矿物岩石学17933

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1、第三篇变质岩第一节变质作用和变质岩的基本概念一、变质岩作用和变质岩地壳中已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩），由于其所处的地质环境的改变，在新的物理化学条件下，就会发生矿物成分和结构、构造等方面的改造与转变。这种由地球内应力作用下引起物理、化学条件的改变，从而使地壳中原岩组分、矿物组合、结构、构造等方面发生转化的作用，称为变质作用。由变质作用所形成的岩石称为变质岩。岩浆岩经变质作用所形成的岩石叫正变质岩。沉积岩经变质作用所形成的岩石叫副变质岩。变质岩经变质作用所形成的岩石叫复变质岩。二、变质作用的因素指引起岩石发生变质作

2、用的外部因素，即物理、化学方面的因素。主要是温度、压力以及具有化学活动性的流体。（一）温度：温度是一个重要因素。大部分变质作用是在温度升高的情况下发生的。Al4[Si4O10][OH]82Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2OT形成不含水的高温矿物T形成含水相对低温的矿物吸热放热高岭石红柱石石英温度所引起的变质作用主要表现为：1．促使矿物重结晶，使原岩的结构、构造发生改变，而岩石组分基本不变。如：石灰岩重结晶成大理岩。2．促使变质反应的进行，使组分重新组合，矿物成分和结构、构造都发生改变。KAl2[AlSi3O10](

3、OH)2+SiO2Al[AlSiO5]+K[AlSi3O8]+H2O白云母　　　　　石英　　矽线石　　　钾长石热源一般认为有：（1）岩浆熔融体带来的热。（2）地热增温梯度。温度随深度增加而增加。每公里温度的平均增加值称为地热梯度。10C/km－－－35----40C/km（3）构造运动产生的热。如推覆挤压带。（4）岩石中所含放射性元素蜕变放热。（5）地幔深部熔融体的重力分异，产生上升热流，引起热流值的升高。变质作用的温度下限：180----230C左右上限：700----900C左右。。。。（二）压力：1．均向压力：指地壳

4、一定深处岩石所承受的上覆岩层的重力。随着深度增加而增加。0---40km:以0.025---0.03GPa/km的速度增加,平均0.0275GPa/km随着深度增加：在一定的温度下，均向压力的增加使岩石孔隙减少，变得致密坚硬利于形成比重较大，体积较小的矿物Mg2[SiO4]+Ca[Al2Si2O8]CaMg2Al2[SiO4]3镁橄榄石　　　　钙长石　　　　　　　　　　　　石榴石分子体积：43.9101.1121相对密度：3.32.763.52变质作用的压力范围：从0.1GPa至1----1.2GPa，即从3km至35km

5、。2．粒间流体压力：是由岩石颗粒间的挥发分，特别是水和CO2所引起的压力。粒间流体压力能影响变质作用的温度，它对岩石的重结晶可起催化作用，对某些含结构水的矿物的分解起着抑制作用。封闭体系中，深度>10km，粒间流体承受了与围岩相同的负荷压力，＝均向压力。开放体系中，流体压力<均向压力。岩浆侵入体逸出挥发份时，流体压力>均向压力影响变质反应的平衡，特别在脱水和脱碳酸盐化时很重要。CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2方解石　　石英　　　硅灰石流体压力催化重结晶、抑制水分解作用。3．定向压力（应力）指由构造运动或岩浆活动所引

6、起的侧向挤压力。当应力>弹性极限，岩石可发生变形。应力>强度极限，岩石产生节理、裂隙劈理，发生破碎、塑变等。矿物会发生变形、破裂及光性的改变，导致岩石在结构、构造上的变化。如云母的扭曲、石英的压碎、波状消光等。在定向压力的参与下，还可以引起变质岩中某些定向构造的形成（片理、线理等）。促进粒间流体的活动，从而加速变质作用的进行。构造运动中的定向压力有时比均向压力更大，其垂直分应力和均向压力一起作用。（三）具有化学活动性的流体：是指气态的或液态的水溶液，它对岩石的变质起着重要的作用。水溶液中含有CO2、硼酸、盐酸和其它挥发分，

7、这些物质大大增强了水溶液的化学活动性。由压力差或活动组分的浓度差引起流动时，便对周围岩石产生交代作用，产生组分的迁移，形成与原岩性质完全不同的变质岩石。也促进重结晶作用。绢云母+绿泥石黑云母+水白云母+石英钾长石+矽线石+水蛇纹石+水镁石镁橄榄石+水方解石+石英硅灰石+CO2水化水化水化脱水脱水脱水碳酸盐化去碳酸盐化水对岩石的重熔温度影响很大。花岗岩在干体系中重熔温度为950C在湿体系中重熔温度为640+20C化学活动性流体只在温度和压力的作用下，才起作用。各种变质作用因素不是孤立的，通常都是同时存在，互相配合和制约。一般

8、温度常作为主导因素，配合着压力和溶液的活动。。。三、变质作用的类型一般根据地质成因和变质作用的因素将变质作用分为以下的几种类型：（一）接触变质作用：1．热接触变质作用：变质作用过程中以热力（温度）影响为主。原岩主要发生重结晶，化学成分不变。2．接触交代变质作用：除温度外，还有岩浆中析出的气态和液态溶液引