变质岩知识汇集.pdf (文件大小_212k)219947j彉mf╦d﹍煡m瘑kc噉泦.pdf

变质岩变质岩变质岩是在高温高压和矿物质的混合作用下由一种石头自然变质成的另一种 石头。质变可能是重结晶、纹理改变或颜色改变。 变质岩是在地球内力作用，引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。这些 力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。固态的岩石在地球内部的压力和温度 作用下，发生物质成分的迁移和重结晶，形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结 晶变成大理石。 变质岩是组成地壳的主要成分，一般变质岩是在地下深处的高温（要大于 150 摄 氏度）高压下产生的，后来由于地壳运动而出露地表。 一般变质岩分为两大类，一类是变质作用作用于岩浆岩（火成岩），形成的变质 岩成为正变质岩；另一类是作用于沉积岩，生成的变质岩为副变质岩。 大面积变质的岩石为区域性的，但也有局部性的，局部性的如果是因为岩浆涌出 造成周围岩石的变质称为接触变质岩；如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为动 力变质岩。 原岩受变质作用的程度不同，变质情况也不同，一般分为低级变质、中级和高级 变质。变质级别越高，变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下，形成板岩； 在中级变质时形成云母片岩；在高级变质作用下形成片麻岩。 岩石在变质过程中形成新的矿物，所以变质过程也是一种重要的成矿过程，中国 鞍山的铁矿就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩，这种铁矿占全世界铁矿储量 的 70。此外如锰钴铀共生矿、金铀共生矿、云母矿、石墨矿、石棉矿都是变质作用 造成的。 是组成地壳的主要岩石类型之一。在变质作用中，由于温度、压力、应力和具有 化学活动性流体的影响,在基本保持固态条件下,原岩的化学成分、成分和结构构造发生 不同程度的变化。变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造如片 理、片麻理等和由变质作用形成的特征变质矿物如、、、、、硬柱石等。 化学成分化学成分 与原岩的化学成分有密切关系，同时与变质作用的特点有关。在变质岩的形成 过程中，如无交代作用,除 H2O 和 CO2 外，变质岩的化学成分基本取决于原岩的化学 成分;如有交代作用,则既决定于原岩的化学成分，也决定于交代作用的类型和强度。变 质岩的化学成分主要由 SiO2Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、 H2O、CO2 以及 TiO2、P2O5 等氧化物组成。由于形成变质岩的原岩不同、变质作用 中各种性状的具化学活动性流体的影响不同，变质岩的化学成分变化范围往往较大。 例如,在岩浆岩（超基性岩-酸性岩）形成的变质岩中，SiO2 含量多为 35～78％；在（石 英砂岩、硅质岩）形成的变质岩中，SiO2 含量可大于 80％；而原岩为纯石灰岩时，则 可降低至零。在变质作用中，绝对的等化学反应是没有的，在变质反应过程中，总是 有某些组分的带出和带入，原岩组分总是要发生某些变化，有时则非常显著。在通常 的变质反应中，经常发生矿物的脱水和吸水作用、碳酸盐化和脱碳酸盐化作用。这些 过程，除与温度、压力有关外，还和变质作用过程中 H2O 和 CO2 的性状有关，其他 化学组分,在不同的温度、压力以及外界组分的影响下，常表现出不同程度的活动性。 例如，在接触交代变质作用过程中，在侵入体和围岩之间，通过双交代作用可形成。 在区域变质作用过程中，岩石化学组分的稳定程度，有时可用化合物（硅酸盐、氧化 物、硫化物等）的生成热来表示。一般说，生成热越高，这一化合物也越稳定。