变质岩石学-第四章变质岩的主要类型-交代变质岩类
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地球科学大辞典变质岩石学变质岩石学【变质岩石学】metamorphic petrology见83页“变质岩石学”。
【变质岩】metamorphic rock由变质作用所形成的岩石。
在变质作用条件下,使地壳中已经存在的岩石(火成岩、沉积岩及先前已形成的变质岩)变成具有新的矿物组合及变质结构与构造特征的岩石。
它们是组成地壳的三大岩类之一,约占地壳总体积的27%。
其岩性特征,一方面受原岩的控制,而具有一定的继承性;另一方面,由于受到变质作用的改造,在矿物成分和结构构造上具有与其他岩类不同的特征。
变质岩在中国和世界各地分布很广。
前寒武纪的地层绝大部分由变质岩组成;古生代以后,在各个地质时期的地壳活动带和一些侵入体的周围以及断裂带内,常有变质岩分布。
【等化学系列】isochemical series化学成分相同或基本相同的岩石,在不同的变质条件下形成的所有变质岩。
属于一个等化学系列的岩石,由于变质条件不同,可具有不同的矿物共生组合。
如原岩均为粘土质岩石,因变质条件不同,可形成板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等不同的变质岩,它们属于一个等化学系列。
【等物理系列】isophysical series化学成分不同的岩石,在相同或基本相同的变质条件下形成的所有变质岩。
属于一个等物理系列的岩石,由于原岩的化学成分不同,可具有不同的矿物共生组合。
例如,粘土岩和石灰岩,在中级区域变质作用下,前者形成云母片岩,后者形成大理岩,二者属于一个等物理系列。
【构造超压】tectonic overpressure由应力的垂直分力所产生的超负荷压力。
在区域变质作用过程中,由构造运动产生的应力是一种侧向压力,但它的垂直分力可使局部地区的负荷压力增大。
因为它是由构造应力所产生的附加压力,故称为构造超压。
它和负荷压力的性质相似,有时可达0 2~0 3 吉帕。
一般认为构造超压只在地壳浅部,岩石保持刚性状态,且应变迅速时才具有实际意义。
在地壳深部,由于温度较高和负荷压力较大,岩石具有一定的塑性,应力可通过岩石的塑性变形而释放,因此不能起附加压力的作用。
4变质岩石学史变质岩石学从岩石学中划分出来始于1862年冯科塔(Voncotta B.),但直至19世纪末尼科尔(Nico)发明偏光显微镜之后,才使变质岩岩石学成为独立的学科。
二十世纪初,非均匀系统的相平衡规则--吉布斯相律,引入变质岩的研究。
1911年戈尔得施密特V.M 在研究奥斯陆地区辉长岩的接触变质晕圈时,提出了吉布斯相律的地质学表现形式,即戈尔施密特矿物相律,开创了以物理化学基本原理研究变质岩之先河。
1920年,艾斯科拉(Eskola,p.)提出了变质岩矿物共生分析的ACF简介,后经温克勒(Winkler,1976年),汤普逊(Thompon,1957年)的改进和发展,变质岩的矿物共生分析逐渐完善。
另外,在二十世纪二十年代初,瑞士岩石学家格鲁宾曼(Grubemmaim U.),将荷兰物理学家施赖纳玛克斯(Schreinemkers F.A.)在研究多项系统平衡时,应用的拓扑学计算、零变平衡、单变平衡和双变平衡等一系列几何表示方法,引入变质岩岩石学;四十年代后,前苏联地质学家科尔任斯基(Kophcuhckuu B.C)又成功的将其应用在开放系统平衡研究上,这一系列建立在物理化学原理基础的矿物相平衡研究,使变质岩岩理学和变质岩成因的理论,提高到一个新的高度,并指导了变质岩的实验模拟研究,构成二十世纪初至中后期变质岩学的一大方向。
同一时期,变质岩岩石学的另一大方向,即将岩石学和地质环境的关联研究也得到了迅猛的发展。
早在1893年,英国人巴罗研究苏格兰高地部分地区的变质岩时,发现泥质岩石变质时随着温度的升高,有相应的标志矿物出现,提出了指示矿物带的概念-巴罗式变质带。
到1920年,艾斯科拉正是提出了变质相学说,完成了这个方向上的突破。
1961年,日本人都城秋穗将变质岩相学说应用于区域变质作用的研究,并发展为变质相系的概念,划分区域变质作用的三大压力类型,即高压,中压,低压变质相系,以对应于三种地质增温环境下的地热增温率。
•第四章变质岩的结构构造第一节变质岩结构、构造的概念▪变质岩的结构是指变质岩石中矿物的自形程度、形状、粒度以及晶体之间的相互关系等。
▪变质岩的构造是指组成岩石的矿物或矿物集合体的空间分布和排列方式等特征。
变质岩的结构、构造习惯上也统称为组构。
✹结构和构造彼此有着密切的成因联系,虽然在大多数情况下人们可以明确地区分结构和构造,但有时候两者是难以被明确区分的。
✹沉积岩的结构主要反映沉积物被搬运和沉积时的水动力条件;岩浆岩的结构主要反映岩浆演化过程中岩浆冷凝、结晶的热力学条件及矿物结晶的某种顺序。
而在变质岩的形成过程中,所有矿物晶粒基本上是在固态条件下同时生长的。
因此,在观察和描述变质岩的结构时一定要注意变质矿物是在固态条件下基本同时生长的这一特点。
✹本章中对结构、构造的研究,主要涉及肉眼和显微尺度,即在野外露头、手标本和薄片尺度用肉眼或借助放大镜、显微镜进行观察研究,一般不涉及超显微尺度的结构研究(如晶格变形产生的位错等),也不包括反映岩石中矿物分布优选方位的“显微构造”,这方面的研究内容、研究方法将在有关后续课程中介绍(如岩组学或称构造岩石学)。
第二节变质岩的结构一、变质岩结构的基本类型(一)变余结构❑在变质作用过程中,由于变形和重结晶作用不强烈,原岩的矿物成分和结构特征没有得到彻底改造,使原岩的结构特征部分地被保留下来,形成变余结构,也称残留结构。
✹变余结构的特点✹一般规律1. 变质沉积岩中的变余结构❶变质碎屑岩类:变余砾状结构变余砂状结构可根据碎屑物的大小进一步细分,如变余粗砂结构、变余粉砂结构等。
❷变质泥质岩类:变余泥质结构。
2. 变质岩浆岩中的变余结构变余花岗结构变余斑状结构变余辉绿结构变余交织结构3. 变质火山碎屑岩中的变余结构变余火山碎屑结构(二)变晶结构1. 变晶结构的一般特点变晶结构是重结晶和变质结晶的产物,它与岩浆岩中的结晶质结构有些相似(全晶质)。
然而由于变质过程中的重结晶和变质结晶基本上是在固态条件下进行的,而且在同一次变质作用过程中各种矿物几乎是同时生长和发育的,因此它们又有许多不同之处:◆同一世代的变晶矿物没有明显的结晶顺序。