普通地质学第六章 变质作用与变质岩

泥岩
板岩
温度
二、变质作用的影响因素 压力
活动性流体
一）温度：150~180°C到800～900°C
主要是来自地球内部的热能（地热、岩浆热、地 壳岩石断裂）。
不同区域，不同深度，热能也不同。
温度升高增加了岩石内部质点的活动性，而使岩 石产生物理化学变化（重结晶、新矿物生成）
1. 重结晶作用——非晶质岩石变成结晶质岩石；隐 晶质变成显晶质；晶粒细小变成 晶粒粗大。如：
母岩：泥岩
板岩
千枚岩
片岩
片麻岩
2.定向压力
由构造运动或岩浆活动引起的侧向挤压力，具有 方向性。
未变形的地层
变形的地层
定向应力
泥 岩
定向压力使岩石中 矿物垂直于压力方向 排列，产生片理构造、 片麻状构造等。
片 岩
3、变质级别 随温度增高、压力（埋深）增大，变质级别增高
三）化学活动性的流体
1.来源：主要来自岩浆和深层热水溶液，也可以是原来的岩 石中的流体。
灰岩的接触
变质作用－ 形成矽卡岩
方解石－白云石 －镁橄榄石
钙硅石－石榴石－ 透辉石
碳酸盐大理石
方解石－蛇纹石 －绿泥石
温度降低
花岗岩侵入体
2.接触交代变质作用——除温 度以外，来自岩浆的挥发性物 质（气水热液）与围岩发生交 代作用，使岩石发生复杂的化 学变化，并产生新的矿物。最 典型的代表是：酸性岩浆与碳 酸盐岩石接触交代，形成矽卡 岩，并且常形成矽卡岩矿床 （某些金属矿物沉淀）。
大理岩
• 母岩为石灰岩或白云岩 • 形成于接触变质作用或区域变质作用 • 优质装饰石材和建材、雕刻用石材
二、常见变质岩
①大理岩
白色、灰白色或 各种彩色。主要 由方解石、白云 石（>50%）重结 晶所组成，具粒 状变晶结构，块 状或条带状构造。
②石英岩
白色、灰白色， 粒状变晶结构， 块状构造。由硅 质成分的原岩 （石英砂岩、硅 质岩）经变质作 用重结晶形成。 石英含量>85%.
一、变质岩的矿物
石英
共有的矿物：如石英、长石、云 方解石
母、角闪石、辉石、磁铁矿以及方
解石、白云石等。
云母
正长石
变质矿物：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、
石榴子石
硅灰石、蛇纹石、石墨等变质矿物。这
些矿物是在特定环境下形成的稳定矿物，
是鉴别变质岩的标志矿物。
2.成分：主要是水、二氧化碳以及氧、氟、氯、硼、磷等易 挥发性组分。
3.作用方式：流体与温度、压力等共同作用，将岩石中的一 些元素熔滤出来，引起岩石物质成分的变化。 如：
橄榄石 蛇纹石；辉石 绿泥石、绢云母； 黑云母 绿泥石、绢云母
三、变质作用后原岩物质成分的变化
1、挥发性组分的逃逸或获得，形成新矿物。
这是变质作用向岩浆作用转变的 过渡性地质作用。如果热流量继续 升高，长英质熔体彻底交代原来岩 石时，原来岩石的宏观特征完全消 失，转变为花岗岩化作用，形成混 合花岗岩。
四、动力变质作用（破裂变质作用）
——构造运动使岩石产生破碎、变形、
重结晶的一种变质作用。主要出现在断裂带 附近，常形成特有的构造岩,如碎裂岩、角 砾岩、和糜棱岩等。
变质岩的构造
变质作用类型
常见变质岩
第二节 变质岩的特征
变质岩——地壳中原来已经存在的各种岩石，在 温度、压力和化学活动性流体的作用下，使原来的 岩石在结构、构造或物质成分上发生变化而形成的 新岩石。
岩浆岩
沉积岩
“变质作用” 结构/矿物组合变化
变质岩
变质岩