硫化 物的生成热是较低的，氧化物和硅酸盐的生成热比硫化物高。因此，在区域变质作用 过程中，当温度升高时，亲石元素（包括主要造岩元素 K、Na、Fe、 Mg、Al、Si） 保持其稳定；而亲铜元素则根据它们本身的特性，呈现出不同的活动性。这一情况也 部分地解释了在区域变质作用过程中，岩石的主要造岩元素可以保持不变或稍有变化 的原因。 矿物成分矿物成分 除含有角闪石、碳酸盐类等主要造岩矿物外，与岩浆岩和沉积岩相比，变质岩 中常出现铝的（红柱石、蓝晶石、）；不含铁的镁硅酸盐矿物（）；复杂的钙镁铁锰 铝的硅酸盐矿物（类；铁镁铝的铝硅酸盐矿物堇青石、十字石等；纯钙的硅酸盐矿物 （等）以及主要造岩矿物中的某些特殊矿物（蓝闪石、绿辉石、、硬玉、硬柱石等）。 这是变质岩矿物成分的主要特点。变质岩的矿物成分，决定于原岩成分和变质条件。 原岩成分决定变质岩中可能出现什么矿物或矿物组合,如原岩为硅质石灰岩,主要成分 为 CaCO3 和 SiO2，经变质作用可能出现的矿物是石英、、硅灰石、甲型硅灰石、 灰硅钙石等。而变质条件则决定一定的原岩经变质作用后，具体出现什么矿物或矿物 组合，如原岩为硅质石灰岩,在热接触变质作用中,如压力为 10 帕时，温度低于 470℃， 形成石英和方解石；当温度大于 470℃时，则形成方解石和硅灰石或石英和硅灰石。原 岩发生变质时，如不伴随交代作用，变质岩的矿物成分受上述两方面因素的共同制约。 在变质岩中，把具有同一原始化学成分而矿物共生组合不同的所有变质岩，称为等化 学系列；而把在同一变质条件下形成的具有不同矿物共生组合的所有变质岩，称为等 物理系列。在有交代作用的情况下，变质岩的矿物成分，除决定于原岩和变质条件外， 还与交代作用的性质和强度有关。变质岩的矿物成分，按成因可分为稳定矿物，即 在一定变质条件下稳定平衡的矿物；不稳定矿物（残余矿物），即在一定变质条件下， 由于反应不彻底而部分残留下来的非稳定矿物。不稳定矿物和稳定矿物之间，常具有 明显的置换关系。根据矿物稳定范围，变质岩的矿物成分还可分为①特征矿物，指 稳定范围较窄，反映变质条件比较灵敏的矿物，如绢云母、绿泥石、蛇纹石、浊沸石、 绿纤石等，常为低级变质矿物；蓝晶石、十字石中压、红柱石、堇青石低压，常为 中级变质矿物；紫苏辉石、夕线石，常为高级变质矿物；蓝闪石、硬柱石、硬玉、文 石，常为高压低温矿物等;②贯通矿物,指可以在较大范围的温度、压力条件下形成和存 在的矿物，如石英、方解石，当这类矿物单独出现时，一般不具有指示变质条件的意 义。 结构构造结构构造 变质岩的结构是指变质岩中矿物的粒度、形态及晶体之间的相互关系，而构造则指 变质岩中各种矿物的空间分布和排列方式。变质岩结构按成因可划分为下列各类①变 余结构,是由于变质结晶和重结晶作用不彻底而保留下来的原岩结构的残余。用前缀“变 余”命名，如变余砂状结构、变余辉绿结构、变余岩屑结构等，根据变余结构、可查明 原岩的成因类型。②变晶结构，是岩石在变质结晶和重结晶作用过程中形成的结构， 常用后缀“变晶”命名，如粒状变晶结构、鳞片变晶结构等。按矿物粒度的大小、相对大 小，可分为粗粒（3 毫米）、中粒1～3 毫米、细粒（1 毫米）变晶结构和等粒、不 等粒、斑状变晶结构等；按变质岩中矿物的结晶习性和形态，可分为粒状、鳞片状、 纤状变晶结构等；按矿物的交生关系，可分为包含、筛状、穿插变晶结构等。少数以 单一矿物成分为主的变质岩常以某一结构为其特征（如以粒状矿物为主的岩石为粒状 变晶结构、以片状矿物为主的岩石为鳞片变晶结构），在多数变质岩的矿物组成中， 既有粒状矿物，又有片、柱状矿物。因此，变质岩的结构常采用复合描述和命名，如 具斑状变晶的中粒鳞片状变晶结构等。变晶结构是变质岩的主要特征，是成因和分类 研究的基础。③交代结构，是由交代作用形成的结构，用前缀“交代”命名，如交代假象 结构，表示原有矿物被化学成分不同的另一新矿物所置换，但仍保持原来矿物的晶形 甚至解理等内部特点；交代残留结构，表示原有矿物被分割成零星孤立的残留体，包 在新生矿物之中,呈岛屿状；交代条纹结构,表示钾长石受钠质交代，沿解理呈现不规则 状钠长石小条等。