(区域)变质岩结构构造的主要特征
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变质岩的基本特征描述(一)变质岩的基本特征1、变质岩的矿物变质岩既然是由火成岩或沉积岩等岩石变化而来的,那么其矿物成分一方面保留有原岩成分,另一方面也出现了一些新的矿物。
如火成岩中的石英、钾长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石及辉石等,由于本身是在高温、高压条件下形成的,所以在变质作用下依然保存。
在常温常压下形成于沉积岩中的特有矿物,特别是岩盐类矿物,除碳酸盐矿物(方解石、白云石)外,一般很难保存在变质岩中。
变质岩除了保存着上述火成岩和沉积岩中的共有继承矿物外,变质岩中还有它特有的矿物,如石榴石、红柱石、兰晶石、矽线石、硅灰石、石墨、金云母、透闪石、阳起石、透辉石、蛇纹石、绿泥石、绿帘石、滑石等。
2、变质岩的常见结构变质岩的结构是指组成矿物的粒度、形态和它们之间的关系,常见类型如下:变余结构指变质岩中保留了原岩结构的一种结构。
如变余砾状结构、变余砂状结构、变余斑状结构等。
常见于变质较浅的岩石中,可借此了解原岩性质。
变晶结构是指在变质作用过程中由重结晶作用所形成的结构。
是变质岩中最重要的一种结构类型。
按矿物颗粒大小可划分为:粗粒变晶结构粒径>3中粒变晶结构粒径3~1细粒变晶结构粒径<1如果按矿物的形态和颗粒的相对大小可分为:粒状变晶结构岩石主要由粒状矿物(如石英、方解石等)组成,无明显的定向排列,如大理岩、石英岩等。
纤状变晶结构岩石主要由针状、柱状矿物组成,有些呈放射状、束状,常具定向排列,如角闪片岩、阳起石片岩。
鳞片变晶结构岩石主要由片状矿物(云母、绿泥石)组成,而且呈平行排列,如云母片岩。
斑状变晶结构岩石中主要由于矿物结晶能力的差异和颗粒大小的不同而形成的结构,其中结晶能力强的矿物形成了较大的变斑晶,如兰晶石片岩或石榴石片岩中的兰晶石、石榴石。
3、变质岩中的常见构造变质岩的构造系指各种矿物的空间分布和排列特点。
按其成因可分为三类:变成构造主要是指变质作用过程中已形成的构造。
这类构造是变质岩中最重要的。
一、名词解释1、变质岩:是指由于温度、压力、剪切应力、活动性流体参与等一种或多种物理化学条件的变化,使地壳中已经存在的岩石(火成岩、沉积岩或先前的变质岩)在基本为固态的情况下,相应出现岩石外貌(产状、结构构造等)和物质组成(矿物成分、化学成分)的变化而形成的新的岩石。
2、正变质岩:由岩浆岩经过变质作用形成的变质岩。
3、副变质岩:由沉积岩经过变质作用形成的变质岩.4、麻粒岩:是在麻粒岩相变质条件下形成的含有紫苏辉石等高温变质矿物组合的区域高级变质岩石。
是麻粒岩相的代表性岩石5、榴辉岩:是一种主要由绿辉石和含钙的铁镁铝榴石组成的区域变质岩石。
是超高压、高压条件下形成的变质岩,可以达到6 GPa(120-180km以上)。
6、TTG片麻岩(TTG岩系)7、孔兹岩;主要由矽线石、石榴子石、石英、长石组成的泥质变质岩习惯称为孔兹岩。
8、矽卡岩:属于接触—交代变质岩类.主要由石榴石(钙铝榴石-钙铁榴石)、辉石(透辉石-钙铁辉石)、符山石、方柱石、硅灰石等含钙高的硅酸盐矿物组合。
9、云英岩—酸性阶段形成的交代岩。
定义—-主要是酸性侵入岩,特别是黑云母花岗岩受到气液变质作用后形成的岩石,主要由白云母和石英组成(石英>50%,白云母45—50%)。
10、变质作用:是指在地球内力作用下,早先形成的岩石(包括火成岩、沉积岩和变质岩)适应新的地质环境和物理化学条件,在基本保持固体状态下(可有流体的参与)所发生的矿物成分、结构构造甚至化学成分变化的过程,称为变质作用.11、重结晶作用:指岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合和通过化学反应形成新矿物的过程;12、变质结晶作用:岩石在变质条件下的结晶作用;13、交代作用:指固体岩石在化学活动性流体作用下通过组分带入、带出而使岩石总化学成分(除H2O、CO2等挥发分外)和矿物成分发生变化的过程。
