新大新疆地质概论课件第4章 变质岩和变质作用

第四章变质岩和变质作用区域变质作用概述三一区域变质岩二变质矿床及含矿建造四五变质作用与地壳演化第一节概述

变质岩是一种转化的岩石，在地壳内分布很广，大陆和洋底都有，在时间上从古代至现代均有产出。地壳中已经存在的各种岩石，因温度压力及介质条件的变化，在没有显著熔融和溶解的固体状态下而形成的一种新的岩石。此种岩石具有与新的物理～化学环境相平衡的新的化学成分、矿物成分和结构、构造。任何变质岩都包含其原岩形成的历史和变质作用的历史。不同的原岩受变质作用的程度不同，变质情况也不同，一般分为低级变质、中级和高级变质；变质级别越高，变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下，形成板岩；在中级变质时形成云母片岩；在高级变质作用下形成片麻岩。

风化和侵蚀作用在海洋中和大陆沉积上沉积物

埋藏作用和成岩作用沉积岩温度和压力温度和压力变质岩熔融作用熔岩冷凝作用抬

升抬

升火成岩温度和压力增加

抬升第四章变质岩和变质作用第一节概述

新疆各造山带变质作用发育。新疆塔里木盆地周边发育前寒武纪变质岩系，其太古宙变质岩系分布在库鲁克塔格～星星峡及阿尔金山前。铁克力克可能有新太古代变质岩系的存在库鲁克塔格地区太古代变质岩出露较全，由古～中太古代及新太古代变质岩组成；阿尔金山前、南天山及中天山尾亚地区均有新太古代变质岩系分布。太古代变质岩系由表壳岩和变质深成岩(岩系)组成，前者往往呈规模不等的包体散布在变质深成岩中。变质作用主要为区域中高温变质作用和区域动力热流变质作用，变质相为中深变质的角闪岩相(麻粒岩相）具中深部构造相的塑性流变特征。第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

区域变质岩是原岩经区域变质作用所形成的岩石。引起区域变质作用的因素较复杂，往往是温度、定向压力和具有化学活动性流体的综合作用。其温度变化可在200～300℃至700～800℃，地热梯度的变化范围也很大，可自7℃/km～60℃/km。由于区域变质作用的分布范围是区域性的，因而区域变质岩常大面积分布，可达数百至数千平方公里，有的地区甚至达百万km2以上，并且变质程度深、浅不同的区域变质岩在空间上常作带状分布。

自然界中区域变质岩从太古代早期到新生代都有出现，前寒武代结晶基底主要由区域变质岩和混合岩、岩浆岩构成。古生代以后的区域变质岩主要分布在造山带中。新疆各类区域变质岩石均有出露。主要有：极低级变质岩、板岩、千枚岩分布最广；片岩、片麻岩、变粒岩、大理岩、浅粒岩、混合岩等分布也较广泛；麻粒岩类较少。第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

1、极低级变质岩和板岩、千枚岩类

极低级变质岩类系指含浊沸石、葡萄石、绿纤石，且原岩组构保存良好的变质岩。共生的矿物有绿泥石、绢云母、钠长石、绿帘石、石英、方解石等，有时有阳起石。它们主要分布于准噶尔、北天山和伊犁地区的古生界地层中，其它一些地区仅有零星分布。极低级变质岩一般仍可以原岩名称命名。板岩、千枚岩类分布在新疆多数地区的中元古界和新元古界，阿尔泰山、天山、昆仑山、阿尔金山等地的古生界；喀喇昆仑山的三叠系中。变质矿物主要由隐晶质或细粒显晶质的绢云母、绿泥石、石英组成，有时在千枚岩中，也广泛发育长石、方解石、绿帘石、黑云母雏晶等。

第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

2.片岩类其特征是有片理构造，是常见的区域变质岩石。原岩已全部重结晶，由片状、柱状和粒状矿物组成。一般为鳞片变晶结构、纤状变晶结构和斑状变晶结构。常见矿物有云母、绿泥石、滑石、角闪石、阳起石等。粒状矿物以石英为主，长石次之。

