第四章变质作用与变质岩PPT课件

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1、第四章第四章 变质作用与变质岩变质作用与变质岩 概述概述 变质作用因素及其引起的变质作用因素及其引起的源岩变化源岩变化 变质岩的基本特征变质岩的基本特征 变质作用的类型及其代表变质作用的类型及其代表性岩石性岩石 岩石的演变岩石的演变普通地质学 由于由于温度温度、压力压力及及化学活动性流体化学活动性流体作用于岩浆岩、早期形成的沉作用于岩浆岩、早期形成的沉积岩及变质岩，基本在积岩及变质岩，基本在固体状态固体状态下，发生矿物成分、化学成分及结构下，发生矿物成分、化学成分及结构构造变化的地质作用。构造变化的地质作用。一、变质作用的概念第一节第一节 概述概述 由变质作用形成的岩石。由变质作用形成的岩石。

2、二、变质岩变质作用与岩浆作用的区别变质作用与岩浆作用的区别：原岩是否遭受熔融：原岩是否遭受熔融变质作用与沉积作用的区别变质作用与沉积作用的区别：作用发生的深度：作用发生的深度第四章第四章 变质作用与变质岩变质作用与变质岩概述概述 变质作用因素及其引起的变质作用因素及其引起的源岩变化源岩变化 变质岩的基本特征变质岩的基本特征 变质作用的类型及其代表变质作用的类型及其代表性岩石性岩石 岩石的演变岩石的演变普通地质学一、温度及其引起的原岩变化第二节第二节 变质作用因素及其引起的源岩变化变质作用因素及其引起的源岩变化 温度的升高使岩石中的矿物发生重结晶。岩石中非晶体矿物向温度的升高使岩石中的矿物发生重

3、结晶。岩石中非晶体矿物向晶体晶体矿物矿物转化；岩石中晶体细小矿物向转化；岩石中晶体细小矿物向晶体粗大晶体粗大矿物转化。矿物转化。如石灰岩如石灰岩大理大理岩岩2、促进化学反应CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2方解石方解石 石英石英 硅灰石硅灰石脱碳酸反应脱碳酸反应Al4Si4O10OH8 2Al2SiO4O+2SiO2+4H2O高岭石高岭石 红柱石红柱石 石英石英 脱水反应脱水反应 1 1、重结晶 温度的升高可促使原岩石中的化学成分发生重组合，并产生新的矿温度的升高可促使原岩石中的化学成分发生重组合，并产生新的矿物。物。变质温度的来源：地热、岩浆热、放射性元素蜕变热、地壳岩石断地热、岩浆

4、热、放射性元素蜕变热、地壳岩石断裂（地壳岩石错动和挤压）裂（地壳岩石错动和挤压）二、压力及其引起的原岩变化第二节第二节 变质作用因素及其引起的源岩变化变质作用因素及其引起的源岩变化1 1、静压力 上覆地层引起的压力。静压力使原岩石的体积缩小、密度加大；上覆地层引起的压力。静压力使原岩石的体积缩小、密度加大；在温度的配合下，可形成新的矿物。在温度的配合下，可形成新的矿物。轻比重矿物向大比重矿物转变轻比重矿物向大比重矿物转变Mg2SiO4+CaAl2Si2O8 CaMg2Al2SiO43镁橄榄石镁橄榄石 钙长石钙长石 石榴子石石榴子石 3.3 2.6 3.52粘土矿物粘土矿物红柱石（红柱石（3.1

5、3/3.16）蓝晶石（蓝晶石（3.53/3.65）5.5108Pa高压高压二、压力及其引起的原岩变化第二节第二节 变质作用因素及其引起的源岩变化变质作用因素及其引起的源岩变化2 2、构造应力 岩石结构变化：岩石破碎、一向、二向延长矿物定向排列。岩石结构变化：岩石破碎、一向、二向延长矿物定向排列。化学性质活泼的气体和液体主要以化学性质活泼的气体和液体主要以H2O和和CO2为主，并富含为主，并富含F、S、P、B等易挥发的物质及等易挥发的物质及SiO2等矿物质。等矿物质。这些物质在一定的温压条件下，可渗入到围岩中并与围岩发生化这些物质在一定的温压条件下，可渗入到围岩中并与围岩发生化学反应，使围岩发生

