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1、第五章变质作用与变质岩本节课重点变质作用及变质岩概念变质作用的因素变质作用的方式第五章变质作用与变质岩●分布:占地壳总体积的27.4%;主体在中、下地壳,地表较少●研究目的：1、了解地球深部地质过程（HP的蓝闪石、红帘石，UHP的柯石英、金刚石);2、阐明变质作用机制和过程，恢复原岩；3、寻找矿产资源(“玉自变质来”；各种名贵宝石，原料均来自变质岩。多数金属矿产，都经历过变质，变质使矿变富变大。前寒武纪含铁石英岩型铁矿占世界铁储量70%,我国的鞍山式铁矿属此类型。我国缺金铜铁铀）第一节变质作用基本特征变质作用的定义:由于温度（T）、压力（P
2、）的改变和化学活动性流体的作用，使固态（？）岩石的矿物成分、化学成分、结构构造都发生了变化，这种地质作用叫变质作用。●变质作用主要发生在地壳深部，一般>10km。●变质三要素:T,P,流体,温度最重要。但陨石撞击及高压变质，主导因素则是压力。●热源主要来自地球内部（岩浆热能与放射热能）●通过变质作用形成的岩石叫变质岩。●正、副变质岩原岩为火成岩的叫正变质岩；原岩为沉积岩的叫副变质岩。变质作用及变质岩★变质作用的因素及类型★变质岩的一般特征低温高压带高温高压带高温低压带大陆壳洋壳岩石圈二.变质作用的三大因素1.温度●变质温度:150°C-90
3、0°C低于150°C为常温，高于900°C则地壳岩石熔化●温度的作用：非晶体→结晶体;结晶体→重结晶;物质与结构重组，一种矿物→另一种矿物温度(热)温度(热)石灰岩流体大理岩花岗岩流体片麻岩压力压力●变质温度四来源：地热增温（1°C/33m）、岩浆热、放射热，构造运动热（？）2.压力●1）静压力(垂或侧):由上复岩石重量引起，随深度增加而增加0.3KPa/1000M●2）流体压力:封闭系统的流体压力等于上复岩石的静压值；开放系统的流体压力等于流体本身的重量.流体是物质成分进行交换的自由市场。3）定向压力定向压力是由构造运动或岩浆作用产生的一
4、种侧向压力，也称为动压力。定向压力：作用岩石的侧向应力，左右两侧压力相等。剪应力，压应力，张应力同轴为挤压力，非同轴剪应力3.具化学活动性的流体a.成分:以H2O、CO2为主，并含其它易挥发和易流动物质b.流体分布:存在于岩石粒间或裂隙中的主要是H2O；矿物结构中的是H2O、CO2；从岩浆分逸出来的是K,Na,S,F,H2O,CO2,SiO2等.C.岩浆流体:深部岩浆上升至浅部,T、P降低,分逸出易挥发和易流动的物质K、Na、S、F、H2O、CO2、SiO2等三、变质作用的方式1.T、P变化时●岩石通过释放或获得某些挥发分而达到平衡，形成新
5、的矿物.如高岭土(吸热)→红柱石+石英+水（高岭土脱水）方解石+石英(吸热)→硅灰石（放射状）+CO2↑(脱碳酸）●体积大、密度小的矿物变为体积小、密度大的矿物。(1)橄榄石+钙长石→石榴子石42.6101.0119（分子体积）3.32.763.52（比重）(2)石英→（30Kbar）柯石英→(120Kbar)斯石英2.652.934.35(比重)2.交代作用：固态下，岩石中物质成分进出的交换作用。例:中酸性岩浆侵入冷的灰岩时,其SiO2、Al2O3等热流体就会进入灰岩,并从灰岩中将CaO、MgO带出,于是在接触带形成矽卡岩3.重结晶作用R
6、ecystalization定义：小晶体在温度升高的情况下长成更大晶体的作用。●石灰岩CaCO3→大理岩CaCO3（质纯、洁白的称汉白玉）●石英砂岩(加温)→石英岩4.变质分异：岩石从均匀构造到不均匀条带构造的变质。5.韧性剪切作用：发生在地壳中深部位较高温度和定向应力条件下的一种变质变形作用。●其结果是矿物在被软化的塑性状态下发生不对称旋转和剪切,形成新的岩石和组构。其岩石称糜棱岩。●最终可形成大型韧性剪切带，盛产大中型糜棱岩型金矿。●韧性剪切带定义：由高度应变过的岩石构成的线性变质变形带。从该带一侧进入另一侧,岩石被扭曲,两侧岩块发生了
7、明显剪切位移,但无明显断面。透入性构造贯穿全带(拉伸线理、剪切面理、组构)。四、变质作用的类型1．接触变质作用发生在侵入岩体与围岩的接触带上的变质作用。指在岩浆岩体的周围，由于温度的升高而使岩石发生变质和重结晶作用，成为接触变质作用。与火成岩接触的围岩接触带上将发生接触变质作用。根据引起接触变质接触主要因素和方式，接触变质作用可进一步分为两种情况。热接触变质作用指围岩受岩浆高温的影响而发生的变质作用。温度是主要因素，压力次之，重结晶是主要变质作用方式。接触交代变质作用如果变质因素除温度压力之外，还有大量来自岩浆的挥发组分参与，就会使接触带附
8、近的侵入岩和围岩发生明显的交代作用，从而形成变质岩。2．区域变质作用区域变质作用指在大范围内，由于温度、压力和化学活动性流体等因素的综合作用下而产生的变质作用。浅变带：温度和静压