其中由岩浆岩变质而成的岩石称为正变质岩， 由沉积岩变质而成的岩石称为副变质岩。
③板岩
具变余泥质结构，板 状构造。板理面上可 见有绢云母、绿泥石。 原岩主要是泥质岩、 泥质粉砂岩等，重结 晶不明显。
④千枚岩 具显微变晶结构，
千枚状构造，片理 面具强丝绢光泽。 原岩类型与板岩相 似，但基本上已重 结晶。矿物组分为 绢云母、绿泥石、 石英、纳长石等。
⑤片岩
具变晶结构，片状 构造。原岩已全部 重结晶。常见矿物 有云母、绿泥石、 角闪石、石英、斜 长石等。
千枚岩
• 变质形成的极细粒云母使岩石呈现丝光 • 形成温度高于板岩的形成温度
• 宏观上可见平行排列的矿物 • 变质程度高于千枚岩
片岩
• 由浅色和深色矿物组成相间条带 • 变质程度较深
片麻岩
• 母岩为石英砂岩或硅质岩 • 石英含量大于85％；质地坚硬，耐风化 • 形成于区域变质及接触变质作用
石英岩
颗 粒 定 向
挤压力 方向
挤压力 方向
具片理构造的变质岩
➢千枚状构造：岩石矿物颗粒细小且片里面上出现丝绢 光泽与细小细纹（千枚岩）
➢片状构造：矿物颗粒较粗肉眼可识别（片岩）
千枚岩
片岩
泥岩 片岩
片岩中矿物的定向排列（薄片）
（4）片麻状构造：组成岩石的矿物是以长石为主的 粒状矿物，还有部分平行定向排列的片状、柱状矿 物，后者在前者中成断续的带状分布。（片麻岩）
静压力
（1）静压力使岩石的体积缩小，密度加大，变的致 密坚硬，并形成新的矿物。如：
CaAl2SiO8+(MgFe)2SiO4 钙长石 橄榄石
Ca(MgFe)2Al2(SiO4)2 石榴子石
静压力
（2）压力增大往往伴随着温度升高，因此在温度、压 力的共同作用下，也会产生重结晶并形成新的矿物。 如：泥岩→板岩、千枚岩、片岩、片麻岩
全晶质、玻璃质、半晶质
2、按晶粒大小： 显晶质结构、隐晶质结构
3、按矿物颗粒相对大小：
等粒结构、不等粒结构、似斑状结构和斑状结构
1、变余构造——岩石变质后仍 保留原岩的构造特征。如：变 余层理构造、变余波痕构造、 变余气孔构造等。
三、变质岩的构造
2、变成构造——原岩通过重结 晶等作用形成的构造。 分为（1）斑点状构造、
洋壳
高温低压带
红柱石
正常地温梯度 各种变质岩
低温高压带 蓝闪石
大陆壳
岩石圈
三、混合岩化作用（超深变质作用）
——区域变质作用进一步发展，由于地壳内部热流量的 增大和动力作用的增强，产生深部热液和重熔岩浆（富含K、 Na、Si），它们广泛渗透、扩散、交代，并注入围岩中，形 成变质岩基体和长石石英质脉体组成的混合岩。
（2）板状构造、 （3）片理构造、 （4）片麻状构造、 （5）块状构造。
复习：岩浆岩特有构造类型？
（1）气孔构造、杏仁构造 （2） 流纹状构造 （3） 枕状构造 （4） 原生节理
2、变成构造——原岩通过重结晶、变质结晶形成的 构造。 （1）斑点状构造：岩石中某些组分集中成疏密不等 的斑点。斑点成分多为炭质、硅质、铁质、云母等。 基质为隐晶质。如斑点板岩。
1、变晶—结—构原岩在固态下发生重结
晶、变质结晶作用，形成的结晶质结 构。如：粒状变晶结构（石英岩、大
大理岩
理岩）、鳞片变晶结构（千枚岩、云
母片岩）等。
2、变余—结—构变质程度较低，重结晶
和变质结晶不完全，保留有原岩的
结构。如：变余泥质结构（板岩）、
变余斑状结构等。
板岩
复习：岩浆岩的结构特征？
1、按结晶程度：
用的概念、变质岩的一般特征和常见变质岩. 学习重点： 重点是变质作用的因素、类型.