交代结构对判别交代作用特征具有重要意义。④碎裂结构，是岩石 在定向应力作用下，发生碎裂、变形而形成的结构，如碎裂结构、碎斑结构、糜棱结 构等。原岩的性质、应力的强度、作用的方式和持续的时间等因素，决定着碎裂结构 的特点。 变质岩构造按成因分为①变余构造，指变质岩中保留的原岩构造,如变余层理 构造、变余气孔构造等;②变成构造，指变质结晶和重结晶作用形成的构造，如板状、 千枚状、片状、片麻状、条带状、块状构造等。 分类分类 习惯上先按变质作用类型和成因，把变质岩分为下列岩类。①区域变质岩类，由区 域变质作用所形成。②热接触变质岩类，由热接触变质作用所形成，如斑点板岩等。 ③接触交代变质岩类,由接触交代变质作用所形成,如各种。 ④动力变质岩类,由动力变质 作用所形成,如压碎角砾岩、碎裂岩、碎斑岩、等。⑤气液变质岩类,由气液变质作用形 成,如云英岩、次生石英岩、蛇纹岩等。⑥冲击变质岩类。由冲击变质作用所形成（见）。 在每一大类变质岩中可按等化学系列和等物理系列的原则，再作进一步划分。在早期 的分类方案中，还出现过从原岩的物质成分与类型出发，再依次按变质作用过程中发 生的变化与生成的岩石进行的分类。所有这些分类,原则不尽相同,强调的分类依据也有 差别。原岩类型和变质作用性质是变质岩分类的两个主要基础，但原岩类型的复杂性 和变质作用类型的多样性，给变质岩的分类带来许多困难。以变质作用产物的特征（变 质岩的矿物组成、含量和结构构造）对变质岩进行分类，将成为今后的主要趋势。 分布分布 变质岩在地壳内分布很广，大陆和洋底都有，在时间上从至现代均有产出。在各 种成因类型的变质岩中，区域变质岩分布最广，其他成因类型的变质岩分布有限。区 域变质岩主要出露于各大陆的地盾和地块以及显生宙各时代的变质活动带（通常与造 山带紧密伴生）。区域变质岩在地盾和地块上的出露面积很大，常为几万至几十万平 方公里，有时可达百万平方公里以上，约占大陆面积的 18％。前寒武纪地盾和地块通 常组成各大陆的稳定核心，而古生代及以后的变质活动带,常常围绕前寒武纪地盾或地 块，呈线型分布,如加拿大地盾东面的阿巴拉契亚造山带、波罗的地盾西北面的加里东 造山带、俄罗斯地块南面的华力西造山带和阿尔卑斯造山带等。有些年轻的变质活动 带往往沿大陆边缘或岛弧分布，这在太平洋东岸和日本岛屿表现明显，它们的分布表 明大陆是通过变质活动带的向外推移而不断增长的。在另一些情况下，变质活动带也 可斜切古老结晶基底而分布，它们代表大陆经解体而形成的陆内地槽，并将发展成新 的台槽体系。20 世纪 60 年代以来，还发现在大洋底部的沉积物和玄武质岩石之下， 有变质的、等岩石的广泛分布，它们是由洋底变质作用形成的。由形成的各种接触变 质岩石，仅局限于侵入体和火山岩体周围，分布面积有限，但分布的地区却十分广泛， 在不同地质时期和构造单元内均有产出。由碎裂变质作用形成的各种碎裂变质岩，分 布更有限，它们严格受各种断裂构造的控制。变质岩在中国的分布也很广。华北地块 和塔里木地块主要由早前寒武纪的区域变质岩和组成，并构成了中国大陆的古老核心。 以后的变质活动带则围绕或斜切地块呈线型分布。 矿产矿产 变质岩分布区矿产丰富，世界上发现的各种矿产,变质岩系中几乎都有,许多特大型， 如金、铁、铬、镍、铜、铅、锌、、等。主要分布于前寒武纪变质岩中，其成因大多 与变质岩的形成有关。其他如与夕卡岩有关的铁矿床、铜铅锌等多金属矿床、与云英 岩有关的钨锡钼铋铍钽矿床等，也与变质岩的形成有关。 变质岩是由变质作用所形成的岩石。它的岩性特征，一方面受原岩的控制，具有 一定的继承性；另一方面，由于经受了不同的变质作用，在矿物成分和结构构造上具 有其特征性（如含有变质矿物和定向构造等）。变质岩在我国和世界各地分布很广。 前寒武纪的地层绝大部分由变质岩组成；古生代以后，在各个地质时期的地壳活动带 （板块缝合带、如地槽区），在一些侵入体的周围以及断裂带内，均有变质岩的分布。 与变质岩有关的金属和非金属矿产非常丰富，例如，我国和世界上的前寒武纪变质铁 矿均占铁矿总储量的一半以上。 