长石类矿物的晶体光学性质 ——【变质岩石学】
变质岩石学-变质相
• 主要區域變質相特徵
一、沸石相
標誌是濁沸石和鈉長石開始出現為下限，溫度稍高可以出現葡萄石。 主要變質反應有
方沸石+石英=鈉長石（200 ℃， 2kb） 片沸石=濁沸石+3石英+2H2O（稍低於200 ℃， 2kb） 典型礦物組合： （1）濁沸石+綠泥石+鈉長石+石英； （2）濁沸石+葡萄石 +綠泥石+鈉長石+石英； （3）葡萄石+綠泥石+方解石+石英 形成條件（實驗資料）：PH2O=1-3kb，T=200-300℃。 極低級變質
例如： 變質條件相似的藍晶石帶和基性岩石中的斜長石-角閃石帶 為了表示相同變質條件下形成的所有變質岩, 引入了變質相的概念.
• 變質相的基本概念
P.Eskola, （1920)的定義：
一個變質相是指類似的溫度、壓力條件下達到化學平衡的所有岩石的 總和（不論其結晶方式），一個變質相內部，隨著岩石總體化學成分的改 變，其礦物組合作有規律的改變.
• 每個變質相都是一個等物理系列。其礦物組合和岩石化學成分之 間在達到化學平衡後, 有著可以預測的對應關係.
• 一個變質相應包括一套具有各種原岩化學成分的礦物組合, 它們在 時間和空間上彼此之間密切共生, 且在不同地區重複出現．
• 變質相的劃分標誌: 礦物組合, 通常用基性變質岩的礦物組合劃分 變質相, 並以相應的基性變質岩命名.
白雲母＋石英＋斜長石＋H2O＝熔體（由鉀長石＋鈉質斜長石＋石英組成 ）＋鈣質斜長石或石英（取決於其原始含量）＋Al2SiO5+H2O（溶解在 熔體中）
所以，片麻岩中發生深熔，出現混合岩化作用也是高角閃岩相開始的標誌
变质岩石学-第五章变质相
• 变质相的基本概念
P.Eskola, （1920)的定义：
一个变质相是指类似的温度、压力条件下达到化学平衡的所有岩石的 总和（不论其结晶方式），一个变质相内部，随着岩石总体化学成分的改 变，其矿物组合作有规律的改变.
白云母＋石英＋斜长石＋H2O＝熔体（由钾长石＋钠质斜长石＋石英组成 ）＋钙质斜长石或石英（取决于其原始含量）＋Al2SiO5+H2O（溶解在 熔体中）
所以，片麻岩中发生深熔，出现混合岩化作用也是高角闪岩相开始的标志
不同岩石系列在绿片岩相的矿物组合为： 基性岩石： 绿帘石＋阳起石＋绿泥石＋钠长石±石英±方解石 泥质岩石： 白云母＋绿泥石＋石英 ± 硬绿泥石 泥质岩石： 白云母＋黑云母＋绿泥石＋石英± 硬绿泥石
• 主要区域变质相特征
四、低绿片岩相
相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带.
相关资料: Winkler(1976)在讨论从很低级到低级变质作用的转变时，特别强调了帘
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 这一反应的实验条件（Nitsch，1977）为：
0.25GPa , 345±20℃; 0.4GPa , 350±20℃; 0.7GPa, 370±20℃.
• 一个变质相往往具有一个较宽的温度压力区间, 可以进一步划分不 同的亚相.
• 变质相的基本概念
相关术语提示: 变质级（变质带）
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.
