几种常见变质岩
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变质岩的野外鉴定————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:变质岩的鉴定及定名一、鉴定内容和方法:区域变质岩:板岩、千枚岩、片岩、片麻岩接触变质岩:角岩、矽卡岩、大理岩、石英岩自变质岩:蛇纹岩、云英岩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,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:(1)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。
(2)变晶结构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>3mm)、中粒变晶结构(粒径3mm~1mm)、细粒变晶结构(粒径<1mm)。
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。
第四篇变质岩一变质作用1、变质作用的概念:由于地质环境的改变,物理化学条件发生了变化,促使地壳中已经形成的矿物群体(岩石和矿石)发生矿物成分及结构构造的变化,有时伴有化学成分的变化,在特殊条件下,可产生重熔(溶),形成部分流体相,这些作用的总和称之为变质作用。
变质作用是一个基本保持固体状态下的转变过程,主要包括变质结晶、变形和变质分异作用等。
注意两种过渡的状态:在高级变质中可出现部分熔融,可以划在岩浆作用范畴;在很低级变质(埋藏变质)中还可出现压实作用,则主要属于沉积成岩作用范畴。
2、变质岩:地壳形成和发展过程中,由于地质环境的改变、物理化学条件也随之变化,致使固态岩石在矿物成分和结构构造方面遭受改造而变化成新的岩石。
其形成与地壳的发生和发展密切相关。
二变质作用机制(“方式”):⑴重结晶⑵交代1、重结晶作用(recrystallization)(1)重结晶作用:岩石在基本保持固体状态的条件下,矿物重新组合和通过化学反应形成新矿物的过程。
(2)基本特征:除了H2O、CO2等挥发分以外,重结晶前后,岩石总化学成分不变。
(3)分类:①静态重结晶:一般发生在低应变区或应力消失以后, 是在没有应力或应力较弱的条件下发生的重结晶作用。
形成的矿物近等轴粒状,无定向组构,同种矿物之间往往发育三边平衡结构。
②动态重结晶:一般发生在强应变区, 是在有较强应力作用条件下发生的重结晶作用。
一般具有定向构造。
2、交代作用(metasomatism或replacement)(1)交代作用:在变质条件下,由于变质岩以外物质的带入和原岩物质的带出,而造成的岩石中一种矿物被另一种化学成分不同的矿物所置换的过程。
即固体岩石在化学活动性流体作用下通过组分的带入带出,使岩石总化学成分和矿物成分发生变化的过程。
(2)基本特征:在交代过程中岩石体积保持不变(开放系统)。
尽管岩石基本处于固态,但以H2O和CO2为主的流体流体的存在是必要条件。
常见变质岩岩石类型:板岩:是一种结构均匀,致密且具有板状劈理的岩石。
它是由泥质岩类经受轻微变质而成。
因而,其结晶程度很差,尚保留较多的泥质成分,具变余泥质结构,板状构造。
矿物颗粒很细,肉眼一般很难识别,只在板理面上可见有散布的绢云母或绿泥石鳞片。
与页岩的区别是,质地坚硬,用锤击之能发出清脆的响声。
因板岩可沿板理面裂开成平整的石板,故广泛用作建筑石料。
千枚岩:岩石的变质程度比板岩深,原泥质一般不保留,新生矿物颗粒较板岩粗大,有时部分绢云母有渐变为白云母的趋势。
