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文档简介
变质岩石学全册配套完整课件3第三篇变质岩石学变质岩-火成岩-沉积岩的联系与区别形成过程
A-火成岩——原岩—熔融—结晶
B-沉积岩——原岩—风化—搬运—沉积
C-变质岩——原岩—P、T、C—变质特征———继承与改造特征变质矿物的出现
变质岩石学的内容/方法/目的
内容:岩类学;岩理学;成矿岩石学。
目的:基本特征;基本理论;基本方法。图1.变质岩形成及研究的框架图变质作用变质岩原岩变质岩形成过程T.P.C变质岩研究层次地球动力学变质岩研究的意义、任务和方法一、变质岩研究的意义变质岩是地壳的重要组成部分,是来自地壳深部的使者,给我们带来了地壳深部的有关信息。其研究意义是:①了解深部地壳的组成和早期地壳演化;②恢复变质时期地壳的热力学演化历史;③恢复原岩建造;④指导找矿。变质岩研究的意义、任务和方法二、变质岩石学的任务
对不同类型的变质岩进行全面、系统的岩石学研究研究变质作用的发生及其演化过程研究变质与变形的关系研究变质作用的时代三、变质岩的研究方法地质学方法、实验变质岩石学方法、理论综合方法第一节变质作用和变质岩
为什么我们现在所见到的岩石不仅仅是岩浆岩和沉积岩这两大类呢?第一章变质作用概述第一节变质作用及变质岩的基本概念第二节变质作用的因素第三节变质作用的类型第四节变质作用机制原因:地球动力学事件使早先存在的岩石所处的地质环境和物理化学条件发生变化,偏离其初始形成时的地质环境及物理化学条件。
在地壳形成和发展、演化过程中,早先形成的岩石(包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩)在地壳一定深处,为适应新的地质环境和物理化学条件,在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的变化称为变质作用(Metamorphism)。
一词是由法国学者Boue(1820)年首次提出来的,后来由英国学者C.Lyell(1833)在他的名著《地质学原理》中比较系统地进行了论述。*
地质环境和物化条件的改变可由地壳的构造运动、岩浆活动、区域热流变化、应力变化等引起。
**特殊条件下可发生部分熔融产生一定量的流体相。
关于变质作用的概念应强调以下几点:(1)变质作用是一种改造作用,这种改造发生在风化带和胶结带以下,原岩经过改造后在固态下转变为一种新的岩石。正变质岩和副变质岩关于变质作用的概念应强调以下几点:(2)变质过程中岩石基本上保持固态,并且强调温度的递增过程,这一点与岩浆作用不同。后者强调的是矿物从硅酸盐熔融体中结晶,所涉及的是晶体-液态的平衡,并强调温度的下降过程。当变质作用温度较高时,岩石可发生部分熔融,出现一定数量的熔体,这些熔体与固态残余物之间可发生混合岩化作用。低温高压带高温高压带高温低压带大陆壳洋壳岩石圈(据TarbuckandLutgens,1997)
变质作用的温度、压力范围
现代岩石学通常把变质作用限定为一种内生地质作用,是地壳演化过程中原先形成的岩浆岩和沉积岩在地壳一定深处所发生的一种固态转变。发生于地壳一定深处和固态转变是变质作用的两个基本点,也是区别于其他矿物转变作用的关键所在。*地壳一定深处的含义:是指变质作用发生于一定的温度和压力范围,通常是T=200~800℃,P=0.02~1.5GPa。此温度范围大致位于成岩后生作用和岩浆作用之间,压力范围表明它要求处于地壳一定深处,即风化带之下。**变质作用不包括各种表生作用。第二节变质作用的因素第一章变质作用概述第一节变质作用及变质岩的基本概念第二节变质作用的因素第三节变质作用的类型第四节变质作用机制
控制变质作用的根本因素是地质因素,如:大地构造位置(岛弧、海沟、洋中脊等)、构造过程(沉降、隆升等)、岩浆作用等。从物理化学角度看(物理化学因素)1.温度(T)、压力(P)2.流体成分(x)3.时间(t)1.温度(T)、压力(P)(1)温度范围:
200-800℃,超高压可达1000℃
。(2)变化原因:岩浆;深部热流;地壳放射热;机械摩擦;地热增温(正常情况25-30℃/km)。(3)主要作用:可导致重结晶、变质反应、重熔;增加流体活性;改变岩石变形性质等。它是变质作用的主导因素。
1.温度温度升高增加了岩石矿物分子运动能力和化学活动性,使那些没有结晶的矿物结晶,已结晶的矿物晶体由小变大,产生粗粒结晶结构。由于温度的升高,加速了化学反应的进程,产生新的矿物组合。
温度升高,变质反应伴随着脱水而形成变质热液。这些热液积极参加反应,从而加速变质反应的速度,使其呈指数倍增加。
热液可将原岩中某些组分迁移到较远距离或使其相对富集。在某些情况下,问题的进一步升高可使原岩在变质结晶的基础上进一步选择性重溶,引起混合岩化现象。
温度升高,变质反应伴随着脱水而形成变质热液。这些热液积极参加反应,从而加速变质反应的速度,使其呈指数倍增加。
热液可将原岩中某些组分迁移到较远距离或使其相对富集。在某些情况下,问题的进一步升高可使原岩在变质结晶的基础上进一步选择性重溶,引起混合岩化现象。
在变质作用中,引起温度升高的热能来源是多方面的,主要有以下几种:(1)岩浆侵入体所带来的岩浆热,使围岩发生接触变质作用。(2)地热增温,随深度增加而增高。不同地区的地热增温率有差异,通常地热增温率为30~50m/℃。上部地壳放射性元素蜕变引起的放射热。深部物质重力分异而产生的热,其热流值为500~700℃。构造运动产生的摩擦热。地壳中物质相转变而释放出来的热能。2.压力
除了温度条件外,岩石发生变质还需要在一定的压力条件下进行。根据作用的方式和性质分为:
(1)静压力
(2)定向压力
(3)粒间流利压力
(1)静压力负荷压力,指各个方面相等的围压,主要是由上覆岩石重量引起的,其大小随深度的增加而增大。单位帕(Pa);在40km范围内与深度关系为0.0275GPa/km(P=
gh。范围:动力变质作用和接触变质作用多在5km范围内,压力低于0.1GPa;
区域变质作用深度大于5km,压力高于0.1GPa,按压力大小分为不同的压力型(低压、中压、高压、超高压)作用:1)控制变质反应方向,影响变质反应温度
2)有利于形成分子体积小、密度大的矿物
3)改变岩石的熔点CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2105Pa,4700C108pa,6700C(1)静压力
如橄榄石和钙长石在一定的压力下就会形成石榴子石,如下式:(2)定向压力是由构造运动或岩浆作用产生的一种侧向压力,也称为动压力。
岩石在定向压力作用下,将发生变形和破碎,使岩石产生节理、破裂面等。组成岩石的矿物在定向压力作用下,也会发生变形、破裂、转动以及引起光学性质的改变(云母的扭折,石英的压碎、由一轴晶变为二轴晶等。),从而可导致岩石在结构构造的变化。(3)粒间流体压力是指存在于岩石颗粒之间、岩石的显微裂隙及毛细孔中的流体性质,主要为水、二氧化碳、氧等。流体压力的总和为各组分分压之和
Pf=PH2O+PCO2+PO2+…..
