第五章-变质作用与变质岩资料.ppt

《第五章-变质作用与变质岩资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章-变质作用与变质岩资料.ppt（59页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、学习内容一、变质作用概述一、变质作用概述二、变质作用中原岩的变化二、变质作用中原岩的变化三、变质作用类型及其代表性岩石三、变质作用类型及其代表性岩石四、岩石的演变四、岩石的演变第五章第五章 变质作用与变质岩变质作用与变质岩l 变质岩变质岩是组成地壳的三大类是组成地壳的三大类岩石之一，占地壳岩石之一，占地壳总体积总体积的的27.4%。地面分布。地面分布范围较小范围较小，不不均匀均匀。第一节第一节 变质作用概述变质作用概述 最古老的变质岩是前寒武纪的结最古老的变质岩是前寒武纪的结晶片岩晶片岩.变质作用可导致某些元素的富变质作用可导致某些元素的富集集,形成重要的矿产形成重要的矿产,据统计据统计,世界

2、上世界上70%的铁矿的铁矿,63%的锰矿的锰矿,大多数的铜、大多数的铜、钴、镍矿都产在前寒武纪的变质岩中钴、镍矿都产在前寒武纪的变质岩中.一、概念一、概念l l变质作用变质作用l l 岩石基本上在岩石基本上在固态固态下，由于温度、下，由于温度、压力及化学活动性流体的作用压力及化学活动性流体的作用,发生发生成分、成分、结构、构造结构、构造等变化的地质作用。等变化的地质作用。l l变质岩变质岩 l l 由由变质作用形成变质作用形成的岩石。的岩石。第一节第一节 变质作用概述变质作用概述第一节第一节 变质作用概述变质作用概述特点：变质时岩石未发生特点：变质时岩石未发生熔融熔融，未失去岩，未失去岩 石的

3、石的整体性。整体性。二、引起变质作用的因素二、引起变质作用的因素1.温度温度 来自于来自于第一节第一节 变质作用概述变质作用概述地热地热第一节第一节 变质作用概述变质作用概述岩浆热岩浆热摩擦热摩擦热2.压力压力第一节第一节 变质作用概述变质作用概述静压力静压力形成：大密度小体积矿物形成：大密度小体积矿物定压力定压力导致：岩石结构和构造变化导致：岩石结构和构造变化3.化学活动流体化学活动流体第一节第一节 变质作用概述变质作用概述来来 源源1.1.岩石粒间孔隙及裂隙中以水岩石粒间孔隙及裂隙中以水 为主的液体为主的液体2.2.结构水含有矿物结构水含有矿物、2 2挥发性物质挥发性物质3.3.岩浆中逃逸

4、的热气、热液岩浆中逃逸的热气、热液4.4.地壳深处分泌含有各种元地壳深处分泌含有各种元 素的热液素的热液原岩在变质作用中的变化方式原岩在变质作用中的变化方式重组合重组合重结晶重结晶交代作用交代作用第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化一、物质成分的变化一、物质成分的变化第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化第二节第二节 变质作用的方式变质作用的方式一一.重结晶作用重结晶作用 指岩石在固态下同种矿物经过有限的颗粒溶指岩石在固态下同种矿物经过有限的颗粒溶解，组分迁移，而又重新结晶成粗大颗粒的作用。解，组分迁移，而又重新结晶成粗大颗粒的作用。未形成新矿物。如隐晶质石灰

5、岩受热经过重结晶未形成新矿物。如隐晶质石灰岩受热经过重结晶作用成为大理岩。作用成为大理岩。温度升高和粒间流体的存在是重结晶作用的温度升高和粒间流体的存在是重结晶作用的必要条件。必要条件。原岩成分和结构构造，则是重结晶作用主要原岩成分和结构构造，则是重结晶作用主要内在因素，如碳酸类岩石及硅质岩常比砂质岩石内在因素，如碳酸类岩石及硅质岩常比砂质岩石易于重结晶易于重结晶,相同成分的沉积岩，粒度细者易于重相同成分的沉积岩，粒度细者易于重结晶等。结晶等。二二.重组合作用重组合作用 指在特定的温度、压力范围内，固体指在特定的温度、压力范围内，固体岩石内部的化学成分重新组合，结晶成岩石内部的化学成分重新组合