作业及思考题： 1.变质作用的因素有哪些？它们是如何使岩石变质的？ 2.变质岩有哪些结构、构造？ 3.变质作用有哪些类型？并列出每种变质作用1-2种代表岩石。
高岭石吸热 红柱石+石英+水 放热
2、体积大、密度小的矿物转变为密度大、体积小的
矿物（静压力）。
CaAl2SiO8+(MgFe)2SiO4 钙长石 橄榄石
Ca(MgFe)2Al2(SiO4)2 石榴子石
3、化学成分的交换（化学活动性流体）
钾长石＋Na＋ 钠长石＋K＋
变质作用概述
变质岩的矿物
变质岩的特征 变质岩的结构
粘土矿物 蛋白石 玉髓 海绿石 水铝石 褐铁矿 石膏 硬石膏 盐类矿物 有机碳质
红柱石 蓝晶石 硅线石 硅灰石 绿帘石 符山石 透闪石 透辉石 阳起石 硬绿泥石 蛇纹石 滑石 石墨 十字石 镁橄榄石 石榴石 刚玉
二、变质岩的结构
——指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形态 以及颗粒之间的关系。常见的结构有： 千枚岩
片 麻 岩
（5）块状构造：矿物均匀分布，无定向排列。
从板状构造－千枚状构造－片状构造－片麻状构造 反应了变质作用程度由浅变深。
母岩：泥岩
板岩
千枚岩
变质作用程度浅
片岩
片麻岩
变质作用程度深
第三节 变质作用类型及代表岩石
变质作用根据变质因素和地质条件的不同 分为四种类型：
接触变质作用
区域变质作用
动力变质作用
泥晶灰岩
大理岩
2.形成新的矿物——由于温度升高，低温条件下稳定
的矿物分解，产生相对温度较高
条件下的矿物。
静压力、流体压力
二）压力
定向压力
1、静压力——由上覆岩层的 重力引起的,随着深度的增加 而增加，其力对岩石各个方向 均等。
流体压力——静Biblioteka Baidu力作用在岩石空隙中的流体上时形成。 岩石封闭时，流体压力＝静压力； 开放系统时，流体压力＝流体重力<静压力
石墨
常见矿物在岩浆岩、沉积岩、变质岩中的分布
岩浆岩、沉积岩、变质岩 主要出现在岩浆 主要出现在沉积 主要出现在变质岩
中均可出现的矿物
岩中的矿物
岩中的矿物
中的矿物
石英 钾长石 白云母 黑云母 绢云母 斜长石 角闪石
辉石 橄榄石 磷灰石
锆石 金红石
磷石英 透长石 霞石 白榴石 方钠石 黝方石 玄武角闪石
断层角砾岩
第四节 变质岩的分类及常见变质岩
一、变质岩的分类
动力变质岩 接触变质岩 区域变质岩
混合岩类
碎裂岩 构造角砾岩
糜棱岩
斑点板岩 角岩 大理岩 石英岩 矽卡岩
板岩 千枚岩 片岩 片麻岩 麻粒岩
混合岩化变质岩 混合岩
混合花岗岩
板岩
• 极细粒的岩石 • 易于沿平行的片理面裂开 • 形成的主控因素为定向压力
⑥片麻岩
具鳞片粒状变晶 结构，片麻状构 造或条带状构造。 主要由长石、石 英、黑云母、角 闪石或辉石等构 成。
⑦混合岩
是由较强烈的混合岩 化作用形成的，由基 体和脉体组成，脉体 约含15-50%，以注入 作用为主，交代作用 不太强烈，基体与脉 体的界线一般较清楚
本章学习要求 了解变质作用因素、类型及有关矿产；掌握变质作
二、区域变质作用——是在广大范围内发生，并由温度、
压力以及化学活动性流体等多种因素引起的变质作用。
区域变质作用影响范围可达数千至数万平方公里，影响 深度可达20KM以上，常与强烈的构造运动有关，与一定区域 范围内的构造变形、岩浆活动等同时出现。
区域变质作用与温度、压力联合作用，分为三类变质环 境。
混合岩化作用
一、接触变质作用——岩浆侵入与围岩接触的地带，由
于温度增高和气水热液与围岩发生的作用。
1.接触热变质作用——以温度增高为 主，岩石受热后发生矿物的重结晶。
泥质岩 石灰岩 石英砂岩
斑点板岩、角岩 大理岩 石英岩
砂岩和泥岩的 接触变质作用
黑云母－红柱石
角页岩
绿泥石－白云母
温度降低
花岗岩侵入体
第六章 变质作用
与 变质岩
变质作用概念
变质作用概述 变质作用影响因素
变质作用后原岩物质
变质岩的特征 成分的变化
变质作用类型
常见变质岩
第一节 变质作用概述
一、变质作用概念
变质作用——地壳中已经形成的岩石在基本上 处于固体状态下，受到温度、压力及化学活动性 流体的作用，发生岩石结构、构造和物质成分变 化的地质作用。
斑 点 板 岩
（2）板状构造：岩石具有平行、密集而平坦的破裂 面，沿此面岩石易分裂成薄板。由于岩石受较轻的 定向压力作用而形成。此种岩石常具有变余泥状结 构或显微变晶结构。如板岩。
板 岩
（3）片理构造：岩石中片状或长条状矿物连续而平行 排列，形成平行、密集而不很平坦的纹理——片理，沿 片理方向岩石易劈开。主要是由于定向压力造成。