《变质作用与变质岩》PPT课件.ppt

“水成论”与“火成论”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”的岩浆岩，还有 经变质作用形成的变质岩 岩浆岩占地壳总体积的64.7%；沉积岩占地壳总体积的7.9%，占陆地表面积的75%；变质岩占地壳总体积的27.4%。第四章 变质作用与变质岩 .变质作用概述变质作用概述 2.2.变质作用类型及其代表性岩石变质作用类型及其代表性岩石 3 3 变质岩的特征变质岩的特征 4 4 三大类岩石的转化三大类岩石的转化变质作用变质作用 岩石岩石基本上在固态固态下，由于温度温度、压力压力及化学活动性流体化学活动性流体的作用,而使岩 石成分、结构、构造等发生变化的 地质作用。由变质作用形成的岩石 变质岩。原原 岩岩 变质作用变质作用 变质岩变质岩 岩浆岩岩浆岩 正变质岩正变质岩 沉积岩沉积岩 负变质岩负变质岩 温度：温度：影响变质作用的最基本因素 150（180）800（900）升升温温意意味味着着获获得得了了新新的的能能量量，矿矿物物中中质质点点活活性性增增强强，可可使使原原来的非晶质变为晶质，原来小晶粒长大。来的非晶质变为晶质，原来小晶粒长大。来源 地热 岩浆热 岩石的断裂挤压引起变质作用的因素引起变质作用的因素1静压力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约为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。定向压力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。作用结果使岩石中 片、柱状矿物定向排列。挤压力挤压力 剪切力剪切力压力：压力：压力作用下矿物颗粒的排列状况围围压压定定向向压压力力 以O、为主，并含有易挥发的物质，n 岩石粒间孔隙及裂隙中以水为主的液体n结构水含有矿物、2n岩浆中逃逸的热气、热液n地壳深处的热液代入各种元素控制反应进程扩散、迁移元素，改变化学成分。来源来源化学活动性流体化学活动性流体在变质作用过程中温度、压力和化学活动性流体等各种因素是相互配合的，而在不同的地质条件下，主导因素不同，显出不同的变质特征。（）（）重结晶作用 指岩石在固态状态下，同一种矿物经过有限的颗粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶成较粗大颗粒的作用，在这一过程中矿物成分不发生变化。石英砂岩 石英岩 石灰岩 大理岩变质作用的方式：紧紧密密相相嵌嵌的的重重结结晶晶矿矿物物（）变质结晶作用（重组合）指在原岩总体化学成分基本不变化的条件下，形成新矿物指在原岩总体化学成分基本不变化的条件下，形成新矿物或新矿物组合的作用。或新矿物组合的作用。高岭石大于350左右的温度时可转变为叶腊石；400以上的温度条件，可转为硬绿泥石，此时如静岩压力低于300MPa易形成红柱石，如高于300MPa则形成兰晶石；温度在500660之间则变成十字石及石英；温度高于660则变成石榴子石和矽线石。（）交代作用（）交代作用 指化学活动性强的流体与固体岩石之间发生物质置换与交换作用，产生新矿物，岩石总体化学成分发生变化。KAlSi3O8+Na+NaAlSi3O8+K+交代作用的特点交代作用的特点：在固态条件进行；交代前后岩石的总体积基本不变；原矿物的溶解核新矿物的形成几乎同时进行。交代作用在变质作用过程中是比较普遍的。钾长石钾长石钠长石钠长石（）变质分异作用变质分异作用 指成分比较均一的原岩，经变质作用后，指成分比较均一的原岩，经变质作用后，形成矿物成分不均匀分布的过程。形成矿物成分不均匀分布的过程。