主要矿物除绢云母外,尚有绿泥石、石英等。
岩石中片状矿物形成细而薄的连续的片理,沿片理面呈定向排列,致使这类岩石具有明显的丝绢光泽和千枚状构造。
岩石颜色多种,一般为绿色、黄绿色、黄色、灰色、红色和黑色等。
片岩:以片状构造为其特征的岩石。
组成这类岩石的矿物成分主要是一些片状矿物,如云母、绿泥石、滑石等,此外尚含有石榴子石、蓝晶石、十字石等变质矿物。
片岩与千枚岩、片麻岩极为相似,但其变质程度(结晶程度)较千枚岩深。
而片岩与片麻岩的区别,除在构造上不同外,最主要的是片岩中不含或很少含长石。
根据片岩中片状矿物种类不同,又可分为云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩、石墨片岩等。
片麻岩:以片麻状构造为其特征。
片麻岩可由各种沉积岩、岩浆岩和原已形成的变质岩经变质作用而成。
这类岩石变质程度较深,矿物大都重结晶,且结晶粒度较大,肉眼可以辨识。
主要矿物为石英和长石,其次为云母、角闪石、辉石等,此外尚可含少量的石榴石、矽线石、堇青石、十字石、蓝晶石和石墨等典型变质矿物。
大理岩:较纯的石灰岩和白云岩在区域变质作用下,由于重结晶而变为大理岩,也有部分大理岩是在热力接触变质作用下产生的。
这类岩石多具等粒变晶结构,块状构造。
因主要矿物为方解石,故滴冷稀盐酸强烈起泡,以此可与其他浅色岩石相区别。
大理岩色彩多异,有纯白色大理岩(又称汉白玉),浅红色、淡绿色、深灰色及其它各种颜色的大理岩,同时常因其中含有杂质而呈现出美丽的花纹,故广泛用作建筑石料和雕刻原料。
变质岩类型基本要求:矿物成分、矿物含量、主要结构和局部结构、岩石构造、定名原则;根据矿物组合及其组构特征判别形成的地质条件,如变余组构恢复原岩等。
一、大理岩类:矿物成分以方解石、白云石为主,有时为菱镁矿,碳酸盐类矿物含量一般大于50%。
可出现各种钙硅酸盐、钙镁硅酸盐、钙铝硅酸盐类矿物如硅灰石、滑石、透辉石、透闪石、镁橄榄石、钙铝榴石、黝帘石、釜山石、斜长石、方柱石等,石英、方镁石、云母等也常出现。
常见粒状变晶结构或不等粒斑状变晶结构,块状构造或条带状构造。
大理岩命名原则:颜色+粒度+其它变质矿物+碳酸盐矿物+大理岩例如:白色中粗粒金云母透辉石白云石大理岩,有时特殊构造也可参见命名,如灰色条带状方柱石大理岩。
大理岩的原岩类型主要为各种碳酸盐岩,由于原岩组分和变质条件不同,经变质后可以出现不同的变质矿物,形成不同类型的大理岩,常见的可以分为三类:1、较纯的碳酸盐原岩经重结晶后可以形成方解石大理岩,白云石大理岩,及菱镁矿大理岩,有时可含有微量白云母、斜长石、磁铁矿、石墨等。
2、硅质灰岩,经变质后在中低温条件下可形成石英大理岩、在高温条件下形成硅灰石大理岩,但如果压力很高,则硅灰石不能形成,因此仍然形成石英大理岩,不过粒度较粗。
3含硅、铝、镁杂质的灰岩和含硅、铝杂质的白云岩或白云质灰岩,在低温变质条件下,可以形成滑石、蛇纹石、或绿帘石的大理岩,变质条件稍高可出现透闪石、黝帘石、和方柱石的大理岩,当变质温度更高时可出现镁橄榄石、钙铝石榴石、透辉石、斜长石的大理岩,高级变质时还可出现方镁石、尖晶石的大理岩。
大理岩的结构和矿物组合可以指示其变质条件。
在结构方面,随着变质程度的增高,岩石的粒度出现细粒粒状变晶结构→中细粒粒状变晶结构→中粗粒粒状变晶结构→粗粒粒状变晶结构的变化规律。
在矿物组合方面,石英+方解石组合一般代表中低温变质条件,但压力增高也可以形成于高温变质条件;硅灰石+方解石(石英)一般代表高温变质条件,但压力很高时不出现硅灰石;透闪石大理岩一般代表中低温变质条件;透辉石大理岩、镁橄榄石大理岩代表中高温变质条件等。
