变质岩-第04讲共生分析与变质相2019
变质作用与变质岩
第五章变质作用与变质岩 §1.变质作用概述 前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地 壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。 以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）一一“水成论”。 以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。一一“火成论”。 这两大学派的争论持续了大约三十年，最后以“ 火成论”胜利告终。现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成”的沉积岩，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。三大岩类在地壳中分布大致是： 岩浆岩占地壳总体积的64.7% ； 沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75% ； 变质岩占地壳总体积的27.4%。 一、概念 变质作用一一岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体 的作用，发生成分、结构、构造等变化的地质作用。 变质岩一一由变质作用形成的岩石。 原岩变质* 变质岩
、引起变质作用的因素 地热 来源彳 岩浆热 （一）温度：影响变质作用的最基本因素150 °180 ° -800。-900 ° 升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质 变为晶质，原来小晶粒长大。 （二）压力： 1.静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。 每公里厚的岩石压力为275巴；地下10公里约2750巴； 地下20公里约5500巴。 静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小的新矿物。 2 ?定向压力一一作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是「挤压力 剪切力 构造力的作用造成。 定向压力的作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。 （三）化学活动性流体
变质岩(复习)
1.为什么自然界的岩石不仅仅是岩浆岩、沉积岩两大类？ 答：地球演化过程中不同地球动力学事件使早先存在的岩石所处的地质环境和物理化学条件发生变化，偏离其初始形成时的地质环境及物理化学条件。这必然引起岩石的矿物组成、结构构造甚至化学成分发生变化（调整或改造），以适应新的地质环境及物理化学条件。 2.如何正确理解变质作用的概念 答：在地壳形成和发展、演化过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩）在地壳一定深处，为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的变化称为变质作用。 3.变质作用与岩浆作用都是内生地质作用，它们的区别是什么？ 答：变质作用的发生过程主要是一个升温过程，而岩浆作用主要是降温过程。 （变质反应重结晶） 变质作用主要是在固态条件下的矿物转变，而岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。 （变晶结构） 变质作用与岩浆活动之间也不存在一条截然的界线。（部分重熔） 4.为什么说温度是变质作用最重要的因素？ 答：○1温度升高可使原岩中一些矿物发生重结晶。 ○2温度变化能引起原岩中矿物之间发生变质反应形成新矿物。 CaCO3（Cc）＋SiO2 （Q）? CaSiO3 （Wo）＋CO2↑ 温度是变质反应中最重要的热力学平衡参数。 ○3温度升高可为变质反应提供能量，并使岩石中流体的活动性增大，促进变质反应进行，使新矿物和新组构能以较快的速率和较大的规模形成。 ○4温度持续升高可使原岩在重结晶和变质结晶基础上发生部分重熔，其中长英质组分成为流体相，引起混合岩化作用。 ○5温度升高还可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性变形转变。 5.负荷压力在变质过程中的作用是什么？ 答：○1改变发生变质反应的温度。压力增高，多数情况下可使吸热反应的平衡温度升高。 如: CaCO3(Cc）＋SiO2（Q）? CaSiO3（Wo）＋CO2↑压力由105Pa（1bar）增高到0.1GPa（1Kb）时，发生这一反应的温度将由470℃增到670℃。 ○2压力的增高有利于形成分子积体较小、密度较大的高压矿物或矿物组合。 如硬玉和霰石等。 6.评述构造超压和流体超压对变质作用的影响。 答：构造超压——构造超压为平均应力与负荷压力之差，是构造作用对总压力的贡献。构造超压大小与岩石强度有关，后者本身又因成分、温度、变形速率及其他因素而变化。 由于变质作用发生在高温条件下，岩石强度通常不大，因而构造超压通常较小，正常变质条件下小于0.1GPa。构造超压只有在地壳浅部、岩石处于刚性状态且应变迅速时才有意义。而在地壳较深处，温度较高、负荷压力较大，岩石具有一定的塑性，应力可通过塑性变形而被释放，所以不大可能起附加压力的作用。 流体超压——有时在封闭体系中，随着温度的上升，多种变质反应将释放出大量的H2O 和（或）CO2，由于毛细孔体积很小，同时岩石的强度又足够大，则可出现Pf＞Pl 的情况。两者的差值称作流体超压， Winkler认为这是“内部产生的气体超压”，一般是局部的。这种情况下，无论变质反应是否有流体相参与，Pf都是控制变质反应的独立因素。 在侵入体附近，由于岩浆结晶过程中析出大量流体相，也可在局部出现Pf＞Pl的
