变质岩的基本特征和分类命名.ppt

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1、第二章 变质岩的基本特征和分类命名,主要内容: 化学成分 矿物成分 结构构造,基本特征：两重性-继承性和独特性.,影响因素: 原岩特点 变质作用的物化条件,图 1. 变质岩形成的框架图,一. 体系的封闭程度,第一节 变质岩的化学成分,封闭体系：化学成分取决于原岩的化学成分; 开放体系：除原岩的化学成分外，还与元素 在变质作用过程中的行为有关.,二. 元素在变质作用中的行为,第一节 变质岩的化学成分,1. H2OCO2等挥发份含量变化最大，随温度升高减少。 2. 大多数亲铜元素（CuPbZnAgAsTeSbHgRbSrBa） 等随温度升高活动性增大，被变质热液带出带入。 3. 一些亲铁元素（Fe

2、CrCoNi）稳定性较大，而一些难 溶的铂族元素（PtPa）稳定性更大。 4. 主要造岩氧化物含量在一般变质作用中无明显变化， 基本上可视为等化学过程。,三. 等化学系列概念和类型,第一节 变质岩的化学成分,（一）等化学系列概念 指原始总化学成分特征相同的所有变质岩。同一化学系列变质 岩中矿物组合的不同，只取决于变质作用的物理化学条件。,三. 等化学系列概念和类型,第一节 变质岩的化学成分,（二）等化学系列类型 按变质岩化学成分特点可分为五个等化学系列： 1. 富铝系列：化学成分特征是富铝; 贫钙; 铁, 镁低; 钾 钠. 原 岩是泥质岩石（泥岩、页岩）或火山凝灰岩. 2. 长英质系列：化学成

3、分特征是富硅; 贫钙, 铁, 镁;铝含量也较低. 原岩是含长石的各种砂岩, 粉砂岩和酸性中酸性火山岩, 花岗岩. 3. 碳酸盐系列：化学成分特征是富钙, 镁; 铝, 铁, 硅含量较低且变 化范围大. 原岩为石灰岩和白云岩.,三. 等化学系列概念和类型,第一节 变质岩的化学成分,（二）等化学系列类型 按变质岩化学成分特点可分为五个等化学系列： 4. 铁镁质系列： 化学成分特征是贫硅; 富铁, 镁, 钙; 钠 钾；含 一定量的铝. 原岩是基性火山岩; 火山碎屑岩; 辉长-辉绿岩; 铁 质白云质泥灰岩; 基性岩屑砂岩等. 5. 超铁镁质系列：化学成分特征是 富铁, 镁; 贫钙,铝, 硅. 原岩是超

4、基性侵入岩; 超基性火山岩和极富镁的沉积岩,一. 变质岩矿物成分一般特征,第二节 变质岩的矿物成分,1、三大岩类常见的主要造岩矿物都是长石, 石英, 云母, 角闪石, 辉石等. 2、变质岩中特有矿物：硬绿泥石、十字石、堇青石、 铁铝榴石、红柱石、蓝晶石、矽线石、硅灰石等. 3、与岩浆岩中的矿物相比, 变质岩中的矿物在内部结构和结晶习性等方面, 有如下特点:,变质岩矿物成分一般特征,第二节 变质岩的矿物成分,层状和链状晶格的矿物较普遍, 其延展性也较大. 出现一些分子排列紧密，分子体积小, 密度大的高压矿物. 出现红柱石, 蓝晶石, 矽线石等同质异相矿物. 矿物的变形现象发育. 斜长石的环带结构

5、在变质岩中少见.,二.矿物成分与原岩化学成分的关系,第二节 变质岩的矿物成分,富铝系列: 硬绿泥石、十字石、堇青石、铁铝榴石、红柱石、蓝晶石、矽线石。 长英质系列: 极少出现富铝系列特征变质矿物. 碳酸盐系列:方解石、白云石、滑石、蛇纹石、镁橄榄石、透辉石、透闪石、硅灰石、金云母、钙铝榴石。 铁镁质系列:辉石、角闪石、绿泥石、阳起石、绿帘石,等大量铁镁矿物。 超铁镁质系列:滑石、蛇纹石、透闪石、橄榄石、镁铝榴石、尖晶石、辉石、镁铁闪石等。,三.矿物成分与变质条件的关系-等物理系列,第二节 变质岩的矿物成分,(一）等物理系列的概念 对于特定成分的原岩体系来说，决定变质岩中矿物组合的因素是 变质条