6、物质成分、结构构造等变化，并产生新的矿物。学反应，使围岩发生物质成分、结构构造等变化，并产生新的矿物。三、化学性质活泼的流体 是是变质作用持续的时间变质作用持续的时间。变质作用持续的时间越长，变质改造结果。变质作用持续的时间越长，变质改造结果越明显。越明显。作用方式作用方式与已经存在的矿物发生反应与已经存在的矿物发生反应KAlSi3O8+Na+NaAlSi3O8+K+钾长石钾长石 钠长石钠长石 四、时间第二节第二节 变质作用因素及其引起的源岩变化变质作用因素及其引起的源岩变化第四章第四章 变质作用与变质岩变质作用与变质岩概述概述变质作用因素及其引起的变质作用因素及其引起的源岩变化源岩变化 变质

7、岩的基本特征变质岩的基本特征 变质作用的类型及其代表变质作用的类型及其代表性岩石性岩石 岩石的演变岩石的演变普通地质学三大岩石中常见三大岩石中常见贯通矿物贯通矿物：石英、长石、云母等石英、长石、云母等。变质岩中特有的变质岩中特有的变质矿物变质矿物：红柱石、蓝晶石、矽线石、红柱石、蓝晶石、矽线石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透闪石、阳起石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透闪石、阳起石、蓝闪石、透辉石、蛇纹石、石墨蓝闪石、透辉石、蛇纹石、石墨。与岩浆岩类同与岩浆岩类同1 1、化学成分一、成分特征特征第三节第三节 变质岩的基本特征变质岩的基本特征2 2、矿物成分1 1、变晶结构、变晶结构二、结

8、构特征第三节第三节 变质岩的基本特征变质岩的基本特征 岩浆岩和沉积岩的结构经过变质作用后，全部或部分消失，形岩浆岩和沉积岩的结构经过变质作用后，全部或部分消失，形成变质岩的结构。成变质岩的结构。原岩发生原岩发生重结晶重结晶后形成的结构，表现为矿物形成、长大且晶粒相后形成的结构，表现为矿物形成、长大且晶粒相互镶嵌。由重结晶形成的晶粒称为互镶嵌。由重结晶形成的晶粒称为“变晶变晶”。按照晶粒大小分按照晶粒大小分粗粒变晶结构：主要矿物粒度粗粒变晶结构：主要矿物粒度3mm中粒变晶结构：主要矿物粒度中粒变晶结构：主要矿物粒度13mm细粒变晶结构：主要矿物粒度细粒变晶结构：主要矿物粒度0.11mm显微变晶结

9、构：主要矿物粒度显微变晶结构：主要矿物粒度0.1mm斑状变晶结构：颗粒大小悬殊，类似岩浆岩的斑状结构斑状变晶结构：颗粒大小悬殊，类似岩浆岩的斑状结构 按照晶粒形态分按照晶粒形态分：粒状变晶结构、鳞片状变晶结构、纤状变晶结构：粒状变晶结构、鳞片状变晶结构、纤状变晶结构2 2、变余结构、变余结构二、结构特征第三节第三节 变质岩的基本特征变质岩的基本特征 原岩变质程度不深时原岩变质程度不深时残留的原岩结构残留的原岩结构。如：变余斑状结构如：变余斑状结构(保留原岩的斑状结构保留原岩的斑状结构)变余砾状结构变余砾状结构(保留原岩的砾状结构保留原岩的砾状结构)变余砂状结构变余砂状结构(保留了原岩的砂状结构

10、保留了原岩的砂状结构)等。等。3 3、其它、其它 碎裂结构、交代结构碎裂结构、交代结构 变质岩的构造是指变质岩石中变质岩的构造是指变质岩石中矿物集合体的排列矿物集合体的排列、充填充填或或组合方式组合方式。常见的有下列几种类型：。常见的有下列几种类型：1 1、变余构造三、变质岩的构造变余构造变余构造 指变质岩中残余的原岩构造。指变质岩中残余的原岩构造。如变余气孔构造、变余杏仁构造、变如变余气孔构造、变余杏仁构造、变余层状构造等余层状构造等。第三节第三节 变质岩的基本特征变质岩的基本特征 变余构造的存在便成为判别原岩属于变余构造的存在便成为判别原岩属于火山岩还是沉积岩的重要证据。火山岩还是沉积岩的