在新疆主要分布于各地元古界和阿尔泰山天山、昆仑山、阿尔金山的下古生界、艾比湖一带的下奥陶统中，另外，在阿尔泰山南部的下、中泥盆统中也有分布。片岩类由于原岩的成分不同和变质条件的差异，可分为下列几种类型。云母片岩长英质片岩钙质片岩绿片岩镁质片岩蓝闪片岩第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

3.片麻岩类一般具有片麻状构造或条带状构造。原岩为泥质岩、粉砂岩、砂岩和酸性、中酸性岩浆岩或火山碎屑岩。具中粗粒鳞片粒状变晶结构。主要由长石、石英、黑云母、角闪石等组成，有时深色矿物为辉石。原岩富铝时，可有红柱石、蓝晶石、夕线石、十字石、刚玉、铁铝～镁铝石榴石、堇青石等；原岩富钙时，则可形成透辉石、阳起石、帘石、方柱石、钙铝榴石等。

片麻岩的分布很广泛，在区域变质岩地区经常出现。岩石变质的温度、压力范围也较宽，但主要是在温度中等至较高的条件下容易形成这种岩石。

分布于新疆各地古元古界、东天山和昆仑山部分地区的中、新元古界及阿尔泰山古古生界，特别是中、下奥陶统青河群中。第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

4、变粒岩及浅粒岩类变粒岩是一种片理不发育的粒状变晶结构的中等变质程度的区域变质岩。其原岩主要是粉砂岩、硅质页岩、复成分砂岩、中酸性火山岩和火山碎屑岩等。常为细粒粒状变晶结构。矿物成分主要是石英和长石（长石含量>25%），有时含有黑云母、白云母、角闪石，其总量不超过30%。

浅粒岩的原岩大多为酸性火山岩及火山碎屑岩，少数为砂岩、粉砂岩。新疆的变粒岩和浅粒岩主要分布在库鲁克塔格的古元古界；天山的星星峡群和阿尔泰山的奥陶系中；昆仑山和阿尔金山的古元古界；阿尔金山的新太古界；库米什的志留系、泥盆系和天山土墩子一带的石炭系也有少量分布，钠长或钾长变粒岩-浅粒岩仅分布于阿尔泰山蒙库-库卫河一带。变粒岩较多，浅粒岩较少。

第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

5、角闪质岩类主要由角闪石和斜长石组成的岩石，是角闪岩相的典型代表。由基性岩（侵入岩火山岩、火山碎屑岩）和富铁白云质泥灰岩在中至高温区域变质条件下形成。矿物成分除角闪石和斜长石外，常见铁铝榴石绿帘石、黝帘石和少量黑云母、透辉石等。具粒状变晶结构，其中角闪石多呈短柱状，斜长石为中酸性斜长石或中性斜长石，呈粒状。块状构造或微显片理构造。斜长角闪岩的分布也很广泛，在区域变质岩发育地区，常见它与片岩、片麻岩伴生一起。

第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

6、麻粒岩类是一种变质程度较深（高温、较高压条件）的岩石。具粒状变晶结构（粗、中、细粒不限）。矿物成分以含紫苏辉石为特征，此外还有单斜辉石（透辉石-钙铁辉石）、铁铝-镁铝榴石等。长石、石英含量不定。此外还常见堇青石，含有TiO2矿物金红石、钛铁矿等。含水矿物（角闪石黑云母等）较少。块状、片麻状、条带状构造。麻粒岩的原岩可有基性、中酸性岩浆岩、火山碎屑岩、铁镁钙质沉积岩和碎屑岩等。分布于阿尔金山东段北坡晚太古宇米兰群中。浅色麻粒岩较多，暗色麻粒岩较少。据岩石组合和矿物成分判断，暗色麻粒岩的原岩为基性岩，浅色麻粒岩多数为中性岩或硬砂岩，少数为酸性岩。岩石由紫苏辉石、透辉石、黑云母、普通角闪石、斜长石、微斜长石、微斜条纹长石和石英等组成，粒状镶嵌结构，块状构造。第四章变质岩和变质作用第二节区域变质岩