6、，结晶成新矿物的过程，这种作用通常通过化学新矿物的过程，这种作用通常通过化学反应完成的，又称之为变质反应。反应完成的，又称之为变质反应。（1）脱水反应（沉积岩在受到变质作用中普遍存在）脱水反应（沉积岩在受到变质作用中普遍存在）如高岭石受热生成变质矿物红柱石和石英如高岭石受热生成变质矿物红柱石和石英,并释放并释放出水分。出水分。（2）脱碳反应（钙质沉积岩的变质作用中普遍存在）脱碳反应（钙质沉积岩的变质作用中普遍存在）如方解石受热作用后可以释放如方解石受热作用后可以释放CO2，剩余的，剩余的CaO同同岩石中的岩石中的SiO2结合，形成变质矿物硅灰石。结合，形成变质矿物硅灰石。（3）水合作用（火成岩

7、的变质作用中普遍存在）水合作用（火成岩的变质作用中普遍存在）如橄榄石发生水合作用变成蛇纹石，辉石变成绿如橄榄石发生水合作用变成蛇纹石，辉石变成绿泥石。泥石。1.挥发性成分逃逸或获得形成挥发性成分逃逸或获得形成新矿物新矿物第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化H2O高岭石高岭石（粘土矿物）（粘土矿物）红柱石红柱石（变质矿物）（变质矿物）石英石英500左右彻底脱水（脱水反映）左右彻底脱水（脱水反映）吸吸热热放放热热第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化400400左右彻底脱水（脱碳酸反映）左右彻底脱水（脱碳酸反映）吸吸热热放放热热CO2石英石英硅灰石硅灰石（变质矿物

8、）（变质矿物）方解石方解石2.形成形成体积小、密度大的矿物体积小、密度大的矿物 压力增大压力增大第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化橄榄石橄榄石钙长石钙长石石榴子石石榴子石密度密度 3.3 2.76 3.52三。交代作用三。交代作用 指变质作用过程中，化学活动性流体与固指变质作用过程中，化学活动性流体与固体岩石之间发生的物质置换（交换）作用体岩石之间发生的物质置换（交换）作用,其其结果不仅形成新矿物，而且使岩石的总体化学结果不仅形成新矿物，而且使岩石的总体化学成分发生改变。成分发生改变。如富含化学活动性流体的中酸性岩浆岩在如富含化学活动性流体的中酸性岩浆岩在侵入碳酸盐岩时侵入

9、碳酸盐岩时,是在接触带附近发生交代作是在接触带附近发生交代作用用,生成矽卡岩矿物组合（透闪石、石榴子石、生成矽卡岩矿物组合（透闪石、石榴子石、硅灰石、阳起石等变质矿物）硅灰石、阳起石等变质矿物）,并形成矽卡岩并形成矽卡岩.称之为交代变质岩称之为交代变质岩.3.交代作用形成交代作用形成新矿物新矿物 固态条件下，原子、固态条件下，原子、离子、分子离子、分子进出媒介为化学活动流体进出媒介为化学活动流体第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化钾长石钾长石Na钠长石钠长石K K二、变质岩中的矿物成分二、变质岩中的矿物成分 一部分一部分矿物是在矿物是在其它岩石其它岩石中也存中也存在的矿物，如

10、石英、长石、云母、在的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、磁铁矿以及方解石、角闪石、辉石、磁铁矿以及方解石、白云石等。白云石等。另一部分另一部分为为特征矿物特征矿物第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化特征矿物特征矿物第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化红柱石红柱石蓝晶石（二硬石）蓝晶石（二硬石）特征矿物特征矿物第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化镁铝石榴子石镁铝石榴子石滑石滑石阳起石阳起石特征矿物特征矿物第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化透辉石透辉石蛇纹石蛇纹石石墨石墨三、变质岩的结构三、变质岩的结构1.变晶结构变晶