变质岩中含H2O矿物、碳酸盐矿物及这些矿物包裹体的存在,特别是流体包裹体的存在,是变质作用过程中存在流体相的直接证据。早先,人们认为下地壳和上地幔是缺乏流体的。然而,近30年来变质岩和上地幔岩的流体包裹体研究证明,即使在麻粒岩和地幔岩中流体也是广泛存在的。对整个岩石圈而言,H2O、CO2是流体的最主要成分,可近似看成流体相由H2O和CO2组成。
流体成分
由图17-11,不同成分流体在温度大于300~400℃可以彼此完全混溶。因此,在通常变质作用P-T条件下,流体相为均一的一相。不同成分(H2O,CO2)彼此起稀释作用。以摩尔分数表示其浓度,则这个表达式可近似表达岩石圈中流体组成图17--110.05GPa(1)和0.1Gpa(2)下随着温度降低流体不混溶图解(引自Marakushev,1991)在较高温压条件下,具有较大的活性。主要作用如下:溶剂和媒介(载体)作用。控制变质反应方向。例如Cc+QWo+CO2降低岩石熔点。长英质岩:无水950℃,含水640℃变质反应的催化剂。例如铁橄榄石的合成实验:
2MgO+SiO2Mg2SiO4
在干体系10000C条件下,须时近四天,只有26%转化;在湿体系4600C条件下,只须时间几分钟,就全部转化。
流体成分变质作用过程中流体主要来源:①原岩中的流体主要是沉积岩中的孔隙流体,在埋藏变质中起重要作用②海水在洋底变质和俯冲带变质中起重要作用③变质流体源于变质过程中脱流体反应,广泛出现在各类变质环境④岩浆流体在接触变质和交代变质中起重要作用;⑤深源流体主要来自地幔放气作用,是高级变质的流体相主要来源1.温度:
一般是最重要因素,它不仅控制着变质作用的发生和发展,也制约着流体的活性和岩石变形性质;2.压力:
影响物化平衡的独立因素,有时对矿物组合起决定作用;3.应力:
不是物化平衡的独立因素,但它是变质岩组构的最重要因素,此外还控制着变质反应的速度和规模;4.流体:是变质作用得以实现的基本因素,但温度又是流体具有活动性的前提。
相互关系---相互促进又相互制约3.时间(t)
变质作用时间因素通常从两个角度理解:变质作用发生的地质时代,即不同时代变质作用的特点不同,这是由地球发展的方向性和不可逆性决定的一次变质作用自始至终所经历的时间,不同时间变质作用的特点不同,关于这一点下面进一步阐述。
因为在后生成岩过程中也会产生一些在变质作用中形成的矿物。因此,在区别成岩作用与变质作用时,典型矿物共生组合更为重要。如绿泥石是成岩作用和变质作用中都能出现的矿物,但绿泥石与葡萄石、黝帘石或斜黝帘石的共生则是变质作用的范畴。成岩后生作用与变质作用之间没有截然的界限
变质作用的发生过程主要是一个升温过程,先存岩石伴随温度升高发生变质反应产生新的矿物组合,或者发生重结晶改变原有的结构构造;而岩浆作用主要是降温过程,是高温岩浆在温度下降条件下不断晶出矿物的过程。变质作用与岩浆作用的区别:
变质作用主要是在固态条件下的矿物转变,而岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。这一点明显地表现在岩石结构上,变质岩是固态下矿物成核、生长的产物,多呈变晶结构,晶粒的自形程度取决于矿物的结晶势或成面能,而与矿物的结晶顺序无关;岩浆岩中晶出的矿物,其自形程度与矿物自熔体中结晶出的顺序关系密切。
当温度升高、变质岩中存在一定量流体的情况下,岩石可能发生“部分重熔”,出现数量不等的熔体,这就是所谓的“混合岩化”。混合岩化可以看作是变质作用与岩浆作用之间的过渡环节。变质作用与岩浆活动之间也没有一条截然的界线第三节变质作用的类型第一章变质作用概述第一节变质作用及变质岩的基本概念第二节变质作用的因素第三节变质作用的类型第四节变质作用机制
根据变质作用的地质成因和变质作用因素将变质作用分以下的5种类型:1.热接触变质作用2.动力变质作用3.气液变质作用4.区域变质作用5.混合岩化作用
(1)接触变质作用
发生在侵入岩体与围岩的接触带上的变质作用。
根据引起接触变质接触主要因素和方式,接触变质作用可进一步分为两种情况。热接触变质作用指围岩受岩浆高温的影响而发生的变质作用。温度是主要因素,压力次之,变质作用的方式主要是重结晶和变质反应。典型的接触热变质岩称为角岩。接触交代变质作用如果变质因素除温度压力之外,还有大量来自岩浆的挥发组分参与,就会使接触带附近的侵入岩和围岩发生明显的交代作用,从而形成变质岩。(2)动力变质作用
指岩石受定向压力的作用而产生破碎、变形、重结晶的变质作用。其特点是低温、高应变速率、重结晶不强烈,往往与断裂带有关。
根据变质环境和方式不同,可分为碎裂变质和韧性变形两种类型。碎裂变质在地壳的浅部,岩石呈脆性,当应力超过岩石强度极限时,岩石便会被压碎或磨碎,产生碎裂变质,有代表性的岩石是构造角砾岩。韧性变形在地壳中、深部,温度和压力较高,岩石具塑性,在断裂带中的岩石一般不发生明显的破裂,而是以强烈韧性剪切变形或塑性流动为主,有代表性的岩石是糜棱岩。其特征是细粒化,并具有明显的定向构造。(3)气液变质作用
有化学活动性的气态或液态溶液,对岩石进行交代而使岩石发生变质的一种作用。常发生于一些热液矿床或矿脉周围以及侵入体与围岩的接触带上,前者称围岩蚀变,后者称接触交代变质作用。除流体外,温度、组分的化学势是主要的控制因素,交代作用和变质反应是其主要的变质方式。(4)区域变质作用
指在大范围内,由于温度、压力和化学活动性流体等因素的综合作用下而产生的变质作用。
浅变带:温度和静压力不大,以定向压力为主,板理发育,主要形成板岩、千枚岩。
中变带:压力较大,温度也较高,常形成各种结晶片岩。
深变带:静压力较大,温度高,重结晶显著,形成各种片麻岩和混合岩。(5)混合岩化作用
在区域变质作用基础上地壳内部热流继续升高,便产生深部热液或局部重熔熔浆的渗透、交代、贯入于变质岩中,形成混合岩。从变质岩经深熔而形成混合岩的过程称为混合岩化。亦称超变质作用。下图表明了上述变质作用的温压及相互关系图变质作用的主要类型及其温度、压力范围示意图(6)其他类型的变质作用
在地壳演化过程中,变质作用常常具有多期次特点,称之为复变质作用。复变质作用:又称叠加变质作用,指岩石经受不同期次变质作用的叠加。进一步可分为两种:
退变质作用:原来比较高温的变质矿物共生组合被较低温的矿物组后所取代的复变质作用。
进变质作用:与退变质作用相反。(6)其他类型的变质作用
此外,还有一些特殊的或局限的变质作用,如:
洋底变质作用:在大洋中脊形成的富钠质和水的中-低级变质矿物组合的变质作用。
冲击变质作用:陨石坠落于地表形成的瞬时高温压矿物组合的变质作用。高热变质作用:也称为烘焙变质作用,为岩流底部使地表岩石产生高温接触变质的变质作用。