矿物与岩石第3节变质岩课件
比较几个作用
Geology
• 变质作用与风化作用： • 变质作用与岩浆作用：
变质作用的因素——温度
Geห้องสมุดไป่ตู้logy
温度是影响变质作用的最基本因素。
变质作用的温度最低限为150-200℃，高限大 致为700-900℃
为什么温度不能过高或过低？？？
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。
等
• 与喷出岩有关的变余构造：变余气孔构造、
变余杏仁构造、变余枕状构造、变余流纹 构造等
Geology
Geology
小结
• 变质作用的因素 （温度、压力、活动性流体）
• 变质岩的特征 变质岩的矿物
（石榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、红柱石、阳起 石、蛇纹石、透闪石、滑石、硅灰石……）
§5. 变质岩
Geology
一、变质作用的因素 二、变质岩的特征 三、变质作用类型与变质岩 四、有关变质岩的几个问题
二、变质岩的特征
（一）变质岩的矿物 （二）变质岩的结构 （三）变质岩的构造
Geology
Geology
变质岩的特征，最主要有两点： • 岩石重结晶明显；
• 如隐晶的石灰岩变质成显晶的大理岩
◇原岩为火成岩的变余结构：由侵入岩和喷出岩经变质后的
岩石中，变余斑状结构较常见。还有变余辉绿结构，变余花岗结 构等；
变质辉绿岩 变余辉绿结构
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Geology
◇原岩为沉积岩的变余结构：原岩为砂砾岩等正常沉积碎屑
岩，变质后岩石中常部分保留砾石或砂砾的外形，称为变余砾 状结构及变余砂状结构、变余泥状结构等。
变余砾状结构
角页岩-变余泥状结构
变质岩石学
变质岩石学变质岩的矿物成分，既决定于原岩性质，还与变质作用的性质、强度密切相关，因此变质岩具有自己的矿物成分特点，又和火成岩、沉积岩有一定联系，且比它们更复杂多样。
主要造岩矿物在三大类岩石中分布情况列入下表：岩石中矿物的粒度、形态和晶体之间的相互关系等特征，称之为结构。
变质岩的结构，颇为特别，因为其是一种转化改造原岩的岩石。
根据成因，其结构一般可分为四类：碎裂结构，变晶结构，变余结构和交代结构。
变质岩的构造是指岩石组分在空间上的排列和分布所反映的岩石构成方式，着重于矿物集合体的空间分布特征。
按其成因可划分为三类：变余构造，变成构造和混合岩构造。
结构构造是变质岩的重要特征，常用作变质岩分类命名的重要依据。
通过对结构和构造的研究，还可以了解变质岩的原岩，判断原岩所经受的变质作用、环境、方式和程度等特点。
由动力变质作用形成的变质岩称为动力变质岩，动力变质作用常与构造运动有关。
在不同性质的应力影响下，岩石和矿物主要发生塑性变形（表现为矿物的粒内滑移和扭折）和脆性变形（矿物发生碎裂）。
根据岩石碎裂的特征将动力变质岩划分为以下主要类型，以岩石碎裂特征定出基本名称。
由接触变质作用形成的岩石成为接触变质岩。
它们分布在紧靠岩浆岩侵入体的围岩中。
围岩由于温度升高，发生重结晶作用，形成新的岩石，称为热接触变质岩，而由于岩浆中逸出的气态、液态溶液的影响使围岩发生交代作用，形成新的岩石，称为接触交代变质岩。
热接触变质岩中常见的有角岩类，斑点板岩，大理岩，而接触交代变质岩最常见的是矽卡岩。
区域变质岩是原岩经区域变质作用所形成的岩石。
引起区域变质作用的因素较复杂，往往是温度、定向压力和具有化学活动性流体的综合作用。
其温度变化可在200-300℃至700-800℃，压力可自0.1-0.2GPa 至1.0GPa，地热梯度的变化范围也很大，可自7℃/km-60℃/km。
由于区域变质作用的分布范围是区域性的，因而区域变质岩常大面积分布，可达数百至数千平方公里，有的地区甚至达百万平方公里以上，并且变质程度深浅不同的区域变质岩在空间上常作带状分布。
《变质岩石学总论》课件
接触变质岩
