地殼巖石變質(zhì)巖

1、第六節(jié)變質(zhì)巖（metamorphic rocks）1變質(zhì)巖在我國和世界上皆有廣泛分布。特別是前寒武紀(jì)地層，絕大部分是變質(zhì)巖組成的。變質(zhì)巖中含有豐富的金屬礦和非金屬礦，例如全世界鐵礦銷量，其中70%儲藏于前寒武紀(jì)古老變質(zhì)巖中。地質(zhì)地貌學(xué)上第五章26.1 變質(zhì)巖概念變質(zhì)作用：地殼中原有的巖石，由于經(jīng)受構(gòu)造運(yùn)動、巖漿活動或地殼內(nèi)的熱流變化等內(nèi)動力的影響，使其礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生不同程度的變化，統(tǒng)稱為變質(zhì)作用。變質(zhì)巖：由變質(zhì)作用形成的巖石稱為變質(zhì)巖。由火成巖形成的變質(zhì)巖稱正變質(zhì)巖；由沉積巖形成的變質(zhì)巖稱副變質(zhì)巖。 6.1.1 變質(zhì)作用 36.1.2 變質(zhì)巖的特點(diǎn)變質(zhì)作用是在較高的溫度和一定的壓力條

2、件下巖石基本上是在固態(tài)中進(jìn)行的變化。它既不同于表生作用(常溫常壓)，也不同于巖漿作用。它的巖性一方面受原巖的控制而具有一定繼承性；另一方面也因受變質(zhì)作用而具有自己的特點(diǎn)，如含有新的變質(zhì)礦物、變余結(jié)構(gòu)和定向構(gòu)造等。變質(zhì)巖的特征，最主要的有兩點(diǎn)： 一是巖石重結(jié)晶明顯； 二是巖石具有一定的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，特別是在定向壓力下礦物重結(jié)晶形成的片理構(gòu)造。4 6.1.3 變質(zhì)作用的因素1、溫度 溫度是變質(zhì)作用的最積極的因素，它對于巖石可以導(dǎo)致如下的變化。 一是發(fā)生重結(jié)晶作用； 二是可以產(chǎn)生新的礦物。例如，高嶺石和其它粘土礦物在高溫影響下可形成紅柱石和石英。 H4Al2Al2O9 Al2SiO5 +SiO2+2H

3、2O 高嶺石 紅柱石 石英 又如，硅質(zhì)石灰?guī)r在高溫下，其為SiO2和CaCO3可重結(jié)晶成硅灰石： 550 CaCO3 SiO2 CaSiO3CO2 方解石 硅灰石16 次課溫度、壓力與化學(xué)活動性流體是控制變質(zhì)作用的三個主要要素。52、壓力 變質(zhì)作用的壓力范圍一般為0109Pa。地殼中巖石可以受到兩種壓力的作用：一是靜壓力，又叫圍壓，具有均向性。 另外一種是側(cè)向壓力，或稱應(yīng)力，例如當(dāng)巖石受到擠壓、斷裂活動或巖漿侵入，一方面可使它變形或破碎；另一方面也可使它重結(jié)晶，并使巖石中片狀或柱狀礦物在垂直于應(yīng)力方向生長、拉長或壓扁，形成明顯的定向排列，從而使巖石具有各種片理構(gòu)造。 3、化學(xué)因素 當(dāng)巖石所處的

4、化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化，同樣也可引起巖石的變質(zhì)。如白云巖或菱鎂礦等在熱水作用下形成滑石： 3MgCO34SiO2H2OMg3Si4O10OH23CO2 菱鎂礦 熱水 滑石66.2 、變質(zhì)巖的礦物 其中一部分礦物是在其它巖石中也存在的礦物，如石英、長石、云母、角閃石、輝石、磁鐵礦以及方解石、白云石等。 還有一部分礦物是在變質(zhì)過程中產(chǎn)生的新礦物，如石榴子石、藍(lán)閃石、絹云母、綠泥石、紅柱石、陽起石、透閃石、滑石、硅灰石、蛇紋石、石墨等?？梢宰鳛殍b別變質(zhì)巖的標(biāo)志礦物。 變質(zhì)巖中礦物常常是在一定壓力條件下重結(jié)晶形成的，所以礦物排列往往具有定向性和礦物形態(tài)具有延長性，甚至像石英和長石這類礦物，也經(jīng)常形成長條的形

