《岩石学》课件二十九章区域变质岩级

?岩石学?课件二十九章区域变质岩级区域变质岩是指区域性、大范围的岩石，经大规模变质作用形成的岩石。分布区域性——面积达数百～数千km2。变质作用包括：

造山变质作用——因构造运动、岩浆活动而变质。

埋藏变质作用——因埋藏深度大而变质。向沉积作用过渡，变质程度很低。

混合岩化变质作用——因高温液化而变质。向岩浆作用过渡，变质程度很高。

洋底变质作用——因大洋中脊高温流体交代而变质。陆-陆碰撞区域变质岩石是在各种变质环境〔大洋中脊、大陆拉张地带、岛弧地带、板块俯冲带、碰撞带〕里，即不同的P/T比环境，由各种变质因素〔温度、均向压力、定向压力、流体〕综合作用的结果。一、埋藏变质岩一般特点1.发育在地槽区下部、区域变质很低级的区域。与原岩过渡。2.埋深变质，与岩浆活动、构造运动无明显关系。3.岩石埋藏速度快，温度上升慢，T=150～350℃。属低温环境。4.有负荷压力，Pl＜。无定向压力作用。5.有流体交代。但是，温度低，不发生混合岩化作用。6.形成变余结构、变余构造发育，片理不发育。7.以形成浊沸石、葡萄石、绿纤石、钠长石、绢云母〔白色云母〕、黑硬绿泥石为特征。沸石相——形成浊沸石、钠长石、绢云母〔白色云母〕为特征。葡萄石、绿纤石相——形成葡萄石、绿纤石、黑硬绿泥石为特征。8.形成“变质×岩〞，如变质火山岩、变质砂岩、变质泥质岩。二、造山变质岩〔一〕一般特点1.分布范围广泛，数百～数千km2。前寒武纪变质岩呈面状分布，显生宙〔寒武纪以后〕变质岩呈带状分布于造山带中。2.与岩浆活动、构造运动有直接关系。3.变质因素复杂，温度、负荷压力、定向压力、流体综合作用。T=200～800℃，P=0.2～2GPa或＞3GPa。4.以变晶结构、变形结构、交代结构多见。5.片理、线理发育，形成板状、片状等构造。6.常形成板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、粒岩、石英岩等。7.变质深时，有混合岩化作用参与。8.变质类型多样，包括低压型、中压型、高压型。P/T=5～80℃/km。〔1〕低压型〔红柱石～矽线石型或布羌型〕主要发育在大洋中脊、大陆拉张地带。P/T=40～80℃/km。P≈0.2～0.4GPa，距地表约10km地带。常形成的变质带有：黑云母带堇青石带红柱石带夕线石-白云母带绿片岩相角闪岩相钾长石-夕线石带堇青石-蓝闪石-钾长石带麻粒岩相

例如英国苏格兰高地巴肯式变质带。〔2〕中压型〔蓝晶石～夕线石型或巴罗型〕主要发育在岛弧地带，形成双变质带〔环太平洋〕——平行大陆边缘延伸，之间分布有深大断裂，靠近大陆侧形成中-低压变质带，靠近大洋侧形成高压变质带。P/T=20～40℃/km。P≈0.5～0.8GPa，距地表约20km地带。常形成的变质带有：

绿泥石带黑云母带石榴石带十字石带蓝晶石带夕线石带绿片岩相绿帘角闪岩相角闪岩相钾长石-夕线石带堇青石-石榴石-钾长石带麻粒岩相例如英国苏格兰高地巴罗式变质带。高压低温变质带低压高温变质带〔3〕高压型〔蓝闪石型〕主要发育在板块俯冲带、碰撞带地带。P/T＜20℃/km。以美国加州Franciscan变质带为例：