极低级变质作用:介于后生成岩作用与低级变质作用之间。
洋底变质作用
洋壳岩石在大洋中脊附近上升热流和海水作用下产生的规模巨大的变质作用。温度和流体(海水)中活动组分化学位(或浓度)是主要的变质因素。P/T比很低。变质作用机制是重结晶作用并伴随有交代作用,岩石面、线理不发育。是区域规模的异化学变质作用。
典型的洋底变质岩为绿岩,是一种主要由Ab、Ep和Act、Chl组成的绿色块状区域变质岩。
是分布在陨石坑附近,在陨石冲击地表的强大冲击波作用下产生的变质作用
瞬时的高压、高温条件是其控制因素。变形和伴随的部分熔融是其主要的变质机制。
冲击变质作用
也称为烘焙变质作用,为岩流底部使地表岩石产生高温接触变质的变质作用。
高热变质作用介于后生成岩作用与低级变质作用之间。
极低级变质作用第四节变质作用的机制(方式)第一章变质作用概述第一节变质作用及变质岩的基本概念第二节变质作用的因素第三节变质作用的类型第四节变质作用的机制
变质作用是岩石在基本保持固态状态下发生转变的过程,那么岩石是如何在这种状态下实现矿物成分、结构构造甚至化学成分变化的呢?
与岩浆作用和沉积作用相比,变质作用机制更为复杂,主要包括变质结晶、变形和变质分异3类。
变质作用是一个基本保持固体状态下的转变过程。1.变质结晶(Meta.crystallization)2.变形(Deformation)3.变质分异(Meta.differentiation)
此外,在高级变质中还可出现部分熔融-主要属于岩浆作用范畴;在很低级变质(埋藏变质)中甚至可出现压实作用-主要属于沉积作用范畴。一、变质作用的机制变质结晶作用:岩石在变质条件下的结晶作用。主要机制包括1.1重结晶作用和1.2交代作用
一、变质作用的机制
固态下成核多为在有成核剂存在下的非均匀成核。成核剂可以是一个先成的固体颗粒界面或某一变形构造等。
固态下晶体生长受表面能驱使,通过粒度增大和均匀化、颗粒界面平直化(多边形化)而不断降低表面能,以达到表面能最低的结构稳定状态。与岩浆结晶类似,变质结晶作用也包括成核和生长。1.1重结晶作用recrystallization
岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合和通过化学反应形成新矿物的过程。重结晶前后,岩石总化学成分不变(除H2O、CO2外,封闭系统)。变质结晶主要有重结晶和交代两种机制图17-1变燧石岩粒径对距辉长岩接触带距离图解
单矿物Si/Ca质岩的重结晶矿物的重组合,无变质反应、无矿物成分变化,仅结构变化当达到最低颗粒界面能的情况下,相邻晶面之间的面间角约为120°
c.反应完全,粒度进一步增大,形成新的高温条件下稳定的矿物组合Cc+Wo和平衡结构a.低温下Cc+Q平衡结构b.温度超越Cc+Q=Wo+CO2↑反应温度时,粒度增大的同时Q与Cc反应,形成Wo反应边。在Wo集合体内有少量Q残留,不平衡结构
a
b
c多矿物岩的重结晶发生变质反应,导致矿物成分和结构变化渗透:裂隙溶液中组分迁移驱动力为压力差
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)。扩散:粒间孔隙溶液中组分迁移驱动力为浓度差1.2交代作用replacement可以在系统中带入带出的组分称为活动组分。
流体相是完全活动组分。通常的变质作用也会造成岩石的H2O、CO2和Fe的价态变化,岩石系统为封闭系统,从化学角度称为等化学变质作用。伴随交代作用,系统除H2O、CO2
、O2等挥发分之外,
K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Si4+等金属阳离子也成为活动组分可带入带出时,岩石系统是开放系统,其它组分也发生变化的变质作用称为异化学变质作用。重结晶交代封闭系统开放系统无组分带入带出组分带入带出矿物成分可不变矿物成分改变岩石总化学成分不变岩石总化学成分改变体积改变体积不变变质结晶作用机制对比2变形不同环境条件不同变形行为
a.
近地表低温低压和较高应变速率条件下,岩石显示脆性行为,永久变形机制为脆性变形,表现为岩石沿裂缝破裂,产生碎裂和断裂b.地下高温高压特别是当应变速率低时,岩石显示塑性行为,岩石永久变形主要由于塑性流动产生,导致矿物畸变和褶皱而没有破裂
偏应力施加于岩石,当应变增加至超越弹性极限,岩石就会产生永久变形
在过渡区,岩石变形行为既有脆性特征,又有塑性特征,永久变形由于碎裂流动而产生。变形岩石宏观上显塑性变形特征,微观上显脆性变形特征。单个晶体的扭折直线滑移双晶滑移颗粒边界的滑移扩散流动diffusiveflow晶内塑性变形晶界塑性变形地下较高温压条件下塑性流动导致的永久变形(塑性变形)机制不改变晶格方位改变晶格方位产生机械双晶粒内变形不均匀而在滑移中发生旋转,导致滑移面弯曲扭折通过粒间流体相的扩散流动称为压溶pressuresolution化学迁移从晶体的较大应力边界区向其他部位迁移并在那里产生晶体生长机械的化学的
这种伴随变形而发生的重结晶称为动态重结晶。包括恢复和重结晶两个阶段。动态重结晶初始阶段称为恢复,是使变形晶体降低应变能而回到未变形状态。
变形晶体有大量位错,储集了变形施加的应变能,因而不稳定而力图通过重结晶以消除以变能恢复到稳定的无应变状态。
新颗粒首先从高应变区开始发育,通过亚颗粒的旋转及其边界迁移、消耗老颗粒而生长。重结晶颗粒比亚颗粒稍大但仍较细,颗粒形态为压扁拉长状,原始边界被破坏,显示不稳定态。进一步重结晶使颗粒粒度增大,呈矩形状而达稳定态重结晶恢复使变形晶体降低应变能而回到未变形状态的过程。特征:在变形晶体中产生大量细小(粒径一般小于0.02—0.03mm)的亚颗粒剩余应变能的消耗过程 特征:发育和生长无应变新颗粒
图17-7在偏应力影响下的变质作用过程中单矿物岩石结构变化理想序列简图(Raymond,1995)原始颗粒(这里是石英砂)第一阶段发育变形带第二阶段颗粒边缘多边形化第三阶段粒度加大伴随颗粒边界变直3.变质分异使原先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)变质分异产生成分层的机理主要有:(1)成分层代表扩散反应带(2)成分层的发育是构造重结晶的结果(优先成核、压溶)(3)成分层是强烈压扁(塑性变形)的结果图17-9高级片麻岩区四种典型的露头尺度进变形所有这些递进变形都形成相同的平行层状的片麻岩岩脉网络的均匀变形岩石碎块的均匀变形粒度不均匀的均质火成岩(如斑状花岗岩)的均匀变形均质火成岩(如辉长岩)的不均匀变形
思考题
1.变质作用的影响因素有哪些,它们之间的相互关系如何?
