岩石学 复习 知识点 总结 最全

第一篇绪论 一、岩石及其地质分布 1. 概念 岩石(rock):天然形成的、由矿物或类似矿物的物质(如有机质、玻璃、非晶质等)组成的固体集合体。 ☆岩石的基本特点: 1) 岩石多由不同矿物组成,单矿物的岩石相对较少; 2) 岩石可由玻璃质(如黑曜岩)、有机质(如沥青)、胶体物质等组成; 3) 岩石一般指天然产出的固体物质,人工合成的矿物集合体称为工业岩石。 2、分类: 岩石可分为三大类:火成岩、沉积岩、变质岩 ① 火成岩:由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融形成的岩浆,在地面以下或喷出地表 后冷却、凝结的产物。占地壳体积的66%。 侵入岩:岩浆侵入到地表以下凝固成岩; 喷出岩:岩浆喷出到地表形成。 ② 沉积岩:地表岩石经风化等作用形成的物质经搬运、沉积和成岩固结等作用形成的岩石。 约占地表面积的70%、地壳体积的8%。以下两种作用综合产物的沉积→ 混积岩:☆化学及生物风化→ 化学溶液及胶体的沉淀→ 化学沉积(岩); ☆剥蚀及机械破碎→ 碎屑物质(岩石碎屑、矿物碎屑或生物碎屑)→ 碎屑岩; ③ 变质岩:已有岩石(火成岩及沉积岩)在温度、压力、应力变化及化学流体等内动力作用 下,成分、结构、构造等发生不同程度的变化所形成的岩石。占地壳体积的20%。 ◇变质作用主要发生在固体状态下,一般未经过熔融过程。 ◇变质岩形成的温、压条件介于地表的沉积作用及岩石的熔融作用之间。 3、三大类岩石之间的关系 互相过渡:火山碎屑岩与沉积岩;混合岩与火成岩;沉积岩与低级变质岩。 火成岩经风化沉积或变质作用,可形成沉积岩或变质岩; 互相转换:沉积岩经变质改造或进一步的重熔作用,可形成变质岩或火成岩; 变质岩经风化沉积或重熔作用,可形成沉积岩或火成岩。 3楼 第二篇火成岩(Igneous rocks) 二、岩浆及岩浆作用 一、岩浆 1、岩浆的定义:形成于上地幔或地壳深部的高温、粘稠熔融体,以硅酸盐成分为主,含有挥发分及少量固体。有以下两层含义: 1)岩浆产生的部位、性状和成分; 2)岩浆的基本特点:具一定的化学组成、高温、具有流动性。 2、影响岩浆粘度的因素(包括→成分、粘度、挥发分、温度、压力) 2.1 岩浆的成分 △SiO2、Al2O3、Cr2O3含量高,岩浆粘度增加; △Ca、Mg、Fe、K、Na、OH-含量高,粘度低。 2.2 温度:温度增高,粘度显著减小,流动性增加。 例如→相同成分相同密度的酸性岩浆,有些喷出地表形成流纹岩,有些形成呈花岗岩侵入体,原因之一是前者温度高,因而导致粘度降低,流动性增大。 2.3 压力:压力对粘度的影响较小; 例如→压力从1巴增高至30仟巴,粘度仅增大1/10。 2.4 挥发分:一般挥发分含量增加,岩浆粘度降低。 主要为H2O,溶于硅酸盐熔体时,羟基代替硅氧四面体中的共用氧,使阳离子与共用氧断开,出现了更多的[SiO4]4-单体,从而减弱了硅氧四面体之间的聚合程度,岩浆的粘度也随之下降。 3、岩浆的温度 起源较浅的低温酸性岩浆往往形成中深成花岗岩体,而来源较深的高温(过热)酸性岩浆则可喷出地表形成熔岩。目前技术条件下直接测定的现代火山岩浆的温度如: 基性玄武岩岩浆:1100-1250 ℃ 安山质岩浆:900-1100 ℃ 流纹质岩浆:700-900 ℃ 1)从基性岩岩浆到酸性岩浆,温度降低; 2)不同岩浆源区,要求的部分熔融温度有很大的差异; 3)岩浆的温度对岩浆的活动性有很大的影响。 4、岩浆中的挥发分 ⑴挥发分:CO2, CH4, NH3, H2, HCl, HF, H2S, SO2, P2O5 和H2O等。其中H2O最丰富占99% ⑵挥发分对岩浆作用的影响: ①岩浆的喷出方式; 挥发分聚集时,在近地表处会强烈膨胀,使岩浆爆裂成火山灰,导致火山强烈爆发。 ②岩浆结晶的温度; 挥发分含量高结晶温度下降,挥发分迅速从岩浆中逸出后,岩浆会快速结晶,其中的晶体数量也随之加多。 ⑶了解挥发分的类型及含量的途径:1)从现代火山喷发的气体中取得;2)通过岩石中的流体包裹体获得。 补充→矿物分离结晶的顺序-鲍文(Bowen,1928)反应系列 5、岩浆演化的方式(岩浆分异、同化、混合作用) 5.1分异作用:原来成分均匀的岩浆,在没有外来物质加入的情况下,依靠本身的演化,最终产生不同组分的火成岩的作用。 ? △未发生相分离:扩散作用、熔离作用; ? △结晶相和流体相分离:分离结晶作用、气体搬运作用。 5.2同化混染作用:岩浆熔化或溶解围岩及捕虏体,或与其发生反应,而使岩浆的成分发生变化的过程。当熔化或溶解较彻底时为同化作用;不彻底时可有未熔物质的残留称混染作用5.3岩浆混合作用:两种不同成分的岩浆以不同的比例混合,产生一系列过渡类型岩浆。 三、火成岩的产状、结构和构造 一、火成岩的野外特征 1.侵入岩的野外产状(注意看构造识产状,看颜色识岩性) ◇整合侵入体:侵入体与围岩的接触面基本上平行于围岩的层理或片理; 包括岩盆、岩盖〔又称岩盘〕、岩床〔又称岩席〕、岩鞍。 ◇不整合侵入体:侵入体切割围岩片理、层理,接触面产状与围岩片理和层理产状不一致; 包括岩墙、岩脉、岩株、岩基。 二、火成岩的结构 结构的概念:组成岩石的矿物的结晶程度、颗粒大小、晶体的形态、自形程度和矿 中 物之间(包括玻璃)的相互关系。 结构分类的依据:结晶程度、矿物的自形程度、矿物颗粒的大小、矿物颗粒之间的 相互关系、矿物的排列方式。 2.1 依据矿物颗粒的绝对大小 1)显晶质结构:肉眼能够分辨矿物颗粒 粗粒结构:d > 5mm 中粒结构:d = 2~5mm 细粒结构:d = 0.2(0.1)~ 2mm 微粒结构: d = 0.02(0.01)~ 0.2 (0.1) mm ※ d=1~3cm的矿物称为巨晶: d > 3cm的矿物称为伟晶 2)隐晶质结构:肉眼不能够分辨矿物颗粒(d <0.02mm) 2.2 依据矿物颗粒的相对大小:等粒结构、不等粒结构、斑状结构、似斑状结构。 ♀等粒结构:岩石中同种主要矿物颗粒大小大致相等。 ♀不等粒结构:岩石中同种主要矿物颗粒大小不等。 ♀似斑状结构:岩石由两群大小不同的矿粒组成,基质为显晶质,与斑晶为同一世代的产物。(与不等粒结构相区别:斑晶与基质间没有中等大小的颗粒) ♀斑状结构:岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群,大颗粒呈斑点状镶嵌在细小的隐晶质或玻璃质的基质中。(补充→斑晶:大颗粒基质:细小的隐晶质及玻璃质) 等粒结构→←似斑状结构 斑状结构→ ←不等粒结构 斑晶的变化:斑状结构是浅成岩和喷出岩的重要结构类型,斑晶一般在深处(岩浆房)或上升过程中晶出的,在地表条件下不稳定。 ☆熔蚀结构:因压力降低使斑晶矿物的熔点降低,或因岩浆在地表氧化,温度升高等,造成早已结晶的斑晶熔蚀。 ☆暗化边结构:含挥发分的斑晶(角闪石、黑云母等),因低压、高温氧化、脱水等原因,在斑晶的边部出现不透明的边缘(一般由磁铁矿及高温无水的透长石、白榴石、橄榄石、辉石等集合体组成)。 ☆细晶结构 由细粒它形的长石和石英组成的细粒它形粒状结构。在手标本上,断口常呈细砂糖状。 2.3矿物的自形程度 自形程度是指组成岩石的矿物的晶形完好程度。可以分为三种不同的结构: ①自形粒状结构:组成岩石的矿物颗粒,按自己的结晶习性,发育成被规则的晶面所包围的自形晶。说明岩浆中矿物结晶中心少,结晶时间长,有足够的空间,或者矿物结晶能力强。 ②半自形粒状结构:组成岩石的矿物颗粒,按结晶习性发育一部分规则的晶面,而其它的晶面发育不好,而呈不规则的形态。 ③它形粒状结构:组成岩石的矿物颗粒多呈不规则的形态(它形晶),找不到完整规则的晶面。结晶中心较多,矿物颗粒几乎同时结晶,没有足够的结晶时间和空间的条件下形成的。 2.4岩石中矿物颗粒间的相互关系 矿物之间的相互关系以及矿物与玻璃质之间的相互关系,常见结构有:条纹结构、文象结构、蠕虫结构、反应边结构、环带结构、包含结构、填隙 (间) 结构等。 ☆条纹结构 即钾长石和钠长石有规律地交生。正条纹结构指主晶为钾长石;反条纹结构指主晶为钠长石。 ☆文象结构 石英呈一定的外形(如象形文字)有规律地镶嵌在钾长石中,这些石英在正交偏光下同时消光。肉眼可见的叫文象结构,镜下才能见到的叫显微文象结构。