沸石相葡萄石-绿纤石相蓝片岩相+绿片岩相榴辉岩+钠长-角闪岩块〔二〕区域变质岩命名1.具变余结构、构造：称为变质××岩。2.具变晶结构、变成构造：板岩：板状构造，隐晶质结构，变余结构。千枚岩：千枚状构造，显微变晶结构，变余结构。片岩：片状构造，变晶结构，片状、纤状和粒状矿物组成。片麻岩：片麻状构造，变晶结构，粒状和片状矿物组成。粒状岩〔麻粒岩、榴辉岩、石英岩、大理岩、变粒岩、斜长角闪岩、角闪石岩等〕：块状构造，条带状构造，片麻状构造，变晶结构，粒状、柱状矿物组成。〔三〕主要岩石类型1.板岩是泥质岩、粉砂质岩及中酸性凝灰岩石，受区域低温动力变质作用——应力作用的产物。特点：构造：板状构造——面理面平滑整齐，易于剥开。结构：隐晶质结构，变余结构——少局部重结晶，光泽暗淡。成分：肉眼无法分辨颗粒成分，镜下可见少量变晶矿物如绢云母、绿泥石等。其它特征：坚硬致密。岩石定名：颜色、杂质、成分、原岩+根本名。如红色板岩、钙质板岩、空晶石板岩、凝灰质板岩等。2.千枚岩是泥质岩、粉砂质岩及中酸性凝灰岩石，受区域低温动力变质作用——应力作用的产物。变质程度高于板岩。特点：构造：千枚状构造——面理面不平整，不易剥开，片状、柱状矿物定向排列，有皱纹。结构：显微变晶结构，变余结构——大局部重结晶，丝绢光泽。成分：肉眼无法分辨颗粒成分，镜下可见大量变晶矿物如绢云母、绿泥石、钠长石等。岩石定名：颜色、成分、特征矿物+根本名。如红色千枚岩、绢云母千枚岩、硬绿泥石绢云母千枚岩等。3.片岩原岩是泥质岩、碎屑岩及中酸性岩浆岩石。变质程度高于千枚岩，区域变质常见岩石。特点：构造：片状构造——面理面不平整，不易剥开，片状、柱状矿物连续定向排列。结构：鳞片变晶结构、纤状变晶结构、鳞片粒状变晶结构、斑状变晶结构——全部重结晶，强丝绢光泽。成分：肉眼能分辨颗粒成分，主要为云母、角闪石、阳起石、透闪石、绿泥石、滑石等。片、柱状矿物＞30%，粒状＜70%，以石英为主。岩石定名：特征变质矿物、成分+根本名。如云母片岩、石榴石云母片岩等。常见岩石〔1〕云母片岩原岩为泥质岩、中酸性火山岩石。分布广泛。低～中级变质。结构：斑状变晶结构，基质具粒状鳞片变晶结构。成分：主要由白云母、黑云母组成，某云母含量＞75%直接命名，如白云母片岩；含量=25～75%者，称为二云母片岩。含有石榴石、十字石、蓝晶石及石英、长石等。岩石命名：特征变质矿物+根本名。如石榴石白云母片岩。〔2〕绿〔色〕片岩原岩为泥质岩、中基性火山岩石。分布广泛。低级变质。

结构：鳞片粒状变晶结构。成分：主要由绿泥石、绿帘石、阳起石、白云母、钠长石、榍石等组成，以绿色矿物为主。岩石命名：特征变质矿物+根本名。如绿帘钠长绿泥片岩，阳起绿帘绿泥片岩等。〔3〕蓝闪石片岩原岩为基性火山岩、杂砂岩石。高P/T变质条件产物。板块相撞后，俯冲带形成高压低温环境，在蛇绿岩中形成，如雅鲁藏布江一带。表示板块边界——缝合线。

结构：鳞片粒状变晶结构。成分：由黑硬绿泥石、绿泥石、绿帘石、石榴石、白云母、钠长石、石英等组成。主要特征：含钠角闪石、辉石矿物——蓝闪石、硬玉、霓辉石；高压型矿物——硬柱石、霰石。岩石命名：特征变质矿物+根本名。黑硬绿泥石蓝闪石片岩。〔4〕角闪片岩原岩为泥灰岩、中基性火山岩石。中级变质。结构：柱状粒状变晶结构。成分：普通角闪石、石英、长石等组成。