变质岩
变质岩 1．变质作用的因素主要是温度、压力和原岩的化学成分。（） 2．变质岩的成分完全取决于原岩的成分。（） 3．变质岩中可以保留变质原岩的结构和构造。（） 4．在变质作用过程中，岩石的矿物成分发生变化都是交代作用引起的。（） 5．在变质作用过程中，岩石的组分发生迁移主要是通过溶液来实现的。（） 6．岩石在定向压力的作用下都会产生塑性变形。（） 7．岩石在定向压力的作用下都会产生变形。（） 8．不同的原岩形成不同的变质岩。（） 9．变质程度相等的变质岩属于等物理系列的岩石。（） 10．等化学系列的岩石都处于同一变质相中。（） 11．区域变质岩是温度、压力和具化学活动性的流体等诸因素综合作用的产物，分布于局部地区。（）12．不同的变质相可有相同的变质矿物共生组合。（） 13．变质岩的化学成分和原岩化学成分密切相关。所以变质岩的化学成分不具有多样性。（） 14．变质作用是在原岩基本保持固态状态下进行的。（） 15．岩石变质后仍可保留原岩的构造特征。（） 16．在一定的温度压力下，均向压力的增加往反形成比较大、体积较小的矿物。（） 17．变质岩中的一组矿物称为变质岩的矿物共生组合。（） 18．变斑晶往往同变晶基质同时或稍晚形成。（） 19．退变质作用是一种复变质作用。（） 20．粒间流体压力能影响变质作用的温度。（） 21．变晶结构的主要特点是矿物自形程度一般不高，自形程度反映变质结晶的先后顺序。（） 22．变质相是指多种原岩成分与变质矿物组合之间的对应关系。（） 23．若干变质相可归并为不同的变质相系。（） 24．温度的变化可决定变质作用的方向。（） 25．红柱石、刚玉、滑石都属特征变质矿物。（） 26．等变线是变质程度带间的界限。（） 27．变质岩中的新生矿物、原生矿物在一定变质条件下都是稳定存在的，因而可称为稳定矿物。（）28．变质岩石根据原岩成分及变质相进行分类的。（） 29．变质级的高低是划分变质作用强度的依据。（） 30．变质岩的原岩也可能是早期形成的变质岩。（） 31．动力变质作用只能引起岩石结构、构造的改变。（） 32．碎裂结构是动力变质作用的产物。（） 33．糜棱岩与碎裂岩的主要差别在于糜棱岩中的破碎颗粒极细小，外貌致密、坚硬。（） 34．碎斑为原岩矿物经动力变质作用残留下来的，故碎斑结构是一种残余结构。（） 35．花岗碎裂岩与碎裂花岗岩的主要区别是其形成时的应力性质的不同。（） 36．接触变质晕反映了热变质程度的依次变化特征，与侵入岩体的大小和产状有关，而与成分无关。（）37．接触变质晕反映了热变质程度的依次变化特征。（） 38．接触变质岩是与侵入岩体产状和分布有关的一类变质岩。（） 39．接触变质带的发育宽度与围岩性质有关。（）
变质相的划分方案
变质相的划分方案 1.Escola （1920）最初提出的是五个变质相：绿片岩相、角闪岩相、角岩相、透长石相和榴辉岩相。1939年Escola又增加了三个变质相：绿帘角闪岩相、麻粒岩相和蓝闪石片岩相，并把角岩相改为辉石角岩相，还附带了一个“沸石的结晶作用。 主要区域变质相特征 （一）沸石相 标志是浊沸石和钠长石开始出现为下限，温度稍高可以出现葡萄石。主要变质反应有： 方沸石+石英=钠长石（200 ℃， 2kb） 片沸石=浊沸石+3石英+2H2O（稍低于200 ℃， 2kb） 典型矿物组合： （1）浊沸石+绿泥石+钠长石+石英； （2）浊沸石+葡萄石 +绿泥石+钠长石+石英； （3）葡萄石+绿泥石+方解石+石英 形成条件（实验资料）：PH2O=1-3kb，T=200-300℃。极低级变质。 （二）葡萄石-绿纤石相 标志是浊沸石分解形成绿纤石，温度稍高绿纤石（400℃）将分解。主要变质反应有： 浊沸石+绿泥石+方解石 =葡萄石+石英+CO2+H2O （温度稍低） 浊沸石+葡萄石 +绿泥石 = 绿纤石+石英+H2O （360 ℃， 2kb ） 典型矿物组合： （1）绿纤石+葡萄石+绿泥石+钠长石+石英（变质硬砂岩） （2）绿纤石+绿泥石+绿帘石+钠长石+石英（变质基性岩） 形成条件（实验资料）：PH2O=1-3kb，T=300-360℃。极低级变质 （三）蓝闪石-硬柱石相（蓝片岩相） 特征：基性变质岩中出现蓝闪石、硬柱石、硬玉、霰石等。主要变质反应（多）：例如 浊沸石=硬柱石+石英+H2O （200-300 ℃， 2.6-3.3kb ） 绿泥石+阳起石+钠长石=蓝闪石+ H2O （200-350 ℃， 5-7kb ） 钠长石=硬玉+石英(硬砂岩)(（200-300 ℃， 7.5- 9.5 kb ） 典型矿物组合： 中压：硬柱石+钠长石+绿泥石+（石英，方解石，多硅白云母） 高压：硬柱石+蓝闪石+钠长石+霰石（无石英时可以出现硬玉） 极高压：硬柱石+蓝闪石+硬玉+石英 形成条件（实验资料）：温度200-450℃，压力 3-5kb，可达10kb 。 注：近来实验研究表明：蓝闪石对压力并不敏感，是否出现主要取决与岩石的化学成分。硬柱石是典型的低温中高压矿物，霰石代替方解石出现代表更高压力，硬玉+石英代替钠长石指示极高压力。 （四）低绿片岩相 相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带. 标志是变质基性岩中的绿纤石消失，出现黝帘石/斜黝帘石(Winkler, 1976)，可能的变质反应为： 绿纤石＋绿泥石＋石英＝黝帘石＋阳起石＋H2O