2.总结不同变质作用类型中起主要作用的变质作用因素。
3.简述变质作用的类型及其特点第二章
沉积岩层的原生构造层理:沉积岩最常见的一种原生构造,通过岩石成分、结构和颜色在剖面上的变化所显现出来一种成层构造。层面:沉积过程中形成的小的间断面,经常发育层面构造。岩层:上、下层面限制的岩性大致相同的岩体。岩层厚度:上、下层面的垂直距离。
一、层理第一节层理及层面构造层理的判别:
1.成分变化:沉积物成分的变化是显示层理的重要标志,如灰岩与泥灰岩互层。在成分较均一的巨厚岩层中,有时可能存在成分特殊的薄夹层,如白云岩中的燧石条带,藉助于这类夹层可以识别巨厚岩层的层理。2.结构变化:碎屑沉积岩层一般由不同粒度、不同形状的颗粒分层堆积而成,形成粒序层理,根据碎屑粒度和形状的变化可以识别层理。3.颜色变化:在层理隐蔽、成分均一、颗粒较细的岩层中,如有颜色不同的夹层或条带,可以指示层理。4.层面原生构造:波痕、底面印模、暴露标志等层面原生构造也可以作为确定和识别层理的标志。二、原生构造及岩层顶底面的判别1.斜层理(交错层理):风及流水等动力介质沉积环境形成的,由一组或多组与主层面斜交的细层组成的原生构造。斜层理确定岩层顶、底面的判别特征是:每组细层理与层系顶部主层面成截交关系,而与层系底部主层面呈收敛变缓而相切的关系,弧形层理凹向顶面。2.粒序(递变)层理:沉积岩中常由沉积碎屑粒度变化形成粒序层理。特点是在一个单层中,从底面到顶面粒度由粗到细,如由底部的砾石或粗砂向上递变为细砂、粉砂以至泥质,递变层理的顶面与其上一层的底面常为突变界面。
3.波痕:波痕是沉积物表面由于水和空气流动而形成的一种波状起伏不平的层面构造。主要发育在粉砂岩、砂岩及碳酸盐岩的表面。波痕类型很多,振荡式浪成波痕一般为对称型,而流水作用形成的一般为不对称型。确定岩层顶、底面的主要标志是:尖脊指向顶面,圆弧状波谷则指向底面。4.层面暴露标志:当未固结的沉积物暴露在水面之上时,其表面会留下各种成因的暴露标志。常见的暴露标志有泥裂、雨痕等。
1)泥裂(干裂):未固结沉积物露出水面后,经曝晒干固时收缩形成的与层面大致垂直的楔状裂缝。泥裂常使层面构成网状、放射状或不规则分叉状的裂缝,在剖面上则呈“V”形。这些裂缝被上覆沉积物填充,使填充层的底面形成底面脊状印模。楔状裂缝和脊状印模的尖端均指向岩层底面。泥裂常见于粘土岩、粉砂岩及细砂岩层面上。2)雨雹痕:是当雨点或冰雹落在湿润而又柔软的泥质或粉砂质沉积物表面时,冲打出的圆形凹坑及其凸起的边缘。雨痕被上覆沉积物填充掩埋并成岩后,岩层面上会留下凹坑,在上覆岩层底面形成凸起印模。5.生物标志植物根系、贝壳类化石、叠层石等6.冲刷槽和冲刷印模:水流的冲刷或水流携带物(如介壳碎片、岩屑、树枝等)的刻划在松软细粒(泥质)沉积物表面留的凹坑和沟槽称为冲刷槽。冲刷槽被砂质沉积物充填,成岩后在泥质岩层之上的砂岩底面形成的凸起印迹称作底面印模。7.火山岩原生构造枕状熔岩的形状气孔的变化冷凝边
第二节岩层产状及地质界线的平面投影特征一面状结构和线状结构的产状一、面状结构的产状要素
1.走向:
(1)走向线:倾斜平面与水平面的交线
(同一倾斜平面上有无数条,高程不同,相互平行)(2)走向:走向线两端所指的方向(相差180°)
2.倾向:
(1)倾斜线:倾斜平面上与走向线垂直的线
(2)倾向:倾斜线(下端)在水平面上的投影所指的方向
3.倾角:倾斜线与水平面的交角(最大交角)或倾斜平面与水平面的二面角。
倾斜平面的产状要素产状的表示方法:倾向∠倾角,如:66º∠50º走向/倾向∠倾角,如:156º/66º∠50º二、线状结构的产状要素
1.倾伏向:某直线(下端)在水平面上的投影所指的方向
2.倾伏角:某直线与水平面的交角(最大交角)表示方法:倾伏向∠倾伏角,如:45º∠51º
3.侧伏角:直线在倾斜平面上时,该线与该平面走向线的锐夹角
4.侧伏向:锐夹角所在的走向线那一端的方向表示方法:侧伏角侧伏向,如:15E线理的倾伏角与侧伏角地质界线:不同岩层界面(或断层面)与地面的交线,是地质图表示的基本内容,其形态决定于岩层(断层)的产状与地形的关系。地质图成图原理二不同产状地质体的地质界线(一)、水平岩层层面近水平的岩层倾角0~5度地形图-等高线水平岩层在地形图中的表现特征为其层面界线与等高线平行地层一般向上变新(二)直立岩层层面近直立的岩层,倾角85~90度。直立岩层的地质界线不受地形影响,宽度等于厚度;地质界线一般为直线,弯曲反映岩层走向的变化,宽度的变化反映厚度的变化。三、倾斜岩层倾斜岩层的水平投影特征:V字形法则相反相同;相同相同;相同相反地层倾向与地形坡度方向地质界线与等高线的弯曲方向相反相同:地层倾向与地形坡度方向相反。地质界线与等高线弯曲方向相同,但曲率较小。相同相同:地层倾向与地形坡度方向相同,倾角小于地形坡度,地质界线与等高线弯曲方向相同,但曲率较大相同相反:岩层倾向与地形坡度方向相同,倾角大于地形坡度。