第9讲 变质岩
变质岩资料讲解
结晶结构是在熔融的岩浆渐冷过程中，各种矿物按一定 顺序结晶而成。矿物晶粒的自形程度反映结晶的顺序， 且火成岩中除去部分矿物表现为流线、流层构造外，一 般不具定向排列。
5. 变质岩
变质作用——各种岩石，当所处的环境发生变化时， 岩石的成分、结构和构造等也随之变化，以使岩石和 环境之间达到新的平衡关系，这种作用就是变质作用。 经变质作用形成的岩石——变质岩。
火成岩形成——正变质岩； 沉积岩形成——副变质岩。
变质岩的特点：
一方面受原岩的控制——继承性； 一方面在矿物成分、结构和构造——新生性。
5.3.1.2 动力变质形成的岩石
1 .断层角砾岩
在应力作用下原岩破碎成角砾状，又被破碎细屑充填胶 结或有部分外来物质胶结形成的岩石。
它是动力变质岩中碎裂程度中等的岩石。构造角砾岩在断层破碎 带广泛分布。 其厚度取决于破碎的强度。厚数百米，延伸数十至数百公里。 又称压碎角砾岩、构造角砾岩。
2. 碎裂岩
新矿物（变质矿物）：
是在变质过程中产生的新矿物，如石榴子石、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。 这些变质矿物可以作为鉴别变质岩的标志矿物。 变质岩中矿物因压力的影响，排列往往具有定向性
和矿物形态具有延长性。
变质岩中的矿物
主要在岩浆岩 主要在沉积岩 中出现的矿物 中出现的矿物
纤维状变晶结构
5. 角岩结构
指细粒粒状变晶结构，其中矿物颗粒彼此紧密镶嵌， 不呈定向排列，岩石常具块状构造。
它是热接触变质而成的角岩的特征结构。
云 母 角 岩
岩石的成因和分类地质构造和地史概念
岩石的成因和分类地质构造和地史概念第九讲岩石的成因和分类、地质构造和地史概念一、内容提要：本讲主要讲述①岩石的成因和分类：主要造岩矿物—火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类。
常见岩石的成分、结构及其他主要特征。
②地质构造和地史概念：褶皱形态和分类、断层形态和分类、地层的各种接触关系；大地构造概念；地史演变概况和地质年代表。
二、重点、难点：火成岩、沉积岩、变质岩的成因及其分类；褶皱形态和分类、断层形态和分类、地层的各种接触关系和地质年代三、内容讲解：第一节岩石的成因和分类一、主要造岩矿物(一)矿物的基本概念矿物是存在于地壳中具有一定物理性质、化学成分和形态的自然元素或化合物。
组成地壳的岩石，是一种或多种矿物的集合体。
组成岩石的矿物称为造岩矿物。
岩石的特征及其工程性质，在很大程度上取决于它的矿物成分、性质及其在各种因素影响下的变化。
已被发现的矿物有三千多种，而最主要的造岩矿物只有三十多种。
造岩矿物绝大多数是结晶质，其基本特点是组成矿物的元素质点在矿物内部按一定的规律排列，形成稳定的结晶格子构造。
矿物的外形特征和许多物理性质都是矿物的化学成分和内部构造的反映。
但当外界条件改变到一定程度后，矿物原来的成分、内部构造和性质会发生变化，形成新的次生矿物。
(二)矿物的分类矿物按生成条件可分原生矿物和次生矿物两大类。
原生矿物：一般是由岩浆冷凝生成的，如石英、长石、辉石、角闪石、云母等。
次生矿物：一般是由原生矿物经风化作用直接生成的，如高岭石、绿泥石等；或在水溶液中析出生成的，如方解石、石膏等。
(三)矿物的物理力学性质矿物的物理力学性质是鉴别矿物的重要依据，主要有形状、颜色、光泽、硬度、解理、断口等。
1.形状：指矿物的外表形态。
结晶体的大都呈规则的几何形状，非结晶体则呈不规则的形状。
2.颜色：指矿物新鲜表面呈现的颜色，取决于矿物的化学成分及其所含的杂质。
按成色原因，有自色、他色、假色之分。
自色是矿物固有的颜色，颜色较固定。
9第九章变质岩9-5
二、主要岩石类型 根据混合岩中的基体与脉体的量比关系可将混合岩划分 为三类：混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩。 脉体含量少于15%的岩石，可称之为混合岩化变质岩。
混合岩 脉体含量 基体含量 类型 （体积%） （体积%）