变质岩岩石学习题
“变质岩岩石学”习题 第一章变质作用概述 1．变质作用的影响因素有哪些，它们之间的相互关系如何？ 2．总结不同变质作用类型中起主要作用的变质作用因素。 3．简述变质作用的类型及其特点 第二章变质岩的基本特征与分类命名 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5－9题结合实验课内容完成。 第三章变质岩的原岩研究 1．恢复变质岩原岩有哪些标志？ 2．利用变质岩化学成分恢复原岩的依据是什么？ 第四章变质岩的形成作用 1．变质作用的方式主要有哪几种类型？基本含义是什么？ 2．变质反应的基本特征、影响因素和研究意义。 3．举例说明变质反应的主要类型及主要特征 4．为什么固－固反应是较好的地质温压计？ 5．重结晶作用和变质结晶作用的主要区别是什么？ 6．静态重结晶和动态重结晶产物的特点有什么不同？ 7．变质结晶作用与变形作用的关系有几种情况？各具有什么特点？ 第五章变质带 1．总结中压条件下泥质岩石和铁镁质岩石变质带的划分、矿物组合及等变线反应。2．总结基性系列和富铝系列经受从绿片岩相到麻粒岩相变质作用，可能出现的典型岩石及典型矿物组合。 3．变质带的概念、划分标志、研究意义。 4．简述巴洛式递增变质带和基性岩递增变质带划分标志、主要特征、适用条件
2014年变质岩岩石学复习总结
变质岩岩石学复习总结第一章：变质作用的基本概念 怎样理解变质作用？ 变质作用的界限，与成岩作用、岩浆作用的区别和联系 变质作用的类型？与局部和区域构造的关系？ 变质作用发生的方式？ 第二章变质反应及其控制因素 1、变质反应有那些主要类型？ 2、固－固反应和脱水反应有何特点？ 3、何为连续反应与不连续反应？ 4、控制变质反应的主要因素有那些？它们怎样影响变质反应？ 第三章变质岩的基本特征 1、何为等化学系列？变质岩石的五个等化学系列在化学成分和矿物成分上有那些特征？ 2、变质岩的主要结构类型有哪些？各有何特征？ 3、变质岩的变晶结构和岩浆岩的结晶结构有何不同？ 4、变质岩的主要构造类型有哪些？各有何特征？ 岩石的结构：岩石中矿物的粒度、自形程度、形态及相互关系等特征，变余结构 变晶结构 交代结构 （1）交代残余结构 （2）交代假象结构 （3）交代净边结构 （4）交代蠕英结构 变形结构 构造：岩石中各种矿物及矿物集合体的空间分布及排列方式等特征。 3.3.2 变质岩的构造 变质岩的构造包括变余构造和变成构造。 构造、变余波痕构造等。与火山岩有关的构造如变余杏仁构造、变余流纹构造和变余枕状构造等。 （1）斑点构造 （2）板状构造 （3）千枚状构造 （4）片状构造 （5）片麻状构造
（6）条带状构造 （7）块状构造 （8）褶劈构造 条痕状构造。 眼球状构造。 第四章共生分析和共生图解 1 如何认识和确定变质作用的平衡？ 2矿物平衡共生组合的定义 3 吉布斯相律和柯尔任斯基矿物相律有何异同？ 4 如何用矿物相律来讨论变质作用的相平衡？ 5 ACF、A'KF和AFM图解有哪些特点？如何把矿物成分和原岩成分投影在这些图解上？ 6 如何用这些图解进行变质矿物共生分析？ 第五章变质相、变质带和变质相系 1、变质相的概念？ 2、何为变质带（递增变质带），有几种类型？ 3、接触变质作用有哪些变质相？其主要变质反应和矿物组合如何？ 4、区域变质作用有哪些变质相？其主要变质反应和矿物组合如何？ 5、何为变质相系？主要有几种类型？与大地构造的关系？ 第六章接触变质作用及岩石 1、何为接触变质作用？ 2、不同原岩接触变质岩的特点？接触变质大理岩，角岩有那些特点？ 3、热接触变质晕有那些特点？ 第七章区域变质作用及其岩石 1、区域变质岩石有哪些主要类型？ 2、如何区分片岩和片麻岩？ 3、麻粒岩的定义，形成条件？ 4、蓝片岩的定义，分类和矿物组合及其构造意义？ 5、榴辉岩的特点、分类、成因及其构造意义如何？ 第八章其它变质作用及变质岩 1、什么是混合岩？它有哪些主要类型？
变质矿床
变质矿床 基本概念 变质矿床是指在变质地区，因受区域变质作用影响使成矿物质富集而形成的矿床，以及原有矿床经受强烈的区域变质，成为具有另一种工艺性质的矿床。由内生作用或外生作用形成的岩石或矿石在遭受变质作用时，由于地质环境的改变，温度和压力的增加，以及变质热液的作用，它们的矿物成分、物理性质和构造结构等，都要发生变化，并在变化中形成成矿物质的富集。按变质成矿作用的不同，变质矿床有三种主要类型： 接触变质矿床 1、概念：由于岩浆侵入使围岩温度升高引起围岩中有用组分重结晶及重组合而形成有用矿物的作用称为接触变质成矿作用，由此而形成的矿床即为接触变质矿床。接触变质成矿作用的能源来自侵入岩浆热能。成矿物质来自受变质的原岩，与侵入体及其热液无关。 2、矿床特征：a、矿床分布于较大侵入体周围的接触变质晕圈中。b、矿体受原岩建造和变质程度控制，产于特定层位，并且由于变质温度的差异随远离接触带矿物组合及结构等常有明显的分带。c、矿床规模取决于富矿质原岩建造、变质范围和变质程度。 3、重要的变成矿床：常见的有重要工业意义的矿床有石墨矿床、红柱石矿床、硅灰石矿床、大理石矿床等。 区域变质矿床 1、概念：区域变质矿床是在区域构造运动和岩浆活动引起的区域变质作用下受到强烈改造的矿床和形成的矿床。区域变质成矿作用的能源来自地热增温、构造热能和岩浆热能。