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1、地质学基础,第十六章 变质作用与变质岩,16.1 变质作用的因素（温度）,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，发生矿物成分，化学成分，岩石结构和构造变化的地质作用。,脱水 吸热,蛋白石 石英 高岭石 红柱石+石英+水,2.形成新的矿物使岩石内部物质重新组合，非晶质变为结晶质，形成新的矿物。,石灰岩 大理岩；泥质岩 角岩；石英砂岩 石英岩。,1.重结晶作用使晶粒细小的岩石变成晶粒粗大的岩石。,主要有来自地球内部的热能（地热、岩浆热、岩石断裂产生的高温等），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，因而使岩石产生物理化
2、学变化：,一、温度,第一节 变质作用的因素,16.1 变质作用的因素（压力）,钙长石 橄榄石 石榴子石,1.静压力（均衡压力或围压）由上覆岩层的重力引起的。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,二、压力,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：泥质岩 板岩、千枚岩、片岩,2.定向压力（侧压力、动压力、应力）,由构造运动或岩浆活动引起的挤压力，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。同时还能形成新的矿物：石英、云母、绿泥石、石墨等。,CaAl2SiO8+(Mg*Fe)2SiO4 Ca(Mg*Fe
3、)2Al2(SiO4)2,16.1 变质作用的因素（化学活动性流体）,三、具有化学活动性的流体,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。,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，活动在岩石的破碎带、接触带以及矿物颗粒间的空隙中，与周围物质进行一系列反应，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,上述三种因素相互联系，相互影响，共同作用，只是在一定的地质条件下，某种因素起主要作用而已。,16.2 变质岩的特征（矿物）,变质岩
4、的特征，最主要的有两点：一是岩石重结晶明显，二是岩石具有一定的结构和构造，特别是在一定压力下矿物重结晶形成的片理构造。,一、变质岩的矿物,一部分矿物是在其它岩石中也存在的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、磁铁矿以及方解石、白云石等。,还有一部分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。,第二节 变质岩的特征,16.2 变质岩的特征（结构）,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、大理岩）、鳞
5、片变晶结构（千枚岩、云母片岩）等。,二、变质岩的结构,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。,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。,16.2 变质岩的特征（构造）,三、变质岩的构造,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。,板岩,千枚岩,片岩,片麻岩,斑点板岩,变成构造原岩通过重结晶、变质结晶形成的构造。如：斑点构造（斑点板岩）、板状构造（板岩）、千枚状构造（千枚岩）、片状构造（片岩
6、）、片麻状构造（片麻岩）等。,16.3 变质作用类型及代表岩石（接触变质）,接触变质作用形成的角岩,第三节 变质作用类型及代表岩石,根据变质因素和地质条件的不同分为四种类型：,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。,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。,泥质岩 斑点板岩、角岩,石灰岩 大理岩,石英砂岩 石英岩,16.3
7、变质作用类型及代表岩石（动力变质）,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、碎裂岩、角砾岩、和糜棱岩等。,二、动力变质作用（破裂变质作用）,16.3 变质作用类型及代表岩石（区域变质）,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。往往表现出一定的带状分布。,三、区域变质作用,16.3 变质作用类型及代表岩石（混合岩化）,这是变质作用向岩浆作用转变的过渡性地质作用。如果
8、热流量继续升高则转变为花岗岩化作用，形成地壳深熔型花岗岩。,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，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英质脉体组成的混合岩。,四、混合岩化作用（超深变质作用）,16.4 变质岩的分类及常见变质岩（分类）,一、变质岩的分类,第四节 变质岩的分类及常见变质岩,16.4 变质岩的分类及常见变质岩(常见变质岩）,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。,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
9、重结晶形成。石英含量85%.,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。,二、常见变质岩,大理岩,石英岩,板岩,16.4 变质岩的分类及常见变质岩(常见变质岩）,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。,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。,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。,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15-5
10、0%，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,千枚岩,片岩,混合岩,片麻岩,16.5 变质矿床,第五节 变质矿床,变质矿床在变质作用过程中、各种有用物质聚集起来形成的矿床。,一、沉积变质矿床（受变质矿床）,沉积岩在变质作用过程中。各种有用组分聚集起来形成的矿床。,如：鞍山沉积变质铁矿床、新海连市沉积变质磷矿床,二、变质矿床（变成矿床）,原来不一定是矿或原来是别的矿，在变质过程中形成新的变质矿床。,如：石墨矿、石棉矿、刚玉、蓝晶石、矽线石、透辉石等矿床以及滑石矿、蛇纹石矿、大理石矿等。,16.6 地质作用小结,地幔岩浆侵入,地幔岩浆,火成岩,沉积岩,沉积物,变质岩,地壳岩浆
11、侵入,风化剥蚀搬运作用,成岩作用,变质作用,变质作用,地壳重熔,结晶作用,结晶作用,风化剥蚀搬运作用,第六节 地质作用小结,1.动力能源来自地球内部，作用范围包括整个岩石圈。,构造运动主导下，内外力地质作用的相互关系以及岩石的循环,2.以构造运动为主导，互相联系，只是在某一区域某一时期以某种内力地质作用为主。,3.内力地质作用不但促使地壳内部物质运动，而且改造、控制地表形态（总的轮廓和海陆变迁）。,侵入作用,风化剥蚀搬运作用,二、内、外力地质作用的相互关系（岩石的循环）,各种地质作用是相对独立的，又是相互依存的，是对立的又是统一的。对地球既产生破坏作用，同时也产生建造作用。,一、内力地质作用小结,本章学习要求与习题,了解变质作用的概念、因素、类型及有关矿产；初步掌握变质岩的一般特征和常见变质岩；掌握内、外力地质作用在地壳演变中的作用及它们之间的关系。,学习重点：,重点是变质作用的因素、类型和促使地壳演变的内、外力地质作用关系。,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？,本章学习要求,3.变质作用有哪些类型？并列出1-2种代表岩石。,4.图示三大类岩石的形成与演化关系。,