基体与脉体的关系
混合岩 15-50
脉体与基体界线明显或较明显，具各种 50-85 混合岩构造
混合岩 一、一般特征 二、主要岩石类型 （一）混合岩 （二）混合片麻岩 （三）混合花岗岩
一、一般特征 混合岩是原变质岩石受混合岩化作用形成的岩石. 可分为基体和脉体两部分： 基体：各种区域变质岩，如斜长角闪岩、片麻岩、片岩、变 粒岩等。颜色较深； 脉体：部分熔融组分，通常为花岗质、长英质（细晶质）、 伟晶质和石英脉等。颜色较浅。 混合岩中交代现象十分发育；常形成一些特殊的混合构造。 混合岩是区域变质作用基础上发展起来的。常与区域变质岩 相伴生，在空间上常呈带状分布。 我国分布广泛，种类繁多，如山西、河南、河北及东北各省 均有出露。 与混合岩有关的矿产主要有硼、磷、镁、铝、铁、铜及稀有 放射性元素等。
1、角砾状混合岩： 成分：角砾成分常是块状角闪岩、辉石岩、斜长角闪岩 等，有时为暗色黑云母片麻岩。 结构：按变质岩（基体）和岩浆岩（脉体）术语描述。 构造：基体被沿裂隙线贯入的脉体切割成角砾状，具角 砾状构造。
2、眼球状混合岩 成分结构同前。 构造：眼球构造。脉体呈眼球状，眼球体的成分多为 钾长石或酸性斜长石。
（三）混合花岗岩 是混合岩化最强烈的产物，岩石外貌与岩浆结晶花岗 岩类似，脉体含量大于85%。 构造：暗色矿物成斑点、条痕或团块。云雾状构造。 命名：构造+暗色矿物+混合花岗岩。 如云雾状黑云母混合花岗岩， 斑点状角闪斜长混合花岗岩。
结束
变质岩教材
绪论一、变质岩的概念变质岩是在地壳形成发展过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩或变质岩）为适应新的地质环境和物理化学条件，在固态情况下发生的矿物组成、结构构造的重组甚至包括化学成分的变化所形成的岩石。
变质岩和其他两大类岩石之间的界限并不是绝然的，其间存在有逐渐的过渡关系或有密切的联系。
沉积岩和岩浆岩都可以通过变质作用形成变质岩（图0-1）。
图0-1 各类岩石的成岩作用变质岩石类型众多，可形成于不同时期和不同地区，既可出露于古老的结晶基底—地盾或地台，也可出现于较新的变质活动带，分布遍及大陆和海洋。
地壳深处和上地幔的上部主要由变质岩和火成岩组成。
地壳各种岩层中均包括了不同的变质岩石（表0 -1）。
从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占92%（图0-2）。
古老岩石都出现在大陆内部的结晶基底之中。
代表性的岩石属基性和超基性的火成岩。
这些岩石由于受到强烈的变质作用已转变为富含绿泥石和角闪石的变质岩，通常我们称为绿岩。
从早太古宙至现代，都有变质作用发生。
在非洲和前苏联测得侵入变质岩中的岩浆岩的年龄为35亿年，在中国的冀东地区的花岗片麻岩，其中包体的岩石年龄约为35亿年，在格陵兰测得变质岩的年龄为38亿年，说明在早太古宙时期，已有变质作用发生。
在现代岛弧底部和大洋中脊，由于有较高的地热梯度，也正在发生变质作用。
中国变质岩的分布广泛（图0-3），自太古代到新生代都有分布，太古代热流值偏高，分布广而基本均匀，变质以大面积单向变质的区域中、高温变质作用的出现。
元古代早期热流值较高，晚期变弱，发育了早期是区域动力热流变质作用及晚期是区域低温动力变质作用。
元古代晚期在裂陷槽开始出现埋深变质作用的蓝闪绿片岩相，显生宙，高热流值更加变弱，表现为大面积的绿片岩相带，而角闪岩相带仅局部出现。
个别地区出现有双变质带。
表0-1 地壳综合剖面变质岩岩石学是研究地壳内部发生的变质作用、变形作用和变质岩的形成特点及其演变历史的学科，天体陨石的冲击变质亦属这一研究范畴。
地质地貌变质岩 ppt课件
接触交代变质作用：引起变 质的因素除温度以外，从岩 浆中分泌的挥发性物质所产 生的交代作用，岩石的化学 成分有显著的变化，新矿物 大量产生。
石灰岩→大理岩; 泥岩→角岩、 Hornstone,灰黑坚硬致密; 斑点板岩。