14、区域变质作用:是在岩石圈范围规模巨大(体积大于数千立方米)的变质作用.其变质因素复杂,往往多个因素综合作用。
变质岩的结构类型变质岩的结构构造和化学成分、矿物成分一起,是变质岩的最基本的特征,是恢复原岩、再造变质作用历史及岩石分类命名的标志。
变质岩的化学成分主要反映原岩特点;变质岩的矿物成分主要反映变质作用条件下,那么结构构造则主要是变质作用机制的反映。
变质岩结构、构造的成因分类:变晶结构变余构造变余结构变成构造变形结构交代结构对结构、构造的研究,可以了解变质岩形成过程的变质作用类型、因素、方式和程度;再者,结构和构造是变质岩分类命名的重要依据之一。
1变质岩的结构(1)变形结构原岩在定向压力作用下,当压力超过岩石或矿物的弹性极限时,便发生塑性变形;当压力超过其强度极限时,则发生破裂和粒化作用,形成碎裂结构。
碎裂结构是以岩石、矿物的形变为主,可伴有矿物的重结晶和变质结晶。
根据破碎、变形特点和程度可细分为:碎裂结构、碎斑结构和糜棱结构等类型。
碎裂结构岩石或(和)矿物颗粒产生裂隙、裂开并在颗粒的接触处和裂开处被破碎成许多小碎粒(即碎边),因而矿物颗粒或其集合体的外形都呈不规则的棱角状、锯齿状;粒间则为粒化作用形成的细小碎粒和粉末;破碎的颗粒间一般位移不明显。
碎斑结构当破碎剧烈时,在粉碎了的矿物颗粒(称碎基)中还残留有部分较大的矿物碎粒,很象斑晶(即碎斑),称为碎斑结构。
碎斑形状不规则,其撕碎状边缘、裂纹,波状消光发育。
碎基是粒化的细小碎粒至隐晶质状的粉未;碎基颗粒往往也具波状消光等现象。
当碎斑很少时,过渡为碎粒结构;若碎基的粒径为<0.02mm时,可称为碎粉结构。
糜棱结构矿物颗粒几乎全部破碎成细小颗粒(常为粒径0.5mm以下的细粒至隐晶质状,称为糜棱质),并在应力作用下形成矿物的韧性流变现象;糜棱质呈明显的定向排列,形成明显糜棱面理、片理或条带状、条纹状构造等;其中可残留少量稍大的矿物碎粒(即碎斑,常为具粒内变形的石英、长石等)。
当碎斑较多时,可称为初糜棱结构;当碎基粒径<0.02mm时,可称为超糜棱结构。
1 主要变质岩的肉眼鉴定特征主要变质岩的肉眼鉴定特征主要变质岩的肉眼鉴定特征(1)板岩(slate):灰至黑色,多具变余结构、变余构造及板状构造板状构造板状构造。
它主要由页岩、粉砂岩及凝灰岩经非常低级的变质作用而成,矿物成分只有部分重结晶,极极细粒细粒,,肉眼难以鉴别肉眼难以鉴别。
岩石具完好的平面面理具完好的平面面理具完好的平面面理,面理主要由极细粒绿泥石,或云母等片状矿物平行排列而成的,几乎无光泽几乎无光泽几乎无光泽, 与页岩比较具有明显的“粗糙粗糙””感和“坚硬坚硬””特征特征。
(2)千枚岩(phyllite):区域变质岩,黄、绿或蓝灰色,具细粒鳞片变晶结构鳞片变晶结构鳞片变晶结构,千枚千枚状构造状构造,主要矿物为石英石英石英、、绿泥石绿泥石、绢云母,与板岩相比与板岩相比与板岩相比,,千枚岩中矿物如云母和绿泥石等颗粒云母和绿泥石等颗粒加粗加粗加粗,片理面上显示丝绢光泽丝绢光泽丝绢光泽,呈灰色或绿色。
主要由细小的绢云母、绿泥石、黑云母、钠长石及石英组成。
(3)片岩(schist):区域变质岩,黑、灰绿或绿色,主要矿物为云母云母云母、、绿泥石绿泥石、角闪石,变晶结构,片状构造片状构造片状构造,岩石中片柱状矿物含量较多,片柱状矿物定向排列组成显著面理。
片岩中片状和柱状矿物之和一般大于15%,而长石含量一般小于25%。
且岩石中常常发育有线理发育有线理发育有线理,粒度比板岩粒度比板岩粒度比板岩、、千枚岩粗千枚岩粗,,因此单个矿物颗粒能用肉眼鉴定与千枚岩相区别矿物颗粒能用肉眼鉴定与千枚岩相区别((千枚岩中矿物不能用肉眼鉴定千枚岩中矿物不能用肉眼鉴定))。