接触变质作用主要发生在火成岩与周围围岩接触的地带，如火山岩与沉积岩的接 要发生在海底扩展中的洋中脊和俯冲带，是板块构造和洋壳生成 的重要部分。
七、变质岩的应用
工程建设中的应用
了解变质岩的性质和分布可以 指导工程设计和施工，如隧道 开挖、地基处理等方面。
矿产资源中的应用
变质岩的外部形态特征因岩石 类型和变质作用的不同而有所 差异，如板状、层状、糜棱状 等。
内部结构特征
变质作用会导致岩石的晶粒长 大、结构改变和形成新的矿物 组合，从而影响岩石的内部结 构。
岩石的矿物组成
变质岩的矿物组成取决于原岩 的成分以及变质作用所引起的 矿物重组和新的矿物生成。
四、变质岩的分类
高温变质岩
高温下形成的变质岩，如片 麻岩、榴辉岩等，具有独特 的矿物组成和晶粒特征。
中温变质岩
中等温度条件下发生的变质 岩，如云母片岩、角闪片岩 等，常见于中低压变质环境。
低温变质岩
低温条件下形成的变质岩， 如硅质片岩、石英岩等，常 见于浅成环境和变质作用的 早期阶段。
五、变质作用的类型
剪切变形
剪切应力引起的岩石内部变形， 是造成岩石裂隙和岩石形态改 变的重要因素。
1
变质作用的途径
2
变质作用通过温度升高、压力变化、热流 体输入和化学反应等途径对岩石进行改变。
3
岩石圈内变质作用的场所
变质作用通常发生在地壳深部的形成岩石 圈内，如板块构造交汇处和火山带等。
变质作用的条件
变质作用需要适当的温度、压力和时间， 以及导致化学变化的流体和物质输入。
三、变质岩的性质
外部形态特征
化学变质
化学反应引起的岩石矿物组成 和结构改变，是导致岩石化学 性质和岩石类型发生转变的主 要原因。
岩石学_变质岩课件 第一章变质作用概述
1. 温度升高引起的变化
(1) 导致重结晶作用
随着T增加，岩石内部质点活动能力增加，质点重新排列—— 晶粒由小变大，由细变粗。例如
石灰岩(沉积岩) T 升高 大理岩(变质岩)
(2) 促进矿物之间的化学反应, 形成新的矿物与矿物组合,
• 变质作用的控制因素
a. 张应力（s3）及应变特点 主要产生张性断裂、拉伸组构 (Winter, 2001)
变质岩的重要地位
(1) 前寒武纪之前的岩石几乎均为变质岩,占 大陆面积的1/5
(2) 变质岩在我国分别很广，而且有大量的 金属和非金属矿产
例如：鞍山式铁矿—含铁石英岩型 石英脉型金矿—如山东
• 变质作用的控制因素
控制变质作用的因素：
➢ 大地构造位置：岛弧、海沟、洋中脊 ➢ 构造过程：沉降、隆升等 ➢ 岩浆作用等地质因素 ➢ 取决于物理化学条件，即外部因素
第四篇 变质岩石学
Metamorphic Petrology
第一章 变质作用概述
1.变质作用的概念 2.变质作用的控制因素 3.变质作用的类型
• 变质作用的概念
变质作用（Metamorphism）一词是由法国学者Boue (1820)年 首次提出来的，后来由英国学者C. Lyell(1833) 在他的名著《地质学原 理》中比较系统地进行了论述 。
制因素； (2). 流体压力与静压力不相等：流体压力则构成独立的
控制因素。
流体压力
流体——指存在于岩石的颗粒间、显微裂隙和毛细孔隙中的流体， 包括水、CO2，O2等。
流体对其存在的空间壁会有一定的压力，即粒间流体压力。其总压 力为各组分分压之和。
长石的矿物学特征及长石的分类及长石在三大岩石中的简介
1长石族矿物特征1.1长石族（斜长石系列和碱性长石系列）的矿物学特征长石是长石族矿物的总称，长石的主要化学成分包括钾、钠、钙、钡等元素的铝硅酸盐矿物(KAlSi3O8 - NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8)。
长石是构成火成岩的主要成分，在变质岩和沉积岩中也很常见，地壳中最常见的矿物就是长石，甚至在月球上和陨石中也常见到它们。
在地下15公里深度的范围内，长石所占的地壳总及搪瓷工业；含有铷和铯等稀有元素的长石可作为提取这些元素的矿物原料；色泽美丽的长石可作为装饰石料和次等宝石。