成因:文象结构是长石和石英在共结点同时结晶形成的。 ☆蠕虫结构 许多细小的形似蠕虫状或指状的石英穿插生长在长石中,其中石英的消光位一致。 成因:固溶体分离和交代(交代是指斜长石交代钾长石,使多余的SiO2析出,生成蠕虫状石英,被包裹于斜长石中)。 ☆反应边结构 早生成的矿物或捕掳晶,与岩浆发生反应,当反应不彻底时,在早生成矿物的边缘形成一种新矿物,完全或部分包围早结晶的矿物。常见的类型有橄榄石的辉石反应边,辉石的角闪石、黑云母反应边。 ☆环带结构 固溶体矿物从中心向边缘具不同的组成而成环带,镜下显示不同的消光位。斜长石中常见。 ☆包含结构(又称嵌晶结构) 在较大的矿物颗粒中包含较小的另一种矿物颗粒。被包裹的矿物结晶较早,而包裹它的矿物结晶较晚,可作为分析岩浆中矿物结晶顺序的证据。 ☆填隙(间) 结构 辉石等暗色矿物以及隐晶质、玻璃质充填于微晶斜长石粒间空隙形成的结构。见于浅成相或喷出相火山岩基质。玻基斑状结构:基质全为火山玻璃;玻璃质结构→斑晶少于5% 间粒结构:充填物均为粒状矿物; 间隐结构:充填物为隐晶质、玻璃质; 间粒间隐结构:二者的过渡类型 ☆辉长结构:基性斜长石和辉石的自形程度相近,均呈半自形-它形粒状。辉长岩典型结构。 ☆辉绿结构:自形晶斜长石之间形成近三角形空隙,其中充填单个的它形辉石颗粒。浅成基性侵入岩(辉绿岩)中的典型结构。 ☆二长结构:斜长石和碱性长石含量相近,斜长石自形程度好,为自形—半自形,它形钾长石充填在斜长石间隙中。 ☆安山结构(玻晶或玻基交织结构):岩石的基质中斜长石微晶呈杂乱-半定向排列,微晶之间有较多的玻璃质或隐晶质充填。 ☆花岗结构(半自形粒状结构) 暗色矿物自形程度较高,长石次之,石英呈它形充填在不规则的空隙中。 2.5岩石中矿物的排列方式(主要有3种) ☆交织结构喷出岩基质中的斜长石微晶呈交织状或半平行排列。 ☆玻晶交织结构:基质中玻璃质含量明显;在安山岩中常见,又称安山结构。 ☆粗面结构:喷出岩的基质中钾长石微晶呈平行排列。 三、火成岩构造 构造的定义:岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合与其它组成部分间的排列、充填方式等。☆常见的火成岩构:造块状构造,层状构造或带状构造,斑杂构造,面理构造、线理构造,球状构造,气孔构造,杏仁构造,流动构造,柱状节理构造,枕状构造。 四、火成岩的化学成分 4.1 SiO2 SiO2含量高:酸性程度高、酸度大、或者基性程度低;SiO2含量低:酸度小、基性程度高。火成岩酸性程度和基性程度的划分 (Bi指黑云母) : 超基性岩:SiO2 < 45%,主矿为橄榄石和辉石,主岩为苦橄岩/ 橄榄岩,色率>90 基性岩:SiO2 45~53%,主矿为辉石与基性斜长石,主岩为玄武岩/ 辉长岩,色率40~90 中性岩:SiO253~66%,主矿为角闪石与中性斜长石,主岩为安山岩/ 闪长岩,色率15~40 酸性岩:SiO2 > 66%,主矿为钾长石、酸性斜长石、石英,主岩为流纹岩/ 花岗岩,色率< 15 &(主矿指主要矿物,主岩指主要岩类,中性岩含暗色矿物少,酸性岩含暗色矿物多为Bi) 4.2 Na2O + K2O 1) 里特曼(组合)指数(δ)δ= (K2O+Na2O)2/(SiO2 – 43)(wt%),钙碱性岩(δ< 3.3) 碱性岩(δ= 3.3~9);过碱性岩(δ> 9)。 2)SiO2 - Na2O+K2O图解(见右图) 火成岩分类:◇亚碱性系列(S)(可分为拉斑玄武岩系列、钙碱性系列) ◇碱性系列(A) 6楼 例如:S型花岗岩:一般具 K2O/Na2O>1; M型或I型花岗岩:K2O/Na2O<1。 K2O/Na2O比值是火成岩研究的一个重要参数。 五、矿物成分 5.1矿物组成 ♀造岩矿物:组成岩石的矿物的统称; 火成岩中最主要的造岩矿物有橄榄石类、辉石类、角闪石类、云母类、碱性长石类、斜 长石类、似长石类和石英类等。火成岩中常见的矿物只有20多种。 ♀主要矿物:在岩石中含量多、并在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。 ♀次要矿物:在岩石中含量少于主要矿物的矿物。 ♀副矿物:在岩石中含量很少,在一般岩石分类命名中不起作用的矿物。 5.2化学成分分类 ☆硅铝矿物: 矿物中SiO2与Al2O3的含量较高,不含FeO和MgO,包括石英类、长石类及似长石类。 ☆镁铁矿物: 矿物中FeO、MgO的含量较高,有橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母类。 5.2.1对应的按矿物颜色的分类: ◇浅色矿物:颜色较浅的矿物,如白色、灰色和无色,与硅铝矿物相对应。 ◇暗色矿物:颜色较深的矿物,如黑色、绿色、褐色、蓝色等,与镁铁矿物相对应。有些富含Na2O的暗色矿物称之为碱性暗色矿物,如霓石、钠闪石、星叶石等。 5.2.2色率(暗色矿物在火成岩中的含量(体积百分数))及其意义 浅色岩:色率在0~30间,习惯上把花岗岩、正长岩等浅色矿物占优势的岩石称为浅色岩。 暗色岩:色率在60~100间,以暗色矿物占优势的岩石。如橄榄岩、辉长岩等。 色率随岩石酸度变化的大致情况:超基性岩:色率>90;基性岩:色率=40-90;中性岩:色率=15-40;酸性岩:色率<15。 五、超镁铁质及镁铁质杂岩 1、超镁铁岩 2、镁铁质岩类(钙碱性系列→如辉长岩;碱性系列→如碱性辉长岩) 2.1 辉长岩类(钙碱系列) 主要组成:辉石,基性斜长石(拉长石或培长石) 主要结构:辉长结构辉绿结构包橄结构反应边结构 主要种属:辉长岩、辉绿岩、斜长岩 2.2 碱性辉长岩类(碱性辉长岩) 六、镁铁质火山岩→玄武岩及相关岩 镁铁质火山岩:主要是玄武岩,化学成分与辉长岩相当 相关岩类:超镁铁质火山岩,如苦橄岩、科马提岩和麦美其岩等 1、常见种属 1.1 亚碱性系列 钙碱性玄武岩:一般K2O、Na2O偏高而CaO、FeOT和MgO较低, Al2O3较高,当Al2O3 >16-17%时,称为高铝玄武岩。 拉斑玄武岩:相对钙碱性的玄武岩贫碱、尤其是贫K2O,低TiO2。FeOT /MgO 的比值具随SiO2 增加的趋势。大洋拉斑玄武岩:MgO、CaO 稍富,显著低K2O(K2O<0.3%),Na/K(>10)高; 大陆拉斑玄武岩:SiO2 稍富,相对富K2O、贫Na2O,Na/K(在1.1-3.5 间)比值低; 岛弧拉班玄武岩:既贫钾又贫钠,且以贫TiO2为特征; ◇按化学成分和矿物成分划分:拉斑玄武岩、高铝玄武岩、粗玄岩、玻基玄武岩、细碧岩 1.2 碱性系列:碱玄岩、碧玄岩 1.3 钾玄岩系列:钾玄岩 2、相关的超镁铁质火山岩:苦橄岩、麦美奇岩(即玻基纯橄岩)、科马提岩 七、中酸性熔岩及火山碎屑岩类 1、中酸性熔岩:安山岩、英安岩、流纹岩; 相关岩石:粗面岩(与正长岩成分对应的喷出岩)。 2.火山碎屑的类型及特征 火山爆发产生的火山碎屑物分为“三屑” 2.1岩屑:喷出时是完全凝固的刚性(不可塑)固态物质,呈棱角状。也可能喷出时尚未完全固结,在空中飞行时旋转、碰撞,降落堆积时溅落和压扁形成各种不同的形态。 2.2晶屑:矿物晶体的碎屑;多源自岩浆中析出的晶体,也可源于早形成的粗粒结晶的岩石。 (最常见的晶屑是石英、钾长石和酸性斜长石,其次是黑云母、角闪石。) 2.3玻屑:气泡化的岩浆气孔壁爆碎的产物,喷发时多尚未完全凝固,可分为半塑性和塑性。 3、火山碎屑岩:火山作用形成的各种火山碎屑物质堆积后经多种方式固结而成的岩石。 ☆火山碎屑岩定量粒级分类 1-凝灰岩;2-角砾凝灰岩;3-集块凝灰岩;4-火山角砾岩;5-集块角砾岩; 6-角砾集块岩;7-集块岩 ◇按岩石中主要碎屑(一般大于50%)的粒度可分为集块岩、火山角砾岩、火山砾角砾岩和凝灰岩等类型。 ☆凝灰岩中“三屑”命名图 1-玻屑凝灰岩;2-晶屑凝灰岩;3-岩屑凝灰岩;4-晶玻屑凝灰岩;5-岩玻屑凝灰岩;6-晶岩屑凝灰岩;7-复屑凝灰岩 八、花岗质岩及相关岩类 1常见花岗岩种属 1.1花岗岩 花岗岩(狭义):酸性侵入岩,SiO2>66%,石英大于20%,主要矿物为石英、碱性长石。 花岗岩类(长英质岩类):SiO2 含量>53%、石英含量>5%,主要组成矿物仍为长石和石英。 