地质界线与等高线弯曲方向相反。相反相同:地质界线曲率小相同相同:地质界线曲率大相同相反:岩层倾角大于地形坡度第三节岩层间的原生接触关系整合接触:上、下地层在沉积层序上没有间断,产状基本一致,岩性或所含化石一致或递变。它们是在地壳相对稳定情况下缓慢下降接受连续沉积形成的。不整合接触:上、下地层间的层序发生间断,即先后沉积的地层之间存在地层缺失。不整合面:上、下地层之间的沉积间断面。代表沉积间断的时期,可能代表无沉积作用的时期,也可能代表以前沉积的岩石被侵蚀的时期。1.平行不整合(假整合,discomformity):由两套平行的沉积岩形成的不整合。不整合面上、下两套地层产状平行,但因时代间断而地层缺失。平行不整合的形成过程为:下降、沉积一上升、沉积间断、遭受剥蚀一下降、再沉积。一、不整合的类型:2.角度不整合(不整合,Angularuncomformity)年轻沉积岩层覆盖于褶皱或掀斜的早期地层之上而形成的不整合。不整合面上、下两套地层间不仅有地层缺失,而且产状不同。褶皱型式和变形强弱程度、断裂构造发育程度和性质不同,变质程度和岩浆活动存在明显差异。上覆地层的底面切过下伏构造和不同时代地层的界面。形成过程:沉降-沉积-变形与隆升-剥蚀-沉降-沉积。在地质图和剖面图上,角度不整合表现为上覆地层底面的地质界线截切下伏不同时代地层的地质界线。3.非整合(nonconformity,国内也称为角度不整合)层状沉积岩覆盖于侵入岩和深变质岩形成的剥蚀面上而形成的不整合关系。代表较深或时间较长的剥蚀期。二、不整合的判别标志:1.地层标志:时代、岩性、古生物2.地层产状的不同3.古风化面4.变形特征5.变质和岩浆岩特征6.底砾岩三、不整合时代的确定:形成时代指不整合面上下地层间缺失地层的时代,即下伏最年轻地层到上覆最老地层的时代。四、不整合的意义:反映地壳变动时期,同时反映古地理特征。第二章变质岩的基本特征
主要内容:化学成分*矿物成分*结构构造*
基本特征:两重性----继承性和独特性.
影响因素:原岩特点变质作用的物化条件图1.变质岩形成的框架图.变质作用变质岩原岩T.P.c*重点基本特征
指已经形成的岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩)因物理化学条件的改变,使原岩的矿物成分、结构、构造发生变化而形成的岩石。正变质岩:由岩浆岩变质而成的副变质岩:由沉积岩变质而成的一.体系的封闭程度第一节变质岩的化学成分
封闭体系:化学成分取决于原岩的化学成分;
开放体系:除原岩的化学成分外,还与元素在变质作用过程中的行为有关.二.元素在变质作用中的行为第一节变质岩的化学成分
1.H2O\CO2等挥发份含量变化最大,随温度升高而减少。
2.
亲石元素:大部分元素保持稳定。
3.亲铜元素(Cu\Pb\Zn-中低温
Ag\As\Te\Sb\Hg\Se-低温):大部分在不同的热力学条件下,都可以变为活动组分,被变质热液带出、带入。
4.
亲铁元素(Fe\Cr\Co\Ni):大部分表现稳定性,一些难溶的铂族元素(Pt\Pa)稳定性更大。
5.造岩组分活动性相对序列:
H2O-CO2-K2O-Na2O-CaO-MgO-FeO-Fe2O3-SiO2-Al2O3
6.
主要造岩氧化物含量在一般变质作用中无明显变化,
基本上可视为等化学过程——封闭体系。三.变质岩化学成分研究的意义1-
元素的时空分布及其共生规律——了解地壳发展的历史;地层、建造的划分和对比。2-
变质成矿作用研究。3-
原岩恢复研究。4-
变质岩的分类研究——等化学系列。第一节变质岩的化学成分四.等化学系列概念和类型第一节变质岩的化学成分
(一)等化学系列概念
指原始总化学成分特征相同的所有变质岩。同一化学系列变质岩中矿物组合的不同,只取决于变质作用的物理化学条件。辉长-辉绿岩玄武岩铁质白云质灰岩基性凝灰质砂岩中级变质作用斜长角闪岩低级变质作用
绿片岩高级变质作用基性麻粒岩图1-1.等化学系列概念说明图解四.等化学系列概念和类型第一节变质岩的化学成分
(二)等化学系列类型
按变质岩化学成分特点可分为五个等化学系列:富铝系列:化学成分特征是富铝;
贫钙;铁,镁低;
钾>钠.
原岩是:泥质岩石(泥岩、页岩)或火山凝灰岩.2.长英质系列:化学成分特征是富硅;
贫钙,铁,镁;铝含量也较低.
原岩是含长石的各种砂岩,粉砂岩和酸性—中酸性火山岩,花岗岩.3.碳酸盐系列:化学成分特征是富钙,镁;铝,铁,硅含量较低且变
化范围大.原岩:石灰岩和白云岩.四.等化学系列概念和类型第一节变质岩的化学成分
(二)等化学系列类型
按变质岩化学成分特点可分为五个等化学系列:4.铁镁质系列:
化学成分特征是贫硅;
富铁,镁,
钙;钠>钾;含
一定量的铝.
原岩是:基性火山岩;火山碎屑岩;辉长-辉绿岩;
铁质白云质泥灰岩;基性岩屑砂岩等.5.超铁镁质系列:化学成分特征是富铁,镁;
贫钙,铝,硅.