6、件，为了描述不同的变质条件及其对应的产物特征，引入 了等物理系列的概念. 指相同或特定变质条件下形成的所有变质岩。同一系 列变质岩矿物成分的不同决定于原岩的总化学成分.,三.矿物成分与变质条件的关系-等物理系列,第二节 变质岩的矿物成分,(一）等物理系列的概念,三.矿物成分与变质条件的关系-等物理系列,第二节 变质岩的矿物成分,(一）等物理系列的划分 Winkler (1974) 按温度将变质强度划分为四个变质级(等物理系列) : 很低级, 低级, 中级, 高级 （1）很低级变质: 特征是变质基性岩中出现浊沸石,硬柱石, 葡萄石, 绿纤石等矿物的出现为标志, 温度区间为200-3500C. （

7、2）低级变质: 以变质基性岩中硬柱石, 葡萄石,绿纤石等矿物反应形成黝帘石和阳起石为标志,温度区间为350-5500C,三.矿物成分与变质条件的关系-等物理系列,第二节 变质岩的矿物成分,(一）等物理系列的划分 Winkler (1974) 按温度将变质强度划分为四个变质级(等物理系列) : 很低级, 低级, 中级, 高级 （3）中级变质: 标志是泥质岩石中十字石(堇青石)出现和绿泥石消失. 在变质基性岩中以普通角闪石+斜长石(An17)为特征.温度区间为550-6500C. （4）高级变质: 标志是泥质岩石中白云母和石英反应形成矽线石和钾长石组合(变质成因的紫苏辉石代表高级变质条件), 温度

8、区间 6500C.,四.有关术语解释,第二节 变质岩的矿物成分,1. 稳定矿物: 在特定变质条件下新形成的矿物或虽是原岩中的矿物,但在新的P-T条件下仍然保持稳定的矿物. 2. 不稳定矿物: 指对某一变质作用的P-T条件来说是不平衡的原岩中的矿物,因变质反应不彻底而保留下来. 3. 特征变质矿物: 有些矿物稳定存在的温度和压力范围较窄,因而能较好地反映特定的温度和压力条件. 4. 贯通矿物： 大部分矿物稳定存在的温度和压力范围较宽, 对温度和压力不敏感,.,变质岩结构的概念和分类,第三节 变质岩的结构,概念： 是指岩石中矿物晶体的粒度(绝对大小和相对大小）, 形态、自形程度以及矿物晶体之间的相

9、互关系. 按成因分四类： 变余结构, 变晶结构,变形结构和交代结构.,一.变余结构,第三节 变质岩的结构,变质作用和变形作用进行的不彻底，原岩中部分结构保留下来，形成变余结构。 与正常沉积岩有关的变余结构：变余砂状结构、变余砾状结构、变余泥状结构。 与火成岩有关的变余结构：变余斑状结构、变余花岗结构、变余辉长-辉绿结构、变余环带结构、变余交织结构等。 与火山碎屑岩有关的变余结构：变余晶屑结构、变余岩屑结构、变余玻屑结构。,图片3-1.变质火山碎屑岩,变余火山碎屑结构,二.变晶结构 ,第三节 变质岩的结构,由变质重结晶和变质结晶作用所形成的结构称为变晶结构 变晶结构与结晶结构的区别 变晶结构的岩

10、石为全晶质,没有非晶质组分; 同一时代矿物没有明显的先后结晶顺序,相对自形程度不定; 变斑晶的形成一般稍晚于基质矿物的结晶,故变斑晶中常有大量基质矿物包体; 柱状,片状及放射状矿物发育,切其延展性大,常定向排列,矿物变形现象也较普遍.,二.变晶结构 ,第三节 变质岩的结构,由变质重结晶和变质结晶作用所形成的结构称为变晶结构 变晶结构的分类依据及主要类型 分类依据：大小, 形态, 自形程度, 交生关系. （1）按矿物粒度的绝对大小分为： 粗 粒 变 晶 结 构（ 3 mm） 中 粒 变 晶 结 构（ 1 - 3 mm） 细 粒 变 晶 结 构（0.1 -1 mm） 显 微 变 晶 结 构（ 0.

