普通地质学4第四章变质作用及变质岩
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变质作用及变质岩类型作者:迟广成肖刚来源:《中国科技博览》2013年第21期[摘要]变质作用一般可划分为区域变质作用、热接触变质作用、接触交代变质作用、碎裂变质作用、糜棱变质作用和气热变质作用6种,不同变质作用所形成的岩石类型不同。
在各种成因类型的变质岩中,区域变质岩分布最广,其它成因类型的变质岩分布有限。
区域变质岩主要出露于各大陆的前寒武纪地盾区及显生宙各时代的造山带中,约占地球大陆面积的18%左右。
地壳上的变质岩在漫长的地质时间内(65-3850百万年),由于地质事件发生频繁,使岩石中活性元素产生分离、迁移、富集,形成丰富的矿产,世界上至今为止发现的各种矿产,变质岩系中都有发育,前寒武纪矿产特别丰富,许多特大矿床(如鞍山式铁矿)都产于这一时期。
[关键词]变质作用;变质岩分类;变质岩分布;矿产特征中图分类号:P588.3文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0000-001 变质岩地壳上的岩石按成因不同一般划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类。
变质岩是地壳发展过程中,由已存在的岩石(主要是沉积岩、火山沉积岩和火山岩),在特定的地质和物理化学条件下,因物理化学条件的改变,使原有岩石的矿物成分和结构构造发生改造所形成的具有新的矿物组合和结构构造的岩石,变质岩形成过程一般是在压力和温度升高条件下进行的,这种转化再造过程称作变质作用,变质作用是在岩石基本上保持固体状态下进行的。
2 变质作用及岩石类型变质作用一般可划分为区域变质作用、热接触变质作用、接触交代变质作用、碎裂变质作用、糜棱变质作用和气热变质作用。
热接触变质作用是中、高温热液接触泥质岩、粉砂岩、火山熔岩和火山碎屑岩等,使原岩成分基本上或全部发生了重结晶和变质结晶作用,没有发生明显的交代作用,原岩化学成分没有发生明显的变化。
热接触变质作用所形成的岩石类型主要有板岩、角岩、大理岩、接触片岩、接触片麻岩和玻化岩。
接触交代变质作用是伴随岩浆作用而发生的一种变质作用,岩浆岩围岩受到岩浆所散发的热量及挥发分的影响,通过交代作用使已凝固的岩浆岩和围岩改变了原岩成分,形成新的矿物和结构构造岩石的地质作用,接触交代变质作用所形成的岩石类型主要有钠长英板岩、矽卡岩和混染岩。
普通地质学—变质作⽤与变质岩第五章变质作⽤与变质岩第⼀节变质作⽤概述⼀、变质作⽤概念指岩⽯基本处于固体状态下,受到温度、压⼒和化学活动性流体的作⽤,发⽣矿物成分、化学成分、岩⽯结构构造的变化,形成新的结构、构造或新的矿物与岩⽯的地质作⽤。
变质岩:由变质作⽤所形成的新岩⽯。
新形成的岩⽯⽆论是岩⽯的矿物成分,还是结构、构造,均可与原岩不同。
1、变质作⽤与岩浆作⽤的区别:岩浆作⽤是⾼温、⾼压,使原岩从固态转变成熔融的液态后再成岩。
⽽变质作⽤过程中,原岩基本处于固态,温度⽐岩浆作⽤要低。
2、变质作⽤与沉积作⽤的区别:沉积作⽤只发⽣在地球的表层,与⼤⽓、⽔、⽣物等外因有关。
⽽变质作⽤主要发⽣在地表以下⼀定深度,与温度、压⼒等因素有关,温度⽐沉积作⽤要⾼。
⼆、引起变质作⽤的因素引起变质作⽤的因素有温度、压⼒以及化学活动性流体。
1、温度:温度是引起岩⽯变质的主要因素。
其作⽤是提供变质作⽤所需要的能量,促使⼀系列的化学反应和结晶作⽤得以进⾏;同时温度增⾼还可使矿物的溶解度加⼤,增强了流体的渗透性、扩散性及化学活动性,促进了变质作⽤的过程。
变质作⽤的温度范围⼀般介于(150)180℃~800(900)℃之间。
低于此温度,就属于固结成岩作⽤(沉积岩)。
⼀旦温度⾼到使原岩熔融,那么就进⼊到岩浆作⽤的范畴。
因此,变质作⽤基本上在固态下进⾏。
变质温度的基本来源有三个⽅⾯:(1)地热:地下温度随着深度增加⽽增⾼。
如果地表岩⽯因某种原因沉陷到⼀定深处,就能获得相应的温度。
(2)岩浆热:岩浆是⾼温熔融体,当岩浆侵⼊时,岩浆热会传到围岩,使围岩增温。
(3)地壳岩⽯断裂:断裂块体相互错动和挤压,能产⽣剪切热,使岩⽯升温。
2、压⼒:压⼒可分为静压⼒、流体压⼒及定向压⼒。
(1)静压⼒与流体压⼒:静压⼒是由上覆岩⽯重量引起的,它随着埋藏深度增加⽽增⼤。
静压⼒对岩⽯的作⽤⼒各项均等。
流体压⼒:静压⼒在岩⽯中的传递不只是通过固体的岩⽯质点,也可以通过循环于岩⽯空隙中的流体传递,形成流体压⼒。
第三节变质作用与变质岩变质岩约占大陆面积的1/5左右,是岩浆岩或沉积岩经变质作用所形成的岩石。
一、变质作用与变质岩(一)变质作用变质作用——岩浆岩、沉积岩或者先成变质岩在地壳运动、岩浆活动等作用下导致的物理、化学条件的变化,并使之成分、结构、构造产生一系列改变,这种变化和改变的作用称为变质作用。
(二)变质岩——指地壳中已有的岩石(岩浆岩、沉积岩、变质岩)在地壳运动或后来的岩浆活动的影响下,受到高温高压和化学活性物质的作用,使原岩的结构、构造甚至于化学成分都发生剧烈的变化而形成新的岩石---变质岩。
(如粘土矿物在温度压力增高时可变为云母)二、变质作用因素主要因素为温度、压力和化学性质活泼的气体和溶液(一)温度:影响变质作用的最基本因素多数变质作用是随温度升高而进行的。
变质作用发生的温度是有一定的范围,那么,变质作用的起始温度和终止温度是多少呢?目前的共同认识是:◆起始温度:以浊沸石、蓝闪石、红柱石、钠云母、叶腊石等变质矿物的首次出现,作为变质作用的开始。
这些矿物出现时的温度范围为是在150℃—250℃之间。
这就是变质作用发生的起始温度。
◆终止温度:原岩发生大规模熔融时的温度。
因此,变质作用的温度变化范围应为650℃—150℃之间。
低于150℃属固结成岩作用;大于650℃岩石熔化,属岩浆作用范畴。
温度作用:非晶质结晶质(岩石结构变,组分不变)细晶粗晶(岩石结构变,组分不变)矿物新矿物(矿物成分、结构、构造变)温度来源:◆地热增温率:1℃/33M ,需其它热源补充、迭加。
◆放射性元素衰释放的热量:特点是总量大,不均匀,有时也极为可观。
◆岩浆活动带来的热能:其强度和岩浆活动的规模有关,有时范围很小,仅限接触带,即是所谓的接触变质,有时也可能影响一个区域。
◆应力作用下的摩擦热:其较为局部,如断裂带。
在变质作用过程中物质成分的变化,温度和压力起了重要作用,表现在:温度变化,①使岩石通过释放或获得某些挥发分,发生化学成分重新组合,原矿物消失,新矿物生成。