〔5〕滑石片岩、蛇纹石片岩原岩为超基性岩浆岩、富镁的碳酸盐岩石。低级变质。结构：鳞状粒状变晶结构。成分：蛇纹石、滑石、石英、长石及阳起石、绿泥石等组成。4.片麻岩原岩与片岩相近。中高级变质岩，区域变质常见岩石。

特点：构造：片麻状构造——面理面不易剥开，片状、柱状矿物断续定向排列。结构：鳞片粒状变晶结构，粒度＞1mm。成分：主要为长石、石英、云母、角闪石、辉石等。

片、柱状矿物＜

30%，粒状＞

70%，以长石为主。特征变质矿物：富铝原岩形成：蓝晶石、矽线石、十字石、铁铝石榴石、堇青石等。富钙原岩形成：透辉石、阳起石、方竹石、钙铝榴石、帘石等。据长石种类和含量分类1〕某长石＞75%者，直接命名，如斜长片麻岩、钾长片麻岩。2〕长石=25～75%者，称为二长片麻岩。或采用“少前多厚〞原那么，称为斜长钾长片麻岩、钾长斜长片麻岩。3〕特征变质矿物、片柱状矿物作为名称前缀。如夕线石钾长片麻岩、黑云斜长片麻岩。岩石类型板岩千枚岩片岩片麻岩变质程度低级变质中级变质中~高级变质高级变质粒度（mm）＜0.50.5~11~10＞10构造板状千枚状片状片麻状劈开性平整完好平整度较完好能劈开、平整度差很不明显劈开后程度板状千层微片状透镜状~粗糙板状难以分开原岩泥质岩石泥质岩石各类岩石各类岩石常见区域变质岩石的结构构造鉴定特征5.粒状岩〔1〕变粒岩原岩为碎屑岩、硅质页岩、中酸性火山岩。中级变质岩石。构造：块状构造。结构：细粒等粒变晶结构，鳞片粒状变晶结构，粒度＜1mm。成分：主要为长石、石英、云母、角闪石等。片、柱状矿物＜30%，粒状＞70%，以长石为主。定名：片、柱状矿物+根本名。如黑云母变粒岩。假设暗色矿物＜10%，那么称为浅粒岩。〔2〕角闪岩和斜长角闪岩原岩为基性岩、富铁白云质泥灰岩。中～高级变质。构造：块状构造、片状构造。结构：粗～细粒粒状变晶结构。成分：角闪石和中～中酸性斜长石，及铁铝榴石、绿帘石等。高级变质那么形成辉石和基性斜长石组合。假设角闪石＞85%，那么称为角闪岩。假设角闪石＞50%，斜长石＜50%，那么称为斜长角闪岩。定名：特征变质矿物+根本名。如石榴石斜长角闪岩。〔3〕麻粒岩原岩为碎屑岩、硅质页岩、基～中酸性火山岩。高温环境变质。构造：块状构造、片麻状构造。结构：粗～中粒粒状变晶结构。成分：基～酸性斜长石，碱性长石，石英，铁铝～镁铝榴石、紫苏辉石、透辉石及蓝晶石、夕线石等。以高温矿物组合为特征，脱水反响形成。根本不含含水矿物——角闪石、云母。定名：假设辉石＞70%、基性斜长石组成，含石榴石，称为深色麻粒岩/辉石麻粒岩。假设辉石30～70%、中酸性斜长石组成，含石榴石，称为麻粒岩。假设辉石＜30%、酸性斜长石、条纹长石、石英组成，含紫苏辉石、石榴石，称为浅色麻粒岩/长英质麻粒岩。〔4〕榴辉岩原岩为基～超基性岩浆岩。高压环境变质，深部来源。颜色：暗绿为主。构造：块状构造。结构：粗粒粒状变晶结构。成分：铁铝～镁铝榴石、绿辉石〔富Na、Al、贫Si〕组成。含顽火辉石、蓝晶石、金红石等。无斜长石。密度：变质岩中比重最大。成因：金伯利岩、橄榄岩中，呈角砾包体。纯橄榄岩中，呈条带状岩石。混合片麻岩中，呈透镜体。在造山带中，与蓝闪石片岩、角闪岩石伴生，呈条带状、透镜体分布。〔5〕石英岩原岩为石英砂岩、硅质岩。变质等级不定。颜色：灰白色、粉红色。构造：块状构造。结构：细～粗粒粒状变晶结构。成分：石英＞85%。原岩含有杂质时不同变质程度表现为：低级变质：绢云母、绿泥石等；中级变质：白云母、黑云母、角闪石等；高级变质：辉石等。定名：特征变质矿物+根本名。如角闪石英岩。〔6〕大理岩原岩为碳酸盐岩。变质等级不定。颜色：灰白色。构造：块状构造。结构：细～粗粒粒状变晶结构。成分：方解石、白云石＞50%。原岩含有杂质时不同变质程度表现为：低级变质：蛇纹石、滑石、绿帘石、阳起石等；中级变质：符山石、钙铝榴石等；高级变质：镁橄榄石、透辉石等。定名：特征变质矿物+根本名。如蛇纹石大理岩。第三十一章混合岩