11、结构第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化变质岩的变晶结构变质岩的变晶结构火成岩的结晶结构火成岩的结晶结构第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化等粒变晶结构等粒变晶结构2.变余结构变余结构 变余斑状结构变余斑状结构 变余砂状结构变余砂状结构第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化四、变质岩的构造四、变质岩的构造 通过变质作用，原先的沉积岩、通过变质作用，原先的沉积岩、岩浆岩的构造可以部分岩浆岩的构造可以部分全部消失。全部消失。1.变成构造变成构造第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化斑状变晶结构斑状变晶结构 其特征是，在个体其特征是

12、，在个体较小较小的矿物集合体的矿物集合体（称为基质）中，分（称为基质）中，分布有布有较大较大的矿物晶体的矿物晶体（称为变斑晶）。（称为变斑晶）。红柱石红柱石板状构造板状构造 指岩石中由指岩石中由微小晶微小晶体定向排列体定向排列所成的板所成的板状劈理构造。板理面状劈理构造。板理面平整而光滑，并微有平整而光滑，并微有丝绢光泽，沿着劈理丝绢光泽，沿着劈理可形成均匀薄板可形成均匀薄板。第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化片理构造片理构造 指岩石中矿物指岩石中矿物定向排列所显示定向排列所显示的构造，是变质的构造，是变质岩中最岩中最常见常见、最、最带有带有特征性特征性的构的构造。造。第二

13、节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化片麻构造片麻构造 岩石主要由岩石主要由较粗较粗的粒状矿物的粒状矿物（如长（如长石、石英）组成，石、石英）组成，但又但又有一定数量有一定数量的的柱状、片状矿物柱状、片状矿物（如角闪石、黑云（如角闪石、黑云母、白云母）在粒母、白云母）在粒状矿物中状矿物中定向排列定向排列和不均匀分布和不均匀分布，形，形成成断续条带状断续条带状构造。构造。第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化块状构造块状构造 岩石中矿物岩石中矿物颗粒颗粒无定向排无定向排列列所表现的均所表现的均一构造。如有一构造。如有一部分大理岩、一部分大理岩、石英岩等具此石英岩等具此

14、构造。构造。第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化2.变余构造变余构造变余层理构造、变余气孔构造、变余层理构造、变余气孔构造、变余杏仁构造、变余波痕构造等变余杏仁构造、变余波痕构造等 第二节第二节 变质作用中原岩的变化变质作用中原岩的变化变质岩变质岩副变质岩：原岩为沉积岩副变质岩：原岩为沉积岩正变质岩：原岩为岩浆岩正变质岩：原岩为岩浆岩变质作用类型变质作用类型第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩第四节第四节 变质作用类型及其代表性岩石变质作用类型及其代表性岩石一一.接触变质作用接触变质作用 发生在火成岩与围岩之间的接触带上并主要发生在火成岩与围岩之

15、间的接触带上并主要由温度和挥发性物质所引起的变质作用。由温度和挥发性物质所引起的变质作用。1.接触热变质作用接触热变质作用 引起变质的主要因素是温度。岩石受热后发引起变质的主要因素是温度。岩石受热后发生矿物的重结晶、脱水、脱碳以及物质组分的重生矿物的重结晶、脱水、脱碳以及物质组分的重组合，形成新矿物和变晶结构，但岩石的总的化组合，形成新矿物和变晶结构，但岩石的总的化学成分并无显著改变。代表性的岩石有斑点板岩、学成分并无显著改变。代表性的岩石有斑点板岩、大理岩、石英岩等。大理岩、石英岩等。变质岩围绕侵入体呈环带状分布变质岩围绕侵入体呈环带状分布,离岩体愈近离岩体愈近变质程度强变质程度强,愈远变质

16、程度愈弱。愈远变质程度愈弱。二、接触变质作用及所形成的岩石二、接触变质作用及所形成的岩石第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩接触变质晕或接触变质圈接触变质晕或接触变质圈。形成的岩石形成的岩石第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩泥质岩泥质岩 斑点板岩、角岩斑点板岩、角岩石灰岩石灰岩 大理岩大理岩石英砂岩石英砂岩 石英岩石英岩2.接触交代变质作用接触交代变质作用 引起变质的因素除温度外，主要是从岩引起变质的因素除温度外，主要是从岩浆中分泌的挥发性物质参与发生交代作用浆中分泌的挥发性物质参与发生交代作用,促使围岩发生变质。促使围岩发生变质。

