变质岩的基本特征及命名

1、变质岩学习情境三1学习情境三：变质岩的识别与描述目 录单元一：变质岩基本特征及其命名单元三：动力变质岩类的识别与描述单元四：区域变质岩类的识别与描述单元五：混合岩类的识别与描述单元二：气液变质岩类的识别与描述单元二：接触变质岩类的识别与描述2单元一：变质岩基本特征及其命名主 要 内 容第一部分 概述第二部分 变质岩的基本特征第三部分 变质岩的命名3单元一：变质岩的基本特征及其命名任务1.1 掌握和理解变质岩的基本概念 要识别变质岩，首先要知道变质岩的成分、结构、构造等基本特征，是什么岩石变来的？它有哪些鉴定特征？学习目标4能力目标：通过变质岩的矿物组合判断原岩的成分。能够识别和命名变晶结构、变

2、质构造。能够区分斑状结构和斑状变晶结构。知识目标：1.变质岩的基本概念、基本特征3.变质岩的分类命名4.熟记常见的低级、中级、高级变质矿物。单元一：变质岩基本特征及其命名5单元一：变质岩基本特征及其命名问题：1、什么是变质岩，根据原岩的不同，它可分为哪三大类？2、是什么因素导致岩石变质的，又是通过什么途径变质的？3、变质岩的化学成分、矿物成分与岩浆岩、沉积岩有何不同？4、变质岩中的矿物能指示它是由什么岩石变来的吗？5、如何识别板岩、千枚岩、片岩、片麻岩？6、如何给变质岩命名？6第一部分：概 述能力目标通过实习，能够识别和描述变质岩的结构和构造，能够推测原岩的类型。7第一部分：概述注意观察这些岩

3、石与前面所学的岩浆岩、沉积岩有何不同？注意事项相关知识1.变质作用及变质岩2.变质作用的因素、方式、类型3.变质岩的基本特征4.变质岩的命名81、变质作用：由地球内力作用促使原岩在基本保持固态状态下，发生矿物成分及结构构造变化的作用，称为变质作用。2、变质岩：由变质作用形成的岩石叫变质岩按原岩类型将变质岩分为三类： 由岩浆岩形成的变质岩称为正变质岩； 由沉积岩形成的变质岩称为副变质岩； 变质岩再变质称为复变质岩或叠加变质岩。一、概述9变质岩在地球的发展演化过程中占有重要的地位。前寒武纪（地壳形成历史的四分之三以上的时间）的岩石几乎全部是变质岩。变质岩的分布约占大陆面积的五分之一以上。变质岩在我

4、国分布很广，从太古宇至新生代都有变质岩的形成，但多数分布在古老的结晶地块和古生代以来的造山带、构造活动带中。因此，对变质作用和变质岩的研究有其重要的理论和实际意义。101、温度（150900）最重要的因素。 （1）T升高有利于吸热反应，T降低反应向放热方向进行。Al4Si4O10(OH) 8 2Al2SiO4 O2SiO24H2O高岭石 红柱石石英 水（2）T升高可使岩石发生重结晶。（3）T升高可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性变形转化；（4）T升高使岩石中各种组份重新组合形成新的矿物。例如：方解石和石英原本是孤立的，随着温度的升高，它们组合在一起，形成了硅灰石。CaCO3SiO2CaSi

5、O3CO2方解石 石英 硅灰石（5）T升高还会发生选择性重溶，导致部分熔融而发生混合岩化。 3、变质作用的因素：是什么原因导致岩石发生变质呢？112、压力：静压力、流体压力和定向压力 。静压力（负荷压力）：来自上覆岩石。静压力的加大会使岩石的孔隙度减小，变得致密坚硬。压力增加，有利于体积大、密度小的不同矿物，结合成密度大、总体积小的新矿物。MgSiO4CaAl2Si2O8CaMg2Al2SiO43橄榄石 斜长石石榴子石3.3 2.76 3.5（相对密度）42.6 101.0119（分子体积） 定向压力：来自构造运动或岩浆活动所引起的侧向挤压力 。可改变岩石的结构、构造，同时因摩擦产生的高温，而