常见的例子为在变质作用过程中，当具有常见的例子为在变质作用过程中，当具有定向压力作用时，原岩本身的某些矿物（如暗色定向压力作用时，原岩本身的某些矿物（如暗色与浅色矿物）经过变形、扩散作用、定向排列而与浅色矿物）经过变形、扩散作用、定向排列而不均匀地分别聚集起来，分别形成暗色矿物与浅不均匀地分别聚集起来，分别形成暗色矿物与浅色矿物的条带，形成片麻岩或片岩色矿物的条带，形成片麻岩或片岩片麻构造片麻构造（）动力变质作用动力变质作用（）区域变质作用区域变质作用（）接触变质作用接触变质作用变质作用的基本类型变质作用的基本类型：（）混合岩化作用混合岩化作用发生在岩浆岩体与围岩接触带上，主要由岩浆活动所带来的热量及活动性流体所引起的变质作用。变质环境：温度较高，一般在300800之间，静岩压力不太大（300MPa）接触热接触热变质作用变质作用 接触交代接触交代变质作用变质作用变质作用的基本类型变质作用的基本类型：（）接触变质作用（）接触变质作用 接触热变质作用接触热变质作用单纯由于热量多而引起的接触变质 主要变质岩：石英砂岩石英岩石灰岩大理岩石灰岩大理岩接触交代变质作用接触交代变质作用除温度因素之外，还有从岩浆中分泌的挥发性物质所产生的交代作用。主要变质岩：矽卡岩矽卡岩接触变质作用接触变质晕当碳酸盐岩石与中、酸性侵入岩相接触时常形成矽卡岩矽卡岩。我国大量中、小型含金的富铜、富铁矿床大多是与矽卡岩关系密切的金属矿床。接触交代变质作用形成的主要变质岩：接触交代变质作用形成的主要变质岩：矽卡岩矽卡岩矽卡岩型矿床矽卡岩型矿床n中、酸性侵入体的上部接触带，当与碳酸盐岩石，尤其与石膏岩盐层相接触，围岩中的碱、氯化物、碳酸根、硫酸根与岩浆发生接触交代变质作用。n可形成许多富铜、富铁、白钨、黄金等矿床，这是我国东部地区常见的一种矿床类型。开采中的矽卡岩矿床是指在构造变形、变位过程中所产生的定向压力的作用下，使岩石发生变形、破碎以及伴随的重结晶等作用。（）（）动力变质作用动力变质作用 引起动力引起动力变质作用的主变质作用的主要因素是要因素是构造构造应力应力（也称（也称定定向压力向压力），），变质作用的基本类型变质作用的基本类型：碎裂作用碎裂作用 地壳浅部，深度一般小于10 km，温度50300，静岩压力一般在250350 MPa之下岩石为较强的脆性变质形成的岩石称为碎裂岩类碎裂岩类。韧性变形韧性变形在地壳深部(深度大于1015 km)，岩石表现出较强的韧性（或称柔性）变形，而不出现明显的破裂，变质形成的岩石称为糜棱岩类糜棱岩类。是在大区域范围内发生，影响的范围可达数千至数万km以上，影响深度可达30 km以上。常发生在板块边界附近与大断裂带附近。由温度、压力、化学活动性流体等多种因素引起的变质作用。变质环境：温度在200-800之间，静岩压力可随埋深不同而变化，存在较强的定向压力（构造应力）。（）区域变质作用区域变质作用变质作用的基本类型变质作用的基本类型：主要变质岩：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、麻粒岩主要变质岩：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、麻粒岩板板岩岩片片麻麻岩岩片片岩岩千千枚枚岩岩区域变质作用环境：低压高温变质作用低压高温变质作用 一般形成深度较浅（小于15km），静岩压力为200400MPa，定向压力较小,温度是主要影响因素（200700），变质形成的岩石：沸石岩、角岩、绿片岩、角闪石片岩、变质形成的岩石：沸石岩、角岩、绿片岩、角闪石片岩、麻粒岩等。麻粒岩等。高压低温区域变质作用高压低温区域变质作用 形成深度一般大于15 km，静岩压力为3001000 MPa，并伴有一定的定向压力，但形成温度不一定很高，变质形成的岩石：兰闪石片岩与榴辉岩。歙砚歙砚板岩板岩高耸的嵩山石英岩雄伟的泰山花岗混合岩雄伟的泰山花岗混合岩长英质的矿物溶解浸透、扩散、贯入组成脉体（浅色）；铁镁质的矿物组成基体（深色）；代表岩石：混合岩混合岩 （）混合岩化作用混合岩化作用（超深变质作用）是由变质作用向岩浆作用转变的过渡性地质作用，是由变质作用向岩浆作用转变的过渡性地质作用，当区域变质作用进一步发展，特别是温度很高时，岩石当区域变质作用进一步发展，特别是温度很高时，岩石发生部分熔融。