主要变质岩及鉴定特征主要变质岩及鉴定特征糜棱岩动力变质岩，浅灰、灰绿或灰色，糜棱结构， 碎裂构造，主要矿物为石英、长石、绿泥石。 大理岩接触热变质岩，白、灰绿、黄或浅蓝色，等粒或变晶结构，块状构造， 主要矿物为方解石、白云石；次要矿物为透闪石、透辉石。 矽卡岩接触交代变质岩，颜色不定，结构为粒状微晶，块状构造，主要矿物为 石榴子石、绿帘石、透辉石；次要矿物为铁、镁、钙硅酸盐。 蛇纹岩接触交代变质岩，灰绿-黄绿色，隐晶质变晶结构，块状构造，主要矿物 为蛇纹石；次要矿物为磁铁矿、钛铁矿。 板岩区域变质岩，灰至黑色，隐晶质变晶结构，板状构造，主要矿物为石英、 粘土、绢云母。 片岩区域变质岩，黑、灰绿或绿色，变晶结构，片状构造，主要矿物为云母、 绿泥石、角闪石；次要矿物为长石、绿帘石。 千枚岩区域变质岩，黄、绿或蓝灰色，隐晶质变晶结构，千枚状构造，主要矿 物为石英、绿泥石、绢云母。 石英岩区域变质岩，白或灰白色，粒状变晶结构，块状构造，主要矿物为石英， 次要矿物为白云母、硅线石。 片麻岩区域变质岩，灰或浅灰色，粒状变晶结构，片麻状构造，主演矿物为石 英、长石，次要矿物为云母、角闪石、硅线石。 变质岩是由变质作用所形成的岩石。它的岩性特征，一方面受原岩的控制，具有一定的 继承性； 另一方面， 由于经受了不同的变质作用， 在矿物成分和结构构造上具有其特征性 （如 含有变质矿物和定向构造等） 。变质岩在我国和世界各地分布很广。前寒武纪的地层绝大部 分由变质岩组成；古生代以后，在各个地质时期的地壳活动带（板块缝合带、如地槽区） ， 在一些侵入体的周围以及断裂带内， 均有变质岩的分布。 与变质岩有关的金属和非金属矿产 非常丰富，例如，我国和世界上的前寒武纪变质铁矿均占铁矿总储量的一半以上。 变质岩.简单地说就是地下岩石经历高温或高压之后，成分和结构发生改变，形成的新 岩石就叫变质岩。如大家比较熟悉的大理岩，就是由石灰岩转变而来的一种典型的变质岩。 变质岩是怎么样形成的在自然界中，我们可以见到积雪在自身重压作用下，它的底层 会转化成冰的现象。松软的雪和坚固的冰在成分上是一样的，但结构却是不同的。变质岩的 形成过程和雪转化成冰的过程是相似的。 具体说来就是地壳中已经形成的岩石因受温度、 压 力及化学活动性流体的影响，其原岩组分、矿物组合、结构、构造等发生转化即形成多种不 同类型的变质岩，这种转变基本是在固态下完成的，这种变化我们就称之为变质作用。变质 岩就是由变质作用所形成。 常见的变质岩变质岩占地壳总体积约 27.4，略逊于火成岩，但变质岩的家族非常 庞大，其种类远多于火成岩和沉积岩。按照外表特征可以简单地分为板岩、千枚岩、片岩、 片麻岩、粒状岩石等 5 大类，每一大类（图 1、2）中都有为数众多的岩石类型，如粒状岩 中有石英岩、大理岩、麻粒岩、角闪岩等。 变质岩能告诉我们什么地球形成最初是没有生物记录的，科学家必须通过变质岩的研 究， 以了解地球早期的历史。 绝大多数变质岩形成在地壳深部， 我们在地表本来是见不到的， 是由于后来的构造运动，才使变质岩露出地表。因此，变质岩可以告诉人类各种地下深处的 信息，由此，科学家可以推测出地球内部岩石和结构的状况，以及地壳热历史、变质原岩的 面貌等等许多科学信息， 这是目前人类用任何手段都无法直接达到的深度。 如果说上述研究 是为了满足人类对地球知识的渴求，那么还有一个非常现实的意义，就是研究变质岩，可以 告诉我们到哪里去找寻相关的矿产资源。 变质岩有什么用途 建筑及装饰材料，如板岩、汉白玉等 工艺品原料，如大理石、翡翠等 非金属工业原料，如石英岩、石墨、刚玉、石棉等 变质岩中直接产出金属矿产，如金、银、铜、铅、锌、铁及稀有、稀土等矿产，其中变质岩 中的铁矿床占全世界铁矿总储量的 80以上，可见其重要性，可以说我们人类的生存是离 不开变质岩的. 变质岩 变质岩是在地球内力作用， 引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。 这些力量包括温 度、压力、应力的变化、化学成分。