6、使岩石变质。流体压力：来自粒间孔隙流体，主要为H2O、CO2、O2等。可促使许多化学反应的发生，从而使岩石变质。 123、具化学活动性流体：主要成为为H2O、CO2、其次是O2、F2、B、Cl2等挥发份。其化学性质很活泼，可参与变质中的各种化学反应，使岩石的物质成分发生变化。（1）在变质反应中，流体作为催化剂可大大提高变质反应（包括交代反应）的速率。2MgO+SiO4 MgSiO4（2）流体可直接参与变质反应，成为控制变质矿物组合的重要因素。绢云母+绿泥石 黑云母+水（3）以水为主的化学活动性流体，在重熔作用中，可降低岩石的熔点。（4）流体对交代作用和成矿作用起促进作用。13（1）重结晶作用：

7、原岩中同种矿物在保持固态的条件下，通过溶解，组分迁移，然后再沉淀结晶而不形成新矿物相的变质方式称为重结晶作用。岩石经重结晶作用后，主要表现为晶粒由小变大。一般来说，原岩的成分愈单一、粒度愈小，则愈易发生重结晶作用， （除H2O、CO2外，封闭系统）。（2）变质结晶作用（变质反应）：指在变质作用的温度、压力范围内，在原岩基本保持固态条件下，使旧矿物消失、新矿物形成的一种变质方式，这种方式是通过特定的化学反应来实现的，这种化学反应通常称为变质反应。主要有矿物的同质多像转变和形成新矿物组合的反应：Al2SiO5 Al2SiO5 蓝晶石或红柱石 夕线石 方解石（Cc）石英 = 硅灰石CO2 4、变质作

8、用的方式：原岩是通过什么途径发生变质的？14（3）交代作用：固体岩石在化学活动性流体作用下，通过组分带入带出而使岩石总化学成分和矿物成分发生变化的过程，岩石在交代过程中保持体积不变（开放系统）。 如：Na + 交代钾长石变成钠长石 KAlSi3O8Na+NaAlSi3O8K+ 15（4）变质分异作用：在变质作用过程中，由于各种不同的原因（除岩石局部重熔外），使原来均匀的岩石发育成分层的变质过程（成分层：条带状或透镜状矿物集合体）。（5）变形和碎裂作用：是岩石在应力条件下产生的一种变质作用方式。 变形作用：岩石或矿物所受的应力超过弹性限度时产生的塑性变形。无破碎现象，应力消失不恢复原状。 碎裂作

9、用主要产生于地壳的浅部，当岩石或矿物所应力超过一定限度时，岩石和矿物便会发生破裂，碎开的变质作用方式。16变质作用的类型1、接触变质作用2、气液变质作用：3、动力变质作用4、区域变质作用5、混合岩化作用根据变质作用的因素和地质条件可分为五类局部变质岩作用区域变质岩作用17任务1.2 能够识别手标本中主要的矿物成分、结构构造并命名。18第二部分 变质岩的基本特征组成构成化学成分矿物成分结构构造基本特征19变质岩的化学成分取决于原岩的化学成分变质作用的特点异化学变质作用等化学变质作用（一）组分 1、 化学成分 复杂多样它是对变质岩进行分类和恢复变质岩原岩性质的重要依据。20变质岩等化学系列：具有同

10、一原始化学成分的所有岩石。这些岩石中的矿物共生组合的不同，是由变质作用的类型和强度不同决定的。 如：基性岩石（辉长岩、玄武岩）在区域变质条件下，随着变质程度增加，岩石的面貌在不断的变化，成分和结构构造也都发生变化了。 绿片岩绿帘角闪岩角闪岩辉石麻粒岩 粘土岩则出现板岩千枚岩片岩片麻岩系列。它们分别构成了一个等化学系列。等物理系列：在同一变质条件下（T、P范围相同）形成的所有岩石。这些岩石中的矿物共生组合的不同，是由原有岩石的化学成分决定的。 根据变质作用的特点，变质岩可分为：21变质岩可划分为五个等化学系列： （1）泥质岩类：来源于泥质岩。（2）长英质岩类：来源于砂岩、硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩

11、。（3）碳酸盐岩类：来源于灰岩和白云岩（可含石英、粘土矿物等杂质）等钙质沉积物。（4）基性岩类：由基性岩浆岩、凝灰岩及含显著数量的Ca、Al、Fe、Mg的不纯泥灰质沉积物转变而来的变质岩。 （5）镁质岩类：来源于超基性岩浆岩和绿泥石质及其它富含Mg、Fe的沉积物。 222、矿物成分复杂多样原岩的化学成分是形成变质岩的物质基础，所以原岩的化学成分决定了变质岩可能会出现什么矿物。 例如：原岩为含有硅质的石灰岩，其反应为 CaCO3SiO2CaSiO3CO2 当压力为0.1MPa、温度低于470时，矿物组合为方解石石英； 温度高于470，形成方解石硅灰石或石英十硅灰石组合。而不会出现And、Ky、S

12、il等富铝矿物。 至于具体出现何种矿物，还需取决于变质条件。结论： 变质岩的矿物成分既决定于原岩的化学成分，也与形成时的变质条件相关。23变质岩的矿物成分具以下特点：（1）变质岩中出现一些岩浆岩、沉积岩不出现的特征变质矿物：如红柱石、蓝晶石、矽线石、堇青石、十字石、硅灰石等。（2）广泛发育纤维状、鳞片状、长柱状、针状的矿物，且常见它们作有规律地定向排列。如阳起石、透闪石、绢云母、滑石、蛇纹石、矽线石等。（3）变质岩中常发育分子体积小、相对密度大的矿物。如石榴子石。24常见的变质程度不同的矿物有：低级变质矿物：绢云母、绿泥石、蛇纹石、滑石、阳起石。中级变质矿物：十字石、蓝晶石、铁铝榴石、普通角闪

13、石。高级变质矿物：刚玉、矽线石、紫苏辉石、正长石25变质岩矿物的成因类型变质岩矿物不稳定矿物：在变质作用过程中残留下来的原岩中的不稳定矿物。如：长石。稳定矿物贯通矿物：石英、方解石特征变质矿物：红柱石（低P）、蓝晶石（中P）、矽线石（高T）26如何根据岩石矿物成分推断岩石化学类型？（1）泥质：大量的云母；含富铝矿物（And、Ky、Sil等）。（2）长英质：以Q、长石为主。（3）钙质：以碳酸盐矿物（Cc、Do等）和钙硅酸盐矿物（Wo、 透辉石Di 等 ） 为主。（4）基性：以Pl（或绿帘石Ep）和铁镁矿物（绿泥石、单斜辉石、单斜角闪石 ）为主。（5）镁质：几乎全由铁镁矿物（绿泥石、蛇纹石、滑石、

14、橄榄石、角闪石、辉石等组成。请推断实验用手标本的岩石化学类型27变质岩结构构造原岩结构构造特点变质作用机制变质作用强度变余或残余结构构造变质结构是恢复原岩性质最可靠的证据之一1）主要见于浅变质岩中2）与变质结构构造共存3）原岩结构构造面貌，变质矿物组成用前缀表示变余如：变余斑状结构; 变余层理（构造）变质构造变晶结构blastic texture（变晶blast）变形结构变晶结构：用后缀表示变晶结构。如斑状变晶结构 定向构造无定向构造出现在区域变质岩和动力变质岩中通常出现在接触热变质岩、交代变质岩、埋藏变质岩和洋底变质岩中请找出实验用手标本的变余结构构造二、构成28 1、变晶结构：岩石在保持固