发生部分熔融。变质作用的基本类型变质作用的基本类型：条带状混合岩条带状混合岩肠状混合岩肠状混合岩 变质作用的类型与在地壳中发生的部位变质作用的类型及其对应的温压范围从岩石的结构，构造的类别来看，泥质岩随着从岩石的结构，构造的类别来看，泥质岩随着变质程度的加深，可以由变质最浅的板岩、依次变变质程度的加深，可以由变质最浅的板岩、依次变为千枚岩、片岩、片麻岩直到麻粒岩；为千枚岩、片岩、片麻岩直到麻粒岩；中酸性的岩浆岩可变成片麻岩和麻粒岩；偏基中酸性的岩浆岩可变成片麻岩和麻粒岩；偏基性的岩浆岩可变质为片岩和角闪片岩等。性的岩浆岩可变质为片岩和角闪片岩等。石灰岩或石英砂岩，变质后的变化序列不明显，石灰岩或石英砂岩，变质后的变化序列不明显，一般都变成大理岩或石英岩。一般都变成大理岩或石英岩。3.3.变质岩的特征变质岩的特征n一、一、变质岩中的矿物变质岩中的矿物 特有矿物变质矿物：石榴子石、红柱石、夕线石、蓝晶石、蓝 闪 石、十 字 石、蛇 纹 石 共有矿物：石英、长石、云母n 二、变质岩的结构（一）变晶结构 由于原岩在变质过程中的重结形成的结构。按变晶的大小和可分为按变晶的大小和可分为粗粒变晶结构 3mm 中粒变晶结构 1-3mm 细粒变晶结构 mm 显微变晶结构 mm主要矿物粒径等粒变晶结构等粒变晶结构不等粒变晶结构不等粒变晶结构斑状变晶结构粒状变晶结构 石英、方解石鳞片变晶结构 云母、绿泥石纤维状变晶结构 阳起石、硅灰石按变晶的形态可分按变晶的形态可分(二二)变余结构：变余结构：变质程度浅，保留了部分原岩的结构。变质程度浅，保留了部分原岩的结构。变余斑状结构变余斑状结构 变余砂状结构变余砂状结构（一）变成构造：原岩构造消失，形成新的岩石构造。斑点构造：斑点构造：炭质、硅质、铁质、红柱石等呈斑点状。板状构造：板状构造：岩石具平行、密集、平坦的破裂面，沿此面岩石易分裂成薄板状。片理构造：片理构造：片、柱、长条状矿物平行定向排列。片麻状构造：片麻状构造：片柱状矿物（深色）与粒状矿物（浅色）相间排列。块状构造：块状构造：矿物均匀分布。（二）变余构造：变质岩中残留了原岩的构造。变余气孔构造、变余气孔构造、变余杏仁构造、变余杏仁构造、变余层状构造等。变余层状构造等。三、三、变质岩的构造变质岩的构造当原已当原已形成的岩石，形成的岩石，一旦改变其一旦改变其所处的形成所处的形成时的环境，时的环境，岩石将随之岩石将随之发生改造，发生改造，而转化为其而转化为其它类型岩石。它类型岩石。4、三大类岩石的互相转化三大类岩石的互相转化 三大类岩石的分布状况为三大类岩石的分布状况为：岩石圈表层岩石圈表层大陆面积大陆面积，沉积岩沉积岩7070，岩浆岩岩浆岩2020，变质岩变质岩1010 岩石圈表层总面积岩石圈表层总面积岩浆岩占总面积的岩浆岩占总面积的7676，沉积岩沉积岩2020，变质岩变质岩不足4 4。岩石圈的总体积岩石圈的总体积沉积岩沉积岩约占总体积的5 5，岩浆岩岩浆岩3535，变质岩变质岩6060。变质作用变质作用岩浆作用岩浆作用沉积作用沉积作用 出露到地表面的岩浆岩、变质岩与沉积岩，在大气圈、水圈出露到地表面的岩浆岩、变质岩与沉积岩，在大气圈、水圈与生物圈的共同作用下，可以经过风化、剥蚀、搬运作用而变成与生物圈的共同作用下，可以经过风化、剥蚀、搬运作用而变成沉积物，沉积物埋到地下浅处就硬结成岩沉积物，沉积物埋到地下浅处就硬结成岩-重新形成沉积岩。重新形成沉积岩。沉积岩沉积岩变质岩变质岩岩浆岩岩浆岩 埋到地下深埋到地下深处的沉积岩或处的沉积岩或岩浆岩，在温岩浆岩，在温度不太高的条度不太高的条件下，可以以件下，可以以固态的形式发固态的形式发生变质，变成生变质，变成变质岩变质岩.沉积岩沉积岩变质岩变质岩岩浆岩岩浆岩 不管什么岩石，一旦进入高温（大于700800）状态，岩石就将逐渐熔融成岩浆。岩浆在地下浅处冷凝成侵入岩，或喷出地表而形成火山岩。沉积岩沉积岩变质岩变质岩岩浆岩岩浆岩三三大大岩岩类类的的相相互互转转化化三大岩类的形成与转化