中华人民共和国国家标准岩石分类和命名方案变质岩岩石分类和命名方案(GB/T 17412.3—1998)1.范围本标准规定了变质岩的分类依据和原则,制定了变质岩岩石分类和命名方案。
本标准适用于地质勘查中的变质岩岩石鉴定,也适用于地质教学和科学研究工作。
2.术语定义本标准采用下列定义。
2.1变质作用地壳中原来已存在的岩石,由于受到构造运动,岩浆活动或地壳内热流变化等内力的影响以及陨石冲击的瞬时热动力作用等,使岩石在固态(或基本保持固态)情况下发生矿物成分、结构、构造甚至化学成分的变化,这些变化总称为变质作用。
根据变质作用的主要因素和地质条件,可将变质作用分为区域变质作用、动力变质作用、接触变质作用、气-液变质作用、混合岩化作用等。
2.2变质岩在变质作用条件下,使地壳中已经存在的岩石(可以是火成岩、沉积岩及早已形成的变质岩)变成具有新的矿物组合及结构、构造等特征的岩石,称为变质岩。
2.3特征变质矿物指变质作用过程中形成的稳定范围较窄,能够指示特定的温度、压力条件(有时还可指示原岩成分)的变质矿物。
例如:云母片岩中出现十字石或蓝晶石,表明其是由粘土质岩石经中级区域变质作用所形成,所以十字石、蓝晶石称为特征变质矿物。
2.4变余结构、构造指变质岩中,由于变质结晶作用不彻底,仍保留有原岩的结构和构造。
例如:变余辉绿结构,变余砂状结构,变余层理构造等。
2.5变晶结构变晶结构是原有岩石经变质作用在固态下重结晶形成的晶质结构,是指岩石中矿物变晶粒度的相对大小、自形程度,矿物变晶的形态以及彼此间的交生关系等特征。
例如:等粒变晶结构,鳞片粒状变晶结构,包含变晶结构等。
变晶结构按矿物粒度大小划分为:粗粒变晶结构≥3mm中粒变晶结构<3~1mm细粒变晶结构<1~0.1mm显微变晶结构<0.1mm2.6交代结构是交代作用形成的结构,既是指新生矿物置换原有矿物而反映出的形象特征(交代残留结构),又是指交代作用形成的新生矿物的形象特征(交代变晶结构)。
千枚岩是具有千枚状构造的低级变质岩石。
原岩通常为泥质岩石(或含硅质、钙质、炭质的泥质岩)、粉砂岩及中、酸性凝灰岩等,经区域低温动力变质作用或区域动力热流变质作用的底绿片岩相阶段形成。
显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽。
变质程度介于板岩和片岩之间。
典型的矿物组合为绢云母、绿泥石和石英,可含少量长石及碳质、铁质等物质。
有时还有少量方解石、雏晶黑云母、黑硬绿泥石或锰铝榴石等变斑晶。
常为细粒鳞片变晶结构,粒度小于0.1毫米,在片理面上常有小皱纹构造。
原岩为黏土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩,是低级区域变质作用的产物。
因原岩类型不同,矿物组合也有所不同,从而形成不同类型的千枚岩。
如黏土岩可形成硬绿泥石千枚岩;粉砂岩可形成石英千枚岩;酸性凝灰岩可形成绢云母千枚岩;中基性凝灰岩可形成绿泥石千枚岩等。
千枚岩可按颜色、特征矿物、杂质组分及主要鳞片状矿物进一步划分为银灰色绢云母千枚岩、灰黑色碳质千枚岩及灰绿色硬绿泥石千枚岩等。
千枚岩分布很广,可形成于不同地质时代。
大理岩(marble)一种变质岩,又称大理石。
因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名。
由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形成。
主要由方解石和白云石组成,此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等。
具粒状变晶结构,块状(有时为条带状)构造。
通常白色和灰色大理岩居多。
其中,质地均匀、细粒、白色者,又称汉白玉。
