1、第五章 變質(zhì)作用與變質(zhì)巖,學(xué)習(xí)內(nèi)容,一、變質(zhì)作用概述 二、變質(zhì)作用中原巖的變化 三、變質(zhì)作用類型及其代表性巖石 四、巖石的演變,第五章 變質(zhì)作用與變質(zhì)巖,變質(zhì)巖是組成地殼的三大類巖石之一，占地殼總體積的27.4%。地面分布范圍較小，不均勻。,第一節(jié) 變質(zhì)作用概述,最古老的變質(zhì)巖是前寒武紀(jì)的結(jié)晶片巖.變質(zhì)作用可導(dǎo)致某些元素的富集,形成重要的礦產(chǎn),據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上70%的鐵礦,63%的錳礦,大多數(shù)的銅、鈷、鎳礦都產(chǎn)在前寒武紀(jì)的變質(zhì)巖中.,第一節(jié) 變質(zhì)作用概述,一、概念,變質(zhì)作用 巖石基本上在固態(tài)下，由于溫度、壓力及化學(xué)活動(dòng)性流體的作用 ,發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等變化的地質(zhì)作用。 變質(zhì)巖 由變質(zhì)作用形成

2、的巖石。,第一節(jié) 變質(zhì)作用概述,第一節(jié) 變質(zhì)作用概述,原巖,沉積巖,巖漿巖,變質(zhì)巖,特點(diǎn)：變質(zhì)時(shí)巖石未發(fā)生熔融，未失去巖 石的整體性。,變質(zhì)巖,二、引起變質(zhì)作用的因素,1.溫度 來(lái)自于,第一節(jié) 變質(zhì)作用概述,地?zé)?第一節(jié) 變質(zhì)作用概述,巖漿熱,摩擦熱,2.壓力,第一節(jié) 變質(zhì)作用概述,靜壓力,形成：大密度小體積礦物,定壓力,導(dǎo)致：巖石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造變化,3.化學(xué)活動(dòng)流體,第一節(jié) 變質(zhì)作用概述,來(lái) 源,1.巖石粒間孔隙及裂隙中以水 為主的液體 2.結(jié)構(gòu)水含有礦物、 2揮發(fā)性物質(zhì) 3.巖漿中逃逸的熱氣、熱液 4.地殼深處分泌含有各種元 素的熱液,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,原巖在變質(zhì)作用中的變化方式,

3、重組合 重結(jié)晶 交代作用,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,一、物質(zhì)成分的變化,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,巖石物質(zhì)成分,礦物成分,化學(xué)成分,互為影響,第二節(jié) 變質(zhì)作用的方式 一.重結(jié)晶作用 指巖石在固態(tài)下同種礦物經(jīng)過(guò)有限的顆粒溶解，組分遷移，而又重新結(jié)晶成粗大顆粒的作用。未形成新礦物。如隱晶質(zhì)石灰?guī)r受熱經(jīng)過(guò)重結(jié)晶作用成為大理巖。 溫度升高和粒間流體的存在是重結(jié)晶作用的必要條件。 原巖成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，則是重結(jié)晶作用主要內(nèi)在因素，如碳酸類巖石及硅質(zhì)巖常比砂質(zhì)巖石易于重結(jié)晶,相同成分的沉積巖，粒度細(xì)者易于重結(jié)晶等。,二.重組合作用 指在特定的溫度、壓力范圍內(nèi)，固體巖石內(nèi)部的化學(xué)成分重新組合，結(jié)晶成新

4、礦物的過(guò)程，這種作用通常通過(guò)化學(xué)反應(yīng)完成的，又稱之為變質(zhì)反應(yīng)。,（1）脫水反應(yīng)（沉積巖在受到變質(zhì)作用中普遍存在） 如高嶺石受熱生成變質(zhì)礦物紅柱石和石英,并釋放出水分。 （2）脫碳反應(yīng)（鈣質(zhì)沉積巖的變質(zhì)作用中普遍存在） 如方解石受熱作用后可以釋放CO2，剩余的CaO同巖石中的SiO2結(jié)合，形成變質(zhì)礦物硅灰石。 （3）水合作用（火成巖的變質(zhì)作用中普遍存在） 如橄欖石發(fā)生水合作用變成蛇紋石，輝石變成綠泥石。,1.揮發(fā)性成分逃逸或獲得形成新礦物,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,H2O,高嶺石 （粘土礦物）,紅柱石 （變質(zhì)礦物）,石英,500左右徹底脫水（脫水反映）,吸熱,放熱,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變