成矿物质主要取决于原岩建造（可能伴有变质热液的带入和带出）。 2、矿床特征： a、矿床分布于区域变质带中，不限于岩体附近或与其无直接的成因联系。 b、在矿床范围内变质程度一致，不具因变质程度差异而形成的分带。 c、矿石常见片理构造、片麻理构造、条带状构造及皱纹构造等特征。 d、控矿因素是含矿原岩建造和变质程度（相）。 3、意义：属变质矿床的重要类型，大部分变质矿床均属此类。 混合岩化矿床 1、概念：混合岩化矿床是指经混合岩化作用形成的矿床。当变质温度升高到一定程度时变质岩将发生部分熔融，其中低熔点组分如石英及钾、钠长石首先熔融形成高挥发组分的花岗质岩浆。这些富钾、钠、硅和高挥发组分的岩浆汇聚并贯入到断裂裂隙中缓慢冷凝结结晶则可形成伟晶岩及伟晶岩矿床。如果这些岩浆分散注入或渗透于变质岩中则形成混合岩及混合岩化矿床。 2、混合岩化成矿作用可分如下两个阶段：
变质岩思考题
在温度、压力、流体成分和时间等四个变质作用因素中，请分析认为那些因素是必不可少的？为什么？ 可否将变质作用机制进一步合并为变质结晶和形变作用两个？为什么？ 洋壳俯冲带与大陆碰撞带的区域变质作用P-T-t轨迹的样式有何区别？为什么？ 3试画出接触变质作用的P-T-t轨迹。 4试述变质反应的主要类型及其影响因素，举例说明之 5请查资料，绘制一张P-T图解，将： Al2SiO5、柯石英=普通石英和石墨=金刚石等3个多型转变反应，以及 硬玉+石英= 钠长石纯转移反应 白云母+石英= Al2SiO5 + 钾长石+H2O 和 白云母=刚玉+钾长石+H2O脱水反应 的单变线准确地标在图解上，并理解它们各自的岩石学或构造意义（在后续课程中请自我增添有意义的变质反应单变线，并标注在P-T图解上） 3、以某个特征矿物出现位置在地质图上的连线不能代表一个变质温度等温面与现今侵蚀而的交线，以特定矿物组合的连线就一定是吗？为什么？ 掌握ACF和A’KF图解各个端元所代表的化学组分，读懂五大化学类型变质岩在图中的分布区域及其所指示的化学成分特点、和可能出现的变质矿物； 已知岩石的矿物组合，指出它们的化学类型 Di＋Tr＋Q＋Cc＋Dol；②And＋Crd＋Ms＋Bi＋Q；③Pl＋Hb（普通角闪石）＋Di＋Bi＋Q；Ms＋Bi＋Mi＋Pl＋Q 给定一个以长石和石英为主要矿物的区域变质岩石，你认为如何从四个途径对其原岩进行恢复？ 区分：变斑晶、变余斑晶、碎斑； 5. 板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造 6. 比较下列岩石： （1）绿岩、绿片岩、钠长-绿帘角岩、青磐岩； （2）钙硅酸盐角岩、钙硅酸盐粒岩、夕卡岩、榴辉岩； （3）白云母石英岩、白云母-石英片岩、云英岩、白片岩； 7. 变质矿物的影响因素，结合课程学习，逐渐10个以上可以指示变质作用压力或温度高低的矿物或矿物组合。 通过实验课实习，掌握代表性区域变质岩石的基本特征和鉴别要点； 掌握红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、石榴子石、紫苏辉石、绿辉石、帘石、蓝闪石类矿物的鉴别特征； 掌握A-、B-、和C-榴辉岩的岩石特征（表22-1） 基性麻粒岩与榴辉岩形成条件和岩石在宏观与微观上的区别特征 理解矿物共生组合、变质相、变质作用P/T类型、压力类型、变质相系、P-T-t轨迹等概念简述共生分析原理 为什么说变质岩当中一个共生组合中的矿物个数一般不大于6？ 岩石学中的“相”概念？对比岩浆岩相、沉积相、变质相三者之间的异同？ 总结变质带与变质相、前进变质带与变质相系的异同？ 熟记低-高温和区域变质相和接触变质相各个变质相的指示（标志）矿物共生组合 说说板块构造与区域变质作用P/T比类型的关系 如何区分低P/T-型区域变质岩与接触变质岩？
变质岩知识点总结
变质岩知识点总结 一、基本概念 ?变质岩：是经过来自地球内部的能量对早先形成的岩石进行改造使其结构构造发生变化的作用而形成的岩石。 ?变质作用：原岩在新的物理，化学，环境下为建立新的平衡以达到相对稳定的自然现象。 二、变质作用的外部因素 ?温度：是主要因素：表现在：温度升高，岩石内部质点的活动能力升高，促进物质成分迁移，从而形成新的矿物。如高岭石经过高温吸热形成红柱石和石英的作 用，并且可以促进重结晶 ?压力：静水压力、定向压力、粒间流体压力 ?挥发物质的作用：除水的作用外，还有CO2, 、F、Cl、S、P等挥发物质的影响，分布于矿物的溶液中，称间隙溶液 三、变质作用的方式： ?重结晶作用：在高温下，矿物在固态的情况下，重新生长的过程，或是岩石中的化学组 分重新分配形成新矿物的过程。 ?变质结晶作用： 是指在变质作用的温度、压力范围内，原岩基本保持固态条件下，新矿物相的形成过程，同时还有相应的原有矿物质相消失。由于这种作用常常造成岩石中各种组分的重新组合，所 以又称为重组合作用
