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文檔簡介

1、 局部地段中存在一種炎熱的、粘度較大并且富含揮發分的硅酸鹽熔融物質。這種處在1 000 度左右高溫下的物質在常壓下將呈液態,但在幾千兆帕斯卡的壓力下很可能處于潛柔狀態, 變為液態,同時體積膨脹形成巖漿。可見,巖漿magma是在地殼深處或上地幔形成的、以硅酸鹽為主要成分的、炎熱、粘稠并富翁揮發分的熔融體。為巖漿作用magmatis,所形成的巖石稱為巖漿巖magmanc roc。依據巖漿是侵入地為侵入巖和噴出巖或火山巖。依據Si2Si2652 6453k和淺成侵入作用3k,相應地,侵入體也分為深成侵入體和淺成侵入體。深成侵人體 構。巖體規模較大,常見的有巖基、巖株兩種。圍巖受巖漿高溫影響,變質現象

2、較強,范圍較廣。巖基batholit是侵入體中規模最大的一類圖7,面積大于100 k2,最大可達數萬平方公里。平面上一般呈長圓形,長數十公里,甚至幾干公里,寬可達100 km 以上。巖基一般為中酸性巖漿冷凝而成,多由粒度較粗而成分穩定的花崗巖或花崗閃長巖等組成。我國東部地區以及秦嶺、天山、阿爾泰山等地均有規模巨大的花崗巖類巖基。巖株stock是一種常見的侵入體,平面上近圓形或不規章狀,接觸面較陡,規模 較大,出露面積小于 100km2。有的巖株獨立產出;有的向下與巖基相連,為巖基的頂部突起局部。北京周口店的房山花崗閃長巖體就是一個比較典型的巖株,其出露面積 56Km2 平 東大冶一帶的中酸性巖

3、株,在接觸帶上有豐富的鐵、銅、金礦床。二淺成侵入體 巖石類型從酸性到基性都有,與內生礦床形成時期相近,彼此經常共生。巖床sill 又稱巖席,是厚度較小而面積較大的層間侵入體,與其頂、底板圍巖平行見圖7大的可達上千米,小的僅幾十厘米。假設巖漿粘度小、流淌快,就可形成面積很大的巖床。巖床以基性巖常見。巖墻dik厚度比較穩定且近于直立的板狀侵入體見圖,長度為厚度的幾十 墻很少單一產出,經常是幾十條、幾百條有規律地分布,形成巖墻群。巖墻又可稱巖脈。也有人把規模小、外形不規章或貫入在巖體之中的脈狀巖體稱為巖脈vei。巖盆lopolith 中心局部厚度大,邊緣厚度小,中間微向下凹的盆狀侵入體。巖盆里到數百

4、公里,厚度最大者可達千米以上。巖蓋laccolit 又稱巖盤,是上凸下平的穹窿狀侵入體見圖7。由巖蓋中部到邊部,其厚度快速變小而尖滅。巖蓋規模一般不大,底部直徑約36 km,最厚處通常小于 1 km,地表出露形態常為圓形、橢圓形。巖蓋的巖性以中酸性巖為常見,由于中酸性巖漿粘度大,延長不遠,將上覆巖層拱起而成蓋狀。其次節 變質作用metamorphism 使原有巖石根本上在固體狀態下發生物質成分與構造、構造變化而形成巖石的地質作用。由變質作用所形成的巖石稱為變質巖。變質作用的原巖可以是沉積巖、巖漿巖及變質巖, 都是相對的和臨時的,一旦它們所處的物理、化學條件發生變化,原有平衡就會遭到破壞, 處于

5、地下較高溫的條件下,它將會轉變成為大理巖。 大,在作用過程中原巖變化顯著。一般來說,成巖作用的溫度小于 150200,圍壓低于100200MPa;而變質作用則要高于這一數值。因此,可以說成巖作用與變質作用具有過渡 作用從進展上來看也是有聯系的。對于大多數巖石來說,變質作用的高溫界限大致為700 900oC。一、變質作用的因素與方式引起變質作用的因素引起變質作用的主要因素是溫度、壓力及化學活動性流體。溫度流體的滲透性、集中性及化學活動性,促進了變質作用的過程。變質作用的溫度范圍可由150200oC 700900oC。導致巖石溫度上升的主要緣由有:巖漿的侵入作用使其圍巖溫度上升;當地殼淺部巖石的溫

6、度上升;巖石患病機械擠壓或裂開錯動時由機械能轉化的熱量使巖石的溫度升 高,這種熱量一般較小或較局限。壓力壓力也是變質作用的重要因素,依據壓力的性質可分為靜壓力和動壓力。靜壓力 又稱圍壓,是由上覆巖石的重量引起的壓力。它具有均向性,并且隨著深度增使礦物內部構造轉變,形成密度大、體積小的礦物。如紅柱石Al2SiO5是在壓力較低 的環境下形成的,相對密度為 3132 gcm3,當靜壓力增大時,它可以轉變為化學成分一樣、但分子體積較小的藍晶石A2Si5,其相對密度為356368 c3。動壓力 是由構造運動所產生的定向壓力。由于動壓力只存在于肯定的方向上,因而使 導致原巖發生礦物的重分異與聚攏,造成礦物