11、重要证据。如如火成岩火成岩变成的岩石称为变成的岩石称为正变质岩正变质岩，由由沉积岩沉积岩变质而成的岩石称为变质而成的岩石称为副变质岩副变质岩。2 2、变成构造三、变质岩的构造 通过变质作用变质作用形成的新构造。通过变质作用变质作用形成的新构造。第三节第三节 变质岩的基本特征变质岩的基本特征1 1）斑点状构造）斑点状构造 岩石中某些成分集中成为或疏或密的斑点岩石中某些成分集中成为或疏或密的斑点2 2）板状构造）板状构造 岩石具有平行、密集岩石具有平行、密集而平坦的破裂面，沿此面而平坦的破裂面，沿此面已分裂成薄板。已分裂成薄板。板状构造板状构造2 2、变成构造三、变质岩的构造 通过变质作用变质作用

12、形成的新构造。通过变质作用变质作用形成的新构造。第三节第三节 变质岩的基本特征变质岩的基本特征3 3）片状构造片状构造 岩石中片状或长条状矿物呈连续定向排列，形成密集而不甚岩石中片状或长条状矿物呈连续定向排列，形成密集而不甚平坦的破裂面（片理面）平坦的破裂面（片理面）4 4）千枚状构造千枚状构造 片状构造的一种，组片状构造的一种，组成矿物为颗粒较小的纤维成矿物为颗粒较小的纤维状、鳞片状矿物。状、鳞片状矿物。千枚状构造千枚状构造2 2、变成构造三、变质岩的构造第三节第三节 变质岩的基本特征变质岩的基本特征5 5）片麻状构造片麻状构造 岩石中主要为粒状矿物，同时伴有部分定向排列的片状、长岩石中主要

13、为粒状矿物，同时伴有部分定向排列的片状、长条状矿物。条状矿物。6 6）块）块状构造状构造 岩石中矿物分布均匀，无定向排列。岩石中矿物分布均匀，无定向排列。片片麻麻状状构构造造肠状构造肠状构造带状构造带状构造三、变质岩的构造第三节第三节 变质岩的基本特征变质岩的基本特征第四章第四章 变质作用与变质岩变质作用与变质岩概述概述变质作用因素及其引起的变质作用因素及其引起的源岩变化源岩变化变质岩的基本特征变质岩的基本特征 变质作用的类型及其代表变质作用的类型及其代表性岩石性岩石 岩石的演变岩石的演变普通地质学 根据变质作用所处的地质环境以及引起变质作用的因根据变质作用所处的地质环境以及引起变质作用的因素

14、和变质作用进行的方式，变质作用可分为下列几种基本素和变质作用进行的方式，变质作用可分为下列几种基本类型：类型：接触变质作用接触变质作用 区域变质作用区域变质作用 混合岩化作用混合岩化作用 动力变质作用动力变质作用第四节第四节 变质作用的类型及其代表性岩石变质作用的类型及其代表性岩石 发生在岩浆岩体与围岩的接触发生在岩浆岩体与围岩的接触带上。岩浆活动所带来的热量、化带上。岩浆活动所带来的热量、化学活动性流体引起围岩发生重结晶、学活动性流体引起围岩发生重结晶、交代等系列变化的一种变质作用。交代等系列变化的一种变质作用。1 1、热接触变质作用一、接触变质作用常见种属常见种属：大理岩大理岩 角岩角岩第

15、四节第四节 变质作用的类型及其代表性岩石变质作用的类型及其代表性岩石 由于受到岩浆由于受到岩浆热力作用热力作用，围岩发生重结晶、脱水、脱炭围岩发生重结晶、脱水、脱炭及物质成分的重组。及物质成分的重组。大理岩大理岩 指岩指岩浆期后的气体和热液浆期后的气体和热液对对已冷凝的岩浆岩体及其围岩发生已冷凝的岩浆岩体及其围岩发生不同程度的交代作用，使岩浆岩不同程度的交代作用，使岩浆岩体和围岩的成分、结构和构造发体和围岩的成分、结构和构造发生改变的变质作用。生改变的变质作用。常见种属：常见种属：绿帘石石榴石矽卡岩绿帘石石榴石矽卡岩 硅灰石矽卡岩硅灰石矽卡岩第四节第四节 变质作用的类型及其代表性岩石变质作用的