11、1 mm）,二.变晶结构 ,第三节 变质岩的结构,（2）按矿物粒度相的对大小分为： 等粒变晶结构 斑状变晶结构 不等粒变晶结构 （3）按变晶矿物的自形程度分为： 全自形变晶结构 半自形变晶结构 它自形变晶结构,二.变晶结构 ,第三节 变质岩的结构,（4）按变晶矿物的形态分为： a) 粒状变晶结构 b) 鳞片变晶结构 c) 柱状变晶结构 （5）按变晶之间的交生关系分为 a) 嵌状变晶结构 b) 穿插变晶结构 c) 反应边结构 d) 网状结构,残留包裹物结构 包含嵌晶变晶结构 筛状变晶结构 旋转变晶结构,二.变晶结构 ,第三节 变质岩的结构,变晶结构的命名原则 三级命名原则: 整体结构基质结构局部

12、交生结构 （1）岩石整体结构的命名: 岩石中如果存在变斑晶,则命名为斑状变晶结构 （2）基质结构的命名: 粒度 + 次要形态 + 主要形态 + 变晶结构 （例如:中细粒片状粒状变晶结构） （3）局部交生结构的命名: 局部交生结构以交生结构的具体名称命名 （例如:筛状变晶结构）,图3-1. 变晶结构的主要类型,图片3-1. 绿泥石片岩,细粒粒状鳞片变晶结构; 片状构造,中细粒鳞片粒状变晶结构; 片状构造,图片3-2. 云母片岩,图片3-3. 黑云斜长片麻岩,细粒鳞片粒状变晶结构; 片麻状构造,图片3-4. 斜长角闪岩,中粒粒状柱状变晶结构; 弱片麻状构造,沙钟构造,图片3-5. 硬绿泥石黑云母片

13、岩,斑状变晶结构, 基质为细粒粒状鳞片变晶结构,石榴石的堇青石反应边, 锆石具有柠 檬黄色多色晕,图片3-6. 反应结构,Garnet,图片3-7. 反应边结构,石榴石变斑晶周围由斜长石和紫苏辉石组成的冠状体 指示Garnet Hy + Pl,A,图片3-8. 反应边结构,与图片8对应的岩石薄片，石榴石周围由斜长石和紫苏辉石组成的冠状体,B,图片3-9. 反应结构,分布在斜长石和紫苏辉石间，由细粒石榴石和石英组成的链状构造,图片3-10. 反应结构,紫苏辉石周围分布细粒的石榴石、单斜辉石、石英 指示 Hy + Pl Garnet+Cpx+Qt,局部雪球结构,图3-2. 云母片岩火山杂砂岩的同构

14、造期渐进变质作用(Best,1982),斑状变晶结构,基质鳞片粒状变晶结构,三级命名原则,三.变形结构(组构),第三节 变质岩的结构,脆性变形结构：碎裂结构,碎斑结构,碎粒结构. 韧性变形结构: 波形消光,变形纹,变形带,亚颗 粒,核幔结构,拔丝组构等. 四.交代结构 常见类型例如: 交代假象结构、交代蚕食结构、 交代残留结构、交代净边结构.,图片3-11. 糜棱岩,斜长石的S 型残斑结构, 双晶弯曲变形; 糜棱构造,图片3-12. 糜棱岩,糜棱组构，条带状石英和条纹长石的亚颗粒结构,图片3-13. 初糜棱岩 (野外照片),图片3-14. 糜棱岩 (野外照片),图片3-16. 超糜棱岩 (野外

15、照片),第四节 变质岩的构造,变质岩构造是指岩石中各种矿物的空间分布和排列方式.按成 因可以分两大类: 变余构造; 变成构造。 变质作用不彻底而保留下来的原岩的构造 变余层理构造、变余气孔构造、变余杏仁构造等. 变余构造是恢复原岩类型的主要依据,一.变余构造,第四节 变质岩的构造,二.变成构造 *,变质作用过程中形成的构造 1 面状构造 表现为一系列近平行排列的面，统称为面理。 常见类型： 板状构造、 千枚状构造、 片状构造、片麻状构造、 条带状构造、 块状构造、 层状构造、眼球状构造。 拖尾构造、 S C 组构,图4-1. 面状构造形成阶段与温度和变形强度关系示意图,(Passchier a

