普通地質(zhì)學(xué)第05章 變質(zhì)作用與變質(zhì)巖

第五章

變質(zhì)作用與變質(zhì)巖●分布:占地殼總體積的27.4%;主體在中、下地殼,地表較少●大別山超高壓變質(zhì)礦物的發(fā)現(xiàn)，改寫了經(jīng)典板塊構(gòu)造理論。●研究目的：了解地球深部地質(zhì)過程（HP的藍閃石、紅簾石，UHP的柯石英、金剛石);恢復(fù)原巖;闡明變質(zhì)作用機制和過程;尋找礦產(chǎn)資源(“玉自變質(zhì)來”)；各種名貴寶石，原料均來自變質(zhì)巖。多數(shù)金屬礦產(chǎn)，都經(jīng)歷過變質(zhì)，變質(zhì)使礦變富變大。前寒武紀(jì)含鐵石英巖型鐵礦占世界鐵儲量70%,我國的鞍山式鐵礦屬此類型。我國缺金銅鐵鈾）第五章變質(zhì)作用與變質(zhì)巖22023/3/30第二節(jié)變質(zhì)巖的特征第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石第四節(jié)變質(zhì)巖的分類及常見變質(zhì)巖第五章變質(zhì)作用與變質(zhì)巖第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素32023/3/30一、變質(zhì)作用的概念變質(zhì)作用指原巖基本上在固態(tài)下，主要由內(nèi)動力的作用使其變成另一種新巖石的過程。●變質(zhì)作用的結(jié)果，是使一種巖石轉(zhuǎn)變成另一種新的巖石。新形成的巖石無論是巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，均可與原巖不同，這種新的巖石稱為變質(zhì)巖。●變質(zhì)作用與巖漿作用和風(fēng)化作用的區(qū)別為：

巖漿作用是高溫、高壓，使原巖從固態(tài)轉(zhuǎn)變成熔融的液態(tài)后。

風(fēng)化作用是地表巖石在常溫、常壓下，主要由外動力引起的各種變化。第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素42023/3/30二、變質(zhì)作用的影響因素第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素變質(zhì)作用的影響因素溫度是變質(zhì)作用的基本因素，多數(shù)變質(zhì)作用都是在溫度升高條件下進行的。變質(zhì)作用的溫度范圍從150～200℃，直到700～900℃。壓力變質(zhì)壓力可以從上百GPa到上千Gpa。根據(jù)壓力的作用特征分為靜壓力和定向壓力。化學(xué)活動性流體

流體以H２O與CO２為主，溶解了許多易揮發(fā)的物質(zhì)及SiO２等許多礦物質(zhì)。52023/3/301、溫度第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素

主要有來自地球內(nèi)部的熱能（地?zé)?、巖漿熱、巖石斷裂產(chǎn)生的高溫等），不同區(qū)域，不同深度，熱能也不同。溫度升高增加了巖石內(nèi)部質(zhì)點的活動性，因而使巖石產(chǎn)生物理化學(xué)變化：石灰?guī)r大理巖；泥質(zhì)巖角巖；石英砂巖石英巖。2)形成新的礦物——使巖石內(nèi)部物質(zhì)重新組合，非晶質(zhì)變?yōu)榻Y(jié)晶質(zhì)，形成新的礦物。1)重結(jié)晶作用—使晶粒細小的巖石變成晶粒粗大的巖石。

脫水 吸熱蛋白石石英高嶺石紅柱石+石英+水62023/3/302、壓力

1)靜壓力（均衡壓力或圍壓）——由上覆巖層的重力引起的。靜壓力使巖石的體積縮小，密度加大，變的致密堅硬，并形成新的礦物。如第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素

壓力增大往往伴隨著溫度升高，因此在溫度、壓力的共同作用下，也會產(chǎn)生重結(jié)晶并形成新的礦物。如：泥質(zhì)巖板巖、千枚巖、片巖

2)定向壓力

由構(gòu)造運動或巖漿活動引起的擠壓力，使巖石中礦物垂直于壓力方向排列，產(chǎn)生片理構(gòu)造片麻狀構(gòu)造等。同時還能形成新的礦物：石英、云母、綠泥石、石墨等。