5、化,400左右徹底脫水（脫碳酸反映）,吸熱,放熱,CO2,石英,硅灰石 （變質(zhì)礦物）,方解石,2.形成體積小、密度大的礦物,壓力增大,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,橄欖石,鈣長(zhǎng)石,石榴子石,密度 3.3 2.76 3.52,三。交代作用 指變質(zhì)作用過(guò)程中，化學(xué)活動(dòng)性流體與固體巖石之間發(fā)生的物質(zhì)置換（交換）作用,其結(jié)果不僅形成新礦物，而且使巖石的總體化學(xué)成分發(fā)生改變。 如富含化學(xué)活動(dòng)性流體的中酸性巖漿巖在侵入碳酸鹽巖時(shí),是在接觸帶附近發(fā)生交代作用,生成矽卡巖礦物組合（透閃石、石榴子石、硅灰石、陽(yáng)起石等變質(zhì)礦物）,并形成矽卡巖.稱之為交代變質(zhì)巖.,3.交代作用形成新礦物,固態(tài)條件下，原子、 離子、

6、分子進(jìn)出媒介為化學(xué)活動(dòng)流體,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,鉀長(zhǎng)石,Na,鈉長(zhǎng)石,K,二、變質(zhì)巖中的礦物成分,一部分礦物是在其它巖石中也存在的礦物，如石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石、磁鐵礦以及方解石、白云石等。 另一部分為特征礦物,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,特征礦物,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,紅柱石,藍(lán)晶石（二硬石）,特征礦物,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,鎂鋁石榴子石,滑石,陽(yáng)起石,特征礦物,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,透輝石,蛇紋石,石墨,三、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu),1.變晶結(jié)構(gòu),第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,變質(zhì)巖的變晶結(jié)構(gòu),火成巖的結(jié)晶結(jié)構(gòu),第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,等粒變晶結(jié)構(gòu),2

7、.變余結(jié)構(gòu),變余斑狀結(jié)構(gòu) 變余砂狀結(jié)構(gòu),第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,四、變質(zhì)巖的構(gòu)造,通過(guò)變質(zhì)作用，原先的沉積巖、巖漿巖的構(gòu)造可以部分全部消失。 1.變成構(gòu)造,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,斑狀變晶結(jié)構(gòu) 其特征是，在個(gè)體較小的礦物集合體（稱為基質(zhì)）中，分布有較大的礦物晶體（稱為變斑晶）。,紅柱石,板狀構(gòu)造 指巖石中由微小晶體定向排列所成的板狀劈理構(gòu)造。板理面平整而光滑，并微有絲絹光澤，沿著劈理可形成均勻薄板 。,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,片理構(gòu)造 指巖石中礦物定向排列所顯示的構(gòu)造，是變質(zhì)巖中最常見(jiàn)、最帶有特征性的構(gòu)造。,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,片麻構(gòu)造 巖石主要由較粗的粒狀礦物（如

8、長(zhǎng)石、石英）組成，但又有一定數(shù)量的柱狀、片狀礦物（如角閃石、黑云母、白云母）在粒狀礦物中定向排列和不均勻分布，形成斷續(xù)條帶狀構(gòu)造。,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,塊狀構(gòu)造 巖石中礦物顆粒無(wú)定向排列所表現(xiàn)的均一構(gòu)造。如有一部分大理巖、石英巖等具此構(gòu)造。,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,2.變余構(gòu)造,變余層理構(gòu)造、變余氣孔構(gòu)造、 變余杏仁構(gòu)造、變余波痕構(gòu)造等,第二節(jié) 變質(zhì)作用中原巖的變化,變質(zhì)巖,副變質(zhì)巖：原巖為沉積巖,正變質(zhì)巖：原巖為巖漿巖,第三節(jié) 變質(zhì)作用的類型和有關(guān)的變質(zhì)巖,變質(zhì)作用類型,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,第四節(jié) 變質(zhì)作用類型及其代表性巖石 一.接觸變質(zhì)作用 發(fā)生在火成巖與圍

9、巖之間的接觸帶上并主要由溫度和揮發(fā)性物質(zhì)所引起的變質(zhì)作用。 1.接觸熱變質(zhì)作用 引起變質(zhì)的主要因素是溫度。巖石受熱后發(fā)生礦物的重結(jié)晶、脫水、脫碳以及物質(zhì)組分的重組合，形成新礦物和變晶結(jié)構(gòu)，但巖石的總的化學(xué)成分并無(wú)顯著改變。代表性的巖石有斑點(diǎn)板巖、大理巖、石英巖等。 變質(zhì)巖圍繞侵入體呈環(huán)帶狀分布,離巖體愈近變質(zhì)程度強(qiáng),愈遠(yuǎn)變質(zhì)程度愈弱。,二、接觸變質(zhì)作用及所形成的巖石,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,接觸變質(zhì)暈或接觸變質(zhì)圈。,形成的巖石,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,泥質(zhì)巖 斑點(diǎn)板巖、角巖,石灰?guī)r 大理巖,石英砂巖 石英巖,2.接觸交代變質(zhì)作用 引起變質(zhì)的因素除溫度外，主要是從巖漿中分