〔照片为泰山混合岩〕是指区域变质作用开展到高级阶段，出现活动性很强的流体相，与区域变质岩石进行广泛混合岩化作用后，形成的岩石。是变质作用向岩浆作用过渡的岩石类型。一、一般特点1.分布：与中、高级区域变质岩相伴生，有密切成因联系。2.分带性：由未混合岩化的区域变质岩石——弱混合岩化的混合岩——强混合岩化的混合花岗岩。3.根本组成：基体+脉体。基体〔古成体〕——混合岩化作用残留的区域变质岩石。主要为斜长角闪岩、片麻岩、片岩等，颜色较深。脉体〔新成体〕——混合岩化作用中，流体相结晶形成的新生矿物组合。主要为石英脉、长石脉、长英脉，粒度为细晶质、伟晶质。颜色较浅。4.成份：泥质、长英质岩石易混合岩化，使岩石中K、Na、Si、Al含量增高，而Fe、Mg、Ca含量减少，钙镁质岩石不易混合岩化。钾长石、酸性斜长石、石英及云母、角闪石增多。颜色变浅。5.结构：普遍发育交代结构，基体具变晶结构。交代作用的程度，反映混合岩化的强弱。交代作用越深，基体数量越少，基体与脉体界限越模糊，成份越接近花岗岩石。6.构造：多种多样。基体具片理构造。混合岩随作用增强具角砾状、网状、脉状、条带状、肠状、眼球状、阴影状〔云染状〕等。7.不均匀性：混合作用的差异性，造成颜色、成份、结构、构造分布不均匀。二、混合岩成因

