一、变质作用与变质岩 固态原岩因温度、压力及化学活动性流动的作用而导致矿物成分、化学结构与构造的变化,统称变质作用。 由变质作用形成的岩石统称变质岩。变质作用的结果,是使一种岩石转变成另一种新的岩石。新形成的岩石无论是岩石的矿物成分、结构、构造,均可与原岩不同,这种新的岩石称为变质岩。 变质作用与岩浆作用和风化作用的区别为:岩浆作用是高温、高压,使原岩从固态转变成熔融的液态后。风化作用是地表岩石在常温、常压下,主要由外动力引起的各种变化。 控制变质作用的三个主要因素-温度、压力、化学因素 1.温度。地壳运动构造下降使岩层沉到地下深处-受地热影响;岩浆活动岩浆侵入围岩—岩石受到岩浆热能影响;岩石构造变形,发生断裂—受到机械摩擦的影响。热力对岩石发生如下变化: 1)重结晶作用:在温度和其他因素影响下,必然会使岩石中矿物晶体内质点的活力增强,导致质点重新排列,晶体变粗。如石灰岩——大理岩,重结晶前后岩石的化学成分和矿物成分基本不变。 2)产生新矿物。岩石受热,可以促进矿物成分间的化学反应,重新组合结晶,形成新矿物。实际上也是一种重结晶作用。如高岭石和其他粘土矿物在高温影响下可以形成红柱石和石英。 例如: H4Al2Si2O9 = Al2SiO5 + SiO2 + 2H2O 高岭石 红柱石 石英 变质作用温度的上限,一般在有水流体存在时,上限为700-900度,下限为150-200度。 控制变质作用的三个主要因素-温度、压力、化学活动性流体 2.压力。变质作用的压力范围0-109Pa. 1)静压力(围压):据均相性,岩石处于地下受四面压力,越深静压力越大。岩石中的矿物重结晶成体积减小而密度增大的新矿物。 CaAl2SiO3+(Mg,Fe) 2SiO4——Ca(Mg,Fe) 2Al2 [SiO4] 3 钙长石 橄榄石 石榴子石 2)侧向压力(应力):当岩石受挤压、断裂活动或岩浆侵入,一方面可是他变形活破碎;另一方面也可使它重结晶,并使它重结晶,并使岩石中片状或柱状矿物在垂直于应力方向生长、拉长或压扁,形成明显的定向排列,从而使岩石具有各种片理构造。 控制变质作用的三个主要因素-温度、压力、化学活动性流体 3.化学活动性流体: 1. 组成 ---- H2O、CO2为主,富含挥发性物质 2. 来源 ----岩浆析出的热水溶液。 ----岩石中的孔隙水和结构水。 ----地球的排气作用。 3. 作用: ----扩散迁移元素,热液矿床形成 ----改变岩石化学成分。 二、变质作用类型和相应变质岩 1、动力变质作用 2、接触热变质作用 3、接触交代变质作用 4、区域变质作用 5、混合岩化作用 1.动力变质作用 (1)概念 岩层由于受到构造运动所产生的强烈应力的作用,岩石及其组成矿物发生变形、破碎,并伴随一定程度的重结晶作用。主要发生自断裂带。 (2)变质因素 ----机械能 ----机械能转变的热能 (3)形成的岩石 ----断层角砾岩、碎裂岩(脆性)、糜棱岩(塑性) 2、接触热变质作用 (1)概念: ----指主要由于侵入体放出热量使围岩的矿物成分和结构、构造发生变化的一种变质作用。 (2)主要表现: ----原岩成分的重结晶,如石灰岩——大理岩,石英砂岩-石英岩。由于没有明显的交代作用,岩石的化学成分在变质前后基本没有变化。 (3)代表性岩石 ----斑点板岩、角岩、 大理岩、石英岩等。 3.接触交代变质作用 ----由于侵入体晚期析出的大量挥发分和热水溶液,与接触带附近的侵入体和围岩发生交代作用,使围岩的岩性和化学成分发生变化,形成新矿物。 ----代表性岩石为碳酸岩与中、酸性岩浆交代形成的矽卡岩。 4.区域变质作用 (1)概念 ----在广大面积内发生,范围可达数万Km2,往往和地壳活动、 构造运动和岩浆活动有关。 (2)变质因素 ----温度: 150-900℃ ----压力:0-109Pa ----化学性流体 综合作用。 (3)代表性岩石:板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩等 5.混合岩化变质作用 (1)概念 ----区域变质作用进一步发展,变质岩向混合岩浆转化并形成 混合岩的一种作用。 (2)方式 ----重熔作用:在一定温度下,一部分固态岩石部分选择性熔融,主要是石英和长石,形成重熔岩浆,与已变质的 岩石发生混合岩化作用,形成混合岩。 ----再生作用:由地下深部上升的热液,与已变质的岩石发生反 应,使某些岩石熔化,形成再生岩浆,与已变质的岩石发生混合岩化作用,形成混合岩。 三、变质作用的基本规律 * * 变质岩 动力变质作用 接触变质作用 动力变质作用 区域变质作用 1.变质作用的时间演化规律 ●古老的岩石(前寒武纪、5亿年以前)一般都发生了变质,而且变质较深,常常发生过多次变质,如秦岭地区的岩石普遍发生过3次变质作用。 ●古生代的变质作用呈条带分布,中新生代变质作用发生在板块结合部位,如海沟—岛弧等。 ●现代变质作用发生在洋脊、海沟地区。 2. 变质作用特点 ----继承性:受原岩特征控制。 ----特殊性:变质作用类型和强度不同,成分、结构、构造 不同。 3. 地壳中三类岩石的分布 ----岩浆岩:占地壳总体积的64.7%。 ----沉积岩:占地壳总体积的7.9%,陆地地表面积的75%。 ----变质岩:占地壳总体积的27.4% 。 四、变质岩特征 一. 变质岩的矿物 二. 变质岩的结构 三. 变质岩的构造 (一). 变质岩的矿物 1. 原来矿物 ----变质岩形成前岩石中已经存在的矿物,稳定。 石英、长石、云母、方解石、白云石等。 2. 新生矿物 ----变质岩形成过程中新产生的矿物。 石榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、红柱石、阳起石 透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石、石墨等。 (二). 变质岩的结构 1. 变晶结构 变质岩是原岩重结晶而成的岩石,具有结晶质结构, 这种结构叫变晶结构。 ----粒状变晶结构:花岗变晶结构 ----斑状变晶结构 ----鳞片变晶结构 ----角岩结构 2. 碎裂结构 压碎结构,岩石应力的作用下,矿物颗粒,形成外形 不规则的带棱角的碎屑,碎屑边缘呈锯齿状,并常有裂隙及 扭曲变形的现象。 3. 变余结构 变质岩中残留的原来岩石的结构。
变质岩.ppt
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