原岩是:超基性侵入岩;超基性火山岩和极富镁的沉积岩。一.变质岩矿物成分一般特征第二节变质岩的矿物成分变质岩矿物成分的控制因素:
原岩的特点;变质作用和交代作用的类型和强度。1、三大岩类常见的主要造岩矿物都是:长石,石英,云母,角闪石,辉石等.2、变质岩中特有矿物:硬绿泥石、十字石、堇青石、铁铝榴石、红柱石、蓝晶石、矽线石、硅灰石等.3、与岩浆岩中的矿物相比,变质岩中的矿物在内部结构和结晶习性等方面,有如下特点:变质岩矿物成分一般特征第二节变质岩的矿物成分层状和链状晶格的矿物较普遍,其延展性也较大.出现一些分子排列紧密,分子体积小,密度大的高压矿物.出现红柱石,蓝晶石,矽线石等同质异相矿物.矿物的变形现象发育.斜长石的环带结构在变质岩中少见.4.变质岩矿物化学方面的特征1)广泛出现铝的硅酸盐类矿物(Al2SiO5);2)可以出现不含铁的镁硅酸盐类矿物,如Fo,并可出现复杂的Ca-Mg-Fe-Mn-Al的硅酸盐类矿物,如Grt;岩浆岩-Fe-Mg成类质同像的正硅酸盐。3)可以出现Fe-Mg-Al的铝硅酸盐类矿物,Cord,St;岩浆岩——K-Na-Ca的铝硅酸盐类矿物,如长石。4)纯钙的硅酸盐(硅灰石)为变质岩所特有。5)变质岩中含(OH)的矿物比岩浆岩为多。6)变质岩中碳酸盐类矿物分布更广泛。第二节变质岩的矿物成分变质岩矿物成分一般特征二.矿物成分与原岩化学成分的关系第二节变质岩的矿物成分富铝系列:硬绿泥石、十字石、堇青石、铁铝榴石、红柱石、蓝晶石、矽线石。长英质系列:极少出现富铝系列特征变质矿物.碳酸盐系列:方解石、白云石、滑石、蛇纹石、镁橄榄石、透辉石、透闪石、硅灰石、金云母、钙铝榴石。铁镁质系列:辉石、角闪石、绿泥石、阳起石、绿帘石等大量铁镁矿物。超铁镁质系列:滑石、蛇纹石、透闪石、橄榄石、镁铝榴石、尖晶石、辉石、镁铁闪石等。三.矿物成分与变质条件的关系——等物理系列第二节变质岩的矿物成分(一)等物理系列的概念对于特定成分的原岩体系来说,决定变质岩中矿物组合的因素是变质条件,为了描述不同的变质条件及其对应的产物特征,引入了等物理系列的概念.
指相同或特定变质条件下形成的所有变质岩。同一系列变质岩矿物成分的不同决定于原岩的总化学成分.三.矿物成分与变质条件的关系--等物理系列第二节变质岩的矿物成分(一)等物理系列的概念基性系列的原岩富铝系列的原岩中级变质斜长角闪岩云母片岩图2-1.等物理系列概念说明图解三.矿物成分与变质条件的关系--等物理系列第二节变质岩的矿物成分(一)等物理系列的划分
Winkler(1974)按温度将变质强度划分为四个变质级(等物理系列):
很低级,低级,中级,高级(1)很低级变质:
特征是变质基性岩中出现:浊沸石,硬柱石,葡萄石,绿纤石等矿物的出现为标志,温度区间为200-3500C.(2)低级变质:
以变质基性岩中硬柱石,葡萄石,绿纤石等矿物反应形成:黝帘石和阳起石为标志,温度区间为350-5500C.三.矿物成分与变质条件的关系--等物理系列第二节变质岩的矿物成分(一)等物理系列的划分
Winkler(1974)按温度将变质强度划分为四个变质级(等物理系列):
很低级,低级,中级,高级(3)中级变质:标志是泥质岩石中十字石(堇青石)出现和绿泥石消失.在变质基性岩中以:普通角闪石+斜长石(An17)为特征.温度区间为550-6500C.(4)高级变质:标志是泥质岩石中白云母和石英反应形成:矽线石和钾长石组合(变质成因的紫苏辉石代表高级变质条件),温度区间>6500C.四.有关术语解释第二节变质岩的矿物成分1.稳定矿物:
在特定变质条件下新形成的矿物或虽是原岩中的矿物,但在新的P-T条件下仍然保持稳定的矿物.2.不稳定矿物:
指对某一变质作用的P-T条件来说是不平衡的原岩中的矿物,因变质反应不彻底而保留下来.3.特征变质矿物:
一般是指稳定范围较窄,反映外界条件的变化比较灵敏的矿物,此类矿物常具有能说明变质作用性质和强度的意义。如绢云母、绿泥石、滑石、蛇纹石等常为低级变质矿物;而蓝晶石、十字石等常为中级变质矿物;紫苏辉石、矽线石常为高级变质矿物。4.贯通矿物:一般是指可以在很大范围的温度压力条件下形成和存在的矿物。如石英、方解石等。对温度和压力不敏感.五.中压区域变质作用,变质岩中常见矿物的稳定范围低级变质的矿物:绢云母、绿泥石、蛇纹石、滑石、钠长石等;中级变质较典型的矿物:白云母、钾微斜长石、硬绿泥石、镁铝榴石、十字石、蓝晶石、透闪石、阳起石、绿帘石等;3.高级变质矿物:矽线石、紫苏辉石、正长石等。第二节变质岩的矿物成分变质岩结构的概念和分类第三节变质岩的结构
概念:
是指岩石中矿物晶体的粒度(绝对大小和相对大小),形态、自形程度以及矿物晶体之间的相互关系.
按成因分四类:
变余结构,变晶结构,变形结构和交代结构.一.变余结构第三节变质岩的结构
变质作用和变形作用进行的不彻底,原岩中部分结构保留下来,形成变余结构。与正常沉积岩有关的变余结构:变余砂状结构、变余砾状结构、变余泥状结构。与火成岩有关的变余结构:变余斑状结构、变余花岗结构、变余辉长-辉绿结构、变余环带结构、变余交织结构等。与火山碎屑岩有关的变余结构:变余晶屑结构、变余岩屑结构、变余玻屑结构。图片3-1.变质火山碎屑岩变余火山碎屑结构二.变晶结构※第三节变质岩的结构
由变质重结晶和变质结晶作用所形成的结构称为变晶结构。变晶结构与结晶结构的区别变晶结构的岩石为全晶质,没有非晶质组分;同一世代矿物没有明显的先后结晶顺序,相对自形程度不定;变斑晶的形成一般稍晚于基质矿物的结晶,故变斑晶中常有大量基质矿物包体;柱状,片状及放射状矿物发育,且其延展性大,常定向排列,矿物变形现象也较普遍.二.变晶结构※第三节变质岩的结构
由变质重结晶和变质结晶作用所形成的结构称为变晶结构。变晶结构的分类依据及主要类型
分类依据:大小,形态,自形程度,交生关系.
(1)按矿物粒度的绝对大小分为:粗粒变晶结构(>3mm)中粒变晶结构(1-3mm)细粒变晶结构(0.1-1mm)显微变晶结构(<0.1mm)二.变晶结构※第三节变质岩的结构(2)按矿物粒度相的对大小分为:等粒变晶结构斑状变晶结构不等粒变晶结构(3)按变晶矿物的自形程度分为:全自形变晶结构半自形变晶结构它自形变晶结构二.变晶结构※第三节变质岩的结构(4)按变晶矿物的形态分为:
a)粒状变晶结构
b)鳞片变晶结构
c)柱状变晶结构(5)按变晶之间的交生关系分为
a)嵌状变晶结构
b)穿插变晶结构
c)反应边结构
d)网状结构残留包裹物结构包含嵌晶变晶结构筛状变晶结构旋转变晶结构二.变晶结构※第三节变质岩的结构变晶结构的命名原则
三级命名原则:整体结构
基质结构局部交生结构(1)岩石整体结构的命名:
岩石中如果存在变斑晶,则命名为斑状变晶结构(2)基质结构的命名:
粒度+次要形态+主要形态+变晶结构(例如:中细粒片状粒状变晶结构)(3)局部交生结构的命名:
局部交生结构以交生结构的具体名称命名..