?交代作用： 是指变质条件下，由变质原岩以外的物质的带入和带出，而造成的一种矿物被另外一种化学成分上与其不同的矿物所置换的过程 ?变质分异作用 变质分异作用是指在岩石总成分不变的前提下，造成矿物组合不均匀的一种变质作用。 ?变形和碎裂作用 变形和碎裂作用是动力变质作用过程中岩石变质的主要方式。各种岩石在应力作用下，当应力超过弹性极限时，就会出现塑性变形或破裂现象。 在较高的温度和静压力条件下，岩石应变以塑性变形为主，此过程岩石保持着连续性和整体性。 在地壳浅部低温低压条件下，多数岩石具有较大脆性。当其受应力超过弹性限度时，就会出现碎裂现象。 四、变质岩的特征及分类 ?变质岩的物质成分 主要由SiO2 、 Al2O3 、 Fe2O3 、MgO 、 FeO 、 MnO 、CaO 、Na2O 、K2O、 H 2O、 CO 2 和TiO2、 P2O5 等氧化物组成 根据原岩的化学组成在变质作用过程中是否发生改变，把变质作用分为两类：一类 是等化学变质作用，另一类是异化学变质作用。 在等化学变质的情况下，变质岩化学成分（除H2O和CO2外）取决于原岩的化学成分。 等化学系列，系指具有同一原始化学成分的所有岩石；其中矿物组合不同是由变质作用类型和强度决定的，如基性岩石在区域变质条件下，随着变质程度增加出现绿片岩—→绿帘角闪岩—→斜长角闪岩—→斜长辉石岩，构成一个等化学系列。 等物理系列指同一变质条件下形成的所有岩石，其矿物组合的不同是由原岩化学成分决定的，如一个变质相或变质带的所有岩石。 ?变质岩的矿物成分: ◆主要决定于变质岩的化学成分和变质作用的程度，其次也与变质作用类型有关。 下面列举主要的造岩矿物 岩浆岩、沉积岩、变质岩中出现的矿物 主要在岩浆 中出现的矿物 主要在变质岩 中出现的矿物 主要在沉积岩 中出现的矿物 石英霞石帘石类蛋白石、玉髓钾长石白榴石符山石、方柱石粘土矿物云母鳞石英透闪石、阳起石盐类矿物斜长石类方钠石硅灰石海绿石 角闪石类蓝方石蓝闪石水铝石 辉石类黝方石硬玉、软玉 橄榄石歪长石绿泥石 磁铁矿玄武角闪石红柱石、蓝晶石和夕线石
大地构造学 第四章 变质、变形作用与大地构造环境
第四章 变质、变形作用与大地构造环境 变质岩全部是次生的，有正变质、副变质岩。所有的变质岩都发生了一定的重结晶，重定向，出现大量新生矿物，面每种矿物和岩石在一定的物理、化学环境下保持稳定，所以变质岩反映了温度、压力及流体状态等物理化学条件的变化，因而变质矿物组合和结构的研空对区域构造分析具有重要意义。 第一节 变质作用与大地构造环境 一 变质相带 变质带是Barrow在苏格兰东南部的达拉德多（Dalradian）中首次证实卫区域变质作用的递增性质。 1893年Barrow（巴罗式变质带）提出递增变质带：绿泥石带――黑云母带――石榴石――十字石带――蓝晶石带――夕线石带 变质带的分界线是古变质面与地表的交线（图1）。 图1 变质带 变质带的划分是根据单个变质矿物的出现为标志的，但单一矿物的出现可以在较宽的P －T条件下，这样就难以记变质矿物形成时的P－T环境，如：钾长石，矽线石，石榴石各自具有较宽的P－T稳定区，但是正长石＋矽线石＋铁铝榴石组合确实只在最高级的变质作用中出现，因此，爱斯科拉提出了变质相的概念。 变质相――是变质岩中一套在空间上多次出现的变质矿物组合。它的矿物成分和化学成分之间存在着恒定的和可以预测的关系，爱斯科拉共提出了八个变质相（图2）。其中警戒变质有5个： 1蓝片岩相：高压－低温条件 蓝闪石＋硬玉 蓝闪石＋绿辉石
蓝闪石＋硬玉＋石英 2 绿片岩相：低级变质 钠长石＋绿帘石 白云母＋绿泥石＋或－榍石（泥质岩） 阳起石＋绿泥石＋硬绿泥石（基性岩） 3 绿帘石－角闪岩相：介于绿片岩相与角闪岩相之间 绿泥石＋绿帘石＋角闪石＋钠长石 4 角闪岩相：中高级变质 石英＋白云母＋黑云母＋矽线石（泥质） 角闪石＋斜长石＋和（epsod）+矽线石（基性） 方解石＋透闪石＋和方解石＋石榴石＋帘石（钙质） 透闪石＋镁橄栏石和＋蛇纹石等（镁质） 5 麻粒岩相：高温变质 石英＋钾长石＋矽线石＋石榴石（泥质） 方解石＋透辉石＋镁橄栏石（方柱石、刚玉）（钙质） 镁橄栏石＋顽火辉石＋尖晶石（镁质） 图2变质相 二 变质带 1变质相系 变质相系：压力控制或影响变质矿物组合。因此，1961年都城秋穗按压力划分区域变质作用的类型，称为变质相系。不同变质相系（低压型、中压型、高压型）有不同的变质相组合。通过变质矿物组合的研究得出一定相系温压值可为地质体所曾经经历过的环境提供依据。 2双变质带 都城秋穗通过对日本岛变质相系的研究发现并提出了双变质带的概念。双变质带就是变质带沿活动大陆边缘有规律地出现，一条是高压型，位于靠大洋侧，代表大洋板块俯冲部位由于冷而重的洋壳插入，使等温线下降而出现高压、低温环境；另一条是高温型，位于近大陆的内侧，其成因与火山弧岩浆活动所提供的高热流有关（图3）。双变质带与大构造的关系在于，它表明了其产出部们是会聚板块前沿的消减部位，其空间颁指示了板块俯冲的极性（即高压向洋低压向陆）。
变质作用与变质岩
第五章变质作用与变质岩 §１.变质作用概述 前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。 以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）——“水成论”。 以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。——“火成论”。 这两大学派的争论持续了大约三十年，最后以“火成论”胜利告终。现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成”的沉积岩，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。三大岩类在地壳中分布大致是： 岩浆岩占地壳总体积的64.7%； 沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75%； 变质岩占地壳总体积的27.4%。 一、概念 变质作用——岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体的作用,发生成分、结构、构造等变化的地质作用。 变质岩——由变质作用形成的岩石。 原岩变质变质岩