一般认为,大理岩可形成于不同的温压条件下,如透闪石大理岩形成于低-中温条件下,透辉石大理岩、镁橄榄石大理岩则形成于中高温变质条件下。
大理岩分布广泛,如中国的云南、山东、北京房山等地均产大理岩。
许多有色金属、稀有金属、贵金属和非金属矿产,在成因上都与大理岩有关。
其本身也是优良的建筑材料和美术工艺品原料。
大理岩硬度不大,易于开采加工,板材磨光后非常美观,可作室内装饰材料;开采和加工中的废料,可制成工艺品或经轧碎作生产水磨石、水刷石等的优质集料。
少数高度致密均质的可供艺术雕刻和装饰用。
一种浅变质岩。
由粘土质、粉砂质沉积岩或中酸性凝灰质岩石、沉凝灰岩经轻微变质作用形成。
黑色或灰黑色。
岩性致密,板状劈理发育。
在板面上常有少量绢云母等矿物,使板面微显绢丝光泽。
没有明显的重结晶现象。
显微镜下可见一些分布不均匀的石英、绢云母、绿泥石等矿物晶粒,但大部分为隐晶质的粘土矿物及碳质、铁质粉末。
具变余结构和斑点状构造。
常见类型有碳质板岩、钙质板岩、黑色板岩等;也可根据岩石的其他特点,如矿物成分、结构构造等,分为空晶石板岩、斑点状板岩、粉砂质板岩、硅板岩等。
板岩广泛分布于区域低温动力变质作用的岩系中,如中国北方早元古宙滹沱群的豆村板岩,南方中晚元古宙的板溪群、昆阳群等内也有大量分布。
可作建筑石材。
主要由角闪石和斜长石组成的中、高级造山变质岩。
又称角闪岩。
主要由占半数以上的角闪石和稍次要的斜长石构成。
无石英或很少。
其他常见矿物还有帘石、透辉石、铁铝榴石和黑云母,以及榍石、磷灰石、钛铁矿等副矿物。
常为纤状-粒状变晶结构,块状构造,亦可为片状或片麻状。
粒度变化不定。
有时还可出现条带状、斑杂状、雪花状和芝麻点状等特殊构造,可能与原岩类型关系密切。
榴辉岩eclogite是一种变质岩。
由区域变质作用形成。
主要由绿辉石和富镁的石榴子石组成的高压变质岩。
其中绿辉石为含透辉石、硬玉等的单斜辉石,石榴子石为含钙的铁镁铝榴石。
可含石英、蓝晶石、尖晶石、顽火辉石、橄榄石、金红石、硬柱石等,有的还含蓝闪石、普通角闪石、黝帘石、榍石等矿物,但不含斜长石。
榴辉岩主要由石榴石和绿辉石组成,二者含量大於80%,石榴石属铁铝榴石一镁铝榴石一钙铝榴石系列,绿辉石系含透辉石、钙铁辉石、硬玉、锥辉石组分的单钭辉石。
矿物组合中有少量次要矿物柯石英、刚玉、金刚石、斜方辉石、多硅白云母、蓝晶石、绿帘石、斜黝帘石、蓝闪石、角闪石、金红石等。
片岩特征是有片理构造,是常见的区域变质岩石。
原岩已全部重结晶,由片状、柱状和粒状矿物组成。
一般为鳞片变晶结构、纤状变晶结构和斑状变晶结构。
常见矿物有片状矿物云母,粒状矿物以石英、长石为主。
常含有红柱石、蓝晶石、石榴石、堇青石、十字石、绿帘石类及蓝闪石等特征变质矿物。
片岩的类型主要取决于原岩类型,也与经历的温度压力条件密切相关。
主要有云母片岩类、钙硅酸盐片岩类、绿片岩类、镁质片岩类、闪石片岩类、蓝闪片岩类等。
片麻岩主要由长石、石英组成,中粗粒变晶结构和片麻状或条带状构造的变质岩。
关于片麻岩的含义及其与片岩的区分标志,各国岩石学家的看法不尽一致。
英国和美国主要根据岩石的构造(片状或片麻状) 来区分片岩和片麻岩,北欧一些国家主要根据长石含量来区分,长石含量高的为片麻岩,含量低的为片岩。
在中国,片麻岩指矿物组成中长石和石英含量大于50%,其中长石大于25%的变质岩。
片麻岩的原岩类型和形成条件比较复杂。
片麻岩一种变质岩。
通常为中-高级变质作用的产物。
具明显的片麻状构造。
主要由长石、石英和各种暗色矿物(云母、角闪石、辉石等)组成。
根据岩石的物质成分可分为富铝片麻岩、斜长片麻岩、碱长(二长)片麻岩和钙质片麻岩等。
还可依所含矿物种类进一步分为角闪石斜长片麻岩、石榴子石斜长片麻岩、黑云母斜长片麻岩等。