7、石英岩类石英岩主要由石英组成的浅色粒状岩石。一般为块状构造，粒状变晶结构。由砂岩和硅质岩经区域变质作用重结晶形成。由于石英在温度的作用下，不易发生化学变化的一种岩石，在低温至高温的宽广范围内，主要引起重结晶作用。因此，石英岩在不同的变质相条件下都可形成。石英岩主要分布在新疆各地古元古界上部和中元古界下部；阿尔泰山南部古生界有少量分布。

第四章变质岩和变质作用第三节区域变质作用

变质作用是地壳形成和发展过程中出现的一种重要的内生作用，是由于深部地壳和地幔与上部地壳相互作用时产生的热源引起的。在地壳的不同演化阶段及不同的大地构造环境中可出现不同的变质作用类型，它们具有不同的变质相、相系以及与变质作用有关的构造作用和花岗质岩浆作用的组合特征。第四章变质岩和变质作用第三节区域变质作用

一、变质作用期次的划分1、变质期次划分原则变质作用的变质期是指一次变质作用发生及演化的全过程，其中包括与变质作用有关的混合岩化和花岗质岩浆作用。变质作用的时代是以变质作用结束的时期进行厘定的，它们在很多情况下与这一地区的构造运动一致，表现为明显的造山运动和该区的总体上升。因此区域性不整合可做为划分变质期次的重要依据之一，但造山带的每一期及每一幕构造运动又不一定都有一期相应的变质作用。另外，埋深变质和表层变质作用则和构造运动的关系不密切。确定一个地区存在不同变质期次的变质岩系的主要依据为：第一、两套变质岩系之间存在明显的区域性不整合，上覆岩系的底砾岩中有下伏变质岩系的变质砾石；第二、两套变质岩系之间虽未见明显不整合现象，但变质作用主要类型截然不同，而且界线又比较清楚；第三、有确切同位素地质年龄数据能说明两套变质岩系属不同变质期，并与地质资料相吻合。第四章变质岩和变质作用第三节区域变质作用

2、变质期次根据上述变质期次划分原则，结合新疆的实际划分出七个变质期：（1）新太古期(PεB)

（2）古元古期(PεC)

（3）新元古期(PεE)

（4）加里东期(C)

（5）华力西期(V)

（6）印支期(I)

（7）燕山期（Y）第四章变质岩和变质作用第三节区域变质作用

二、变质地质单元的划分

变质地区中不同变质作用类型在时间上和空间上的分布可形成不同级别的变质地质单元，它们反映了这一地区变质作用的演化。变质作用类型的时空分布是变质地质单元划分的基础。根据三级变质地质单元（变质地区、变质地带、变质岩带）划分原则，新疆可划分出4个变质地区和6个亚区、16个变质地带。第四章变质岩和变质作用第三节区域变质作用

新疆变质单元分布图

第四章变质岩和变质作用第四节变质矿床及含矿建造

变质岩是由变质作用所形成的岩石。变质岩在地壳内分布很广，大陆和洋底都有，变质岩分布区矿产丰富，世界上发现的各种矿产，变质岩系中几乎都有，许多特大型，如金、铁、铬、镍、铜、铅、锌等。主要分布于前寒武纪变质岩中，其成因大多与变质岩的形成有关。其他如与夕卡岩有关的铁矿床、铜铅锌等多金属矿床、与云英岩有关的钨锡钼铋铍钽矿床等，也与变质岩的形成有关。变质矿床是原始含矿建造受变质作用或混合岩化作用的改造或再造形成的。它们的形成取决于原始含矿建造的含矿性和变质作用或混合岩化作用对含矿建造中有用组分的搬运或富集。变质作用的影响范围包含了变质重结晶作用、变质热液作用、深熔作用和再生作用以及混合岩化热液的搬运和富集。新疆地区发育有多种类型的变质矿床和含矿建造，其中许多变质矿产都有一定的工业价值。第四章变质岩和变质作用第四节变质矿床及含矿建造