二、引起变质作用的因素 (一) 温度： 影响变质作用的最基本因素 150°-180°～800°-900° 升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质 变为晶质，原来小晶粒长大。 （二） 压力： 1． 静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。 每公里厚的岩石压力为275巴； 地下10 公里 约2750巴； 地下 20公里 约5500巴。 静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小 的新矿物。 ２．定向压力 —— 作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是 构造力的作用造成。 定向压力的作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。 （三）化学活动性流体 来源 地热 岩浆热
普通地质学-第5章 变质作用与变质岩
第5章变质作用与变质岩 一、名词解释 变质作用正变质岩副变质岩重结晶作用重组合作用交代作用接触变质作用气液变质作用蚀变动力变质作用区域变质作用混合岩化花岗岩化变质带双变质带片理变质矿物碎裂带 二、是非题 1.变质作用可以完全抹掉原岩的特征。（） 2.变质作用最终可导致岩石熔化和形成新的岩浆。（） 3.重结晶作用不能改变岩石原来的矿物成分。（） 4.接触变质作用常常影响到大面积的地壳岩石发生变质。（） 5.同质多相晶的矿物能够作为重结晶环境的指示矿物。（） 6.标志变质作用程度的典型的级别顺序是低级变质作用的绿片岩；中级变质作用的角闪岩和代表高级变质作用的辉石变粒岩。（） 7.标志高围压低温度形成的变质岩顺序是蓝片岩；紧接着是榴辉岩。（） 8.区域变质作用常常包含明显的机械变形。（） 9.区域变质作用的变质程度表现出水平与垂直方向上都有变化。（） 10.石灰岩经变质作用后只能变成大理岩。（） 11.片岩、片麻岩是地壳遭受强烈构造运动的见证。（） 12.高温、高压和强烈剪切作用是引起变质作用的最主要因素。（） 13.当加热时，所有的岩石都可在一定温度下重新起反应。（） 三、选择题 1.接触变质形成的许多岩石没有或几乎没有面理，这是因为（） a.接触变质时几乎没有什么变形 ; b.接触变质在高温条件下进行的 ; c.接触变质在低温条件下进行的 ; d.在变质过程中没有任何完好矿物重结晶。 2.富长英质成分（Al2SiO5的铝硅酸盐）的岩石在变质作用过程中随着温度、压力的逐渐增加可以形成Al2SiO5系列多形晶矿物，其顺序是（） a.蓝晶石、红柱石、夕线石; b.红柱石、蓝晶石、夕线石; c.夕线石、红柱石、蓝晶石 ; d.夕线石、蓝晶石、红柱石。 3.碎裂岩是动力变质的产物，它主要是由于（）和（）。 a.沿断裂带机械变形的结果 ; b.作为岩石接近熔点的塑性变形 ; c.与花岗岩侵入有关 ; d.与断裂附近密集的节理有关。 4.下列哪一个不是变质作用的产物。（）。 a.变斑晶 ; b.眼球花岗岩 ; c.斑晶 ; d.麻砾岩。
第九章 区域变质作用及
●第九章区域变质作用及 区域变质岩 第一节概述 一、区域变质作用的基本概念 ●区域变质作用是在岩石圈大规模范围内发生的多种因素综合起作用的复杂变质作 用；区域变质作用常与构造运动相伴发生，多见于前寒武纪结晶基底及显生宙造山带，常伴有混合岩化、大规模的变形及岩浆活动，主要变质因素是温度、压力和流体；区域变质作用以分布范围广、变质环境多样和变质因素复杂为特征。 二、区域变质作用因素 ●区域变质作用中有各种变质因素的复杂配合，特别是区域性的地热异常和构造应力 场的配合。一般来说变质峰期晚于变形峰期或与变形峰期大致同时。 ●区域变质作用和花岗岩浆侵入作用间的关系虽有争议，但许多片麻岩热穹隆中心或 造山带的热轴附近都伴随有大规模的混合岩化作用和花岗岩浆活动。 ●低压区域变质和花岗岩浆活动的关系更为密切。特别是一些发育“板底垫托”岩浆活 动的地区，可以把岩体看作是热能提供者之一；但在另一些情况下，花岗岩、混合岩和高级变质岩都可能是受热达到顶峰时的产物，都与区域热流异常有关。在一个造山带中区域热流异常的强度往往是不均一的，导致造山带区域变质作用的不均一性，可以形成一个甚至多个变质热穹隆。 ●区域变质作用的温度范围和接触变质作用大体相同，为200 ℃±～800℃±，而压 力范围显然比接触变质高，为0.3～1.2GPa。但要注意两者之间的过渡关系，特别是高热流条件下的低压区域变质几乎与接触变质没有什么区别，应从产状上加以区分。 压力是区域变质的一个重要控制因素。一个区域范围内，温度对压力的改变率（dT/dp）称为地热梯度，记作℃/km。地热梯度的大小决定着区域变质作用的压力 类型。 三、区域变质作用的地质条件 区域变质作用与造山运动有密切的成因联系。在我国及世界各地，最古老的岩石如太古宙结晶基底主要由区域变质岩构成，元古宙、显生宙的一些造山带的核部，区域变质岩亦有大面积的分布。 区域变质作用可发生于多种地质条件下，苏克（Milos Suk,1983）划分出5种不同类型的区域变质作用： 1.大陆地盾区的区域变质作用外形上不显带状，而呈面型分布。一般为低压变质，但温度差异甚大，有的地盾区普遍遭受高级变质作用（高角闪岩相和麻粒岩相），伴随强烈混合岩化作用。如加拿大地盾、斯堪的那维亚地盾等。也有些变质很浅。