花岗岩类岩石(广义):一般指花岗岩及与花岗岩具密切共生关系、矿物成分以石英(>5%)和长石为主的中性侵入岩(钙碱性岩类及部分钙碱性-碱性岩类的岩石)。 1.2闪长岩:石英<5% ,暗色矿物20-35%,长石类矿物主要为中性斜长石(中长石),常具环带结构;不含或仅含少量碱性长石;最常见暗色矿物角闪石,也有以黑云母或辉石为主者。 1.3正长岩:浅色矿物主要为碱性长石和斜长石,可含少量石英或似长石(霞石、方钠石等,与石英不共生),分别出现在钙碱性岩和碱性岩中。暗色矿物主要是角闪石、辉石及黑云母。 细晶岩与伟晶岩(见课件)(火成岩中所对应的侵入岩和喷出岩请自己归纳) 九、金伯利岩、煌斑岩、碳酸岩及其它硅不饱和的岩石(见课件) 另外(区分如闪长玢岩与花岗斑岩等,可依据以下规律鉴别) 玢岩:岩石中的斑晶矿物主要是斜长石及暗色矿物,主要见于超基性岩、基性岩、中性岩。 斑岩:岩石中的斑晶矿物主要是石英、碱性长石和似长石,主要见于酸性岩、碱性岩。 第三篇沉积岩(Sedimentary petrology) 一、沉积岩的形成过程和一般特征 1、概述 沉积岩:在表生条件下,由风化作用、生物作用和火山作用的产物,经介质的搬运,再经各种沉积作用所形成的松散沉积物,在逐渐被埋藏过程中又经胶结和成岩改造成的岩石。 2、沉积岩的形成过程(见课件) 2.1沉积物的来源 ◇组成沉积岩的物质来源主要有四种: 陆源物质—母岩风化的产物 生物源物质—生物残骸和有机质 深源物质—火山碎屑和深部卤水 宇宙物质—陨石 其中,母岩风化产物按其性质可分为三种类型: ☆(它们构成了最常见的三类沉积岩的基本物质→陆源碎屑岩、泥质岩、内源沉积岩) ①碎屑物质:未遭受分解的矿物碎屑和岩石碎屑 ②不溶残积物:母岩分解过程新生成的不溶物质,如粘土和氧化物等 ③溶解物质:以溶解状态被带走。如钾、钠、钙等。 2.2沉积物的搬运作用 2.2.1碎屑颗粒的机械搬运和沉积 牵引流:水流、波浪、空气;重力流:浊流、泥石流、颗粒流、液化沉积物流 a.流水的机械搬运和沉积作用,搬运方式为 推移搬运:滚动搬运或推移载荷 悬浮搬运:悬移搬运或悬浮载荷 跳跃搬运:介于前二者之间 2.2.2化学物质的搬运和沉积 2.2.3生物的搬运和沉积 3沉积岩的物质成分和颜色 3.1矿物类型:从矿物的“生成”的角度出发,沉积岩中的矿物分为“它生矿物”和“自生矿物”。 它生矿物(继承矿物):从母岩继承来的矿物,即在沉积岩形成作用开始之前就已经生成或已经存在的矿物。其继承来源为陆源碎屑矿物、火山碎屑矿物和宇宙物质。主要的它生矿物有石英、长石、云母和岩屑。 自生矿物:在沉积岩的沉积和成岩过程中,以化学或生物化学方式新生成的矿物。或者说是由所赋存的沉积岩自己生成的矿物。常见的典型自生矿物有土矿物、方解石、白云石、石英、玉髓、海绿石、石膏、铁锰氧化物或其水化物等。 3.2颜色 沉积岩的颜色直接反映了沉积岩的物质组成和形成环境,可分为: ◇继承色→主要由陆源碎屑矿物显现出来的颜色; ◇自生色→主要由自生矿物显现出来的颜色。 ①白色或浅灰白色:岩石不含有机质、构成矿物基本上都是无色透明矿物。如纯净的高岭石、蒙脱石粘土岩、钙质石英砂岩、结晶灰岩等。 ②红、紫红、褐或黄色:岩石含高铁氧化物或氢氧化物(其含量低至百分之几即有很强的致色效果)。如深海硅质岩、长石砂岩等,可指示氧化条件,但并非一定是暴露条件。 ③灰、深灰或黑色:岩石含有机质或弥散状低铁硫化物(如黄铁矿、白铁矿)微粒,可指示还原条件,如黑色页岩、炭质泥岩等。 ④绿色—绿灰色:一般由海绿石、绿泥石等矿物造成。这类矿物中的铁离子有Fe2+和Fe3+两种价态,如海绿石石英砂岩可代表弱氧化或弱还原条件。 4、沉积岩的结构和构造 4.1结构 泥状结构:细小的粘土矿物(粒度一般<0.005mm)构成粘土岩后所形成的岩石结构。 生物结构:直接由生物遗体构成,在某些生物灰岩、硅质岩中出现。 碎屑结构:就是由母岩机械风化产生的碎屑进入沉积物后被胶结起来所形成的岩石结构,为砾岩、砂岩所特有。晶粒结构:是指由化学作用和生物作用从溶液中沉淀的晶粒或成岩后生作用中重结晶形成的晶粒所构成的岩石结构,主要在石灰岩、白云岩、硅质岩中发育。 4.2构造 4.1层理:沉积物沉积时在层内形成的成层现象。是由沉积物的成分、结构、颜色及层的厚度、形状等沿垂向变化而显示出的成层现象。 ◇描述层理的基本术语:纹层(细层);层系;层系组;层系界面; ♀纹层:层理中可以划分出来的最小层状单元,是组成层理的最基本最小的单元。纹层内无任何肉眼可见的层。♀层系:由一组在成分、结构、厚度和产状上近似的同型纹层叠置而成。也可不含纹层而只显示粒度的渐变特征。 ♀层系组:由两个或两个以上在岩性、成分、结构上基本一致的或成因上有联系的层系叠置而成,期间没有明显间断。 水平层理和平行层理:细层呈直线状且相互平行,并都与层面一致。但二者形成的水动力条不同。水平层理主要主要产于细碎屑岩和灰岩中(低能环境);平行层理主要产于砂岩中。 粒序层理(递变层理):层理中的颗粒粒度在垂向上连续递变,无任何内部纹层或纹理显示。 叠层构造:由单细胞或简单多细胞藻类、或细菌等在固定基底上周期性繁殖成的纹层状构造。 鸟眼构造:指细粒沉积岩中成群或单个出现的、一般为几毫米大小的鸟眼状孔隙被亮晶方解 石或石膏等胶结物充填而形成的一种沉积构造。 生物扰动构造:由动物的机械行为(同沉积的爬行、沉积后的挖掘等等)使松软沉积物原有 的沉积特征、特别是原有的构造特征遭到破坏而形成的无定形构造。 6沉积岩的分类 二、化学风化和风化中矿物的稳定性 三、沉积作用和沉积物 1.物理沉积作用和碎屑沉积物 1.1牵引流:低粘度、低密度。一般的河流、海(湖)的波浪流、沿岸流、潮汐流等均属于牵引流。其搬运机制是流体拖曳、牵引沉积物一起运动。 1.2颗粒被水流牵引时的搬运方式: ①滚(挪)动:粒径>2mm 的碎屑物在牵引流底部,以滚的方式向前挪动,如:砾; ②跳跃:粒径为2-0.05mm 的细碎屑物,在牵引流底部时跳时落,如砂; ③悬浮:粒径为0.05-0.005mm 的细碎屑物, 起动后浮在水中很难下沉,如粉砂; 当粒径<0.005mm的颗粒,易于悬浮,并可能向胶体转化,如泥质。 1.3控制颗粒搬运方式的主要因素 总体受水流牵引力大小的控制,还有流速(或流态),颗粒的大小、密度和形态等因素。 1.4碎屑沉积物的碎屑结构 碎屑结构:在一定动力条件下共生在一起的碎屑颗粒所具有的内在形貌特征的总和。 ☆粒度:中粒状碎屑的粗细程度。(很重要,尤其是砂的细分,见课本P174) ☆分选度:碎屑颗粒大小的均匀程度—流体在沉积作用中对粒度累积分异强度的衡量指标。 分选好:一个粒级颗粒达75%以上; 分选中等:一个粒级颗粒为75-50%; 分选差:一个粒级颗粒未超过50%,多级别颗粒共存。 ☆圆度:颗粒棱角磨蚀的程度,棱角状、次棱角状、次圆状、圆状(镜下或标本上观察)等。 ☆球度:颗粒度按近于球体的程度,分为:圆球体、扁球体、椭球体、长扁球体等。 ☆支撑类型:基质和颗粒的充填关系——可反映流体类型和环境的动力条件等特征。 ◇杂基:与砂或砂级以上颗粒共生的细粉砂和泥级颗粒;泥级颗粒更多时也称泥基。 ◇砂基:与砾石颗粒共生的粒度明显不连续的砂级颗粒。 ①颗粒支撑:碎屑颗粒直接堆垒起来搭成颗粒格架、彼此相互接触,而基质充填在颗粒之间、含量很少,可同时形成粒间孔。 ②基质支撑:基质和较大颗粒共同搭接形成沉积物格架,基质含量高,颗粒充填在基质 之间、被基质隔开而“漂浮”在基质背景中。 ③过渡支撑:基质含量相对适中,部分颗粒互相接触,另一部分被基质隔开。 ☆孔隙:沉积物(或沉积岩)中未被固态物质占据的空间。 四、成岩作用 1、它生沉积岩(陆源碎屑岩)的基本组成:碎屑颗粒、填隙物(杂基、胶结物)和孔隙。 碎屑颗粒:碎屑岩的主要组成部分,占整个岩石的50%以上,并决定岩石的基本性质。 杂基:由机械沉积作用形成的细粒物质,充填在碎屑颗粒之间。 胶结物:是对颗粒起胶结作用的化学沉淀物。 孔隙:岩石中未被固体物质所占据的部分,孔隙可以是原生的,也可以是后期形成的。 2、主要成岩作用及作用特点 胶结类型:碎屑和填隙物之间的关系。 ⑴ 基底式胶结:填隙物含量较多,碎屑颗粒间不相接触呈飘浮状或游离状分散在填隙物内。 ⑵ 接触式胶结:颗粒之间彼此接触,胶结物只分布在颗粒之间的接触点附近;胶结物含量很少, 颗粒之间的孔隙较发育。 ⑶ 孔隙式胶结:颗粒构成支架,颗粒之间多呈点状接触。胶结物充填在碎屑颗粒之间的孔隙中,含量少。形成于晚期成岩阶段。 ⑷ 镶嵌式胶结:颗粒之间因压溶而多呈面接触、凸凹接触或缝合线接触。 ⑸ 悬挂式胶结:胶结物和它附着(或胶结)的颗粒具有相对一致的方位性。 ♂加大边结构(共轴增生状结构):胶结物与被胶结颗粒的成分相同、晶格连续,就好像被胶结颗粒向着粒间边缘向外加大一样。 五、它生沉积岩类 1 概述 2粗碎屑岩 即砾岩、角砾岩和沉积混杂岩,砾级碎屑体积分数占30%以上的沉积岩。 3(中)碎屑岩 即砂岩,砂岩是砂级陆源碎屑体积分数高于 50%、砾级低于30%的沉积岩。 3.1按主要粒度分类 3.2砂岩按基质含量分类 ①净砂岩(Arenite,砂岩):基质含量<15%,结构成熟度相对高。 ②杂砂岩(Wacke,瓦克岩):基质含量>15%,结构成熟度相对低。 3.3按砂岩的成分分类 除去填隙物,按三种碎屑颗粒之间的相对百分比,分别对净砂岩和杂砂岩进行分类。 通常根据碎屑的化学稳定性分为三个端元成分:(三单元四组分) Q端元为单晶石英; R端元为岩屑 F端元为单晶长石 1-石英砂岩 2-长石石英砂岩 3-岩屑石英砂岩 4-长石砂岩 5-岩屑长石 6-长石岩屑砂岩 7-岩屑砂岩 注:当杂基的含量大于15%时,要参与定名! 4细碎屑岩 ☆即粉砂岩,粉砂岩是粒度0.05-0.005mm之间的颗粒含量占碎屑颗粒50%以上的碎屑岩。 ☆即泥质岩,泥级质点(主要指粘土矿物)体积分数超过50%的沉积岩。 黄土:一种未固结至半固结的粉砂岩,浅黄色、褐色或红色呈土状,是一种半固结多孔粉砂。 六、自生沉积岩类 1、碳酸盐岩 定义:自生的碳酸盐矿物(方解石和白云石)含量超过50%的沉积岩类称碳酸盐岩。自生碳酸盐矿物中若一半以上为方解石称石灰岩,若一半以上为白云石称白云岩。 2、硅质岩 定义:由化学、生物和生物化学作用及某种火山作用形成的富含SiO2(> 50 %)的沉积岩称硅质岩,欧美国家或国际上则多统称为燧石岩。 3、其它自生沉积岩类 ①磷质岩:磷块岩和磷质岩的泛称,磷酸盐矿物体积含量大于20%的沉积岩。 ②铁质岩:是富铁岩。有经济价值的铁沉积岩、铁质沉积岩、含铁沉积岩,称为沉积铁矿。 ③铝质土岩:由富含氢氧化铝矿物组成的沉积岩;如果铝土岩中A12O3的含量(ω%)大于40%,其A12O3:Si O2>2:1,则称为铝土矿。 ④蒸发岩:在强烈蒸发条件下,海盆或湖盆水体因盐分逐渐浓缩以至发生沉淀,这种由于蒸发作用以化学沉淀方式而形成的易溶盐类矿物占50%以上的沉积岩。 11楼第四篇变质岩 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。交代作用产物有混合岩、矽卡岩、气热变质岩等。 (3)活动组分(mobile components):可以在系统中带入、带出的组分。流体相是完全活动组分。活性组分 的迁移方式:①渗透(infiltration):裂隙溶液中组分迁移,驱动力为压力差。②扩散(diffusion):粒间孔隙溶液中组分迁移,驱动力为浓度差。 (4)变质作用的化学分类(chemical classification): ①等化学变质作用(isochemical metamorphism):变质前后岩石除了H2O、CO2等挥发分以及Fe的价态变化外,总的化学成分不发生改变。视为封闭系统。 ②异化学变质作用(allochemical metamorphism):变质前后岩石总化学成分除H2O、CO2等挥发分外,其它组分也发生变化。岩石系统是开放系统,伴随交代作用,K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Si4+等金属阳离子成为活动组分可带入带出。 重结晶作用交代作用 封闭系统开放系统 无组分带入带出有组分带入带出 矿物成分可不变矿物成分改变 岩石总化学成分不变岩石总化学成分改变 体积改变体积不变 三、影响变质作用因素 a.地质环境条件是控制变质作用发生的根本因素,如:大地构造位置(岛弧、海沟、洋中脊等)、构造过程(沉降、隆升等)、岩浆作用等。 b.地质环境条件最终都会以物理化学因素的体现在变质作用过程中,主要包括:温度T、压力P、流体x、时间t、偏应力(应力)等。 12楼⒈温度T ⑴温度范围:200-800℃,超高压可达1000℃。 Mus+Q→Or+Sill+H2O(T>650℃,P<3.5kb) ⑵温度是变质作用的主导因素:可导致重结晶、变质反应、混合岩化;增加流体活性;改变岩石变形性质等。 ⑶ 生热原因: 岩浆;深部热流;地壳放射热;机械摩擦;地热增温(正常情况25-30℃/km)。(4)温度因素影响表现 ①T升高有利于吸热反应,T降低反应向放热方向进行; ②大大加快变质反应速率和晶体生长; ③T升高可改变岩石的变形行为,从脆性变形向塑性变形转化; ④T升高产生脱水、脱碳酸等化学反应,形成变质热液作为催化剂、搬运剂和热媒介对变质作用施加影响。 ⑤T升高还可导致部分熔融而发生混合岩化。 ⒉压力P (1)静压力(负荷压力):热力学上的压力P是各向相等的静水压力(hydrostatic pressure),影响矿物的相平衡。压力增加,有利于体积缩小的反应,形成高密度矿物组合。在35km范围内与深度关系为0.029GPa/km。压力的标准国际单位为Pa(帕斯卡),地质上也常用bar(巴)和Kbar(103bar):1GPa=109Pa; 1bar=105Pa; 1Kbar=0.1GPa 流体压力:岩石系统中常存在少量的流体相,它们所具有的内压称流体压力。 (2)对变质作用的影响分两种情况: ①流体压力与静压力相等:流体压力不构成独立的控制因素; ②流体压力与静压力不相等:流体压力则构成独立的控制因素。 压力范围:动力变质作用和接触变质作用多在5km 范围内,压力低于0.1GPa;区域变质作用深度大于5km,压力高于0.1GPa;按压力大小分为不同的压力型(低压、中压、高压、超高压)。 作用形式:①控制变质反应方向,影响变质反应温度;②有利于形成分子体积小、密度大的矿物;③改变岩石的熔点。 Ca[CO3]+SiO2 → CaSiO3+CO2↑ P=105Pa,T=470℃;P=108pa,T=670℃。 (3)压力类型 ①负荷压力(Pl):来自上覆岩石;作用于矿物颗粒边界,使颗粒结合在一起 ②定向压力(σ):来自构造运动;如垂直直应力、侧向直应力等。 ③流体压力(Pf):来自粒间孔隙流体。 总压力 P = Pl + 构造超压 + 流体超压 ⒊流体x(Fluid composition ) (1)变质作用中流体的作用: ①变质作用中流体起溶剂和媒介(载体)作用。在没有流体参予的干系统中,反应难以发生或难以反应完全。 ②可控制变质反应方向。例如:Cc+Q ?Wo+CO2 ③可降低岩石熔点,如长英质岩:无水950℃,含水640℃ ④ 变质反应的催化剂。例如:铁橄榄石的合成实验:2MgO+SiO2?Mg2SiO4,该反应在干体系1000℃条件下,须时近四天,只有26%转化;在湿体系460℃条件下,只须时间几分钟,就全部转化。 (2)对整个岩石圈来说,变质作用中的流体最主要是CO2、H2O等。流体在较高温压条件下,具有较大的活性,对变质作用的进行有很大影响。 (3)变质作用过程中存在流体相的证据:变质岩中存在含H2O矿物(云母、角闪石等)、碳酸盐矿物及这些矿物的包裹体,特别是流体包裹体。 ①制约变质作用中大量有流体相参加的反应; e.g. 对脱水反应和脱碳酸反应,流体xH2O的增加(xCO2减少),反应将向xH2O减少、xCO2增加的方向进行,即阻碍脱水反应而促进脱CO2反应进行。提高脱水反应温度、降低脱CO2反应温度。相反,则将促进脱水反应而阻碍脱CO2反应进行。 ②促进交代作用以及成矿作用的发生; 流体中可溶解K、Na、Ca、Si等造岩组分以及Fe、Cu、Ag等成矿组分,在开放系统条件下,岩石在流体作用下发生元素带入带出与环境发生物质交换,造成岩石的化学成分变化,并可形成矿床。 变质作用中流体的主要来源: ①原岩中的流体:主要是沉积岩的孔隙流体,在埋藏变质中起重要作用。 ②海水:在洋底变质和俯冲带变质中起重要作用。 ③变质流体:变质过程中可产生脱流体反应,广泛出现在各类变质环境。 ④岩浆流体:在接触变质和交代变质中起重要作用。 ⑤深源流体:主要来自地幔放气作用,高级变质流体相的主要来源 4、时间t 变质作用时间因素的两重含义: ⑴变质作用发生的地质年代:由于地球发展的方向性和不可逆性,决定了不同时代变质作用的特点不同。 ⑵一次变质作用自始至终经历时间:不同时间变质作用的特点不同。当变质作用P、T条件随着时间t的变化而变化,就构成了变质作用的P-T-t轨迹。 各种因素的关系——相互促进又相互制约 ⑴温度: 一般是最重要因素,它不仅控制着变质作用的发生和发展,也制约着流体的活性和岩石变形性质。 ⑵压力: 影响物化平衡的独立因素,有时对矿物组合起决定作用。 ⑶应力:不是物化平衡的独立因素,但它是变质岩组构的最重要因素,此外还控制着变质反应的速度和规模。 ⑷流体:是变质作用得以实现的基本因素,但温度又是流体具有活动性的前提。 16楼七、变质岩的结构构造特征 ⒈变质岩的结构特征 ⑴概念:变质岩中矿物晶体的粒度(绝对大小和相对大小)、形态、自形程度以及矿物晶体之间的相互关系。 ⑵按成因分四类: ①变余结构②变晶结构 ③变形结构④交代结构 变晶结构与结晶结构的区别: ⑴变晶结构的岩石为全晶质,没有非晶质组分。 ⑵同一时代矿物没有明显的先后结晶顺序,相对自形程度不定。 ⑶变斑晶的形成一般稍晚于基质矿物的,故变斑晶中常有大量基质矿物包体。 ⑷柱状、片状及放射状矿物发育,切其延展性大,常定向排列,矿物变形现象也较普遍。 2、主要类型: ⑴变晶结构(blastic texture):变晶(变质结晶产生的变质矿物,blast)的形状、大小以及相互关系。一般自形程度较差、粒度较细、包裹体多、常见反应现象、常具有定向性等。是变质岩中最普遍的结构类型。 变质结晶作用在岩石基本保持固体的状态下进行,晶体生长是不自由的,不像在熔浆或溶液中那样有较大的自由空间;固态化学反应不像熔浆中和溶液中那样容易反应完全;往往有偏应力参与。 ⑴变晶结构:依据“变晶粒度、自形程度、形状、包裹关系”可有不同的分类。 虽然晶体自形程度、相对大小、包裹关系可用来判别火成岩中的结晶先后关系,但一般不能用来判断变晶的先后关系。变晶的自形程度、相对大小甚至包裹关系取决于晶体在固体状态下形成自形晶的能力(成面能form energy)和生长速度。判断变晶先后要靠变晶之间的反应关系研究,部分情况下变晶的包裹关系也反映变晶的先后关系。 变晶系(crystalloblastic series):区域变质岩中按照矿物在固态生长条件下结晶形成完成好晶面的相对能力,自大至小排出的经验性顺序。 如:结晶片岩中的变晶系:榍石、金红石、赤铁矿、钛铁矿、磁铁矿、石榴子石、电气石、十字石、蓝晶石、夕线石、硬绿泥石、钠长石、白云母、黑云母、绿泥石、石英、堇青石、正长石、微斜长石。 如:硅酸盐矿物变晶系: ①岛状硅酸盐:榍石、石榴子石、十字石、蓝晶石等 ②链状硅酸盐:夕线石、辉石类、角闪石类 ③层状硅酸盐:云母族、绿泥石族、滑石、硬绿泥石等 ④架状硅酸盐:石英、长石,以及堇青石(环状硅酸盐) 位于变晶系前面的矿物,如Gt、St、Ky,不仅易形成自形程度较好的变晶,而且往往形成粒度较大的晶体(变斑晶)。Q、长石在变晶系中的位置靠后,在变质岩中往往形成粒度小的它形变晶,很少形成变斑晶。而在火成岩中,Q、长石斑晶却很常见,这是火成岩与变质岩的一个明显差异。 (2)变晶结构的类型: ①按变晶的自形程度划分: 全自形变晶结构(idioblastic) 半自形变晶结构(hypidioblastic) 它形变晶结构(allotrioblastic) ②按变晶的粒度划分:当组成岩石的矿物的粒度相差不多(同处于某一粒级范围)时,这种粒度等级的划分才有意义。 17楼粗粒变晶结构(coarse grained):粒度>2mm 中粒变晶结构(medium grained):粒度1-2mm 细粒变晶结构 (fine grained):粒度0.1-1mm 微粒变晶结构(micrograined):粒度<0.1mm ③按变晶粒度的相对大小划分: 等粒变晶结构(homogranular texture):主要变质矿物的粒度大致相近。石英岩、大理岩、变粒岩常见——“角岩结构”。 不等粒变晶结构(heterogranular texture):主要变质矿物的粒度不等,但粒度变化基本上是连续的。 斑状变晶结构(porphyroblastic texture):主要变质矿物粒度不等、变化不连续,在大量较细粒矿物集合体(基质)中分布有粒度特别粗大的斑状晶体(变斑晶),基质和变斑晶粒度相差悬殊。在斑状变晶结构中,基质可以是各种结构,变斑晶中也可发育其它结构类型。 ④按矿物的结晶习性和形态划分: 鳞片变晶结构(lepidoblastic texture):变晶结构以板状或叶片状矿物为主; 交叉结构或横交结构:板、片、柱状矿物为主、无定向分布; 纤状变晶结构:以针状或长柱状矿物为主; 束状结构(sheaf texture):由板状至针状矿物的发散束状集合体组成; ⑤按矿物的结晶习性和形态划分: 花岗变晶结构(granoblastic texture):变晶主要为等轴、近等轴状颗粒。 a.花岗变晶多边形结构:颗粒边界呈直线状或微弯状,在高级变质岩中典型; b.花岗变晶多缝合结构:颗粒边界为叶片状或锯齿状;多见于低级变质岩 ⑥按变晶矿物颗粒间的相互关系(包裹和交生)划分: 嵌状变晶结构(poikiloblastic texture ):大颗粒包含有细小颗粒包裹体。大颗粒称为变嵌晶(poi kilolblast) 筛状结构(sieve texture):包裹体很多,变嵌晶呈筛状; 变晶结构的命名原则:三级命名原则 整体结构?基质结构?局部交生结构 ⑴岩石整体结构的命名:岩石中如果存在变斑晶,则命名为斑状变晶结构 ⑵基质结构的命名,如:中细粒片状粒状变晶结构 粒度 + 次要形态 + 主要形态 + 变晶结构 ⑶局部交生结构的命名,如:筛状变晶结构 局部交生结构以交生结构的具体名称命名。 (3)变形结构(deformation texture):岩石遭受变形所产生的粒度减小等结构效应。主要见于动力变质岩中。 常见类型:①碎裂结构②糜棱结构③玻璃质碎屑结构 ①碎裂结构:矿物被压碎和裂开,由脆性变形作用形成。 碎斑和碎基:因压碎和裂开的强度不同,矿物分为大小两群。碎斑具不规则的破碎边缘、较多的裂隙、波状消光及边缘颗粒化等特征。碎基粒度很小,甚至是超显微的矿物粉末。 碎裂结构—碎粒较为均匀;碎斑结构—由碎斑和碎基构成 ②糜棱结构:岩石在塑性状态下以显微破裂、蠕变、颗粒边界滑动、重结晶等作用形成的具糜棱叶理的定向结构。 主要特点:受到应变的碎斑分布于细粒至隐晶质基质中,基质含量50%-90%,有明显的韧性流动迹象;碎斑颗粒具显微破裂、圆化现象。矿物晶内塑性变形现象很普遍,如波状消光、亚颗粒化、扭折、机械双晶、变形纹等。 18楼③玻璃质碎屑结构:碎斑是破碎的原岩岩石或矿物碎屑,有时可见到熔蚀现象,基质为玻璃质。是高应变速率下强烈变形伴随的部分熔融的产物。 (4)变余结构(palimpsest texture)或残余结构(relict texture):变质岩中保留的原岩结构。例如变余层理构造、变余气孔构造和变余流纹构造等。 变余结构是变质作用和变形作用进行的不彻底,原岩中部分结构保留下来形成的,它总是与变质结构相伴生,是恢复原岩性质最可靠的证据之一。 变余结构或残余结构: ①与正常沉积岩有关的变余结构:变余砂状结构、变余砾状结构、变余泥状结构。 ②与火成岩有关的变余结构:变余斑状结构、变余花岗结构、变余辉长-辉绿结构、变余环带结构、 变余交织结构等。 ③与火山碎屑岩有关的变余结构:变余晶屑结构、变余岩屑结构、变余玻屑结构。(5)交代结构——概念:是指新生的矿物交代原有岩石中的矿物而形成的一种结构。如:交代假象结构(如黑云母被绿泥石交代,绿泥石里具有黑云母的外形)、交代残留结构和交代环状结构等。 又称反应结构(reaction texture)或不平衡结构(disequilibrium texture):变质反应或交代反应不彻底、未达到平衡时,反应物与生成物共存的现象,结构上可反映出它们之间的反应关系。 