5、狀。地質(zhì)地貌學(xué)上第五章76.3、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)（一）變晶結(jié)構(gòu) 1、粒狀變晶結(jié)構(gòu) 變質(zhì)巖是重結(jié)晶而成的巖石，具有結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為變晶結(jié)構(gòu)。 2、斑狀變晶結(jié)構(gòu) 在個體較小的礦物集合體(基質(zhì))中分布有較大的礦物晶(斑晶)。 3、鱗片狀變晶結(jié)構(gòu) 有片狀礦物平行排列形成的結(jié)構(gòu)。 4、角巖結(jié)構(gòu) 細(xì)粒它形變晶緊密相嵌形成的結(jié)構(gòu)。 等粒變晶結(jié)構(gòu)，顯微鏡下的石英轉(zhuǎn)引自宋春青地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)斑狀變晶結(jié)構(gòu)，顯微鏡下板巖中的紅柱石斑晶，據(jù)宋春青地質(zhì)地貌學(xué)上第五章8（二）碎裂結(jié)構(gòu) 又稱壓碎結(jié)構(gòu)。巖石在應(yīng)力作用下，其中礦物顆粒破碎，形成外形不規(guī)則的帶棱角的碎屑，碎屑邊緣常呈鋸齒狀，并常有裂隙及扭曲變形等現(xiàn)象。 （三）變

6、余結(jié)構(gòu) 指變質(zhì)巖中殘留的原來巖石的結(jié)構(gòu)，如變余斑狀結(jié)構(gòu)、變余礫狀結(jié)構(gòu)等。地質(zhì)地貌學(xué)上第五章96.4 構(gòu)造變質(zhì)巖構(gòu)造按成因分為：變余構(gòu)造，指變質(zhì)巖中保留的原巖構(gòu)造,如變余層理構(gòu)造、變余氣孔構(gòu)造等；變成構(gòu)造，指變質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶作用形成的構(gòu)造，片理構(gòu)造如板狀、千枚狀、片狀、片麻狀、條帶狀塊狀構(gòu)造 如大理巖 石英巖106.5 變質(zhì)作用的類型及有關(guān)的變質(zhì)巖6.5.1、動力變質(zhì)作用（一）動力變質(zhì)作用的概念 巖層由于受到構(gòu)造運(yùn)動所產(chǎn)生的強(qiáng)烈應(yīng)力的作用，可以使巖石及其組成礦物發(fā)生變形、破碎，并常伴隨一定程度的重結(jié)晶作用，這種變質(zhì)作用稱動力變質(zhì)作用。（二）形成的巖石 1、斷層角礫巖 2、碎裂巖 3、糜棱巖116

7、.5.2、接觸變質(zhì)作用（一）熱接觸變質(zhì)作用 指主要由于侵入體放出的熱能使圍巖的礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生變化的一種變質(zhì)作用。它主要表現(xiàn)為原巖成分的重結(jié)晶，如石灰?guī)r變?yōu)榇罄韼r，砂巖變?yōu)槭r等。 由于巖漿活動，在侵入體和圍巖的接觸帶，產(chǎn)生變質(zhì)現(xiàn)象，稱為接觸變質(zhì)作用。通常形成于地殼淺部的低壓、高溫條件下，壓力約為1073108Pa。12（二）接觸交代變質(zhì)作用 又簡稱接觸交代作用，指巖漿結(jié)晶晚期析出大量揮發(fā)成分和熱液，通過交代作用使接觸帶附近的侵入體和圍巖的巖性和化學(xué)成分均發(fā)生變化的一種變質(zhì)作用. 如酸性、中性侵入體與石灰?guī)r的接觸帶，往往形成矽卡巖。 接觸變質(zhì)作用示意圖c.接觸帶；sk.矽卡巖；ls.