基本结构长石的类质同象替代很发育，它们的化学组成常用Or x Ab y An z （x+y+z=100）表示。
Or、Ab和An分别代表KAlSi3O8、NaAlSi3O8和CaAl2Si2O8三种组分。
以某二组分为主，按二组分的不同，可将长石划分为两种类质同象系列：碱性长石系列（即Or-Ab系列）；斜长石系列（即Ab-An系列）。
Or与An组分间只能有限地混溶，不能形成系列。
长石的基本结构单位是四面体，它由4个氧原子围绕一个硅原子或铝原子而构成。
每一个这样的四面体都和另一个四面体共用一个氧原子，形成一种三维的骨架。
大半径的碱或碱土金属阳离子位于骨架内大的空隙中，配位数为8（单斜晶系长石中）或9（三斜晶系长石中）。
长石晶体多数呈板状或沿某一结晶轴延伸的板柱状。
双晶现象十分普遍，双晶律多达20多种。
常见的有钠长石律、曼尼巴律、巴温诺律、卡斯巴律、肖钠长石律双晶。
它们分别存在于三斜晶体或单斜与三斜晶体中。
长石常见乳白色，但常因含有杂质而被染成黄、褐、浅红、深灰等色，有的还可具有美丽的变彩或晕色。
有两组完全解理，其夹角90°(单斜晶系）或近于90°（三斜晶系)。
比重2.56～2.76之间，随成分中An含量增高而增高，随Or的增多而减少。
基本分类长石族矿物实质是铝硅酸盐。
常见长石由三种单元组分构成：正长石（钾长石）KAlSi3O8钠长石NaAlSi3O8钙长石CaAl2Si2O8钾长石（Or~KAlSi3O8）与钠长石（Ab~NaAlSi3O8）的固溶体被称作碱性长石，钠长石（Ab~NaAlSi3O8）与钙长石（An~CaAl2Si2O8）的固溶体被称作斜长石。
长石的矿物学特征及长石的分类及长石在三大岩石中的简介
1长石族矿物特征1.1长石族（斜长石系列和碱性长石系列）的矿物学特征长石是长石族矿物的总称，长石的主要化学成分包括钾、钠、钙、钡等元素的铝硅酸盐矿物(KAlSi3O8 - NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8)。
长石是构成火成岩的主要成分，在变质岩和沉积岩中也很常见，地壳中最常见的矿物就是长石，甚至在月球上和陨石中也常见到它们。
在地下15公里深度的范围内，长石所占的地壳总及搪瓷工业；含有铷和铯等稀有元素的长石可作为提取这些元素的矿物原料；色泽美丽的长石可作为装饰石料和次等宝石。
基本结构长石的类质同象替代很发育，它们的化学组成常用Or x Ab y An z （x+y+z=100）表示。
Or、Ab和An分别代表KAlSi3O8、NaAlSi3O8和CaAl2Si2O8三种组分。
以某二组分为主，按二组分的不同，可将长石划分为两种类质同象系列：碱性长石系列（即Or-Ab系列）；斜长石系列（即Ab-An系列）。
Or与An组分间只能有限地混溶，不能形成系列。
长石的基本结构单位是四面体，它由4个氧原子围绕一个硅原子或铝原子而构成。
每一个这样的四面体都和另一个四面体共用一个氧原子，形成一种三维的骨架。
大半径的碱或碱土金属阳离子位于骨架内大的空隙中，配位数为8（单斜晶系长石中）或9（三斜晶系长石中）。
长石晶体多数呈板状或沿某一结晶轴延伸的板柱状。
双晶现象十分普遍，双晶律多达20多种。
常见的有钠长石律、曼尼巴律、巴温诺律、卡斯巴律、肖钠长石律双晶。
它们分别存在于三斜晶体或单斜与三斜晶体中。
长石常见乳白色，但常因含有杂质而被染成黄、褐、浅红、深灰等色，有的还可具有美丽的变彩或晕色。
有两组完全解理，其夹角90°(单斜晶系）或近于90°（三斜晶系)。
比重2.56～2.76之间，随成分中An含量增高而增高，随Or的增多而减少。
基本分类长石族矿物实质是铝硅酸盐。
常见长石由三种单元组分构成：正长石（钾长石）KAlSi3O8钠长石NaAlSi3O8钙长石CaAl2Si2O8钾长石（Or~KAlSi3O8）与钠长石（Ab~NaAlSi3O8）的固溶体被称作碱性长石，钠长石（Ab~NaAlSi3O8）与钙长石（An~CaAl2Si2O8）的固溶体被称作斜长石。