交代结构——基本特点: ①矿物颗粒的形态复杂多样,边缘多为港湾状等不规则形状; ②矿物粒度变化大; ③同种矿物的不同颗粒,甚至同一颗粒的不同部分,其成分、光性等性质变化明显,且这种变化多是渐变的; ④变斑晶中包裹物与不是交代成因的同种矿物相比,数量减少。 交代结构——按交代程度和方式分类: ①边缘交代结构:分为交代蚕食结构、交代残留结构和交代净边结构等。 ②核心交代结构:交代穿孔结构和穿心交代环状结构等。 ③透入交代结构:沿原有矿物中的裂隙、条纹等薄弱处进行交代作用形成。往往受薄弱带的形态所控制,常见有网环状结构、交代条纹、交代蠕英结构等。 ④整体交代结构:一种矿物被另一种矿物完全取代。如交代假象结构。 交代结构——常见类型: ①港湾结构(embayed texture ):先成矿物为后成矿物代替,二者之间的边界呈港湾状。边界线尖角通常指向先成矿物。在后成矿物中可找到先成矿物的残留,且保持了与先成矿物的光性连续性。Ms被Q-Sil 交生体替代,边界呈港湾状。Q-Sil交生体中有Ms残留,Ms残留与Ms主晶之间解理连续。 ②岛屿结构(island texture):反应进一步增强,先成矿物被后成矿物分割成孤立分散的岛屿状残留。 这些彼此分离的岛屿有一致的光性方位,暗示它们原先是同一个矿物。 ③反应边(reaction rim)或冠状体(corona)结构:当后成矿物呈环状全部或部分包绕先成矿物,作为先成矿物的包边或环边。反应边可以是一种矿物,如单斜辉石的斜方辉石环边,也可以是两种以上矿物的交生体,如白云母的夕线石-石英交生体环边。 ④后成合晶(symplectite):交生体呈细小蠕虫状。 ⑤假象(pseudomorph):后成矿物完全或几乎完全替代先成矿物,但仍保留先成矿物外形。 假象可以是一种矿物的单晶或集合体,也可以是多个矿物的交生体或后成合晶,其中可有少量先成矿物残留。 19楼变质岩的构造特征(meta. structure) 2、变质岩构造是指岩石中各种矿物的空间分布和排列方式。 按成因可分为变余构造和变成构造。 ⑴变余构造(palimpsest structure)或残余构造(relict structure):变质作用不彻底而保留下来的原岩的构造,如变余层理构造、变余气孔构造、变余杏仁构造等。变余构造是恢复原岩类型的主要依据。多见于低级变质岩中,与变质构造相伴生。 ⑵定向构造(directional structure):非等轴颗粒近平行排列,出现优选方位。偏应力作用下岩石变形的结 果,多垂直最大压应力方向发育。形成机制包括机械旋转、粒内滑移、优选成核、优选生长(压溶)等。如面状构造、线状构造等。 ①面状构造:一系列近平行排列的面,统称为面理(foliation)。按其先后顺序以S1、S2、S3等 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ,便于构造分析。变余层理是最早的S-面,记作S0。 面状构造包括变余层理、板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、层状(条带状)构造及眼球状构造等类型。 ②板状构造(slaty structure)或板劈理(slaty cleavage):由密集的间隔平面(劈理面)显示,沿着劈理面岩石容易裂开,呈平整、光滑但光泽暗淡的板片。 ③千枚状构造(phyllitic structure):细小的(多小于0.1mm)片状硅酸盐定向排列形成面理,重结晶程度比板状构造高,但肉眼仍难以识别矿物颗粒。岩石易沿面理裂开,劈开面不如板劈理面平整,但有强烈丝绢光泽(绢云母、绿泥石等片状硅酸盐矿物造成)。明显特征是存在折劈、微褶皱和扭折带。岩石中矿物已全部重结晶,细小片状(鳞片状)矿物连续定向排列,由于矿物太细小,一般肉眼不能分辨,片理上具有绢丝光泽。 ④片状构造(schistose structure):岩石重结晶程度高,面理由肉眼可识别的(粒径>0.1mm)的片、板、针、柱状矿物连续定向排列而成。岩石沿面理较易裂开,但裂开面平整程度比千枚状构造差。千枚状构造和片状构造又称为片理(schistosity)。片状或柱状矿物定向且连续排列,肉眼已能分辨,(矿物粒度一般大于0.1mm),片理发育。 ⑤片麻状构造(gneissose structure)或片麻理(gneissosity):岩石重结晶程度高,矿物肉眼可识别,其中粒状矿物含量高,而板片状、针柱状矿物在其中断续定向分布,岩石沿片麻理无特别强烈的裂开趋势。 ⑥层状构造(layered structure, stromatic structure)或条带状构造(banded structure, banding)或成分层:不同成分、不同结构的浅色与暗色层(或透镜体)互层构成面状构造。 ⑦条带状构造:由矿物颜色、成分或粒度不同集中成连续的“薄层”,它们相间产出而形成条带状构造,是定向构造之一。 ⑧眼球状构造(augen structure):眼球状巨大颗粒或颗粒集合体在基质中定向分布。见于动力变质岩和混合岩中。 ⑨糜棱状构造:由残斑和基质组成,至少发育一组面理或线理,基质很细、定向,发育眼球、拔丝、压力影、变形斑晶等显微构造现象。 类型板状构造千枚状构造片状构造片麻状构造 可劈性易至难 劈开面平整光滑至粗糙 结晶程度矿物肉眼不可分辩矿物肉眼可分辩 其它黯淡丝绢光泽 无微褶皱、褶劈强烈丝绢光泽,微褶皱、褶劈定向且连续定向但不连续 ⑵定向构造(directional structure): 线状构造:①线理(lineation):岩石中各种线状要素平行定向排列;岩石中可有不同期的线理,按先后顺序以L1、L2、L3等记录。 ①拉伸线理(stretching lineation):由针、柱、板状矿物(角闪石等)、等轴状矿物的棒状集合体(如石英棒)、拉长的岩石碎屑或拉长的砾石等的定向排列指示拉伸方向。 ②皱纹线理(crenulation lineation):面理微褶皱的枢纽的平行排列。 ③交面线理(intersecton lineation):两组面理的交线。 ⑶无定向构造(nondirectional structure ):颗粒无定向、随机分布。变质作用是在缺乏偏应力条件下进行,通常出现在接触热变质岩、交代变质岩、埋藏变质岩和洋底变质岩中。主要有块状构造、斑点构造、瘤状构造、角砾状构造和云染状构造等类型。 ①块状构造(massive structure):岩石中的矿物无定向且均匀分布。见于接触变质岩、洋底变质岩和埋藏变质岩中。 ②斑点构造(spotted structure):铁质、炭质或新生的红柱石、堇青石等矿物雏晶聚集体呈不同形状、不同大小的斑点,不均匀分布在致密的基质中。 ③瘤状构造(nodular structure):斑点由一两种矿物细小颗粒集合体组成。见于受轻微接触变质的泥质岩石。 ④角砾状构造(breccia structure):含大的棱角状碎块为特征。见于动力变质岩和混合岩中。 ⑤云染状(星云状、阴影状)构造 (nebulitic structure):浅色长英质物质(新成体)含量高,暗色变质原岩(古成体)几乎消失,仅残留有暗色矿物集中的斑点、条片或团块不均匀分布,与浅色长英质物质之间无明显界限,如星云状,有时可隐约的分辨出原岩轮廓。见于强烈混合化岩石中 20楼 3、变质的命名原则: ⒈ 矿物名称+基本名称:基本名称前矿物按“少前多后”排列,矿物间以“-”分开。 如Gt-Ch-Ms-Q片岩 ⒉ 当原岩变余构造非常发育、原岩特征十分清楚时,以“变质+原岩名称”或“变+原岩名称”命名。 例如:变质长石石英砂岩等 变质岩的分类原则 一级分类: 变质作用类型或变质岩 详细分类: 等化学系列(原岩成分) 等物理系列(变质条件) 变质岩矿物成分和结构构造 ①以构造命名的变质岩系列 片岩:具有片状构造。片状矿物>30%;粒状矿物以石英为主(长石<25%);具有特征变质矿物。 云母片岩:矿物组成: 云母、石英、酸性斜长石及富铝特征变质矿物 岩石类型: 黑云母片岩、白云母片岩、二云母片岩。 绿片岩:矿物组成: 绿泥石、阳起石、绿帘石、角闪石、钠长石、石英 岩石类型: 绿泥片岩、阳起片岩等。 