(4)片麻岩(gneiss):区域变质岩,灰或灰或浅灰色,是一种长英质变质岩,粒状变晶结构,长石和石英形成浅色层,铁镁矿物构成的深色层呈片麻状构造片麻状构造片麻状构造,特特点是具不连续的明暗交替层点是具不连续的明暗交替层,,颗粒较粗颗粒较粗((一般大于1mm 1mm)),长石含量>25%,含片状、柱状矿物较少,片状、柱状矿物定向排列。
(区域)变质岩结构构造的主要特征;表五变质岩结构构造的主要特征表5.变质岩石大类的主要鉴别特征。
表六主要变质岩类型的鉴定特征表6.动力变质岩、接触变质岩的分类命名方案和方法。
接触变质岩是在岩浆活动(包括侵入和喷出)过程中所散发的热或挥发分作用于围岩发生变质作用所生成的岩石。
按接触变质作用因素和方式可分为热接触变质作用、烘烤变质作用、接触交代变质作用及其相应的变质岩。
① 热接触变质岩的命名对热接触变质岩的命名可以冠以“热接触”字样,如:热接触大理岩;或以“角岩”这一基本名称结合主要成分(化学成分或矿物成分)命名,如:长英质角岩、辉石斜长角岩。
对热接触变质作用较弱、保留原岩组构者,则以原岩类型为基本名称,冠以“角岩化”进行命名。
如:角岩化泥(页)岩、角岩化钙硅质板岩。
② 接触交代变质岩的分类与命名最利于接触交代作用进行、具有重要成矿物意义的是中~酸性岩浆(岩)与碳酸盐岩类接触交代生成的“矽卡岩”。
随碳酸盐围岩成分的不同,抽生成的矽卡岩分为钙质矽卡岩和镁质矽卡岩两类。
矽卡岩的命名是以组合矿物种属及其量比,遵循“少前多后”的原则命名。
若岩石具有斑杂状、角砾状或条带状构造,则冠以构造名称,如:角砾状辉石石榴石矽卡岩等镁质矽卡岩的命名也是以组合矿物其量比结合特殊构造命名,如:橄榄透辉石矽卡岩、条带状金云母透辉石矽卡岩。
③ 蚀变岩的分类与命名对于保留部分原岩组构的蚀变称为“×××化”;对于原岩组构彻底改变者,则以蚀变产物为依据命名。
不彻底的各类蚀变,通常是以蚀变形成的新生矿物结合原岩命名,如蛇纹石化××岩、绿泥石化××岩等。
需要注意的是:各种金属矿物在围岩中聚集,当未达到工业品位时也用“化”,这与前面“蛇纹石化”等的意义是不同的。
④碎裂变质岩的分类与命名碎裂变质岩是各类岩石受动力变质作用的产物,其岩石类型取决于原岩类型和应力强度,其分类和命名见下表。
一、岩浆岩、沉积岩和变质岩的主要特征和类型(1)岩浆岩:是由地壳内部上升的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝而成的,又称火成岩。
岩浆主要来源于地幔上部的软流层,那里温度高达1300℃,压力约数千个大气压,使岩浆具有极大的活动性和能量,按其活动又分为喷出岩和侵入岩。
未达到地表的岩浆冷凝而成的岩石叫侵入岩。
深成侵入岩颗粒较粗。
浅成侵入岩颗粒细小或大小不均。
喷出岩是在岩浆喷出地表的条件下形成,温度低,冷却快,常成玻璃质、半晶质或隐晶质结构,具有气孔、流纹等构造等。
岩浆岩常见的如在地壳中分布很广的中粗粒结构的侵入岩——花岗岩,气孔构造发育,黑色致密的玄武岩,流纹构造显著的酸性喷出岩——流纹岩等。
沉积岩:是地面即成岩石在外力作用下,经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成。
岩浆岩主要特征是:①层理构造显著;②沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石;③有的具有干裂、孔隙、结核等。
常见的沉积岩有:直径大于3 毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩,由2 毫米到0.05 毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩,由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩,由方解石为其主要成分,硬度不大的石灰岩等。