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2.动力变质作用
在构造运动产生的压力下，使岩石发生破碎的 变质作用
高于900°C则地壳岩石 熔化，属于岩浆作用
温度的作用： 非晶体→结晶体;结晶体
→重结晶;
物质与结构重组，一种 矿物→另一种矿物
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变质温度来源： 地热增温 岩浆热 构造运动热 放射热
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2.压力
静压力：由上覆岩石重 量引起，随深度增加而 增加且压力各方向均等
根据变晶矿物的粒度、形状和相互关系等特点 可进一步划分 。
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按变晶大小分：
粗粒变晶结构（主要矿 物粒径>3mm）
中粒变晶结构（主要矿 物粒径1~3mm）
细粒变晶结构（主要矿 物粒径0.1~1mm）
显微变晶结构（主要矿 物粒径<0.1mm）
按变晶形状分：
粒状变晶结构，变晶为 近于等轴状矿物（石英、 长石）
分布位置：断层，破碎带 导致结果：使岩石发生变形、破碎，还有轻微
的重结晶现象
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脆性变形（刚性岩）
塑性变形（柔性岩）
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3.区域变质作用
是大面积（数百或数千平方公里）发生的区域 性的变质作用，是在地壳活动带发生的变质作 用
主要因素：复杂，温度、压力、流体等综合作 用
变质岩
（二）结构构造
1.原岩的粒度：由于细粒具有较大的表面积，所 以粒度越细的岩石越易变质；
2.原岩的孔隙度和裂隙性：孔隙和裂缝越发育， 变质作用越易发生。孔隙和裂缝的发育与否，又 与岩石的粒度，分选，脆性等性质有关。 3.原岩的构造：原岩的一些构造，如层理，节理 等可影响变质流体的活动。
二、物理化学条件
一、变质岩的结构
据成因可分为四类：碎裂结构、变晶结构、变余结 构及交代结构。 （一）变余结构： 变质作用不彻底，原岩的结构被部分残留下来，称 变余结构。可在原岩结构前加上“变余”二字，可有 各类原岩的变余结构。如岩浆岩：变余斑状结构，变 余花岗结构等。沉积岩：变余砂状，泥状，粉砂状结 构等。
（二）变晶结构： 岩石在固态状态下发生重结晶或变质结晶所形成的结 构。 1．变晶结构的特点 （1）岩石一般为全晶质，自形程度一般不高，呈它形一 半自形，矿物生长生成时期十分接近。 （2）自形程度只反映结晶能力，一般与形成顺序无关， 只与矿物的结晶能力有关。（比重大的矿物结晶能力一 般较大），如榍石、石榴石、电气石、十字石等。石英、 长石、方解石则较小。
3．变质岩的分布 分布广泛，时间跨度大。主要分布于古老的地台区， 地盾区和较晚的构造造山带中。如鞍山群、板溪群、昆 阳群（古老地台），岩浆侵入体周围的热接触变质岩， 动力变质岩（构造造山带）等。 4． 研究意义 （1）重朔研究一个地区的地壳演化规律。 （2）成矿作用：造成物质迁移富集，形成矿产。
（3）与石油地质的联系：作为油气储层可形成油气藏； 沉积岩中常有变质岩屑，研究物源；对油气聚集、迁移、 破坏等有影响。
2．粒间流体压力（Pf）
流体压力的效应： PCO2 , PH2O 影响碳酸盐化， 脱碳酸盐化、水化、脱水化。 当Pf＝Pl：即封闭体系中，（深度大，节理不发育）。 Pf不作为独立变量； Pf＜Pl ：开放体系中（节理发育，流体自由流通） 或岩层含水极少； Pf＞Pl：如岩浆侵入体逸出挥发分； 上述两种情况下，局部Pf≠ Pl ， Pf成为独立变质因素。
变质岩
片理构造片理构造，指岩石中矿物定向排列所显示的构造，是变质岩中最常见、最带有特征性的构造。
矿物平行排列所成的面称为片里面，其形态既可以是曲面，也可以是平面。