岩浆说：以Eskola、Holmquist为代表，认为是因变质温度升高，岩石内部发生选择性融化，形成富长英质组分脉体，对原变质岩进行混合作用——封闭体系。

交代说：以Sederholm、Wegmann、Read为代表，认为是因地下深处或其它原因形成的富长英质组分脉体，对已有变质岩进行混合作用——开放体系。三、分类与命名据混合岩化强度——脉体数量+交代强度〔交代结构、脉基体界限清晰程度〕划分。1.混合岩化变质岩：混合轻微，脉体＜15%，交代结构不发育，脉基体界限清晰。定名：含“脉体成分〞+混合岩化+原岩名称如含钾长石斑晶混合岩化斜长片麻岩、含长英质细脉混合岩化黑云母片岩。2.混合岩：混合较强，脉体15～50%，注入为主，交代结构不发育，脉基体界限清晰。定名：脉体成分+构造+混合岩如花岗质网状混合岩、花岗质角砾状混合岩〔照片1〕、伟晶质条带状混合岩〔照片2、3〕。花岗质角砾状混合岩花岗质条带状混合岩伟晶质条带状混合岩3.混合片麻岩：混合强烈，脉体＞50%，交代为主，交代结构发育，脉基体界限模糊，或基体呈片麻状分布于脉体中。定名：暗色矿物+构造+混合片麻岩如黑云眼球状混合片麻岩〔照片1〕、花岗质混合片麻岩〔照片2〕。4.混合花岗岩：混合极强烈，根本由长英质脉体组成，交代结构发育，基体近于消失，呈阴影状团块、斑点或稀疏条纹分布于脉体中。定名：构造+暗色矿物+混合花岗岩/混合花岗闪长岩如阴影状角闪混合花岗岩〔照片3〕、黑云混合花岗闪长岩。黑云眼球状混合片麻岩花岗质混合片麻岩阴影状角闪混合花岗岩四、岩浆花岗岩与原地花岗岩的特征及区别特征岩浆花岗岩原地花岗岩接触关系突变（封闭体系）渐变（开放体系）包体排列方式无定向或转动定向（残留体）冷凝边有或无（细粒）无围岩被挤压，发生变位无残余层理无有面理与围岩面理不一致与围岩面理一致变质作用岩体边缘有接触变质岩体内部或附近发育高级区域变质带岩墙（脉）交切时有扩容现象无扩容现象（交代）结构花斑状（文象）结构无花斑状（文象）结构矿物共生服从鲍文反应系列，按结晶顺序晶出，常见黑云母出现变质矿物石榴石、矽线石，按活动组分化学位进行组合，可见白云母斜长石环带明显、双晶发育几乎无环带、双晶少碱性长石仅有一种两种共生空间占位有无（离子方式、同时进行带出和带入）共生的小岩体与岩浆源有关与岩浆源关系不清第三十二章变质相与变质相系一、变质相爱斯柯拉〔〕于1915年通过研究挪威奥斯陆〔Oslo〕和芬兰的奥里耶维〔Orijarvi〕后，发现“岩石化学成分〞、“矿物组合〞与“变质条件〞三者存在一定的关系。提出变质相——一定化学成分的岩石，在一定变质条件下到达化学平衡时，其矿物组合是固定的、可以预测的。即形成的变质岩石是固定的、可以预测的。变质相属于等物理系列。研究意义通过研究矿物组合，可以分析变质条件和原岩类型。-二、变质相划分迄今为止，有很多方法，如Eskola、Turner、Tilley、Winkler、Miyashiro等，各相的划分界限以及相的数量等各不相同。主要有：1.Eskola划分方案区域变质相1〕绿片岩相2〕绿帘-角闪岩相3〕角闪岩相4〕麻粒岩相5〕蓝闪石片岩相6〕榴辉岩相高温接触变质相7〕辉石角岩相8〕透长岩相2.划分方案低压变质相1〕钠长-绿帘角岩相2〕角闪角岩相3〕辉石角岩相4〕透长岩相中压变质相1〕沸石相2〕葡萄石-绿纤石相3〕绿片岩相4〕角闪岩相5〕麻粒岩相高压变质相1〕蓝闪石-硬柱石相2〕榴辉岩相3.我国划分方案接触变质相1〕钠长-绿帘角岩相钠长石+绿帘石+阳起石+绿泥石2〕普通角闪石角岩相斜长石+普通角闪石3〕辉石角岩相斜长石+紫苏辉石+透辉石4〕透长岩相高温斜长石+普通辉石+易变辉石区域变质相1〕沸石相钠长石+浊沸石+葡萄石+绿泥石2〕葡萄石-绿纤石相钠长石+葡萄石+绿纤石+绿泥石3〕硬柱石-钠长石-绿泥石相硬柱石+钠长石+绿泥石4〕蓝片岩相