16、nd Trouw (1996) Microtectonics. Springer-Verlag).,面状构造的外部控制因素,图片4-1. 千枚岩,千枚状构造; 显微粒状鳞片变晶结构,片状构造; 中细粒鳞片粒状变晶结构,图片4-2. 云母片岩,图片4-3. 黑云斜长片麻岩,片麻状构造； 细粒鳞片粒状变晶结构,图片4-4. 糜棱岩 (野外照片),拖尾构造, 指示左行剪切,拖尾构造, 指示 右行剪切,图片4-5. 糜棱岩 (野外照片),S C 组构,图片4-6. 糜棱岩 (野外照片),图片4-7. 混合岩,长应质脉体与基质构成的条带状构造,第四节 变质岩的构造,二.变成构造 *,2 线状构造 线状构

17、造即线理，表现为各种线状要素的平行定向排列一系列近平行排列的面。按线状要素的不同，线理可以分为不同的类型。 常见类型： （1）拉伸线理、 （2）皱纹线理、 （3）交面线理,线理的类型,a. 矿物集合体拉长表 现出来的拉伸线理、 b. 针柱状矿物定向形 成的拉伸线理 c. 板状矿物表现出来 的线理 d. 皱纹线理、 e. 交面线理,图4-2 .线理类型示意图,第四节 变质岩的构造,二.变成构造 *,3 无定向构造 常见类型： 块状构造、 角砾状构造（碎斑构造） 斑点状构造、阴影状（星云状）、,第五节 变质岩的分类命名,一、 变质岩分类概述 二、 常见变质岩的命名 （一）以构造命名的变质岩系列 （

18、二）以矿物组合及其含量命名的变质岩系 列 三、其它常用的岩石名称,一、变质岩的分类概述 （一）变质岩的分类依据,第五节 变质岩的分类命名,变质作用类型或变质岩成因 等化学系列和等物理系列 变质岩的矿物成分和结构构造 （二）变质岩的分类原则 一级分类: 变质作用类型或变质岩成因 详细分类: 等化学系列 （原岩成分）、 等物理系列 （变质条件） 变质岩矿物成分和结构构造 （三）变质岩分类方案的多样性 P307,二、常见变质岩的命名 根据构造和矿物组合将变质岩划分为两个系列; 13个基本术语. （一）以构造命名的变质岩系列 该系列有六个岩石基本名称： 板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、糜棱岩、碎裂岩 （二

19、）以矿物组合及其含量命名的变质岩系列 该系列有七个岩石基本名称： 石英岩、大理岩、斜长角闪岩、麻粒岩榴辉岩、 超铁镁质岩、混合岩,第五节 变质岩的分类命名,第五节 变质岩的分类命名,（一）以构造命名的变质岩系列 板岩: 具有板状构造. 根据颜色或杂质进一步命名. 如黑色碳质板岩. 2. 千枚岩： 具有千枚状构造. 根据矿物种类进一 步命名. 如绢云母千枚岩, 绿泥石千枚岩.,图3-1 板岩 a 和 千枚岩b (Winter , 2001),板岩和千枚岩都是具有页理化的变质岩，区别在于结晶程度,图3-2 斑点千枚岩（板岩）,具有片状构造。矿物组成: 片状矿物 30%; 粒状矿物 以石英为主 (长

20、石25%); 特征变质矿物. （1）云母片岩 矿物组成: 云母、石英、酸性斜长石及富铝特征变质矿物. 岩石类型: 黑云母片岩、白云母片岩、二云母片岩. （2）绿片岩 矿物组成: 绿泥石,阳起石,绿帘石,角闪石,钠长石,石英 岩石类型: 绿泥片岩, 阳起片岩等.,3.片岩,第五节 变质岩的分类命名,（3）蓝闪片岩：矿物组成: 蓝闪石、钠长石、石英等. 岩石类型: 蓝闪片岩、蓝闪钠长片岩等. （4）石英片岩：矿物组成: 石英(50%)、云母(30%)等. 岩石类型: 石英片岩、绢云石英片岩等. （5）钙质片岩：矿物组成: 透闪石、绿帘石、云母、石英等. 岩石类型: 透闪绿帘片岩、绿帘透闪片岩等.

