第5章：区域变质岩

第五章变质岩区区域地质填图理论与方法第一节变质岩的基本概念及产出特点一、变质岩的基本概念变质岩是经变质作用形成的岩石。

经受变质的原岩包括沉积岩、火成岩以及曾变质过的岩石。

地壳中先成的岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩），由于所处地质环境的改变，在新的物理、化学条件下，发生的矿物和岩石的成分、结构和构造的改造与转变叫变质作用。

最主要的变质作用有变质结晶、变形和变质分异3种类型。

把变质岩按变质作用类型和成因可分为区域变质岩类、热接触变质岩类、接触交代变质岩类、动力变质岩类、气液变质岩类、冲击变质岩类。

上述各类中，区域变质岩出露面积最大，约占大陆面积的18%。

由沉积岩经变质作用而形成的变质岩为副变质岩，由火成岩经变质作用而形成的变质岩为正变质岩。

二、变质岩的特征及产出特点1．变质岩的特征变质岩的最大特征是继承性与新生性共存。

变质岩的化学成分与原岩的化学成分有密切关系，同时与变质作用的特点有关；在基本没有发生交代作用的情况下，变质岩的矿物成分，决定于原岩成分和变质条件；变质岩的结构与构造取决于岩石的变质程度；变质岩具有成分的复杂多样性和产出位态的多样性，因而地层单位系统也具有多重性；变质改造有多期性和多阶段性，变质岩的产出具有多层次叠加性。

a-粉砂质泥岩夹砂岩（成层有序）；b-矽线石石英岩（成层无序）；c-深熔片麻岩（块状无序）图5—1 “假夹层假互层”和“假韵律”的形成（据杨振升，1988）a一早期顺层剪切变形的变质地层遭受后期强烈地褶皱和纵向构造置换改造的结果，早期地层的层序由新到老依次为：①大理岩；②透辉变粒岩；③石墨片麻岩；④石榴黑云片麻岩；⑤麻粒岩b一假单斜岩层剖面可能出现的“假夹层”、“假互层”和“假韵律”层序：I一由麻粒岩夹石墨片麻岩组成的“假夹层”组合；Ⅱ一由石榴黑云片麻岩和石墨片麻岩组成的“假互层”组合，其中的透辉变粒岩薄层可能被忽视；Ⅲ一由麻粒岩与石榴黑云片麻岩组成的“假互层”组合；Ⅳ一由石榴黑云片麻岩、石墨片麻岩、透辉变粒岩、大理岩组成的“假韵律”组合；V一由透辉变粒岩、石墨片麻岩、石榴黑云片麻岩组成的“假韵律”组合变质岩的产出特点，取决于原岩建造的性质和改造作用的程度，特别是岩石的变质程度、变形强度、变质作用类型和变质构造的改造等多个方面。

第五章 变质作用与变质岩§１.变质作用概述前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。

以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）——“水成论”。

以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。

——“火成论”。

这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，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。

三大岩类在地壳中分布大致是：岩浆岩占地壳总体积的64.7%；沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75%；变质岩占地壳总体积的27.4%。

一、概念变质作用——岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体 的作用 ,发生成分、结构、构造等变化的地质作用。

变质岩 —— 由变质作用形成的岩石。

二、引起变质作用的因素(一) 温度： 影响变质作用的最基本因素 150°-180°～800°-900°升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质变为晶质，原来小晶粒长大。

（二） 压力：1． 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为275巴；地下10 公里 约2750巴；地下 20公里 约5500巴。

原 岩 变质 变质岩岩浆岩 正变质 正变质岩沉积岩 负变质 负变质岩来源地热岩浆热岩石的断裂挤压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。

２．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。

（三）化学活动性流体以H２O、CO２为主，并含有易挥发的物质在变质作用过程中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，显出有不同的变质特征。

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5章变质作用与变质岩一、名词解释变质作用正变质岩副变质岩重结晶作用重组合作用交代作用接触变质作用气液变质作用蚀变动力变质作用区域变质作用混合岩化花岗岩化变质带双变质带片理变质矿物碎裂带二、是非题1.变质作用可以完全抹掉原岩的特征。