其原岩类型比较复杂,可以是正常沉积岩(粘土岩、粉砂岩等),也可以是火山岩、火山碎屑岩或各种侵入岩。
在一定的温度和压力条件下,可由区域变质作用或接触变质作用形成。
糜棱岩具有糜棱结构、定向构造,是一种经过动力变质作用的深度变质岩。
糜棱岩为强烈破碎塑变作用所形成的岩石。
往往分布于断裂带两侧,因为压扭应力的作用,使得岩石发生错动、研磨粉碎、并且由于强烈的塑性变形,使的细小的碎粒处在塑性流变状态下而呈定向排列。
糜棱岩粒度细小,但是一般比较均匀,外貌很致密与坚硬,需借助显微镜才可分辨颗粒轮廓。
有时在断面中可见凸镜状定向排列的碎斑。
主要矿物为绿泥石,但次要矿物之含量有时相当高,包括石英、滑石、蓝闪石、云母、黄铁矿、方解石、磁铁矿、钛铁矿及石榴子石等。
呈淡绿或暗绿色,呈块状或鳞片状,片理明显,常具有小褶皱,片理面触之有滑腻感,绿泥石一般很细肉眼不易辨识,其质地很软,用指甲便可刮伤之,有时可看到斑状变晶的石榴子石与磁铁矿。
由凝灰岩,基性火成岩等经区域变质作用而形成,其变质作用之程度相当于绿色片岩相石英岩quartzite(aventurine quartzite) ,主要矿物为石英,可含有云母类矿物及赤铁矿、针铁矿等。
石英岩是一种主要由石英组成的变质岩(石英含量大于85%),是石英砂岩及硅质岩经变质作用形成。
一般是由石英砂岩或其他硅质岩石经过区域变质作用,重结晶而形成的。
也可能是在岩浆附近的硅质岩石经过热接触变质作用而形成石英岩。
蛇纹岩主要是由超基性岩受低-中温热液交代作用,使原岩中的橄榄石和辉石发生蛇纹石化所形成。
蛇纹岩一般呈暗灰绿色、黑绿色或黄绿色,色泽不均匀,质软、具滑感。
常见为隐晶质结构,镜下见显微鳞片变晶或显微纤维变晶结构,致密块状或带状、交代角砾状等构造。
矿物成分比较简单,主要由各种蛇纹石组成。
岩屑成分多样,有时粘土含量较多。
化学胶结物多为硅质和碳酸盐质。
碎屑粒度粗,多棱角状,分选性差,以灰色、灰绿色者常见。
常在山前冲积扇、山间盆地及河流相沉积中产出。
主要分布于强烈隆起的山前凹陷区内。
石英砂岩:沉积岩中沉积碎屑岩中的砂岩引,硅石(石英砂岩、石英岩、石英砂、脉石英)中一种。
属玻璃和冶金辅助原料矿产。
主要产出地层层位有三:上三叠统须家河组顶部,下侏罗统珍珠冲组和中下侏罗统自流井组底部。
石英砂岩的产品含有石英砂岩颗粒。
一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩,其成分与构造和页岩相似但较不易碎。
一种层理或页理不明显的粘土岩。
矿物成分复杂,主要由粘土矿物(如水云母、高岭石、蒙脱石等)组成,其次为碎屑矿物(石英、长石、云母等)、后生矿物(如绿帘石、绿泥石等)以及铁锰质和有机质。
质地松软,固结程度较页岩弱,重结晶不明显。
常见类型有:①钙质泥岩。
含适量碳酸钙,常见于大陆红色岩系和海洋、潟湖相的沉积岩层。
②铁质泥岩。
含较多的铁矿物,如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等,多见于红色岩层。
③硅质泥岩。
SiO2含量较高,不含或极少含铁质和碳酸盐质物,常与铁质岩、硅质岩、锰质岩相伴生。
砾岩是指由30%以上直径大于2㎜的颗粒碎屑组成的岩石[1]。
其中由滚圆度较好的砾石、卵石胶结而成的成为砾岩;由带棱角的角砾石、碎石胶结而成的成为角砾岩。
砂岩由石英颗粒(沙子)形成,结构稳定,通常呈淡褐色或红色,主要含硅、钙、黏土和氧化铁。
砂岩是一种沉积岩,主要由砂粒胶结而成的,其中砂粒含量要大于50%。
绝大部分砂岩是由石英或长石组成的。
主要成份A.石英成份 52%以上;B.粘土15%左右;C.针铁矿18%左右;D.其它物质10%以上。