蓝闪片岩:矿物组成: 蓝闪石、钠长石、石英等 岩石类型: 蓝闪片岩、蓝闪钠长片岩等 石英片岩:矿物组成: 石英(>50%)、云母(>30%)等 岩石类型: 石英片岩、绢云石英片岩等 钙质片岩:矿物组成: 透闪石、绿帘石、云母、石英等 岩石类型: 透闪绿帘片岩、绿帘透闪片岩等 镁质片岩:矿物组成: 叶蛇纹石、滑石、绿泥石等 岩石类型: 蛇纹石片岩、滑石片岩等 片麻岩(具有片麻状构造):矿物组成: 长石+石英>70%;暗色矿物 <30 %;长石>25% 。 21楼富铝片麻岩:矿物组成: 长石(以钾长石为主), 石英, 黑云母及富铝特征;变质矿物为蓝晶石、矽线石、堇青石、铁铝榴石等。命名原则: 特征变质矿物+片柱状矿物+长石种类+片麻岩。 长英质片麻岩:矿物组成: 长石、石英、黑云母、角闪石、少量辉石、石榴石,基本不出现富铝特征变质矿物。岩石类型: 钾长片麻岩、二长片麻岩、斜长片麻岩等。 钙质片麻岩:矿物组成:斜长石、石英、云母、透闪石、透辉石、阳起石、帘石及一定数量的碳酸盐和富钙的铝硅酸盐矿物 (如方解石、方柱石钙铝石榴石等)。 糜棱岩(具有糜棱构造):可按成分或变形程度做进一步划分。例如: 长英质糜棱岩; 云母质糜棱岩; 角闪质糜棱岩; 钙质糜棱岩等. 碎裂岩(具有碎裂构造):可按碎裂程度做进一步划分为: 碎裂岩、碎斑岩、碎粒岩 ②以矿物组合及其含量命名的变质岩系列 ⑴ 石英岩:矿物组成: 石英>75%,少量长石、云母、帘石、闪石等。岩石类型: 纯石英岩; 长石石英岩; 磁铁石英岩。 ⑵ 大理岩:矿物组成: 方解石+白云石(>50%)。其它矿物有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、镁橄榄石、金云母等。岩石类型: 透闪石大理岩、滑石大理岩、石墨大理岩。 ⑶ 斜长角闪岩:矿物组成: 角闪石(50-90%)和斜长石,可含石榴石、透辉石、黑云母、绿帘石等。岩石类型: 石榴斜长角闪岩、透辉斜长角闪岩等。 ⑷麻粒岩:矿物组成: 紫苏辉石+斜长石,可含有透辉石、石榴石、角闪石、黑云母、石英等。岩石类型: 紫苏麻粒岩、透辉麻粒岩、二辉麻粒岩。 榴辉岩:石榴石 + 绿辉石,不含斜长石,可含有透辉石、蓝晶石、石英、金红石、金刚石等。 超铁镁质岩: 铁镁质矿物>90%的岩石。例如:角闪石岩、辉石岩。 混合岩: 变质岩基体+花岗质脉体组成。可根据构造进一步命名:如眼球状混合岩; 条带状混合岩等。 ③其它常用的岩石名称 ⑴变粒岩和浅粒岩:矿物成分与片麻岩相似,但一般具有块状构造,细粒近等粒状变晶结构,按国际惯例已经归入片麻岩类。 ⑵角岩:指具有典型等粒粒状变晶结构的接触变质岩的统称. 明确岩石为接触变质岩后方可应用该名称。 ⑶灰色片麻岩:一般为太古代所特有,指颜色发灰、成分近于英云闪长岩的一类片麻岩。 ⑷钙硅质岩:目前已归入钙质片岩和钙质片麻岩中。 ⑸矽卡岩:特指由中酸性岩浆侵入体与钙镁质碳酸盐岩接触时, 由接触交代作用形成的变质岩。 第二十一章共生分析和变质相 一矿物相律(了解) 二矿物组合 ⒈矿物组合(mineral assemblage)或矿物共生、矿物共生组合(mineral paragenesis):在共生分析中,一定化学成分的岩石达化学平衡时的矿物成分。矿物组合是岩石化学成分和P、T等条件,是共生分析的对象或出发点。由于温度升高的进变质过程反应速率达,易于达到平衡,因此岩石中见到的矿物组合多为热峰矿物组合。 ⒉矿物组合确定标志:保证属于同一个具有一定化学成分的岩石系统。 ⑴一个矿物共生组合中各种矿物都有相互接触的关系; ⑵各矿物相互间无反应和交代现象; ⑶同种矿物的化学成分及光性特征相近。如有环带,则其边部化学成分及光性特征近似; ⑷一对矿物之间元素的分配符合Nernst 分配定律,即各处元素的分配系数近相等 ⑸矿物共生关系符合矿物相律,即矿物相数不超过惰性组分数。通常不超过五六种。 三共生分析(了解) 四变质相 ⒈变质相的概念 变质相:在热峰附近一定P-T-μH2O范围内达到化学平衡的所有变质岩,其矿物组合与岩石化学成分之间有固定的、可以预测的关系。 ⒉变质相的含义 ⑴ 一个变质相是一个等物理系,与岩石化学成分无关; ⑵在一个变质相中,对应不同的岩石化学成分有相应的不同的矿物组合。给定岩石化学成分,可以预测相应矿物组合;一个变质相内岩石化学成分与矿物组合的这种关系是岩石系统达到化学平衡的必然结果,用成分-共生图解可很好地表示这种关系。 ⑶变质相的标志是矿物组合。 变质相的分类及各变质相基性变质岩的临界矿物组合表 产状变质相代号基性变质岩的临界矿物共生组合 接 触 变 质钠长绿帘角岩相 普通角闪石角岩相 透长石相 辉石角岩相 AEH HH S PH Ab+Ep+Act(阳起石)+Ch Pl+Hb HT-Pl+Aug(普通辉石)+Pig(易变辉石) Pl+Di+Hy 区域变 质沸石相 葡萄石—绿纤石相 硬柱石—钠长石—绿泥石相 蓝片岩相 绿片岩相 绿帘角闪岩相 角闪岩相 麻粒岩相 榴辉岩相 Z P-P LA BS GS EA A G E Ab+Lm+Prh+Ch Ab+Prh+Pu+Ch Lw+Ab+Ch Ab/Lw+Gl+Ch Ab+Ep+Act+Ch 两相Pl(晕长石)+Ep+Hb+ Act Pl+Hb Pl+Di+Hy FeMgCa-Al-Gt+Omp 3.变质级(metamorphic grade):变质作用过程中原岩受到改造的程度,按温度的高低,将变质作用分为四个等级。 很低级:包括沸石相(Z)、葡萄石—绿纤石相(P-P)、硬柱石—钠长石—绿泥石相(LA)、蓝片岩相(BS);低级:包括钠长绿帘角岩相(AEH)、绿片岩相(GS)、绿帘角闪岩相(EA); 中级:包括普通角闪石角岩相(HH)、角闪岩(A); 高级:包括辉石角岩相(PH)、透长岩相(S)、麻粒岩相(G); 榴辉岩相(E)以高压为特征,温度包括低温—高温的的范围,未列于上述以热峰温度为标志的变质级中。 第二十二章动力变质岩和接触-热变质岩 一动力变质岩 ⒈动力变质岩一般特点: ⑴产于断裂带及韧性剪切带中,呈线状分布;又称为断层岩(fault rock) ⑵由于与围岩的差异风化,动力变质岩在地貌上常形成洼沟或陡墙; ⑶具碎裂结构、糜棱结构,含棱角状或眼球状碎斑或碎块; ⑷动力变质带内岩性变化大,岩石面貌受原岩、变形机制和变形强度控制; ⑸动力变质带是流体活动地带,常伴随有蚀变和矿化。 ⒊动力变质岩的常见类型 ⑴碎裂岩系列(Cataclasite) 以脆性变形为主,显著特征是岩石无定向或略具定向。具碎裂结构(微裂隙发育)、块状构造。岩石没有或少有重结晶作用。 按碎基含量和性质划分为构造角砾岩、碎裂岩及假玄武玻璃,表现为随着变形增强,岩石粒度减小的趋势。① 构造角砾岩(tectonic breccia):具有碎裂结构,角砾状构造。主要由较大的碎块(角砾,d>2mm)组成,角砾碎块呈棱角状、排列紊乱。基质由细小破碎物(碎基)和铁质、硅质、钙质胶结物组成,碎基含量<50% 。 ②碎裂岩(Cataclasite):碎基占50%-90%; 超碎裂岩(ultracataclasite):碎基含量>90%; ③假玄武玻璃:黑色、貌似玄武岩,具玻璃质碎屑结构,块状构造。在隐晶质—玻璃质基质中有或多或少残余的石英、长石、石榴石等晶体碎屑(碎斑)。常呈细脉状、层状沿裂隙或面理产于碎裂岩或糜棱岩之中。 构造角砾岩→ 碎裂岩→ 超碎裂岩:反映随着变形增强,粒度减小的趋势。 ⑵糜棱岩系列 ①糜棱岩 糜棱岩的进一步命名:冠以原岩名称或主要矿物名称,如花岗糜棱岩或长英质糜棱岩等。 初糜棱岩(protomylonite):基质<50%; 糜棱岩(mylonite):基质50%~90%; 超糜棱岩(ultramylonite):基质>90%。 ②千糜岩(phyllonite) 具千枚状构造的糜棱岩、超糜棱岩。重结晶作用明显,基质中富含水的片状或纤维状矿物,如绢云母、绿泥石、透闪石等,呈丝绢光泽(貌似千枚岩);岩石中仅残留少量碎斑,其中可见各种晶内和晶界塑性变形结构;产于韧性剪切带中。 ③变余糜棱岩(blastomylonite) 完全重结晶而具有变晶结构的糜棱岩,原有的糜棱结构已很难看出,碎斑重结晶形成的细粒集合体保留原碎斑的外形轮廓和压力影等特征。具有片状、片麻状构造以及条带状、眼球状构造等。 