第5章:区域变质岩
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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。