如非洲、澳大利亚、加拿大等地的绿岩带。 2.造山带的区域变质作用多呈带状分布，延伸数百至上千公里，多为中压或高压型变质作用。如欧洲的加里东造山带为中压变质，阿尔卑斯造山带为高压变质，我国秦岭造山带则包括了不同压力类型的变质作用。 3.汇聚板块边缘的区域变质作用以长达数千公里的双变质带为特征。靠大洋一侧由于板块俯冲，冷的洋壳和海沟沉积物被带到深处，常形成低温高压变质带（三波川型，蓝闪石－硬玉型）；靠大陆一侧是地幔物质上涌带，伴有中酸性岩浆活动，往往形成低压高温变质带（领家型，红柱石－夕线石型）。但要注意，有的地区发育不同压力类型的变质作用，而不一定是板块俯冲带。 4.热穹隆核部的区域变质作用穹隆构造的核心部分变质程度高、出现片麻岩、混合岩和花岗岩，向边部变质程度逐渐降低。是一种中心式递增变质作用，常围绕热中心发育递增变质
变质作用和变质岩的概念
变质作用和变质岩的概念 变质作用的概念： 由内力地质作用引起物理、化学条件的改变，从而使地壳中原有岩石的化学组分、矿物组成、结构构造等方面在原岩基本保持固态的情况下 所发生的转化作用。变质作用与岩浆作用没有明显的界限（如混合岩化作用：低熔点的长英质物质被熔融形成液体相，与原岩中难熔组分相 互作用混合形成一种新的岩石。），但两者不同的特点是：变质作用基本在固态进行。 影响变质作用的因素（相当于变质作用的物化条件） 温度：是变质作用最积极主要的因素，多数变质作用是在温度升高的情况下进行的。主要表现： 1、温度升高引起重结晶作用（如非晶质蛋白石变成石英、石灰岩重结晶变成大理岩、石英砂岩变成石英岩等）和矿物多型变体的形成 （低温石英变成高温石英、变质岩中的蓝晶石红柱石变成矽线石等）。 2、温度升高引起岩石中各种组分重新组合形成新矿物，且伴随结构水、结晶水等的脱出。如高岭石在温度升高下转变为红柱石和石英 组成的红柱石角岩。【高岭石（吸热→）?（←放热）红柱石+石英+水】。白云母分解就形成硅线石+钾长石。【白云母+石英（吸热→） ?（←放热）硅线石+钾长石+石英】。 3、温度升高为变质反应提供能量，起到促进作用。 热源： 1-岩浆熔融体带来的热。 2-地热：地壳恒温层以下，温度随深度而改变，愈深温度愈高，呈有规律的增加。但单纯的地热不足以引起变质作用。恒温层以 下每向下增加100米所增加的温度数称为地热增温率（一般深度每增加100米温度平均增加3℃） 3-构造运动所产生的热，大规模推覆挤压由于摩擦产生大量的热能，可使岩石变成塑性状态，甚至发生局部熔融。 4-岩石中放射性元素蜕变放出能量。 5-地幔深部熔融体的重力分异，产生上升的热流，引起热液值的升高。 6-地壳中物质相转变释放出的热能等。 压力：根据压力性质和所起的作用划分。 1、负荷压力（P L）：又称围压。是一种均向压力，一般指岩石在一定埋深所承受上覆岩层的重力，负荷压力是深度和上覆岩层比重的 函数，主要表现如下。 使岩石孔隙减少，变得致密坚硬。如镁橄榄石+钙长石（负荷压力增大的情况）→石榴石 促使化学反应的速度加快或减缓。 引起结构的改变。如重结晶。 2、流体压力（Pf）：存在于岩石的粒间、显微裂隙及毛细孔隙中的流体物质（主要是水、二氧化碳等）对周围物质所产生的压力。如 果流体相在饱和封闭状态下，固体岩石所承受的压力能全部传导给流体相，所以（Pf）=（PL）。如果流体相在地 壳较浅部且自由流通状态下，（P f）=流体相重力＜（P L）。 3、定向压力：构造运动或岩浆侵入围岩时所产生的侧向挤压应力，主要发生在地壳表层，随深度增加而减弱。 化学活动性流体：通常指气态或液态的水溶液，由于压力差或浓度差引起流动，便对周围岩石发生交代作用，造成岩石中组分的带出带入，形成与原岩性质截然不同的变质岩石。如： 绢云母+绿泥石（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）黑云母+水 白云母+石英（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）钾长石+硅线石+水 蛇纹石+水镁石（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）镁橄榄石+水 方解石+石英（去碳酸盐化→）?（←碳酸盐化）硅灰石+二氧化碳 变质岩的概念：由变质作用形成的岩石称为变质岩。 根据原岩类型划分为： 正变质岩：由岩浆岩经变质作用形成的变质岩。 副变质岩：由沉积岩经变质作用形成的变质岩。 简述对变质作用和变质岩的研究具有什么意义： 对变质作用和变质岩的研究可重塑一个地区地壳发展和演化的规律。 由变质作用所形成的矿床分布广泛，矿种众多。
岩石学课后习题
火成岩岩石学思考题 第一章岩浆及岩浆活动 1、如何理解岩浆的含义。 2、岩浆的粘度受哪些因素的控制。 3、岩浆中的挥发分对火山作用具有怎样的影响。 4、简述岩浆作用的主要类型及其产物。 第二章火成岩的基本特征与分类 1、说明火成岩中的SiO 2、Al2O3和（K2ONa2O）的含量对矿物成分及共生组合的影响。 2、火成岩形成环境对矿物组合具有怎样的影响。 3、火成岩的主要化学成分是什么？ 4、火成岩的结构是如何划分的？ 5、根据结构和构造如何区分侵入岩和喷出岩。 6、判断矿物结晶顺序的标志有哪些？ 7、如何区分不同相的火山岩？ 8、简述常见火成岩岩石类型的矿物组合和结构构造特征。 第三章岩石化学 1、CIPW标准矿物是岩石中实际出现的矿物吗？ 2、化学分析结果在火成岩研究中有哪些用途？ 第四章火成岩结构成因分析 1、以过冷却条件下岩浆中晶体的成核和生长过程，说明不同深度火成岩的结构变化。 