10、泌的揮發(fā)性物質(zhì)參與發(fā)生交代作用,促使圍巖發(fā)生變質(zhì)。 矽卡巖：形成于中酸性侵入巖與碳酸巖鹽(石灰?guī)r、白云巖）的接觸帶。某些金屬礦物常在矽卡巖中富集成為礦體，有磁鐵礦，黃銅礦，白鎢礦等。同時(shí)有一套礦物組合有石榴子石、綠簾石透閃石、透輝石、方解石、螢石等。,二.區(qū)域變質(zhì)作用 1.概述 受溫度、壓力、化學(xué)活動(dòng)性流體綜合影響，大面積發(fā)生，影響深度可達(dá)20Km以上的一類變質(zhì)作用，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是最主要的動(dòng)力因素。原巖發(fā)生重結(jié)晶、重組合、交代作用而形成區(qū)域變質(zhì)巖。區(qū)域變質(zhì)巖一般具有變晶結(jié)構(gòu)、片理、片麻構(gòu)造等。,主要有三類變質(zhì)環(huán)境： （1）低壓高溫環(huán)境 （2）正常地溫梯度環(huán)境 （3）高壓低溫環(huán)境 代表性巖石有板巖、

11、千枚巖、片巖、片麻巖等。 三.混合巖化作用 區(qū)域變質(zhì)作用的進(jìn)一步發(fā)展，為一種深變質(zhì)作用，由變質(zhì)作用 向巖漿作用轉(zhuǎn)變的過(guò)渡性地質(zhì)作用。酸性熔體沿著區(qū)域變質(zhì)巖的片理或裂隙擴(kuò)散、滲透，反應(yīng)形成混合巖。 混合巖包括基體（原巖）和脈體（長(zhǎng)英質(zhì)礦物）?；旌蠋r進(jìn)一步受到長(zhǎng)英質(zhì)流體的交代就發(fā)展為混合花崗巖。這種作用為花崗巖形成的另一重要途徑。 四.動(dòng)力變質(zhì)作用 與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)地殼發(fā)生斷裂有關(guān)，出現(xiàn)在斷裂帶兩側(cè)，主要有構(gòu)造角礫巖、糜棱巖等。,區(qū)域變質(zhì)作用及所形成的巖石,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,三、混合巖化作用及所形成的巖石,區(qū)域變質(zhì)作用進(jìn)一步發(fā)展，由于地殼內(nèi)部熱流量的增大和動(dòng)力作用的增強(qiáng)，產(chǎn)生深部熱液和

12、重熔巖漿，它們廣泛滲透、擴(kuò)散、交代，并注入圍巖中，形成變質(zhì)巖基體和長(zhǎng)英質(zhì)脈體組成的混合巖。,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,混合巖化作用及所形成的巖石,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,變質(zhì)作用演化系列,粘土,泥巖,片麻巖,泥質(zhì)板巖,千枚巖,結(jié)晶片巖,紫蘇花崗巖,酸性麻粒巖,混合巖,花崗巖,形成的巖石,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,眼球狀混合巖,腸狀混合巖,形成的巖石,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,角礫狀混合巖,混合花崗巖,四、動(dòng)力變質(zhì)作用及所形成的巖石,又稱破裂變質(zhì)作用，是地殼發(fā)生斷裂，巖層錯(cuò)動(dòng)，使斷裂帶兩側(cè)巖石破碎，并及因摩擦產(chǎn)生高溫、高壓，而改變?cè)瓗r的礦物成分及結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，形成新的巖石的作用。 動(dòng)力變質(zhì)作用的強(qiáng)弱與斷層的能量有關(guān)。,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,形成的巖石,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,脆性變形 斷層角礫巖,脆性變形 碎裂巖,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,塑性變形 糜棱巖,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,變質(zhì)程度,第三節(jié) 變質(zhì)作用類型及其相關(guān)變質(zhì)巖,不同變質(zhì)巖一方面反映原巖成分的差別，另一方面反映了由不同的變質(zhì)溫度和壓力條件所決定的巖石變質(zhì)程度。,第四節(jié) 巖石的演化,第四節(jié) 巖石的演化,第四節(jié) 巖石的