岩浆岩的主要类型,可以分为以下四类:1、超基性岩类:二氧化硅含量小于45%,多铁、镁而少钾、钠,基本上由暗色矿物组成,主要是橄榄石、辉石,二者含量可以超过70%。
其次为角闪石和黑云母;不含石英,长石也很少。
这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类,喷出岩是苦橄岩类。
2、基性岩类:化学成分的特征是SiO2为45-53%,Al2O3可达15%,CaO可达10%;而铁镁含量约各占6%左右。
岩石颜色比超基性岩浅,比重也稍小,一般在3左右。
侵入岩很致密,喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造。
在矿物成分上,铁镁矿物约占40%,而且以辉石为主,其次是橄榄石、角闪石和黑云母。
基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长石。
这类岩石的侵入岩是辉长岩,分布较少;而喷出岩-玄武岩,却有大面积分布。
(区域)变质岩结构构造的主要特征;
表五变质岩结构构造的主要特征表
5.变质岩石大类的主要鉴别特征。
表六主要变质岩类型的鉴定特征表
6.动力变质岩、接触变质岩的分类命名方案和方法。
接触变质岩是在岩浆活动(包括侵入和喷出)过程中所散发的热或挥发分作用于围岩发生变质作用所生成的岩石。
按接触变质作用因素和方式可分为热接触变质作用、烘烤变质作用、接触交代变质作用及其相应的变质岩。
① 热接触变质岩的命名
对热接触变质岩的命名可以冠以“热接触”字样,如:热接触大理岩;或以“角岩”这一基本名称结合主要成分(化学成分或矿物成分)命名,如:长英质角岩、辉石斜长角岩。
对热接触变质作用较弱、保留原岩组构者,则以原岩类型为基本名称,冠以“角岩化”进行命名。
如:角岩化泥(页)岩、角岩化钙硅质板岩。
② 接触交代变质岩的分类与命名
最利于接触交代作用进行、具有重要成矿物意义的是中~酸性岩浆(岩)与碳酸盐岩类接触交代生成的“矽卡岩”。
随碳酸盐围岩成分的不同,抽生成的矽卡岩分为钙质矽卡岩和镁质矽卡岩两类。
矽卡岩的命名是以组合矿物种属及其量比,遵循“少前多后”的原则命名。
若岩石具有斑杂状、角砾状或条带状构造,则冠以构造名称,如:角砾状辉石石榴石矽卡岩等
镁质矽卡岩的命名也是以组合矿物其量比结合特殊构造命名,如:橄榄透辉石矽卡岩、条带状金云母透辉石矽卡岩。
③ 蚀变岩的分类与命名
对于保留部分原岩组构的蚀变称为“×××化”;对于原岩组构彻底改变者,则以蚀变产物为依据命名。
不彻底的各类蚀变,通常是以蚀变形成的新生矿物结合原岩命名,如蛇纹石化××岩、绿泥石化××岩等。
需要注意的是:各种金属矿物在围岩中聚集,当未达到工业品位时也用“化”,这与前面“蛇纹石化”等的意义是不同的。
④碎裂变质岩的分类与命名
碎裂变质岩是各类岩石受动力变质作用的产物,其岩石类型取决于原岩类型和应力强度,其分类和命名见下表。
表七碎裂变质岩分类命名简表
① 变质岩手标本观察描述内容和实例
观察描述的主要内容有:
标本编号:××;产地:×××;时代层位:×××
颜色、结构、构造(手标本素描图)
主要组分:肉眼(借助放大镜)不可辨别的成分;
肉眼可辨矿物成分:矿物名称、晶形、粒度、分布特征及其含量(%)。
其它测试、鉴别特征。
初步命名(野外定名)。
观察描述实例:
标本号:B04;产地:陕南米苍山;时代层位:中元古界。
岩石手标本总体呈褐色;斑状变晶结构;深色与浅色矿物间断定向排列构成片麻状构造。
主要矿物成分:
石榴石:棕褐色,呈粗大(d>3㎜)的不规则粒状变斑晶,晶形不甚完整,晶面上裂纹发育(可见交错裂纹),硬度大(7±),含量40%±。