72023/3/303、具有化學(xué)活動性的流體第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素1)來源：主要來自巖漿和深層熱水溶液，也可以是原來的巖石中的流體。2)成分：主要是水、二氧化碳以及氧、氟、氯、硼、磷等易揮發(fā)性組分。3)作用方式：流體與溫度、壓力等共同作用，活動在巖石的破碎帶、接觸帶以及礦物顆粒間的空隙中，與周圍物質(zhì)進行一系列反應(yīng)，將巖石中的一些元素熔濾出來，引起巖石物質(zhì)成分的變化。如：橄欖石蛇紋石；輝石綠泥石、絹云母；黑云母綠泥石、絹云母

上述三種因素相互聯(lián)系，相互影響，共同作用，只是在一定的地質(zhì)條件下，某種因素起主要作用而已。82023/3/30第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石第四節(jié)變質(zhì)巖的分類及常見變質(zhì)巖第五章變質(zhì)作用與變質(zhì)巖第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素第二節(jié)變質(zhì)巖的特征92023/3/30第二節(jié)變質(zhì)巖的特征變質(zhì)巖的特征，最主要的有兩點：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，特別是在一定壓力下礦物重結(jié)晶形成的片理構(gòu)造。一、變質(zhì)巖的礦物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、石墨等變質(zhì)礦物。這些礦物是在特定環(huán)境下形成的穩(wěn)定礦物，是鑒別變質(zhì)巖的標(biāo)志礦物。102023/3/30第二節(jié)變質(zhì)巖的特征二、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)

變質(zhì)巖——地殼中原來已經(jīng)存在的各種巖石，在溫度、壓力和化學(xué)活動性流體的作用下，使原來的巖石在結(jié)構(gòu)、構(gòu)造或物質(zhì)成分上發(fā)生變化而形成的新巖石。

①變余結(jié)構(gòu)——變質(zhì)程度較低，重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶不完全，保留有原巖的結(jié)構(gòu)。如：變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)（板巖）、變余斑狀結(jié)構(gòu)等。112023/3/30第二節(jié)變質(zhì)巖的特征二、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)②變晶結(jié)構(gòu)——原巖在固態(tài)下發(fā)生重結(jié)晶、變質(zhì)結(jié)晶作用，形成的結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。如：粒狀變晶結(jié)構(gòu)（石英巖、大理巖）、鱗片變晶結(jié)構(gòu)（千枚巖、云母片巖）等。122023/3/30第二節(jié)變質(zhì)巖的特征三、變質(zhì)巖的構(gòu)造①變余構(gòu)造——巖石變質(zhì)后仍保留原巖的構(gòu)造特征。如：變余層理構(gòu)造、變余波痕構(gòu)造、變余氣孔構(gòu)造等。板巖千枚巖片巖片麻巖斑點板巖②變成構(gòu)造——原巖通過重結(jié)晶、變質(zhì)結(jié)晶形成的構(gòu)造。如：斑點構(gòu)造（斑點板巖）、板狀構(gòu)造（板巖）、千枚狀構(gòu)造（千枚巖）、片狀構(gòu)造（片巖）、片麻狀構(gòu)造（片麻巖）等。132023/3/30第二節(jié)變質(zhì)巖的特征板狀構(gòu)造千枚狀構(gòu)造片麻狀構(gòu)造片狀構(gòu)造142023/3/30第四節(jié)變質(zhì)巖的分類及常見變質(zhì)巖第五章變質(zhì)作用與變質(zhì)巖第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素第二節(jié)變質(zhì)巖的特征第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石152023/3/30第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石根據(jù)變質(zhì)因素和地質(zhì)條件的不同分為四種類型：一、接觸變質(zhì)作用——巖漿侵入與圍巖接觸的地帶，由于溫度增高和氣水熱液與圍巖發(fā)生的作用。接觸變質(zhì)作用形成的角巖1.接觸熱變質(zhì)作用——以溫度增高為主，巖石受熱后發(fā)生礦物的重結(jié)晶。泥質(zhì)巖斑點板巖、角巖石灰?guī)r大理巖石英砂巖石英巖162023/3/30第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石2.接觸交代變質(zhì)作用——除溫度以外，來自巖漿的揮發(fā)性物質(zhì)（氣水熱液）與圍巖發(fā)生交代作用，使巖石發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化，并產(chǎn)生新的礦物。最典型的代表是：酸性巖漿與碳酸鹽巖石接觸交代，形成矽卡巖，并且常形成矽卡巖礦床。172023/3/30第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石