(例如:筛状变晶结构)图3-1.变晶结构的主要类型
bcifedb
粒状变晶结构鳞片变晶结构鳞片粒状变晶结构穿插变晶结构
反应结构
包含嵌晶变晶结构
筛状变晶结构
雪球结构微粒变晶结构图片3-1.绿泥石片岩细粒粒状鳞片变晶结构;片状构造中细粒鳞片粒状变晶结构;片状构造图片3-2.云母片岩图片3-3.黑云斜长片麻岩细粒鳞片粒状变晶结构;片麻状构造图片3-4.斜长角闪岩中粒粒状柱状变晶结构;弱片麻状构造沙钟构造图片3-5.硬绿泥石黑云母片岩斑状变晶结构,基质为细粒粒状鳞片变晶结构石榴石的堇青石反应边,锆石具有柠檬黄色多色晕图片3-6.反应结构Garnet图片3-7.反应边结构石榴石变斑晶周围由斜长石和紫苏辉石组成的冠状体指示Garnet→Hy+PlA图片3-8.反应边结构与图片8对应的岩石薄片,石榴石周围由斜长石和紫苏辉石组成的冠状体B图片3-9.反应结构分布在斜长石和紫苏辉石间,由细粒石榴石和石英组成的链状构造图片3-10.反应结构紫苏辉石周围分布细粒的石榴石、单斜辉石、石英指示Hy+Pl→Garnet+Cpx+Qt局部雪球结构图3-2.云母片岩火山杂砂岩的同构造期渐进变质作用(Best,1982)斑状变晶结构基质鳞片粒状变晶结构
三级命名原则三.变形结构(组构)第三节变质岩的结构脆性变形结构:碎裂结构,碎斑结构,碎粒结构.韧性变形结构:
波形消光,变形纹,变形带,亚颗粒,核幔结构,拔丝组构等.四.交代结构常见类型例如:
交代假象结构、交代蚕食结构、交代残留结构、交代净边结构.图片3-11.糜棱岩斜长石的S型残斑结构,双晶弯曲变形;糜棱构造图片3-12.糜棱岩糜棱组构,条带状石英和条纹长石的亚颗粒结构图片3-13.初糜棱岩(野外照片)图片3-14.糜棱岩(野外照片)图片3-16.超糜棱岩(野外照片)第四节变质岩的构造
变质岩构造是指:岩石中各种矿物的空间分布和排列方式.按成因可以分两大类:变余构造;变成构造。变质作用不彻底而保留下来的原岩的构造:变余层理构造、变余气孔构造、变余杏仁构造等.
变余构造:是恢复原岩类型的主要依据。一.变余构造第四节变质岩的构造二.变成构造*
变质作用过程中形成的构造。1面状构造
表现为一系列近平行排列的面,统称为面理。
常见类型:
板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、条带状构造、层状构造、眼球状构造、拖尾构造、
S–C组构。图4-1.面状构造形成阶段与温度和变形强度关系示意图(PasschierandTrouw(1996)Microtectonics.Springer-Verlag).面状构造的外部控制因素板岩千枚岩
图片4-1.千枚岩千枚状构造;显微粒状鳞片变晶结构片岩片状构造;中细粒鳞片粒状变晶结构图片4-2.云母片岩片麻岩
图片4-3.黑云斜长片麻岩片麻状构造;细粒鳞片粒状变晶结构图片4-4.糜棱岩(野外照片)拖尾构造,指示右行剪切拖尾构造,指示右行剪切图片4-5.糜棱岩(野外照片)S–C组构图片4-6.糜棱岩(野外照片)图片4-7.混合岩长应质脉体与基质构成的条带状构造第四节变质岩的构造二.变成构造*
2线状构造线状构造即线理,表现为各种线状要素的平行定向排列。按线状要素的不同,线理可以分为不同的类型。
常见类型:(1)拉伸线理、(2)皱纹线理、(3)交面线理线理的类型a.矿物集合体拉长表现出来的拉伸线理;b.针柱状矿物定向形成的拉伸线理;c.板状矿物表现出来的线理;d.皱纹线理;e.交面线理。图4-2.线理类型示意图第四节变质岩的构造二.变成构造*3无定向构造
常见类型:块状构造、角砾状构造(碎斑构造)斑点状构造、阴影状(星云状)、第三章变质岩的分类命名
第一节变质岩分类概述第二节常见变质岩的命名※
一.以构造命名的变质岩系列二.以矿物组合及其含量命名的变质岩系列第三节.其它常用的岩石名称*重点一.变质岩的分类依据第一节变质岩分类概述变质作用类型或变质岩成因等化学系列和等物理系列变质岩的矿物成分和结构构造二.变质岩的分类原则
一级分类:变质作用类型或变质岩成因
详细分类:
等化学系列(原岩成分)、等物理系列(变质条件)变质岩矿物成分和结构构造三.变质岩分类方案的多样性P307
根据构造和矿物组合将变质岩划分为两个系列;13个基本术语.一.以构造命名的变质岩系列
该系列有六个岩石基本名称:
板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、糜棱岩、碎裂岩二.以矿物组合及其含量命名的变质岩系列该系列有七个岩石基本名称:
石英岩、大理岩、斜长角闪岩、麻粒岩榴辉岩、超铁镁质岩、混合岩第二节.常见变质岩的命名※一.以构造命名的变质岩系列板岩:
具有板状构造.根据颜色或杂质进一步命名.
如黑色碳质板岩.板岩类岩石的命名按:新生变质矿物十原岩成分+板岩。例如:绢云粘土板岩。ab图3-1板岩(a)和千枚岩(b)(Winter,2001)板岩和千枚岩都是具有页理化的变质岩,区别在于结晶程度深灰色千枚状板岩一.以构造命名的变质岩系列2.千枚岩:具有千枚状构造.根据矿物种类进一步命名.
如绢云母千枚岩,绿泥石千枚岩.图3-2斑点状千枚岩(板岩)灰色(绢云)千枚岩
具有片状构造。矿物组成:片状矿物>30%;粒状矿物以石英为主(长石<25%);特征变质矿物.(1)云母片岩
矿物组成:
云母、石英、酸性斜长石及富铝特征变质矿物.
岩石类型:
黑云母片岩、白云母片岩、二云母片岩.
(2)绿片岩矿物组成:
绿泥石,阳起石,绿帘石,角闪石,钠长石,石英.
岩石类型:
绿泥片岩,阳起片岩等.