石英:无色或浅白色,呈它形压扁~拉长状,粒度不均,一般在0.2~0.5㎜×2~4㎜,含量30%±。
矽线石:白色~微带蓝的白色,晶形呈细长柱状,粒度0.1~0.2㎜×0.8~1.0㎜,含量20%±。
岩屑:以暗色岩屑为主,呈碎块状,分布不均匀,粒度0.5~1.8㎜,个别≥2㎜,含量5%±。
其它:可见少量铁质、绢云母和黑云母,总量10%±。
初步命名:矽线榴石片麻岩。
② 变质岩薄片观察描述内容和实例:
观察描述的主要内容有:
标本编号:×××;产地:×××;时代层位:××××
岩石主要矿物组分及其分布,岩石结构及构造的总体描述(典型视域素描图)。
岩石所含矿物组分和细部结构:斑晶矿物及特征;基质矿物及特征;分别描述矿物名称、颜色、形态、粒度、分布、结构等情况,矿物鉴别的主要光性特征,统计(或估计)含量;如果斑晶与基质具有同成分时一并描述。
岩石定名:
观察描述实例:
标本号:B04;产地:陕南米苍山;时代层位:中元古界。
岩石主要由石英、石榴石、矽线石、红柱石、钾长石和少量黑云母、铁质组成。
石榴石、石英、斜长石呈较粗大的变斑晶,在基质中间断分布、定向排列构成片麻状构造,与基质构成斑状变晶结构,。
矽线石呈针状、长柱状、竹节状分布在斜长石及红柱石颗粒间;钾长石属斜长石局部被钾质交代的产物,主要分布在斜长石边缘;黑云母呈细小片状,仅局部可见,亦呈定向排列;铁质分布在石榴石边缘或其它矿物颗粒间(典型视域素描图)。
矿物成分:
石榴石:以变斑晶形式产出,晶形不甚完整,发育裂纹,可见筛状变晶结构,粒度3~4㎜±,含量30%±。
石英:无色透明,正低突起;呈它形不规则压扁、拉长状,定向排列,粒度较大,但不均匀,一般在0.5~1㎜×3.0~4.0㎜;干涉色一级灰白,个普遍具波状消光少数不具波状消光(属变质期后来物),含量30%±。
斜长石:无色,表面普遍绢云母化而呈土黄色,正突起低;呈它形不规则压扁、拉长状,定向排列,粒度较粗,一般在0.5~1㎜×3.0~4.0㎜;干涉色一级灰白,但由于表面绢云母化而不均匀;斜长石边缘局部被钾长石交代,二者合计含量约20%±,以斜长石为主。
矽线石:无色~淡淡的蓝色,略显多色性,正突起高,晶形呈长柱状、竹节状分布在斜长石及红柱石颗粒之间,定向排列;干涉色二级蓝绿,平行消光,正延性,含量10%±。
红柱石:微带粉红色,微显多色性:Ng=Nm——淡绿色,Np——淡红色,正中突起,晶形呈不规则的柱粒状,亦呈定向排列;干涉色一级黄白,平行消光,负延性,含量5%±。
其它:铁质呈不规则状分布在石榴石边缘或其它矿物颗粒间,含量5%±(总体平均);此外可见个别片状黑云母,含量<1%。
结构:斑状变晶结构
基质为花岗等粒变晶结构
构造:片麻状构造
岩石命名:矽线斜长榴石片麻岩。
实验报告要求:
1.肉眼系统描述构造角砾岩(碎裂岩)、角岩的主要特征;
2.镜下观察描述:角岩的结构、主要变质矿物的光性特征和结构特征
区域变质岩是由区域变质作用形成的一大类岩石,是变质岩中分布最广、成因复杂、岩石类型繁多的一类变质岩。
对区域变质岩的分类,从不同的研究角度有不同的分类方案。
从岩石学的角度则是以体现变质程度的变质构造为前提的分类,即由板状~片麻状构造所体现的变质程度由浅到深进行分类,详见下表:
表三区域变质岩的分类简表
其含量比,遵循“少前多后”的基本原则来命名。
在命名中,一般矿物(非特殊矿物)当其含量大于20%则参与命名,小于10%则不参与命名,对具有特殊意义(如成矿、变质相的典型指示相矿物等)的矿物(如石墨、蓝闪石等),尽管其含量小于10%甚至5%,均应视研究的需要参与命名。
4.区域变质岩是温度和压力共同作用于区域岩石而变质形成的,典型的代表特定温度和压力条件的矿物种类和构造、结构(对混合岩尤其)是确定岩类的重要标志,是分析岩石成因一—大地构造条件——乃至成矿条件的重要依据。