8、石灰?guī)r；sh.頁巖轉(zhuǎn)引自宋春青地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)13（三）形成的巖石 1、石英巖 指石英含量大于85%的變質(zhì)巖石，由石英砂巖或硅質(zhì)巖經(jīng)熱變質(zhì)作用而形成。礦物成分除石英外，還可含少量長石、白云母及其它礦物。14 2、角巖(又稱角頁巖) 是由泥質(zhì)巖石（粘土巖、頁巖等）、粉砂巖、火山巖等經(jīng)熱接觸變質(zhì)作用而成的變質(zhì)巖，原巖已基本上重結(jié)晶，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，致密堅硬，一般為灰、灰黑和近于黑色。15是由碳酸鹽巖（石灰?guī)r、白云巖等）經(jīng)熱接觸變質(zhì)作用重結(jié)晶而成 的巖石。等粒變晶結(jié)構(gòu)（由 細(xì)粒到粗粒），白、淺灰、 淺紅等色。白色的稱為漢白玉大理巖中的彎曲狀紋帶,是石灰?guī)r在變質(zhì)過程中所含的非碳酸鹽物質(zhì)聚集而成16

9、次課3、大理巖16石榴子石矽卡巖，巖石主要由石榴子石組成 主要在中、酸性侵入體與碳酸鹽巖的接觸帶，在熱接觸變質(zhì)作用的基礎(chǔ)上和高溫氣化熱液影響下，經(jīng)交代作用所形成的一種變質(zhì)巖石。礦物成分比較復(fù)雜，主要有石榴子石、透輝石、硅灰石、綠簾石等，有時出現(xiàn)黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物。4、矽卡巖（夕卡巖） 176.5.3、區(qū)域變質(zhì)作用 泛指在廣大面積內(nèi)所發(fā)生的變質(zhì)作用，變質(zhì)范圍可達(dá)數(shù)萬平方千米，前寒武紀(jì)的古老地塊幾乎都是由變質(zhì)巖構(gòu)成的；有時呈狹長帶狀分布，長可達(dá)數(shù)百、數(shù)千千米，寬可達(dá)數(shù)十、數(shù)百千米，如許多褶皺山脈（天山、祁連山、昆侖山、秦嶺等）均有和其走向一致的變質(zhì)巖帶分布。由此可見，區(qū)域變質(zhì)作用

10、往往和地殼活動、構(gòu)造運(yùn)動和巖漿活動等密切相關(guān)。（一）區(qū)域中、高溫變質(zhì)作用 這種變質(zhì)作用的溫度一般為550900，壓力一般為510億Pa，常常發(fā)生在地殼演化的早期，形成巖石主要為各種片麻巖、麻粒巖、角閃巖、混合巖等，并主要見于太古宙巖層中。18（二）區(qū)域動力熱流變質(zhì)作用 又稱區(qū)域動熱變質(zhì)作用，或造山變質(zhì)作用。主要見于各大褶皺帶（所謂造山帶），多呈長條帶狀分布，變質(zhì)溫度可以由低到高，高可到700甚至850；壓力也可以由低到高，210億Pa。所出現(xiàn)的變質(zhì)巖石可以從深度到淺度變質(zhì)，如從混合巖、片麻巖、片巖到千枚巖、板巖等。（三）埋藏變質(zhì)作用 又稱埋深變質(zhì)作用、靜力變質(zhì)作用、負(fù)荷變質(zhì)作用或地?zé)嶙冑|(zhì)作用。

11、這種變質(zhì)作用形成溫度較低，最高可達(dá)400500，但壓力可以從低到高，所以常形成低溫而壓力不高的變質(zhì)礦物如沸石類礦物，也可以形成低溫高壓的變質(zhì)礦物如藍(lán)閃石等。19（四）形成的巖石 區(qū)域變質(zhì)帶常見的巖石有板巖、千枚巖、片巖、片麻巖等。眼球狀混合巖，眼球由斜長石組成，最大直徑3cm腸狀混合巖石榴子石片巖石，石榴子為變斑晶，在變質(zhì)過程中受到剪切；蘭色為閃石，圍繞石榴子石分布福建永安奧陶志留系（O-S）板巖，巖石板理發(fā)育，板面上具有暗淡光澤。原巖為泥質(zhì)巖，類復(fù)理石建造。206.5 巖石總結(jié)211 三大巖類成因的比較巖漿巖是由巖漿自下而上逐漸冷凝形成的巖石，它的形成是一個降溫降壓的過程。沉積巖的母巖是先成的各類巖石經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積、固結(jié)成巖作用形成的巖石，這個過程多半是在水介質(zhì)中進(jìn)行的，一般是常溫常壓。變質(zhì)巖的母巖是巖漿巖和沉積巖，而變質(zhì)作用的過程是一