第五章+變質(zhì)作用與變質(zhì)巖.ppt

第五章變質(zhì)作用和變質(zhì)巖、第一節(jié)變質(zhì)作用的基本特征第二節(jié)變質(zhì)作用中原巖的變化第三節(jié)變質(zhì)作用類型和代表巖石第四節(jié)巖石的演變、引言，占：個(gè)場(chǎng)地整體的27.4%； 主體位于中下地殼，地表較少的大別山超高壓變質(zhì)礦物的發(fā)現(xiàn)改寫了古典板塊構(gòu)造論。 研究目的：尋找礦物資源，了解地球深部地質(zhì)過程(HP的藍(lán)閃石、紅簾石、UHP的焦石、金剛石)的復(fù)原變質(zhì)作用機(jī)理和過程(“玉已變質(zhì)”的各種珍貴寶石、原料來自變質(zhì)巖。 許多金屬礦物經(jīng)歷了變質(zhì)，變質(zhì)豐富了礦。 前寒武紀(jì)鐵石英巖型鐵礦占世界鐵儲(chǔ)量的70%，中國鞍山型鐵礦就是這種類型。 我國金銅鐵鈾不足)，第5章變質(zhì)作用和變質(zhì)巖，第1節(jié)變質(zhì)作用的基本特征第2節(jié)變質(zhì)作用中原巖的變化第3節(jié)變質(zhì)作用類型和代表巖石第4節(jié)巖石的變化，第1節(jié)變質(zhì)作用的基本特征，第1、變質(zhì)作用：在溫度(t )、壓力(p )的變化和化學(xué)活性流體的作用下固體巖石的礦物成分、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化變質(zhì)作用主要發(fā)生在地殼深部，一般為10km。 變質(zhì)三要素：T、p、流體、溫度最為重要。 但隕石撞擊和高壓變質(zhì)，主要因素是壓力。 第一節(jié)變質(zhì)作用的基本特征，第一、變質(zhì)作用：熱源主要由地球內(nèi)部(巖漿熱能和輻射熱能)變質(zhì)作用形成的巖石稱為變質(zhì)巖。 正、副變質(zhì)巖原巖是被稱為火成巖的正變質(zhì)巖，原巖是被稱為沉積巖的副變質(zhì)巖。 第一節(jié)變質(zhì)作用的基本特征，第二、變質(zhì)作用三要素t、p、流體，1 .溫度t變質(zhì)溫度：150C-900C低于150C常溫、高于900C的地殼巖溶溫度的作用：無定形晶體； 晶體重結(jié)晶； 物質(zhì)與結(jié)構(gòu)重組，某礦物另一礦物溫度來源：地?zé)嵩鰷?1C/33m )、結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)熱、巖漿熱、輻射熱、第一節(jié)變質(zhì)作用基本特征；第二、變質(zhì)作用三要素t、p、流體、2 .壓力p、靜壓力(垂直或側(cè)) :因上復(fù)巖石重量而隨埋藏深度的增加而增加。 靜壓力各方向的力相等，第一節(jié)的變質(zhì)作用的基本特征，第二、變質(zhì)作用的三要素t、p、流體、2 .壓力p，關(guān)系的流體壓力等于上復(fù)巖石的靜壓力值的開放系的流體壓力等于流體自身的重量，流體壓力：第一節(jié)的變質(zhì)作用的基本特征，第二、變質(zhì)作用的三要素t、p、流體、2 定向壓力、壓力單位換算Bar (帕斯卡) Pa (帕斯卡) MPa兆帕斯卡GPa吉帕110510-110-41 ATM=101325 pasca105 pa=0.1MPa (兆帕斯卡) 1 GPA=103 MPa=10k bar=109 pa1MP a=106 pa1kb=100 MPa 1巴1atm(100萬因素/cm2=0.986923標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)1Pa=1牛頓(.100克/m2)=100克/10000cm2=0.01 藍(lán)閃石鈉長石產(chǎn)于地殼上部，壓力大，是LT/HP產(chǎn)物，是古俯沖-撞擊帶的重要標(biāo)志。 石榴輝巖、鎂石榴輝石為地下40km深，壓力為10Kb=10噸/cm2 (10kb=109pa=107g/cm2)超高壓巖，石榴輝巖，含焦石、金剛石，壓力更大，儲(chǔ)量更深(30Kb，100km )。 全世界只保存了中國大別山、法國邊境的西阿阿阿爾卑斯山的極少數(shù)地區(qū)。 產(chǎn)生了大陸深刻俯沖的科學(xué)新理論。第一節(jié)變質(zhì)作用的基本特征、壓力作用的標(biāo)志、青片巖、青片巖藝術(shù)品、榴輝巖、榴輝巖藝術(shù)品、第一節(jié)變質(zhì)作用的基本特征、第二、變質(zhì)作用三要素t、p、流體、3 .具有化學(xué)活性的流體a .