21、（6）镁质片岩：矿物组成: 叶蛇纹石、滑石、绿泥石等. 岩石类型: 蛇纹石片岩、滑石片岩等.,3.片岩,第五节 变质岩的分类命名,图3-3 石榴石白云母片岩（Winter，2001),片岩： 肉眼可以分辨颗粒，结晶程度高,片状矿物 30%; 粒状矿物以石英为主(长石25%);,变斑晶为石榴石,矿物组成: 长石+石英 70% ; 暗色矿物 25% . (1)富铝片麻岩 矿物组成: 长石(以钾长石为主), 石英, 黑云母及富铝特征 变质矿物(蓝晶石, 矽线石, 堇青石,铁铝榴石等). 命名原则: 特征变质矿物+片柱状矿物+长石种类+片麻岩.,4.片麻岩(具有片麻状构造),第五节 变质岩的分类命名,

22、(2)长英质片麻岩 矿物组成: 长石, 石英, 黑云母,角闪石,少量辉石,石 榴子石.基本不出现富铝特征变质矿物. 岩石类型: 钾长片麻岩; 二长片麻岩; 斜长片麻岩. (3)钙质片麻岩 矿物组成为斜长石,石英,云母, 透闪石,透辉石, 阳起石,帘石, 及一定数量的碳酸盐和富钙的铝硅酸盐矿 物 (方解石, 方柱石, 钙铝石榴子石).,4.片麻岩(具有片麻状构造),第五节 变质岩的分类命名,图 3-4 片麻岩 具有片麻状构造或条带状构造,图 3-5 眼球状片麻岩,可按成分或变形程度做进一步划分.例如 长英质糜棱岩; 云母质糜棱岩; 角闪质糜棱岩; 钙质糜棱岩等. 6.碎裂岩(具有碎裂构造) 可按

23、碎裂程度做进一步划分为: 碎裂岩; 碎斑岩; 碎粒岩. 注意 糜棱岩与碎裂岩的区别,5.糜棱岩(具有糜棱构造),第五节 变质岩的分类命名,矿物组成: 石英75%. 少量长石、云母、帘石、闪石等. 岩石类型: 纯石英岩; 长石石英岩; 磁铁石英岩. 2. 大理岩: 矿物组成: 方解石+白云石（50%）. 其它矿物有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、镁橄榄石、金云母等. 岩石类型: 透闪石大理岩、滑石大理岩、石墨大理岩.,（二） 以矿物组合及其含量命名的变质岩系列 1. 石英岩:,第五节 变质岩的分类命名,矿物组成: 角闪石(5090%)和斜长石. 可含石榴石、 透辉石、黑云母、绿帘石等. 岩石类型:

24、 石榴斜长角闪岩; 透辉斜长角闪岩等. 麻粒岩: 矿物组成: 紫苏辉石+斜长石. 可含有透辉石,石榴石、 角闪石、黑云母、石英等. 岩石类型: 紫苏麻粒岩; 透辉麻粒岩; 二辉麻粒岩.,3. 斜长角闪岩:,第五节 变质岩的分类命名,石榴石 + 绿辉石. 不含斜长石 . 可含有透辉石、蓝晶石、石英、金红石、金刚石等. 6. 超铁镁质岩: 铁镁质矿物 90% 的岩石。例如角闪石岩；辉石岩 混合岩: 变质岩基体 + 花岗质脉体组成. 可根据构造进一步命名： 如眼球状混合岩; 条带状混合岩等.,5. 榴辉岩:,第五节 变质岩的分类命名,三、其它常用的岩石名称 变粒岩和浅粒岩 矿物成分与片麻岩相似，但一

25、般具有块状构造，细粒近等粒状变晶结构，按国际惯例已经归入片麻岩类。 角岩 指具有典型等粒粒状变晶结构的接触变质岩的统称. 明确岩石为接触变质岩后方可应用该名称. 3. 灰色片麻岩 一般为太古代所特有，指颜色发灰、成分近于英云闪长岩的一类片麻岩。,第五节 变质岩的分类命名,钙硅质岩 目前已经归入钙质片岩和钙质片麻岩中. 矽卡岩 特指由中酸性岩浆侵入体与钙镁质碳酸盐岩接触时, 由接触交代作用形成的变质岩,第五节 变质岩的分类命名,1总结对比变质岩、火成岩、沉积岩在矿物成分、结构构造方面的异同。 2总结常见区域变质岩的岩石类型、结构、构造及变质条件等方面的特征。 3简述变质岩结构的分类依据、主要类型、命名原则。 4常见变晶结构的特点、区别及命名原则。 5总结富铝系列各类岩石的结构构造特征及命名原则。 6总结富铝系列变质岩随变质程度增加，矿物成分、结构构造、岩石类型的变化规律。 7铁镁系列主要变质岩石类型、特点、比较。 8总结铁镁系列变质岩的矿物组成, 结构构造和岩石类型随温度增加的变化规律。 9特征变质矿物的鉴定特征及标定的变质条件。 其中59题结合实验课内容完成。,习题,