3.片岩一.以构造命名的变质岩系列(3)蓝闪片岩:矿物组成:
蓝闪石、钠长石、石英等.
岩石类型:
蓝闪片岩、蓝闪钠长片岩等.(4)石英片岩:矿物组成:
石英(>50%)、云母(>30%)等.
岩石类型:
石英片岩、绢云石英片岩等.(5)钙质片岩:矿物组成:
透闪石、绿帘石、云母、石英等.
岩石类型:
透闪绿帘片岩、绿帘透闪片岩等.(6)镁质片岩:矿物组成:
叶蛇纹石、滑石、绿泥石等.
岩石类型:
蛇纹石片岩、滑石片岩等.3.片岩一.以构造命名的变质岩系列图3-3石榴石白云母片岩(Winter,2001)
片岩:肉眼可以分辨颗粒,结晶程度高片状矿物>30%;粒状矿物以石英为主(长石<25%);变斑晶为石榴石石榴石二云母片岩石榴石蓝晶石黑云母片岩蓝晶石蓝晶石石榴石黑云片岩蓝晶石石榴石一.以构造命名的变质岩系列
4)片麻岩(gneiss)具片麻状构造或条带状构造、长英质粒状矿物含量>50%且长石>25%、片柱状矿物<30%的岩石。具中粗粒鳞片粒状变晶结构、斑状变晶结构;主要由长石、石英和黑云母、角闪石等组成;可与片岩过渡。在压力较宽的中-高温条件下形成。
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;富铝时可有红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、刚玉、铁铝-镁铝石榴石、堇青石等;富钙时则有透辉石、阳起石帘石、方柱石、钙铝榴石等。一.以构造命名的变质岩系列
片麻岩的命名首先是根据长石的种类定出基本名称(表3-7)。进一步命名根据片状、柱状矿物和特征变质矿物。如:黑云母角闪斜长片麻岩、矽线石白云钾长片麻岩等。图3-4片麻岩具有片麻状构造或条带状构造图3-5眼球状片麻岩第二节.常见变质岩的命名※刚玉矽线石钾长片麻岩刚玉矽线石眼球状角闪石二长片麻岩十字石蓝晶石黑云斜长片麻岩蓝晶石十字石不同构造期石榴石变斑晶特点示意图
可按成分或变形程度做进一步划分.例如长英质糜棱岩;云母质糜棱岩;
角闪质糜棱岩;钙质糜棱岩等.6.碎裂岩(具有碎裂构造)
可按碎裂程度做进一步划分为:
碎裂岩;碎斑岩;碎粒岩.
注意:糜棱岩与碎裂岩的区别5.糜棱岩(具有糜棱构造)一.以构造命名的变质岩系列
矿物组成:石英>75%.
少量长石、云母、帘石、闪石等.
岩石类型:纯石英岩;长石石英岩;磁铁石英岩.2.大理岩:
矿物组成:方解石+白云石(>50%).其它矿物有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、镁橄榄石、金云母等.
岩石类型:透闪石大理岩、滑石大理岩、石墨大理岩.1.石英岩:二.以矿物组合及其含量命
名的变质岩系列
矿物组成:角闪石(50—90%)和斜长石.可含石榴石、透辉石、黑云母、绿帘石等.
岩石类型:石榴斜长角闪岩;透辉斜长角闪岩等.麻粒岩:
矿物组成:
紫苏辉石+斜长石.可含有透辉石,石榴石、角闪石、黑云母、石英等.
岩石类型:紫苏麻粒岩;透辉麻粒岩;二辉麻粒岩.3.斜长角闪岩:二.以矿物组合及其含量命
名的变质岩系列
石榴石+绿辉石.不含斜长石.
可含有透辉石、蓝晶石、石英、金红石、金刚石等.6.超铁镁质岩:
铁镁质矿物>90%的岩石。例如角闪石岩;辉石岩混合岩:
变质岩基体+花岗质脉体组成.
可根据构造进一步命名:如眼球状混合岩;条带状混合岩等.5.榴辉岩:二.以矿物组合及其含量命
名的变质岩系列变粒岩和浅粒岩矿物成分与片麻岩相似,但一般具有块状构造,细粒近等粒状变晶结构,按国际惯例已经归入片麻岩类。角岩指具有典型等粒粒状变晶结构的接触变质岩的统称.明确岩石为接触变质岩后方可应用该名称.3.灰色片麻岩一般为太古代所特有,指颜色发灰、成分近于英云闪长岩的一类片麻岩。第三节.其它常用的岩石名称钙硅质岩
目前已经归入钙质片岩和钙质片麻岩中.矽卡岩特指由中酸性岩浆侵入体与钙镁质碳酸盐岩接触时,由接触交代作用形成的变质岩第三节.其它常用的岩石名称第四章变质岩的主要类型第一节区域变质岩类
第二节动力变质岩类
第三节接触变质作用及其岩石
第四节气成热液变质作用及其岩石
第五节混合岩化作用及混合岩4.2动力变质岩类4.2.1概述
动力变质岩
由动力变质作用形成的岩石。因为动力变质作用常和构造运动有关,且以矿物的变形、破碎为主,所以动力变质岩又被称为:
构造岩或断层岩
提示:未固结的断层透镜体、角砾和断层泥不属于“岩石”的范畴!4.2.1概述
动力变质作用主要由应力(Ps)作用引起。当出现重结晶和变质结晶时,温度(T)也是其影响因素之一;可有流体相的加入。应力使岩石、矿物发生强烈错动时会产生较高温度,或伴有溶液的活动,则温度、溶液的影响明显增强,促使碎裂的岩石部分或全部重结晶。这在断裂带的某些应力局部集中地段较为常见。4.2.1概述
动力变质作用引起岩石的矿物成分、结构和构造发生改变。这些变化与应力的性质、强度和作用的时间长短和岩石本身的性质有关。由于岩石和矿物力学性质的差异,在应力作用下可发生韧性变形或脆性变形。韧性变形可以通过多种机制表现出来,常见的有矿物的波状消光、粒内滑移(直线和双晶滑移)、扭折、变形双晶,等。粒内变形也称为显微构造或构造岩的组构。4.2.1概述a.石英波状消光及裂纹;b.云母的扭折;c.斜长石的变形双晶粒内滑移的宏观变化4.2.1概述
岩石和矿物的脆性变形主要表现为碎裂。这是由于温度低,而应力强度大、应变速率较大、很快超过了强度极限所致。
脆性变形首先是产生裂纹,继而则破碎。在破碎的开始阶段,尚保留颗粒外形和原岩总的结构特征,进而大颗粒碎成小颗粒并发生位移,原岩结构被破坏。
碎裂作用一般由颗粒的边缘开始,使矿物边缘破碎成棱角锯齿状,进而发展到中心,直至研磨、粉碎成粉末状。4.2.1概述
韧性变形和脆性变形是可以过渡和转化的。
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