成分：以H2O、CO2為主， 含有其他易揮發(fā)物質(zhì)和易流動(dòng)物質(zhì)b .的礦物結(jié)構(gòu)中，H2O、CO2從某巖漿中脫出的是k、Na、s、f、H2O、CO2、SiO2等. c .巖漿流體：深部的巖漿向淺部上升，t、p降低，易揮發(fā)物質(zhì)k、Na、s、f、H2O、CO2 擺脫SiO2等，第5章變質(zhì)作用和變質(zhì)巖第一節(jié)變質(zhì)作用的基本特征第二節(jié)變質(zhì)作用中原巖的變化第三節(jié)變質(zhì)作用類型及其代表性巖石第四節(jié)巖石的變化、第二節(jié)變質(zhì)作用中原巖的變化、一、化學(xué)成分的變化、礦物的變化三、變質(zhì)巖的構(gòu)造四、變質(zhì)巖的構(gòu)造、一. t、p變化時(shí)新的礦物333 例如：高嶺土(吸熱)莫來石石英水(高嶺土脫水)方解石石英(吸熱)硅灰石(放射狀CO2(脫碳酸)，另一方面，化學(xué)成分的變化，1.t、p變化時(shí)形成新的礦物：另一方面，化學(xué)成分的變化、體積大、密度小的礦物變成體積小、密度大的礦物(1)橄欖石鈣長石石榴石42.6101.0119 (分子體積)3.32.763.52 (比重) (2)石英(30Kbar )科石英(120Kbar )石英2.652.934.35 (比重)，2 .說明作用：固體下，巖石中物質(zhì)成分交換作用。 例：中酸性巖漿侵入冷灰?guī)r，其SiO2、Al2O3等熱流體進(jìn)入灰?guī)r，從灰?guī)r中提取CaO、MgO，在接觸帶形成硅巖，另一方面，化學(xué)成分的變化，3 .再結(jié)晶作用Recystalization定義：小晶體在溫度上升時(shí)，生長成更大晶體的作用石灰?guī)rCaCO3大理巖CaCO3(質(zhì)地純白，稱為漢白玉)石英砂巖(加溫)石英巖4 .變質(zhì)的差異：巖石從均勻的構(gòu)造變質(zhì)為不均勻的條紋構(gòu)造。 一、化學(xué)成分的變化，5 .韌性剪切作用是在地殼中深部位的高溫和定向應(yīng)力條件下產(chǎn)生的變質(zhì)變形作用。 一、化學(xué)成分的變化，導(dǎo)致礦物在軟化塑性狀態(tài)下產(chǎn)生不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)和剪切，形成新的巖石和組織。 那塊巖石叫糜爛巖。 最終形成了大型韌性剪切帶，可以豐富大中型糜爛巖型金礦。 韌性剪切帶：由高應(yīng)變巖石組成的線性變質(zhì)變形帶。 從該帶的一側(cè)進(jìn)入另一側(cè)，巖石扭轉(zhuǎn)，兩側(cè)的巖塊發(fā)生了明顯的剪切變位，但沒有明顯的斷面。 滲透性結(jié)構(gòu)貫穿全帶(延伸線處理、剪斷處理、組織)。 一、化學(xué)成分的變化，二、礦物的變化，片理和變質(zhì)礦物是變質(zhì)巖的兩個(gè)重要特征！ 變質(zhì)礦物：變質(zhì)作用過程中形成的唯一礦物。 主要為：蘭閃石、紅簾石、紅柱石、藍(lán)晶石、硅石、十字石、堇青石、硅灰石、焦石、金剛石(稀)、紅簾石、紅柱石、藍(lán)晶石、硅石、十字石、堇青石、硅灰石、硅灰石、33-44為柱狀焦石，新發(fā)現(xiàn)的超高壓變質(zhì)巖的構(gòu)造是指礦物、變質(zhì)斑晶本身的特征、形態(tài)、大小，與鄰近粒子的關(guān)系1 .變質(zhì)構(gòu)造：原巖再結(jié)晶后者有石榴石片巖(有新生礦物石榴石)的2 .變質(zhì)馀構(gòu)造：尚有部分原巖構(gòu)造者有淺變質(zhì)構(gòu)造(板巖特有的變質(zhì)構(gòu)造、砂質(zhì)構(gòu)造)、三、變質(zhì)巖的構(gòu)造、三變質(zhì)構(gòu)造其特征是礦物粒子被不規(guī)則形狀的帶角的碎片破碎，碎片的邊緣呈鋸齒狀，有扭曲變形等現(xiàn)象。 4 .說明結(jié)構(gòu)：在變質(zhì)作用過程中，通過化學(xué)說明作用(物質(zhì)的帶出和添加)形成的結(jié)構(gòu)。 特征是在巖石中礦物被分解消失，形成新的礦物。變質(zhì)巖構(gòu)造：礦物間關(guān)系，空間展布方式1 .構(gòu)造：原巖構(gòu)造(如層理)消失，變質(zhì)作用形成的新構(gòu)造。 四變質(zhì)巖的構(gòu)造有： (1)斑點(diǎn)狀構(gòu)造(2)板狀構(gòu)造(3)片處理構(gòu)造(4)片麻狀構(gòu)造(5)拉絲處理(6)塊狀構(gòu)造，2 .