根据矿物的组合和重结晶程度，片理构造可以分为以下5类：（1）板状构造：指岩石中由微小晶体定向排列所成的板状劈理构造。
板理面平整而光滑，并微有丝绢光泽，沿着劈理可形成均匀薄板。
（2）千枚构造：由细小片状变晶矿物定向排列所成的构造。
不易肉眼辨别矿物成分，常具丝绢光泽。
（3）片状构造：相当于狭义的片理构造。
岩石主要由粒度较粗的柱状或片状矿物（如云母、绿泥石、滑石、石墨等）组成，他们平行排列，形成连续的片理构造。
（4）片麻构造：岩石主要由较粗的粒状矿物（如长石、石英）构成，但又有一定数量的柱状、片状矿物（如角闪石、黑云母、白云母）在粒状矿物中定向排列且不均匀分布，形成连续条带状构造。
（5）条带状构造：变质岩中浅色粒状矿物（如长石、石英、方解石等）和暗色片状、柱状或粒状矿物（如角闪石、黑云母、磁铁矿等）定向交替排列所构成的构造。
[接触变质作用接触变质作用又称热力接触变质作用[1]，是由于岩浆的活动散发出的热量和析出的气态或液态溶液引起的变质作用。
主要发生在岩浆体周围接触带的围岩中。
根据变质作用过程中有无交代作用又可分为2个亚类：①热接触变质作用：以热力（高温）作用为主，原岩发生重结晶，而化学成分没有显著改变，没有明显的交代作用，如斑点板岩、角岩等；②接触交代变质作用；除热力作用外，伴随有显著的交代作用，原岩的化学成分发生明显改变，如矽卡岩等。
【交代作用[1]】metasomatism ，metasomatosis。
岩石变质作用的一种，主要表现在接触交代作用过程中。
变质过程中，围岩与侵入体发生物质交换，带入某些新的化学组分，带出一些原有的化学组分，从而使岩石的化学组成和矿物组成发生变化，形成新岩石。
在这一过程中岩石成分发生显著变化，新矿物大量产生。
交代作用主要表现在接触交代作用过程中。
9第九章变质岩9-6
袁晏明
2017年07月30日
• 本章共有四个知识点 • 一、变质作用 • 二、变质作用方式与类型 • 三、变质岩的特征及分类 • 四、变质岩岩的各论
主要内容
一、区域变质岩 二、混合岩 三、接触变质岩 四、气液变质岩 五、动力变质岩
主要内容
虽具角岩结构，但考虑到习惯，仍保留其沿用名称。
大理岩
石英岩
2、接触交代变质岩 矽卡岩(skarn)：主要产于中酸性侵入岩与碳酸盐岩（石
灰岩、白云岩等）的接触带，是碳酸盐岩在接触热变质的基础 上和高温气水热液的影响下，经接触交代作用形成的。有钙质 矽卡岩、镁质矽卡岩。 其岩性特征： 矿物成分：石榴子石类、辉石类和其他含钙含鎂硅酸盐矿物。 结构：细粒至中、粗粒不等粒结构。 构造：带状、斑杂状和块状构造。 颜色：颜色较深，常呈暗褐、暗绿等色。
接触热变质岩 接触交代岩
岩体
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• 二、主要岩石类型 • 接触热变质岩、接触交代变质岩 • 1、接触热变质岩 • 接触热变质岩为开放体系，属低压变质相，按温度高低可分为：
①钠长绿帘角岩相；②普通角闪石角岩相；③辉石角岩相。
• 在每一个变质相中，由于原岩的不同，矿物组合也不同。如钠 长绿帘角岩相，泥质变质岩矿物组合有石英、白云母、黑云母、 绿泥石、红柱石；基性变质岩有阳起石、钠长石、绿泥石、绿 帘石；钙质变质岩有绿帘石、方解石和白云石等，故岩石名称 也就不同。泥质：红柱石角岩；基性：钠长-绿帘角岩；钙质： 大理岩。
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金云母 矽卡岩
硅 灰 石 矽 卡 岩
绿帘石榴子石矽卡岩
结束
• 根据岩石的结构构造和矿物组合相结合可以进一 步分类命名。
• 代表性的岩石有斑点板岩、角岩、接触片岩、接 触片麻岩、大理岩、石英岩等基本岩石类型。
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三大类岩石区别
• 宏观 野外岩层分布，综合分析 • 微观 构造 结构 特征矿物
结构、构造区别
• 岩浆岩——气孔、流纹、火山弹、柱状 节理 • 沉积岩——层理、化石、磨圆 • 变质岩——片理、片麻、重结晶