——構(gòu)造運動使巖石產(chǎn)生破碎、變形、重結(jié)晶的一種變質(zhì)作用。主要出現(xiàn)在斷裂帶附近，常形成特有的構(gòu)造巖、碎裂巖、角礫巖、和糜棱巖等。二、動力變質(zhì)作用（破裂變質(zhì)作用）182023/3/30第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石三、區(qū)域變質(zhì)作用

是在廣大范圍內(nèi)發(fā)生，并由溫度、壓力以及化學(xué)活動性流體等多種因素引起的變質(zhì)作用。區(qū)域變質(zhì)作用影響范圍可達數(shù)千至數(shù)萬平方公里，影響深度可達20KM以上，常與強烈的構(gòu)造運動有關(guān)，與一定區(qū)域范圍內(nèi)的構(gòu)造變形、巖漿活動等同時出現(xiàn)。往往表現(xiàn)出一定的帶狀分布。巖石圈洋殼大陸殼低溫高壓帶高溫低壓帶高溫高壓帶192023/3/30第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石三、區(qū)域變質(zhì)作用變質(zhì)帶變質(zhì)因素變質(zhì)作用變質(zhì)巖淺變質(zhì)帶（低級變質(zhì)）溫度、靜壓力不太高定向壓力強巖石破碎重結(jié)晶板巖、千枝巖、片巖、石英巖中變質(zhì)帶（中級變質(zhì)）溫度、定向壓力較強、化學(xué)活動性流體較強靜壓力不很強重結(jié)晶顯著片巖、大理巖、片麻巖深變質(zhì)帶（高級變質(zhì)）溫度、靜壓力很高定向壓力不一定很強重結(jié)晶極為完好片麻巖、麻粒巖、榴輝巖202023/3/30第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石

這是變質(zhì)作用向巖漿作用轉(zhuǎn)變的過渡性地質(zhì)作用。如果熱流量繼續(xù)升高則轉(zhuǎn)變?yōu)榛◢弾r化作用，形成地殼深熔型花崗巖。

區(qū)域變質(zhì)作用進一步發(fā)展，由于地殼內(nèi)部熱流量的增大和動力作用的增強，產(chǎn)生深部熱液和重熔巖漿，它們廣泛滲透、擴散、交代，并注入圍巖中，形成變質(zhì)巖基體和長英質(zhì)脈體組成的混合巖。四、混合巖化作用（超深變質(zhì)作用）212023/3/30第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石接觸變質(zhì)作用動力變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用222023/3/30第四節(jié)變質(zhì)巖的分類及常見變質(zhì)巖第五章變質(zhì)作用與變質(zhì)巖第一節(jié)變質(zhì)作用及其影響因素第二節(jié)變質(zhì)巖的特征第三節(jié)變質(zhì)巖作用類型及代表性巖石232023/3/30第四節(jié)變質(zhì)巖的分類及常見變質(zhì)巖