變馀構(gòu)造：變質(zhì)巖中殘留原巖的構(gòu)造。 例如，如果改變層狀、氣孔、帶結(jié)構(gòu)等，則可以根據(jù)變質(zhì)程度來改變：斑點(diǎn)狀(spotted)板狀結(jié)構(gòu)(slate)千片狀結(jié)構(gòu)(phyllite)片狀結(jié)構(gòu)(schist)片狀結(jié)構(gòu)(gneiss)塊狀結(jié)構(gòu)(quartzite )、四變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)， 第五章變質(zhì)作用和變質(zhì)巖第一節(jié)變質(zhì)作用的基本特征第二節(jié)變質(zhì)作用中原巖的變化第三節(jié)變質(zhì)作用類型及其代表巖石第四節(jié)巖石的演化、第三節(jié)變質(zhì)作用類型及其代表巖石、第一、接觸變質(zhì)第二、區(qū)域變質(zhì)第三、混巖化作用第四、動(dòng)力變質(zhì)作用、第一、接觸變質(zhì)、巖漿活動(dòng)引起的火成巖(主要是侵入巖)和圍巖接觸帶的范圍內(nèi)根據(jù)變質(zhì)過程中有無說明作用，可分為接觸熱變質(zhì)作用和接觸說明作用兩種。 1 .接觸熱變質(zhì)作用：巖石受熱后發(fā)生礦物重結(jié)晶、脫水、脫碳及物質(zhì)成分重組合，與新礦物形成邊界結(jié)構(gòu)。 引起變質(zhì)的主要原因是溫度。 代表性的巖石有角巖、斑點(diǎn)角巖、大理巖、石英巖等。 2 .接觸說明變質(zhì)作用：巖漿分泌的揮發(fā)性物質(zhì)作用于圍巖，圍巖化學(xué)成分發(fā)生顯著變化，產(chǎn)生大量新礦物，與新巖石形成結(jié)構(gòu)。 接觸說明變質(zhì)作用主要發(fā)生在侵入體與圍巖的接觸帶，其典型巖石為硅巖，一是接觸變質(zhì)，綠閘石(黃綠色者)硅巖，接觸說明變質(zhì)作用形象，一是接觸變質(zhì)，二是區(qū)域變質(zhì)，一是區(qū)域變質(zhì)作用：是t，p，流體綜合作用，在區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)生變質(zhì)，變質(zhì)環(huán)境和溫度， 與壓力關(guān)系的示意圖2 .代表性巖石：板巖(贛北浙西瓦板巖)千枚巖片巖斜長角閃巖片麻巖麻粒巖榴輝巖3 .代表性礦物：超高壓、高溫：C金剛石金剛石高壓、低溫：角閃石、鈉長石蘭閃石glaucophane高溫低壓：粘土礦物赤柱(Al2SiO5)Andalousite高溫、高壓：粘土礦物硅線(Al2SiO5)Sillimanite中溫、中壓：粘土礦物蘭晶石(Al2SiO5)Disthene、二、地域變質(zhì)、板巖、千枚巖、二、地域變質(zhì)(代表巖)、變形區(qū)域變質(zhì)(代表巖)，眼球狀花崗巖片巖，榴輝巖二，區(qū)域變質(zhì)(代表巖石)，四.變質(zhì)程度：不同的變質(zhì)巖，原巖可能相同，等質(zhì)化學(xué)系統(tǒng)為粘土巖或頁巖板巖千枚巖片巖片麻巖(世界著名的巴氏變質(zhì)帶)，二、區(qū)域變質(zhì)，三、混合巖化作用，混合化作用：從變質(zhì)作用向巖漿作用的過渡成巖作用具有混合化作用的巖石成為混合巖。 混合巖由兩部分組成：基體和脈體，基體：變質(zhì)巖，一般變質(zhì)程度較高的各種巖，片麻巖和斜長角閃巖，顏色較濃，脈體：熔體，熔體和熱水注入，說明形成新的巖石，條形混合巖，腸狀混合巖，三，混合巖化作用，四，動(dòng)力變質(zhì)作用，80年代形成主要在巖石變形方面，分為淺地殼水平脆性變形和中深地殼水平韌性變形，脆性變形表現(xiàn)為機(jī)械破碎，一般不發(fā)生物質(zhì)成分重組，不形成新礦物，其產(chǎn)物主要為破碎角礫巖、破碎巖、破碎粒巖等。 韌性變質(zhì)變形發(fā)生在定向應(yīng)力環(huán)境中，其深度一般大于10km，溫度在300以上，多于當(dāng)前地區(qū)的變質(zhì)巖地區(qū)。其特點(diǎn)是糜爛巖出現(xiàn)，常構(gòu)成韌性剪切帶。 四、動(dòng)力變質(zhì)作用、韌性變質(zhì)-變形意象、斷裂帶雙層結(jié)構(gòu)、四、動(dòng)力變質(zhì)作用、第五章變質(zhì)作用和變質(zhì)巖、第一節(jié)變質(zhì)作用的基本特征第二節(jié)變質(zhì)作用中原巖的變化第三節(jié)變質(zhì)作用類型和代表