特征矿物
• 岩浆岩——辉石、角闪石、橄榄石
• 沉积岩——方解石、石膏、粘土矿物（高岭土、蒙
脱石）、褐铁矿等
岩 层 挤 压 变 形
片麻岩——片麻状构造
片麻岩
热液加入
• 气态——地壳内部挥发组分参与 • 水溶液——地下水循环及其溶解质参与
大理岩
变质矿物
• 富铝 红柱石、兰晶石、矽线石 • 富钙 硅灰石、石榴子石、透闪石、滑石 • 继承岩浆岩、沉积岩的原有矿物
主要变质岩类
• 动力变质 片麻岩 片岩 千枚岩（原岩：页岩） • 温度变质 板岩（原岩：页岩） 石英岩（原岩：石英砂岩） 大理岩（原岩：石灰岩）
大理岩——方解石结晶——温度变质
接触变质
区域变质
变质作用增加
片岩
板岩
片麻岩
晶体大小增加
纹理粗糙度增加
成岩作用
低级
中级
高级
绿色片岩
闪岩
辉石麻粒岩
绿泥石 沸石
绿帘石
角闪石 石榴子石 辉石
斜长石
沸石
角页岩
蓝 色 片 岩
绿 色 片 岩
闪 岩Байду номын сангаас
石 榴 子 岩
榴辉岩
三大类岩石小结
• 成因
岩浆岩——地下岩浆冷却 沉积岩——地表岩石风化、搬运、沉积，再成岩 变质岩——原岩经高温、高压变质再成岩
页岩
绿泥石—白云母 生物岩—红柱石 硅线石 角页岩
花岗岩侵入体
辉 绿 岩 岩 脉 —— 大 理 岩
岩层挤压
压力变质
• 高压、重矿物形成 Mg2SiO4 + CaAl2SiO3
橄榄石 钙长石
高压
CaMg2Al2Si3O12
石榴子石
• 结构
碎屑——碾碎（断层带，断层角砾岩）
• 构造——片状矿物定向（垂直压力方向）排 列
第九讲 变质岩
• 变质岩
变质作用与变质类型 变质矿物 变质岩类 • 三大类岩石区分
变质作用
温、压、物质交换 原岩 变质岩 矿物组成、结构、构造
内动力——地壳内部——温度、压力、热液 外动力——地表风化（水）——化学变质（水解、水化） （如正长石 高岭土 铝土矿）
高温变质
• 重结晶 石英砂岩 石英岩 石灰岩 大理石 • 吸热反应 高岭土 红柱石 • 结构变化 变晶——重结晶充分（深） 变余——重结晶不充分（浅）
片麻岩——压力变质
片麻岩——压力变质
片岩——片状构造——压力变质
千 枚 岩 粘 土 矿 物 云 母 化 压 力 变 质
—— ——
千 枚 岩 —— 片 理 压 力 变 质 ——
石 英 岩 重 结 晶
—— —— 温 度 变 质
大 理 岩 —— 原 岩 石 灰 岩 温 度 变 质 ——
大理岩——方解石重结晶——温度变质
接触变质
• 炽热岩浆与原岩（主要是沉积岩）的接 触带发生的岩石变质，且主要是热变质。 • 仅限于侵入岩与原岩的接触带、规模小 • 变质带的宽度与侵入体热扩散范围有关
变质带
沉积岩 侵入岩浆
方解石—白云岩
方解石—白云岩镁橄榄石
碳酸盐大理岩
方解石—蛇纹石—绿泥石
硅辉石—石榴子石—透辉石
花岗岩侵入体
思考
• 变质岩的结构、构造与其成因关系？ • 三大类岩石区别要点？
• 变质岩——石榴子石、滑石、红柱石、硅灰石
注意
• 层理~流纹~片理~花纹 （看延伸空间、粒序） • 碎屑结构~晶粒（斑晶、等粒）~片麻 （看颗粒：单矿还是岩块；磨圆）
玄 武 岩 岩 脉 —— 岩 浆 岩
辉 绿 岩 岩 脉 （ 岩 浆 岩 ） 与 大 理 岩 （ 变 质 岩 ）
气孔玄武岩——岩浆岩
玄武岩（柱状节理） ——岩浆岩
花岗岩——垂直节理——岩浆岩
砂岩、页岩——水平层理（粒序）——沉积岩
页岩——沉积岩
礁灰岩——珊瑚、贝壳——沉积岩
砾 岩 磨 圆
—— —— 沉 积 岩
沉积岩——砂岩夹页岩
片麻岩——片麻状构造——变质岩
动力变质岩——千枚岩——变质岩
重结晶——大理岩——变质岩
片麻状构造、 片状构造、 千枚状构造
板岩皱纹
动力变质
• 特征——片状矿物定向（垂直压力方向） 排列 • 动力变质主要是压力变质， • 动力变质发生——地壳板块、地块之间长 期持续相互挤压，岩石应变的结果。 • 动力变质与大地构造、地壳运动密切相关。 • 动力变质程度（构造特征） 片麻岩——片岩——千枚岩