碎裂岩糜棱岩 以脆性变形为主;以塑性变形为主; 岩石无定向或略具定向;具明显的面理(常具线理); 具碎裂结构或玻璃质碎屑结构,微破裂发育,无或少有重结晶作用;糜棱结构或变余糜棱结构; 按碎基性质划分为碎裂岩及假玄武玻璃(玻璃质);根据基质性质分为糜棱岩及变余糜棱岩(重结晶为主); 按碎基含量划分为构造角砾岩、碎裂岩、超碎裂岩,反映随着变形增强,粒度减小的趋势据基质含量划分为初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩,反映随着变形增强,粒度减小的趋势 二接触-热变质岩 ⒈接触-热变质作用 接触—热变质作用:岩浆作用为主要热源,围岩受到岩浆的热烘烤而发生变质。 产状:地壳较浅部位,火成岩侵入体周围的接触带。变质作用的因素:主要是温度,以高的地热梯度(>6 0℃/km)、高温低压为特征。温度范围为300-800℃(有的达1000℃以上),压力范围为0.02-0.3GPa,缺乏偏应力。 变质作用的方式:重结晶和变质重结晶,交代作用不显著。 ⒉接触-热变质岩的一般特点 ⑴局限在侵入体与围岩接触带附近围岩之中,围绕侵入体分布。分布宽度变化很大;岩墙周围接触变质岩可窄到仅几mm,形成烘烤边;大的侵入体周围其宽度几m到几km,形成足以在地质图上标绘的接触晕。如北京房山燕山晚期周口店花岗闪长岩体的接触晕宽约1km。 24楼 ⑵接触—热变质岩(角岩)一般具变晶结构、无定向构造,在接触变质晕外带,变余结构构造发育。如周口店接触变质作用叠加在区域变质作用之上,因而接触变质岩常继承了区域变质的面理,出现板岩、千枚岩、片岩、片麻岩。 ⑶接触—热变质属于很低P/T变质(视地热梯度>80℃/km),形成深度浅(通常P<0.3GPa),矿物成分以 And、Crd、Wo等低压矿物为特征。如周口店有Cld(硬绿泥石)、St、Alm,而无Crd。 ⑷接触—热变质作用的热和流体来自侵入体,接触变质晕自侵入体接触带向外变质程度逐渐降低,围绕侵入体呈同心圈状分布。 ⑸由于岩浆流体的作用,接触—热变质岩往往有夕卡岩等交代岩伴生。 ⒊接触-热变质岩主要岩相(各种岩石类型见书本及课件) ⑴钠长-绿帘角岩相(AEH) 一般特点: ①低级变质;②分布在接触晕的最外圈、与未变质岩石渐变过渡; ③具低压低温矿物组合,Kfs与富铝矿物不共生;④明显的变余结构构造。 ⑵普通角闪石角岩相(HH) 一般特点: a.中级接触变质相,分布广泛; b.低压中温矿物组合,重结晶程度较高;泥质变质岩中红柱石、堇青石(Crd)形成发育很好的变斑晶,但富铝矿物不与钾长石共生;新出现矿物:斜长石(An>25,代替钠长石+绿帘石)、普通角闪石(Hb)(代替阳起石)、透辉石(Di)、钙铝榴石(Gro)、直闪石(Ant)、镁铁闪石(Cum)。 c.斑状变晶结构,变余结构构造通常不发育。 ⑶辉石角岩相(PH) 基本特征:高级接触变质相,高温无水矿物组合、钾长石与富铝贫钾矿物共生,岩石的变余结构构造几乎完全消失。多数接触晕中该相缺失 ⑷透长岩相(S) 一般特点:特殊的高热接触变质相,见于火山岩捕虏体和接触带或一些侵入体的顶棚悬挂体中,在侵入体接触晕中并不出现。温度很高(>800℃)、压力很低(近地表)。 接触交代变质作用:分布于侵入体接触带及其附近和火山活动区,主要由岩浆热液引起的异化学变质作用。主要因素是流体活动组分化学位。变质作用方式主要为交代作用。 典型岩石:夕卡岩—产在火成岩体(主要为中性火成岩及酸性火成岩)与碳酸盐类岩石(主要是石灰岩)及火山—沉积岩系接触带或其附近的一种接触交代变质的岩石。 第二十三章区域变质岩 一区域变质岩一般特征 ⒈区域变质作用:大规模(区域尺度)的变质作用;不论变质条件、变质环境,囊括各种复杂因素和各种变质环境下的变质作用。 ⒉区别变质作用分类 ⑴造山变质作用:分布在大陆地区;⑵洋底变质作用:分布在大洋地区; ⑶埋藏变质作用:向成岩作用过渡类型,出现在造山变质和洋底变质的很低级部分; ⑷混合岩化作用:向岩浆作用过渡类型,与中、高级造山变质岩伴生。 ⒊常见区域变质岩及其基本特征 二埋藏变质岩 ⒈ 一般特征 ⑴出现在造山变质(区域变质)和洋底变质的很低级部分,或独立出现在强烈坳陷盆地沉积的下部,与未变质沉积岩、火山岩渐变过渡; ⑵变质因素以很低温(150~350℃)、低压(<0.35GPa)为特点,流体成分是重要因素,常伴随低温交代作用,但很难达到化学平衡;透入性变形微弱,偏应力较次要;P/T比变化范围很大,从高P/T直到很低P/T各类型都有; P-T范围小,仅包括沸石相Z和葡萄石-绿纤石相P-P两个变质相; ⑶矿物成分以含沸石、葡萄石(Prh)、绿纤石(Pu)、混层状粘土矿物等很低温矿物及大量原岩中残留矿物为特征; ⑷ 岩石无片理,变余结构构造发育,原生的沉积、火山或火山碎屑结构等结构,以及原生的层理、气孔等构造保留完好,外貌上与未遭受变质的原岩很难区分; ⑸由于温度很低,通常缺乏与埋藏变质相关的岩浆活动; ⑹主要类型:一般用“变质××岩” 命名,包括变质火山岩-火山碎屑岩、变质硬砂岩和变质泥质岩等类型。 ⒉埋藏变质岩的主要岩石类型(见课件及课本) 三造山变质岩 ⒈造山变质岩的一般特点 ⑴广泛分布在前寒武纪结晶基底和显生宙造山带。面积往往达数百乃至数千km2,在太古宙结晶基底,变质区以面状为主,如加拿大地盾;在元古宙、显生宙造山带的核部,呈带状。 ⑵ 受区域性热异常和构造应力场联合作用,变质因素复杂、变质条件变化大, T、P、偏应力和流体都起十分重要的作用。热峰温度变化范围自200~800℃以上,热峰压力自0.2GPa至2.0GPa,甚至大于3.0GPa,P/T比自5℃/km至80℃/km,包括高、中和低P/T比三种主要类型。 ⑶偏应力起重要作用,通常都遭受构造变形,发育明显的面理、线理。 ⑷P/T 比变化大,造山变质岩分布区变质相系列和递增变质带演化复杂多样,可划分为下列三个基本类型和一系列过渡类型。 a.低P/T 型(红柱石—夕线石型) b.中P/T 型(蓝晶石—夕线石型) c.高P/T 型(蓝闪石型)⑸变质区(带)内部有P/T 比变化。在同一构造背景下的一个大面积造山变质岩分布区内,热峰压力(深度)通常显示很大的变化,导致变质区(带)内部由于P/T 比的变化而分为不同类型的相系列区域。 ⑹构造背景多样 主要的构造环境:弧—沟带、大陆碰撞带、大陆拉张带 ⒉中P/T 和低P/T 区域变质岩(低级变质)(岩相及岩石见课件、课本) ⑴中P/T和低P/T区域变质岩的基本特征 ①有类似的构造背景(岛弧带、大陆碰撞带、大陆拉张带和前寒式纪结晶基底); ②往往共存于同一构造背景之中; ③具有Z→P-P→GS→EA→A→G的变质相系列,但低P/T相系列中EA发育较差,后4个变质相分布广泛,是4个常见的区域变质相; ④除泥质变质岩随P/T比变化有明显的矿物组合差异外,其余各化学类型的矿物组合变化不大。 ⒊高P/T 区域变质岩(岩相及岩石见课件、课本) 产于海沟带和大陆碰撞带,是地壳俯冲的标志;三个变质特有的相:LA、BS和E; 典型的高P/T 变质相系列:Z→LA→BS→E。 26楼四混合岩 混合岩:由浅色花岗质物质和暗色铁镁质变质岩共同组成的宏观上不均匀的复合岩石。 ⒈混合岩的一般特点 ⑴大面积分布在前寒武纪地盾区和显生宙岛弧带、大碰撞带、大陆拉张带低—中P/T区域变质区,与中、高级区域变质岩及花岗岩类深成侵入体共生和相互过渡; ⑵混合岩包括基体和脉体两个基本组成部分。 基体(中色体、古成体):角闪岩相或麻粒岩相变质岩; 脉体(浅色体、新成体):长英质或花岗质;暗色体: ⑶浅色体的化学成分为长英质,常具有Q-Ab-Or系统共结点或同结线成分,为部分熔融产物;古成体可包括泥质、长英质、钙质、基性、镁质等各种化学类型变质岩。以长英质片麻岩最常见 ⑷古成体具鳞片花岗变晶结构等变晶结构和交代结构,往往强面理化;新成体通常具半自形粒状结构等熔体结晶结构和交代结构,定向性较古成体弱。古成体中的交代结构往往是部分熔融结构,新成体中的交代结构往往是熔融残留结构。 ⑸混合岩的构造与类型 ① 基体与脉体的空间排布方式; 最常见的混合岩:角砾状混合岩、眼球状混合岩、条带状混合岩和云染状混合岩(云染岩)等4类。 ② 混合岩化强度和基体构造 面理发育的片岩、片麻岩:随着混合岩化增强,出现眼球状混合岩→条带状混合岩→云染状混合岩的岩石系列;弱面理化的斜长角闪岩:随着混合岩化增强,出现细脉状混合岩→角砾状混合岩→云染状混合岩的岩石系列。