15、态的条件下由重结晶和变质结晶作用形成的结构。 与岩浆岩的结构外貌相似，但有其特点：变晶体的特点：自形程度较差粒度较细包裹体多反应现象常见，常常具有定向性晶体自形程度、相对大小、包裹关系取决于在固态生长条件下结晶成完成好晶面的相对能力（成面能）一般不能用来判断变晶先后关系。P217结构变余结构变晶结构碎裂结构29根据变质岩中矿物自形程度的高低而排列的顺序称为变晶系，在区域变质作用条件下，不同成分的原岩有不同的变晶系，但主要的趋势大致相似，其顺序大体上是：（副矿物）：榍石、金红石、赤铁矿、钛铁矿、磁铁矿、石榴子石、电气石；（富铝矿物）：十字石、蓝晶石、夕线石、硬绿泥石、钠长石，（形成大的变斑晶晶体

16、）；（层状硅酸盐矿物，片状矿物）：白云母、黑云母、绿泥石；（它形矿物）：石英、堇青石、正长石、微斜长石。（形成它形晶体或细小的晶体，很少形成变斑晶 ）。 30变晶结构的肉眼观察描述变晶的大小、形状特点。在手标本只能观察形状，大小，相互关系不好观察。大小变晶粒度、粒度分布（包括粒度和粒度分布）。 岩浆岩与变质岩粒度比较（绝对大小）： 岩浆岩变质岩粗粒5mm 3mm中粒 52mm 13mm细粒0.22mm 0.11mm微粒0.2mm， 0.1mm31按粒度相对大小可分为：32（2）按主要矿物形状（结晶习性）划分：在热接触变质岩中把这种结构称为“角岩结构”。33主要由定向的片状矿物组成，如云母、绿泥

17、石、滑石等。主要由定向的纤维状、长柱状、针状矿物组成，如云母、绿泥石、滑石等。34片状、柱状、板状矿物不定向排列而成。柱状、针状矿物不定向排列而成，两头向放射状，像一束花、 。35结构命名：粒度+形状 +变晶结构不等粒花岗变晶结构 斑状变晶结构，基质具细粒花岗变晶结构。 36 变质构造 （主要在手标本观察） 构造变余构造变成（质）构造定向构造无定向构造37定向构造面理构造 3839手标本结构构造描述： 该岩石为褐黄色，片麻状构造，中粒鳞片粒状变晶结构。矿物颗粒较粗，肉眼可以识别，粒径约2mm，石英、长石等粒状矿物较多，白云母和黑云母等呈片柱矿物沿劈理面定向排列，但因数量不多，被粒状石英、长石隔

18、开，劈理面粗糙、难以劈开。绿帘黑云母二长片麻岩40二云母片岩手标本结构构造描述： 该岩石为灰色，局部为褐黄色，片状构造，细粒粒状鳞片状变晶结构。矿物颗粒较粗，肉眼可以识别，粒径约0.2mm左右，片状的二云母和粒状的石英均呈定向连续排列，彼此相连，基本没有被隔开，形成的劈理面较为粗糙，不易劈开。41石榴绢云母千枚岩手标本结构构造描述： 该岩石为浅灰色，千枚状构造，斑状变晶结构，基质为隐晶质结构。劈理面上有少量的颗粒细小的变斑晶，为褐色的石榴子石，基质的矿物颗粒细小，肉眼难以辩认，片理面上具强烈的丝绢光泽，说明含有大量的绢云母和绿泥石，劈理面较为平整，较易劈开。42变质岩的命名一、基本名称的命名 原则是按照岩石所表现出来的最显著的特点来命名。 1、以构造划分：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩 2、以矿物成分划分：斜长角闪岩、大理岩 3、以产状划分：角岩，只在热接触变质岩中用，指无定向排列，具角岩结构的岩石，除大理岩、石英岩外。 43变质岩详细定名原则矿物名称基本名称 1、矿物看得清楚的，就把矿物名称写出来，基本名称前矿物按“少前多后”排列。如石榴