2、请用Di－An二元系相图阐明辉长结构、辉绿结构、间粒结构和嵌晶含长结构的形成。 3、请用相关二元系相图说明斜长石正环带、反环带和韵律环带的形成。 4、在花岗斑岩中常见到石英斑晶的熔蚀现象，试用相图加以解释。 第五章岩浆的起源与演化 1、如何理解部分熔融作用？ 2、原生岩浆可以通过哪些方式演化为进化岩浆？ 3、岩浆房中的结晶分异作用有哪几种方式，其特点如何？ 4、鲍文（Bowen）反应系列可以解释哪些岩石学现象？ 5、岩浆混合作用受控于哪些因素？ 6、如何识别同化混染作用？ 7、岩浆侵位机制主要有哪些，各有什么特点？ 第六章火成岩共生组合与成因 1、总结一下安山岩的成因。 2、花岗岩的成因类型主要有哪些，其鉴别标志是什么？ 3、总结不同构造背景下花岗质岩石的组合特征。 4、不同构造背景的玄武岩成分和成因有哪些不同？ 5、超镁铁质－镁铁质岩的研究意义何在？ 6、何为蛇绿岩，其有何研究意义？ 7、如何区分不同成因的超镁铁质岩？ 实验一酸性岩类：花岗岩－流纹岩类 1、根据斜长石和钾长石的含量比例，花岗岩可进一步划分为哪几种类型，其特征如何？ 2、碱长花岗岩和碱性花岗岩有何区别？ 3、如何区分花岗岩、花岗斑岩、流纹岩和英安岩？ 4、对比片麻状构造和流纹构造。 实验二中性岩类：闪长岩－安山岩、正长岩－粗面岩 二长岩－粗安岩、霞石正长岩－响岩 1、闪长岩、正长岩、二长岩和霞石正长岩的主要矿物组合及相互间的区别。 2、安山岩、粗面岩和响岩的主要区别何在？ 3、分别对比闪长岩、闪长玢岩、安山岩及正长岩、正长斑岩、粗面岩之间的异同。 4、何为暗化边结构，辉石可以发生暗化的说法正确吗? 5、交织结构和粗面结构为何意？ 实验三基性岩类：辉长岩－玄武岩类 1、辉长岩类进一步分类命名的方法和主要岩石类型。 2、区分辉长岩和闪长岩的最主要标志是什么？ 3、辉绿岩和玄武岩如何区分？ 4、何为辉绿结构和间粒结构？ 5、何为细碧岩？ 实验四超镁铁质岩类、煌斑岩类 1、超镁铁质岩类的主要岩石类型有哪些，其特点如何？ 2、煌斑岩的主要特征是什么，何为煌斑结构？ 3、综述橄榄岩和辉长岩的岩石学特征。 实验五火山碎屑岩类 1、火山碎屑物有哪些类型？ 2、列表说明火山碎屑岩的分类及主要岩石类型。 3、火山碎屑岩和火山熔岩如何区分？ “沉积岩岩石学”习题 第一章沉积岩概述 1．沉积岩与火成岩相比，沉积岩在形成条件方面有什么特征？ 2. 与火成岩相比较，简述沉积岩的矿物成分和化学成分的特征。
变质岩
第三节.变质岩习题 一、名词解释: 1.变质岩: 由变质作用形成的岩石。正、副、复变质岩 2.变质作用: 原岩在地球内力作用下，矿物成分、结构、构造发生变化，变化过 程基本保持固体状态。 3.变质重结晶作用: 化学成分不变，结构改变、矿物颗粒加大，不产生新矿物。 4.变质结晶作用: 岩石基本保持固态，使新矿物产生、旧矿物消失的作用 5.变质反应: 岩石基本保持固态，使新矿物产生、旧矿物消失的化学反应。举出1—2 个变质反应。 6.交代作用: 在变质作用中，有物质的带入带出，岩石化学成分、结构、构造都 要发生改变。如： Ka++KAlSi3O8=NaAlSi3O8+K+ 7.变质分异作用: 原来均一的岩石变成不均一的岩石，产生条带、细脉、斑块等各种各样聚集体、变斑晶等。 8.复变质: 原岩为变质岩，再叠加变质作用。进变质.....，副变质..... 9.前进变质: 原岩为变质岩，再叠加变质作用，后期（次）比前期（次）变质温 度高。举例。 10.退变质: 原岩为变质岩，再叠加变质作用，后期（次）比前期（次）变质温 度低。举例。 11.正变质岩与副变质岩: 正变质岩：原岩为岩浆岩。举例。副变质岩：原岩为 沉积岩。举例。 12.变形与碎裂作用: 在应力作用下：在地壳浅部，使岩石、矿物物发生碎裂、 脆性变形；在地壳深部和上地幔， 岩石、矿物发生塑性变形。...... 13.连续反应: 反应物和生成物都是纯相，反应物消失时，反应物消失时，生成 物就形成了。举例（略）。
14.不连续反应: 不连续反应：反应物和生成物都是成分可变的固溶体，生成物 形成时，反应物并不消失，只 是成分改变......举例（略）。 15.共生组合: 天然岩系统处于一定外界条件下达化学平衡的矿物组合。 共生组合的5 个标准......（略） 16.共生分析: 从研究变质岩矿物共生组合特征及其变化规律出发，应用相律， 分析矿物组合与岩石化学成 分及物化条件的关系。 17.变质相: 一定温压范围内形成的各种化学组成的变质岩中的一套变质矿物 组合。它们在时、空上反复 共生，且矿物组合与化学成分之间有固定的、可以预测的对应关系。 18.等物理系列: 在相同或基本相同的变质条件下形成的所有岩石。举例......（略） 19.等化学系列: 化学成分相同或基本相同的岩石，在不同变质条件下形成的一系列岩石。举例（略）。 20.不稳定矿物: 又称残余矿物，变质结晶反应不完全彻底，而残存的原岩矿物。举例........（略） 21.稳定矿物: 又称新生矿物，变质结晶反应生成的新生矿物。举例........（略） 22.特征矿物: 仅在一个狭窄P.T 范围内稳定存在的矿物，能指示变质P.T 条件。举例......（略） 23.贯通矿物: .在一个很宽的P.T 范围内稳定存在的矿物，不能指示变质P.T 条件。举例......（略） 24.变质岩石结构: 指岩石中矿物的结晶程度、形态、大小及相互关系。概念与 岩浆岩结构类同。分变余、变成、 碎裂结构。 25.变质岩石构造: 指岩石中各种矿物的空间分布特点和排列状态。分变余、变成、混合三类构造。