17、矽卡岩：形成于中酸性侵入岩与碳酸岩矽卡岩：形成于中酸性侵入岩与碳酸岩盐盐(石灰岩、白云岩）的接触带。某些金属石灰岩、白云岩）的接触带。某些金属矿物常在矽卡岩中富集成为矿体，有磁铁矿物常在矽卡岩中富集成为矿体，有磁铁矿，黄铜矿，白钨矿等。同时有一套矿物矿，黄铜矿，白钨矿等。同时有一套矿物组合有石榴子石、绿帘石透闪石、透辉石、组合有石榴子石、绿帘石透闪石、透辉石、方解石、萤石等。方解石、萤石等。二二.区域变质作用区域变质作用1.概述概述 受温度、压力、化学活动性流体综合影响，受温度、压力、化学活动性流体综合影响，大面积发生，影响深度可达大面积发生，影响深度可达20Km以上的一类以上的一类变质作用，

18、构造运动是最主要的动力因素。原变质作用，构造运动是最主要的动力因素。原岩发生重结晶、重组合、交代作用而形成区域岩发生重结晶、重组合、交代作用而形成区域变质岩。区域变质岩一般具有变晶结构、片理、变质岩。区域变质岩一般具有变晶结构、片理、片麻构造等片麻构造等。主要有三类变质环境：主要有三类变质环境：（1）低压高温环境）低压高温环境（2）正常地温梯度环境）正常地温梯度环境（3）高压低温环境）高压低温环境代表性岩石有板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。代表性岩石有板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。三三.混合岩化作用混合岩化作用 区域变质作用的进一步发展，为一种深变质作用，由区域变质作用的进一步发展，为一种深变质

19、作用，由变质作用变质作用 向岩浆作用转变的过渡性地质作用。酸性熔体沿向岩浆作用转变的过渡性地质作用。酸性熔体沿着区域变质岩的片理或裂隙扩散、渗透，反应形成混合岩。着区域变质岩的片理或裂隙扩散、渗透，反应形成混合岩。混合岩包括基体（原岩）和脉体（长英质矿物）。混混合岩包括基体（原岩）和脉体（长英质矿物）。混合岩进一步受到长英质流体的交代就发展为混合花岗岩。合岩进一步受到长英质流体的交代就发展为混合花岗岩。这种作用为花岗岩形成的另一重要途径。这种作用为花岗岩形成的另一重要途径。四四.动力变质作用动力变质作用 与构造运动地壳发生断裂有关，出现在断裂带两侧，与构造运动地壳发生断裂有关，出现在断裂带两侧

20、，主要有构造角砾岩、糜棱岩等。主要有构造角砾岩、糜棱岩等。区域变质作用及所形成的岩石区域变质作用及所形成的岩石第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩变质带变质带变质因素变质因素变质作用变质作用变质岩变质岩浅变质带浅变质带（低级变质）（低级变质）温度、静压力不温度、静压力不太高定向压力强太高定向压力强岩石破碎岩石破碎重结晶重结晶板岩、千枝岩、板岩、千枝岩、片岩、石英岩片岩、石英岩中变质带中变质带（中级变质）（中级变质）温度、定向压力温度、定向压力较强、化学活动较强、化学活动性流体较强静压性流体较强静压力不很强力不很强重结晶显著重结晶显著 片岩、大理岩、片岩、大理岩、片

21、麻岩片麻岩深变质带深变质带（高级变质）（高级变质）温度、静压力很温度、静压力很高定向压力不一高定向压力不一定很强定很强重结晶极为重结晶极为完好完好片麻岩、麻粒片麻岩、麻粒岩、榴辉岩岩、榴辉岩三、混合岩化作用及所形成的岩石三、混合岩化作用及所形成的岩石 区域变质作用进一步发展，由于地区域变质作用进一步发展，由于地壳内部热流量的增大和动力作用的增壳内部热流量的增大和动力作用的增强，产生深部热液和重熔岩浆，它们强，产生深部热液和重熔岩浆，它们广泛渗透、扩散、交代，并注入围岩广泛渗透、扩散、交代，并注入围岩中，中，形成变质岩基体和长英质脉体组形成变质岩基体和长英质脉体组成的混合岩。成的混合岩。第三节第