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下，发生物质 成分的迁移和重结晶，形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石。 变质岩是组成地壳的主要成分，一般变质岩是在地下深处的高温（要大于 150 摄氏度）高 压下产生的，后来由于地壳运动而出露地表。 一般变质岩分为两大类，一类是变质作用作用于岩浆岩（火成岩） ，形成的变质岩成为正变 质岩；另一类是作用于沉积岩，生成的变质岩为副变质岩。 大面积变质的岩石为区域性的， 但也有局部性的， 局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩 石的变质称为接触变质岩；如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为动力变质岩。 原岩受变质作用的程度不同，变质情况也不同，一般分为低级变质、中级和高级变质。变质 级别越高，变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下，形成板岩；在中级变质时形 成云母片岩；在高级变质作用下形成片麻岩。 岩石在变质过程中形成新的矿物， 所以变质过程也是一种重要的成矿过程， 中国鞍山的铁矿 就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩，这种铁矿占全世界铁矿储量的 70。此外如 锰钴铀共生矿、金铀共生矿、云母矿、石墨矿、石棉矿都是变质作用造成的。 常见的变质岩 常见的变质岩板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、石英岩、大理岩、矽卡岩、红柱石角岩、糜 棱岩。 （1）变质岩一般在高温高压作用下形成，母岩可以是沉积岩，也可以是火成岩。 （2）变质岩的构造是判定其特征的关键。 a）变余构造指变质岩中残留的原岩的构造。如变余层理构造、变余气孔构造等。 b）混合岩构造在混合化过程中，由脉体和基体两部分相互作用所形成的构造。常见 的有眼球状构造、条带状构造、肠状构造等。 c）变成构造指变质过程中所形成的构造。变成构造的类型 板状构造 千枚状构 造 片状构造 片麻岩构造 块状构造 （3）变质作用类型及变质岩类型 a）动力变质作用与动力变质岩 构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩。 b）区域变质作用与区域变质岩 板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、石英岩、大理岩 c）混合岩化作用与混合岩 混合岩 d）接触变质作用与接触变质岩 接触热变质作用 红柱石角岩、大理岩、石英岩 接触交代变质作用 矽卡岩 地壳中已生成的岩石，无论是岩浆岩、沉积岩还是变质岩，由于地壳运动、 岩浆活动等造成的物理化学条件的变化，使原有岩石的矿物成分、结构构造发生 了变化，这种作用称为变质作用。由变质作用所形成的新岩石，称为变质岩。 变质岩以其特有的矿物和结构、构造区别于岩浆岩和沉积岩。变质岩中常既 有由于变质作用不彻底而残留的原有矿物、原岩结构，也有变质岩特有的变质矿 物和定向构造。变质岩的结构是指变质矿物颗粒大小、形状以及重结晶程度等特 征。在变质过程中，岩石受定向压力的作用，矿物发生弯曲、破裂、断开，成棱 角状不规则的碎屑，甚至研磨成极细的碎屑或岩粉碎屑间常具裂隙，扭曲变形叫 做碎裂结构。在变质作用过程中，原来的岩石基本在固体状态下发生矿物的重新 结晶，形成有定向性的结晶质结构，称为变晶结构。变质岩的构造是指矿物排列 的特点，大部分变质岩具有定向构造，成为鉴别变质岩的重要依据。在应力作用 下，在岩石中心片状、柱状、板状矿物，互相平行排列形成定向构造；如果粒状 矿物之间片状、柱状、板状矿物定向排列，构成不连续的深浅色泽相间的条带， 形成片麻状构造；此外还有千枚构造、片状构造、条带状构