16、类型及其代表性岩石2 2、接触交代变质作用一、接触变质作用 指在区域性大范围内，由温度、指在区域性大范围内，由温度、压力和化学活动性较强的流体共同压力和化学活动性较强的流体共同参与和影响下，固体岩石所发生的参与和影响下，固体岩石所发生的一种变质作用。一种变质作用。形成的岩石称为形成的岩石称为区域变质岩。区域变质岩。主要影响因素主要影响因素：温度、压力：温度、压力(静静压力压力)。特点特点：涉及范围广、影响深度：涉及范围广、影响深度大、与深大断裂有关。大、与深大断裂有关。二、区域变质作用第四节第四节 变质作用的类型及其代表性岩石变质作用的类型及其代表性岩石代表性岩石代表性岩石：板岩、千枚岩、：板

17、岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩片岩、片麻岩、变粒岩白云母片岩白云母片岩第四节第四节 变质作用的类型及其代表性岩石变质作用的类型及其代表性岩石斜长角闪片麻岩的形成过程斜长角闪片麻岩的形成过程第四节第四节 变质作用的类型及其代表性岩石变质作用的类型及其代表性岩石由石英砂岩变质而成的石英变粒岩由石英砂岩变质而成的石英变粒岩板岩板岩绿泥石白云母片岩绿泥石白云母片岩千枚岩千枚岩 指高温条件下，岩石发生部分熔融而形成酸性的熔体，同时有地指高温条件下，岩石发生部分熔融而形成酸性的熔体，同时有地下深部分泌出富含钾、钠、硅的热液，这些熔体和热液沿区域变质岩下深部分泌出富含钾、钠、硅的热液，这些熔体和热液沿区域

18、变质岩的裂隙或片理渗透、扩散或贯入，甚至与变质岩发生反应，形成新的的裂隙或片理渗透、扩散或贯入，甚至与变质岩发生反应，形成新的岩石的作用即为岩石的作用即为混合岩化作用混合岩化作用。混合岩化作用形成的岩石称为混合岩。混合岩化作用形成的岩石称为混合岩。三、混合岩化作用第四节第四节 变质作用的类型及其代表性岩石变质作用的类型及其代表性岩石代表性岩石代表性岩石：混合花岗岩、肠状混合岩、条带状混合岩：混合花岗岩、肠状混合岩、条带状混合岩肠状混合岩肠状混合岩条带状混合岩条带状混合岩 指由于地壳运动产生的构造应力指由于地壳运动产生的构造应力(定向压力定向压力)作用下，使岩石发生变形、作用下，使岩石发生变形、

19、破碎和一定重结晶等系列变化的一种破碎和一定重结晶等系列变化的一种变质作用。变质作用。又称为碎裂变质作用。又称为碎裂变质作用。形成的岩石称为形成的岩石称为动力变质岩动力变质岩或或构造岩。构造岩。主要影响因素主要影响因素：构造应力或定：构造应力或定向压力。向压力。特点特点：主要发生在两个相邻岩：主要发生在两个相邻岩石块体之间的错动和接触部位，与石块体之间的错动和接触部位，与较大的断层或断裂带有关。较大的断层或断裂带有关。四、动力变质作用第四节第四节 变质作用的类型及其代表性岩石变质作用的类型及其代表性岩石代表性岩石代表性岩石：断层角砾岩、糜棱岩、：断层角砾岩、糜棱岩、千枚糜棱岩千枚糜棱岩第四章第四

20、章 变质作用与变质岩变质作用与变质岩概述概述变质作用因素及其引起的变质作用因素及其引起的源岩变化源岩变化变质岩的基本特征变质岩的基本特征变质作用的类型及其代表变质作用的类型及其代表性岩石性岩石 岩石的演变岩石的演变普通地质学第五节第五节 岩石的演变岩石的演变小小 结结变质作用变质作用要素为温度、压力和化学活动性流体要素为温度、压力和化学活动性流体变质岩的分类变质岩的分类研是成因分类，包括接触变质岩、区域变质岩、研是成因分类，包括接触变质岩、区域变质岩、混合岩和动力变质岩混合岩和动力变质岩岩浆岩、沉积岩和变质岩岩浆岩、沉积岩和变质岩即即“三大岩类三大岩类”在一定条件在一定条件下下 可以向换转化可以向换转化变质岩变质岩可由三大岩类的任何一种变质而成可由三大岩类的任何一种变质而成