22、三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩混合岩化作用及所形成的岩石混合岩化作用及所形成的岩石第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩变质作用演化系列变质作用演化系列形成的岩石形成的岩石第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩眼球状混合岩眼球状混合岩 肠状混合岩肠状混合岩 形成的岩石形成的岩石第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩角砾状混合岩角砾状混合岩 混合花岗岩混合花岗岩 四、动力变质作用及所形成的岩石四、动力变质作用及所形成的岩石 又称又称破裂变质破裂变质作用，是地壳发生断作用，是地壳发生断裂

23、，岩层错动，使断裂带两侧岩石破碎，裂，岩层错动，使断裂带两侧岩石破碎，并及因摩擦产生高温、高压，而改变原并及因摩擦产生高温、高压，而改变原岩的矿物成分及结构、构造，形成新的岩的矿物成分及结构、构造，形成新的岩石的作用。岩石的作用。动力变质动力变质作用的作用的强弱强弱与断层的与断层的能量能量有有关。关。第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩形成的岩石形成的岩石第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩变形性质变形性质变形性质变形性质碎裂特征碎裂特征碎裂特征碎裂特征岩石类型岩石类型岩石类型岩石类型脆性脆性脆性脆性变形变形变形变形碎碎碎碎裂裂裂裂的

24、的的的具破碎角砾结构具破碎角砾结构具破碎角砾结构具破碎角砾结构构造角砾岩构造角砾岩构造角砾岩构造角砾岩具碎裂结构或碎具碎裂结构或碎具碎裂结构或碎具碎裂结构或碎斑结构斑结构斑结构斑结构碎基含量碎基含量碎基含量碎基含量50%50%50%50%50%50%50%碎裂碎裂碎裂碎裂岩岩岩岩碎碎碎碎 裂裂裂裂 岩岩岩岩 塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形糜糜糜糜棱棱棱棱的的的的糜棱结构，有或糜棱结构，有或糜棱结构，有或糜棱结构，有或无少量碎斑无少量碎斑无少量碎斑无少量碎斑重结晶物重结晶物重结晶物重结晶物质的含量质的含量质的含量质的含量（%）10101090909090糜棱片岩或片糜棱片岩或片糜棱片岩或片糜棱

25、片岩或片岩岩岩岩次显微颗粒或玻璃次显微颗粒或玻璃次显微颗粒或玻璃次显微颗粒或玻璃假玄武玻璃假玄武玻璃假玄武玻璃假玄武玻璃第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩脆性变形脆性变形 断层角砾岩断层角砾岩脆性变形脆性变形 碎裂岩碎裂岩 第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩塑性变形塑性变形 糜棱岩糜棱岩第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩变质程度变质程度第三节第三节 变质作用类型及其相关变质岩变质作用类型及其相关变质岩不同变质岩一方面反映原岩成分的差别，不同变质岩一方面反映原岩成分的差别，另一方面反映了由不同的变质温

26、度和压力另一方面反映了由不同的变质温度和压力条件所决定的岩石变质程度。条件所决定的岩石变质程度。第四节第四节 岩石的演化岩石的演化第四节第四节 岩石的演化岩石的演化变质作用和地壳演化的关系变质作用和地壳演化的关系侵入型喷出型岩浆岩岩石风化碎屑岩浆沉积岩变质岩高温高压变质高温高压变质风、流水、等外风、流水、等外力作用将岩石碎力作用将岩石碎屑物由高处搬运屑物由高处搬运到低处沉积到低处沉积接触岩浆后重融、再生 作业：作业：1、何谓变质作用？、何谓变质作用？2、何谓接触变质作用？其形式环境如何？有、何谓接触变质作用？其形式环境如何？有哪些因素引起？代表性的岩石有哪些？哪些因素引起？代表性的岩石有哪些？3、何谓区域变质作用？有哪些区域变质环境、何谓区域变质作用？有哪些区域变质环境？有哪些因素引起？代表性的岩石有哪些？有哪些因素引起？代表性的岩石有哪些？第四节第四节 岩石的演化岩石的演化