一、主要根據(jù)變質(zhì)作用的類型分類：1.接觸變質(zhì)巖：大理巖、角巖、矽卡巖等；2.動力變質(zhì)巖：構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖；3.區(qū)域變質(zhì)巖：板巖、千枚巖、片巖、片麻巖等；4.混合巖和混合花崗巖。242023/3/30第四節(jié)變質(zhì)巖的分類及常見變質(zhì)巖白色、灰白色或各種彩色。主要由方解石、白云石（>50%）重結(jié)晶所組成，具粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀或條帶狀構(gòu)造。白色、灰白色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由硅質(zhì)成分的原巖（石英砂巖、硅質(zhì)巖）經(jīng)變質(zhì)作用重結(jié)晶形成。石英含量>85%.具變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造。板理面上可見有絹云母、綠泥石。原巖主要是泥質(zhì)巖、泥質(zhì)粉砂巖等，重結(jié)晶不明顯。二、常見變質(zhì)巖①大理巖②石英巖③板巖252023/3/30第四節(jié)變質(zhì)巖的分類及常見變質(zhì)巖具顯微變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，片理面具強絲絹光澤。原巖類型與板巖相似，但基本上已重結(jié)晶。礦物組分為絹云母、綠泥石、石英、納長石等。具變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。原巖已全部重結(jié)晶。常見礦物有云母、綠泥石、角閃石、石英、斜長石等。④千枚巖⑤片巖262023/3/30第四節(jié)變質(zhì)巖的分類及常見變質(zhì)巖具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造或條帶狀構(gòu)造。主要由長石、石英、黑云母、角閃石或輝石等構(gòu)成。是由較強烈的混合巖化作用形成的，由基體和脈體組成，脈體約含15-50%，以注入作用為主，交代作用不太強烈，基體與脈體的界線一般較清楚⑦混合巖⑥片麻巖272023/3/30小結(jié)1.動力能源來自地球內(nèi)部，作用范圍包括整個巖石圈。2.以構(gòu)造運動為主導(dǎo)，互相聯(lián)系，只是在某一區(qū)域某一時期以某種內(nèi)力地質(zhì)作用為主。3.內(nèi)力地質(zhì)作用不但促使地殼內(nèi)部物質(zhì)運動，而且改造、控制地表形態(tài)（總的輪廓和海陸變遷）。二、內(nèi)、外力地質(zhì)作用的相互關(guān)系（巖石的循環(huán)）

各種地質(zhì)作用是相對獨立的，又是相互依存的，是對立的又是統(tǒng)一的。對地球既產(chǎn)生破壞作用，同時也產(chǎn)生建造作用。一、內(nèi)力地質(zhì)作用小結(jié)282023/3/30小結(jié)地幔巖漿侵入地幔巖漿

巖漿巖沉積巖沉積物變質(zhì)巖地殼巖漿侵入風(fēng)化剝蝕搬運作用成巖作用變質(zhì)作用變質(zhì)作用地殼重熔結(jié)晶作用結(jié)晶作用風(fēng)化剝蝕搬運作用構(gòu)造運動主導(dǎo)下，內(nèi)外力地質(zhì)作用的相互關(guān)系以及巖石的循環(huán)侵入作用風(fēng)化剝蝕搬運作用292023/3/30

了解變質(zhì)作用的概念、因素、類型及有關(guān)礦產(chǎn)；初步掌握變質(zhì)巖的一般特征和常見變質(zhì)巖；掌握內(nèi)、外力地質(zhì)作用在地殼演變中的作用及它們之間的關(guān)系。

學(xué)習(xí)重點

重點是變質(zhì)作用的因素、類型和促使地殼演變的內(nèi)、外力地質(zhì)作用關(guān)系。作業(yè)及思考題：1.變質(zhì)作用的因素有哪些？它們是如何使巖石變質(zhì)的？2.變質(zhì)巖有哪些結(jié)構(gòu)、構(gòu)造？本章學(xué)習(xí)要求3.變質(zhì)作用有哪些類型？并列出1-2種代表巖石。4.圖示三大類巖石的形成與演化關(guān)系。302023/3/30

1．地球具有同心圈層結(jié)構(gòu)，以地表為界分外部圈層和內(nèi)部圈層。其中，內(nèi)部圈層圈包括()、()、()。2．地質(zhì)作用分為內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用兩類，其中以太陽能及日月引力能為能源并通過大氣、水、生物因素引起，包括()、()、()、()、

和固結(jié)成巖作用。3．根據(jù)巖漿的冷凝環(huán)境分類，火成巖可分為

、

、

。4．按晶體化學(xué)分類法，礦物可分為

、

、

、

等五類。5.變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)主要有

、

兩大類。習(xí)題312023/3/306．礦物光學(xué)性質(zhì)是指礦物在可見光作用下所表現(xiàn)的性質(zhì)，包括

、

、

、

。7．引起變質(zhì)作用的因素有

、

、

。8.按照巖石的成因（形成方式），巖石分為

、

、

三大類。9.風(fēng)化作用的類型包括

、化學(xué)風(fēng)化和

三種類型。習(xí)題322023/3/30

1．下列元素在地殼中的豐度最高的（