度， 与压力关系的示意图2 .代表性岩石：板岩(赣北浙西瓦板岩)千枚岩片岩斜长角闪岩片麻岩麻粒岩榴辉岩3 .代表性矿物：超高压、高温：C金刚石金刚石高压、低温：角闪石、钠长石兰闪石glaucophane高温低压：粘土矿物赤柱(Al2SiO5)Andalousite高温、高压：粘土矿物硅线(Al2SiO5)Sillimanite中温、中压：粘土矿物兰晶石(Al2SiO5)Disthene、二、地域变质、板岩、千枚岩、二、地域变质(代表岩)、变形区域变质(代表岩)，眼球状花岗岩片岩，榴辉岩二，区域变质(代表岩石)，四.变质程度：不同的变质岩，原岩可能相同，等质化学系统为粘土岩或页岩板岩千枚岩片岩片麻岩(世界着名的巴氏变质带)，二、区域变质，三、混合岩化作用，混合化作用：从变质作用向岩浆作用的过渡成岩作用具有混合化作用的岩石成为混合岩。 混合岩由两部分组成：基体和脉体，基体：变质岩，一般变质程度较高的各种岩，片麻岩和斜长角闪岩，颜色较浓，脉体：熔体，熔体和热水注入，说明形成新的岩石，条形混合岩，肠状混合岩，三，混合岩化作用，四，动力变质作用，80年代形成主要在岩石变形方面，分为浅地壳水平脆性变形和中深地壳水平韧性变形，脆性变形表现为机械破碎，一般不发生物质成分重组，不形成新矿物，其产物主要为破碎角砾岩、破碎岩、破碎粒岩等。 韧性变质变形发生在定向应力环境中，其深度一般大于10km，温度在300以上，多于当前地区的变质岩地区。其特点是糜烂岩出现，常构成韧性剪切带。 四、动力变质作用、韧性变质-变形意象、断裂带双层结构、四、动力变质作用、第五章变质作用和变质岩、第一节变质作用的基本特征第二节变质作用中原岩的变化第三节变质作用类型和代表