一、变质铁矿及含铁建造

变质铁矿是新疆铁矿的主要类型，尤以元古宙(火山)沉积变质型铁矿最为重要。新疆东部元古宇星星峡群的角闪斜长变粒岩、斜长片麻岩、斜长角闪岩、云母(石英)片岩与白云质大理岩之间有铁矿产出(天湖铁矿)，矿床受层位控制。西昆仑山北坡古元古界的云母片岩和云母石英片岩中夹大理岩、变粒岩、石英岩和菱铁矿。蒙库—阿巴宫铁矿(含铜、锰)产于阿尔泰山下泥盆统中，含矿岩系为黑云母片岩、角闪斜长片麻岩、黑云变粒岩夹斜长角闪岩、霓辉钠长变粒岩、大理岩，或为变质砂岩、片岩、变质细碧岩石英角斑岩和凝灰岩。帕尔岗、尖山铁矿产于南天山志留泥盆系中。含矿岩系为一套变质砂岩、粉砂岩、千枚岩、板岩夹硬绿泥(石英)片岩、变质砾岩、大理岩。玉山和沙依特布拉克铁矿产于天山古元古界下部斜长角闪岩和变粒岩所夹的磁铁石英岩中，含矿建造为中基性火山岩—硬砂—硅铁建造。第四章变质岩和变质作用第四节变质矿床及含矿建造

二、变质锰矿及含锰建造

变质锰矿主要产于天山南脉志留—泥盆系中，含矿岩系为一套绿泥石级－黑云母级的浅变质中基性火山岩、火山角砾岩、硅质板岩、硅质岩

，矿体产于硅质岩中。属中基性火山岩-硅质含锰建造。如库车县片朗古尔、阿合奇县克孜维克等矿床(点)与此类似的沉积岩为主的沉积变质型锰矿有乌斯腾沟、松树达坂等矿床(点)。第四章变质岩和变质作用第四节变质矿床及含矿建造

三、变质含铜硫铁矿及含铜硫铁建造

新疆的变质(含铜)硫铁矿有两种建造类型。一种是石英斑岩或石英角斑岩型，含矿岩系为变质石英斑岩－石英角斑岩或绢云石英片岩、变质中基性火山岩和火山碎屑岩夹碧玉岩。围岩蚀变以次生石英岩化为主，矿石及蚀变岩都发生了重结晶。为火山热液－变质型，属钠质含硫化物火山岩建造。如托克逊县境内的可可乃克硫铁矿。另一种是沉积岩型，含矿岩系为千枚岩、绢云绿泥石英片岩，有时夹大理岩。第四章变质岩和变质作用第四节变质矿床及含矿建造

四、变质铅锌矿及含铅锌建造

新疆的变质铅锌矿有两种建造类型。一种是矿体产在变质砂岩、粉砂岩、页岩和灰岩建造的灰岩中，或者在灰岩与砂岩之间，围岩蚀变有硅化、白云石化。它可能为沉积-变质(热液)型，属碎屑岩-碳酸盐岩铅锌硫化物建造，如阿图什县霍什布拉克(天山南脉泥盆系)铅锌矿。另一种是矿体产在变质基性火山岩、变质石英斑岩夹碧玉岩的石英斑岩中，围岩发生硅化、高岭土化、叶腊石化，经风化淋滤富集成矿，以银、铅为主，伴有金、锌。第四章变质岩和变质作用第四节变质矿床及含矿建造

五、白云母、稀土和稀有金属(铌、钽、铍)与分散元素含矿建造

它们主要与深熔作用形成的伟晶岩有关，从混合岩化阶段的简单型伟晶岩到同构造晚期和期后的分带型伟晶岩和少数花岗岩构成一个成矿系列，以晚期岩浆阶段的分带型伟晶岩成矿最佳。

这些矿床主要分布于阿尔泰华力西变质岩系，其次是东天山和西昆仑山的古元古期变质岩系，库米什华力西期变质岩中也有少许它们属于含稀土、稀有金属碎屑岩建造。第四章变质岩和变质作用第四节变质矿床及含矿建造

六、变质结晶矿产与非金属含矿建造矽线石、蓝晶石、红柱石、石榴石、刚玉等是富铝的沉积建造经变质发生重结晶作用而形成的有用