（）2.变质作用最终可导致岩石熔化和形成新的岩浆。

（）3.重结晶作用不能改变岩石原来的矿物成分。

（）4.接触变质作用常常影响到大面积的地壳岩石发生变质。

（）5.同质多相晶的矿物能够作为重结晶环境的指示矿物。

（）6.标志变质作用程度的典型的级别顺序是低级变质作用的绿片岩；中级变质作用的角闪岩和代表高级变质作用的辉石变粒岩。

（）7.标志高围压低温度形成的变质岩顺序是蓝片岩；紧接着是榴辉岩。

（）8.区域变质作用常常包含明显的机械变形。

（）9.区域变质作用的变质程度表现出水平与垂直方向上都有变化。

（）10.石灰岩经变质作用后只能变成大理岩。

（）11.片岩、片麻岩是地壳遭受强烈构造运动的见证。

（）12.高温、高压和强烈剪切作用是引起变质作用的最主要因素。

（）13.当加热时，所有的岩石都可在一定温度下重新起反应。

（）三、选择题1.接触变质形成的许多岩石没有或几乎没有面理，这是因为（）a.接触变质时几乎没有什么变形 ;b.接触变质在高温条件下进行的 ;c.接触变质在低温条件下进行的 ;d.在变质过程中没有任何完好矿物重结晶。

2.富长英质成分（Al2SiO5的铝硅酸盐）的岩石在变质作用过程中随着温度、压力的逐渐增加可以形成Al2SiO5系列多形晶矿物，其顺序是（）a.蓝晶石、红柱石、夕线石;b.红柱石、蓝晶石、夕线石;c.夕线石、红柱石、蓝晶石 ;d.夕线石、蓝晶石、红柱石。

3.碎裂岩是动力变质的产物，它主要是由于（）和（）。

a.沿断裂带机械变形的结果 ;b.作为岩石接近熔点的塑性变形 ;c.与花岗岩侵入有关 ;d.与断裂附近密集的节理有关。

4.下列哪一个不是变质作用的产物。

（）。

a.变斑晶 ;b.眼球花岗岩 ;c.斑晶 ;d.麻砾岩。

区域变质岩系太古宙变质岩系主要分布在华北地区，主要岩石类型为角闪岩相和麻粒岩相。

据变质岩系形成时代，划分为古太古代（曹庄期）、中太古代（迂西期），新太古代（五台期）。

元古宙变质岩系在我国分布遍及华北、塔里木、扬子、华夏地块及其间的造山带内。

变质岩石主要为绿片岩相至角闪岩相岩石。

据变质岩形成时代，主要划分为古元古代（吕梁期）、中元古代（四堡期）。

新元古代变质岩系的变质作用形成时代比较复杂，可由新元古晚期至印支期。

加里东期变质岩系该岩系主要分布于天山—兴安、昆仑—秦岭、华南地区及高喜马拉雅—滇西地区东南。

变质类型以区域低温动力变质作用为主，部分地区为区域动力热流变质作用。

华力西期变质岩系该岩系广泛见于天山—兴安、昆仑—秦岭及华南部分地区。

变质岩石以轻微变质到低绿片岩相（或绿片岩相），属区域低温动力变质作用类型，部分为区域动力热流变质作用类型，为低压相系或中压相系。

在北天山出现以埋深变质作用类型的浊沸石相和葡萄石—绿纤石相。

在闽浙地区出现由区域动力热流变质作用形成的由低绿片岩相到低角闪岩相的递增变质带。

中生代变质岩系印支期变质岩系印支期变质岩系主要分布于祁连—秦岭—大别—苏鲁造山带内，及西藏北部、云南澜沧江及华南政和—大浦断裂带附近。

主要为区域低温动力变质作用，形成低绿片岩相岩石。

燕山期变质岩系该岩系主要分布于藏北和藏东，以及台湾山脉东侧，福建长乐—南澳一带。

在西藏冈底斯北部，即班公错—东巧—怒江结合带中西段，三叠系有确哈拉群、竹卡群，早中侏罗世为接奴群、雁石坪群等被未变质的晚侏罗世以及白垩纪地层覆盖，变质岩石出现黑硬绿泥石及硬柱石，为低温高压绿片岩相系，属区域低温动力变质作用类型。

台湾山脉东侧的玉里变质带，原岩地层时代为二叠系、三叠系，变质岩石以青铝闪石、蓝闪石为代表的低温高压相系，在其西侧出现低压中高温的高绿片岩相太鲁阁变质带。

在长乐—南澳一带，则以断裂为中心，使晚三叠世—侏罗纪地层，因强韧性剪切形成由低绿片岩相到低角闪岩相，并伴有混合岩化的强动力变质带。

(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。