7、定向排列;也可以使原巖裂開或產生變形, 從而改造了原巖的構造與構造。化學活動性流體化學活動性流體是指在變質作用過程中存在于巖石空隙中的一種具有很大的揮發性和 活動性的流體。這種流體的組分以H O 及CO 為主,并包含有多種其它易揮發物質及其溶22存在,因而具有較強的物理化學活動性,在變質過程中起著格外重要的作用。 種流體作為固體與固體之間發生化學反響的媒介具有極重要的意義 應涉及到物質組分的交換,假設沒有流體媒介,這種反響是極其緩慢的;同時,流體本身也 變質作用的高溫界限變低。礦物構造中析出的H O 及CO 等揮發性物質、從巖漿中分別出的揮發性組分以及從地下深22處分異上升的深部熱液等。狀況下

8、起主要作用的因素會有所不同,因而變質作用也相應地顯示出不同的特征。二變質作用的方式在溫度、壓力及化學活動性流體的作用下,原巖可發生物質成分和構造、構造的變化。但是,這一變化是如何得以完成的呢?了解變質作用的方式有助于我們了解變質作用的過 程。變質作用的方式極其簡單多樣,其主要的方式有以下幾種。重結晶作用recrystallization重結晶作用后變成顆粒粗大的大理巖主要礦物成分均為方解石。重結晶作用在成巖作用其粒度加大、顆粒相對大小均一化、顆粒外形變得較規章。變質結晶作用metacrystallization的狀況下揮發分除外在反響前后巖石的總體化學成分根本不變。交代作用metasomatl

9、s m交代作用是指變質過程中,化學活動性流體與固體巖石之間發生的物質置換或交換作用,其結果不僅形成礦物,而且巖石的總體化學成分發生轉變。例如,含Na 十的流體與鉀長石發生交代作用而置換出,形成礦物鈉長石斜長石的一種:KAlSi O38NaAlSi O3K8鉀長石 帶入 鈉長石 帶出 總會有不同程度的交代作用發生。二、變質作用的根本類型變質作用發生的地質條件是極其簡單多樣的,一般依據變質作用發生的地質背景和物理、化學條件,分為以下四種主要類型。接觸變質作用接觸變質作用contact metamorphisin是在巖漿侵入體與圍巖的接觸帶上,主要曲巖乏活動所帶來的熱量及揮發性流體所引起的一種變質作

10、用。 300800 oC,由于熱量是由巖體向外漸漸傳遞和集中的,所以10 km 與侵入體之間的溫度反差較小要是靜壓力,但由于接觸變質的深度小,故靜壓力較低,一般小于300 MPa。所以,接觸變質作用是發生在高溫、低壓的變質環境之中,發生接觸變質的地區的地溫梯度到達6 oC100 m 以上。接觸變質過程中的主要變質作用方式為溫度和化學活動性流體所引起的重結晶作用變 質結晶作用與交代作用。接觸變質作用圍繞巖體四周發生,且離侵入體越近變質作用越強, 的環帶狀接觸變質帶,稱為變質暈圖。變質暈的寬度一般為幾米至12k,這種 如泥質巖、 碳酸鹽巖等時,形成的接觸變質暈較寬;反之則較窄。按引起接觸變質的主導

11、因素及變質作用方式的不同,接觸變質作用可分為兩種:接觸熱變質作用 引起接觸變質的主導因素是巖漿侵入造成的溫度上升,變質作用的方 見的接觸熱變質的例子是泥質巖石變成各種角巖如紅柱石角巖、石灰巖變成大理巖、石英砂巖變成石英巖等。接觸交代變質作用 引起變質的因素除溫度以外,從巖漿中分泌的揮發性物質所產生的 巖如石灰巖與中、酸性巖漿巖相接觸時所形成的夕卡巖。夕卡巖形成的過程中常伴有一銅礦、閃鋅礦、白鎢礦等。如湖北的大冶鐵礦、安徽的銅官山銅礦等。上述兩種接觸變質作用都是伴隨巖漿侵入而發生的,它們往往在接觸變質帶中聯合作 上主要消滅接觸交代變質作用。二動力變質作用動力變質作用dynamic metamor

12、phism是指在構造運動所產生的定向壓力作用下,巖 的兩個巖石塊體之間發生相對運動時的接觸帶上 動力變質作用又被稱為斷裂或斷層變質作用圖71。動力變質作用及其所形成的長度一般幾公里到幾百公里,大型的長達1 000 km 以上。動力變質帶的規模往往與其發育的歷史長短及兩側巖塊的相對運動強度、斷層規模等有嚴密關系。三區域變質作用區域變質作用regional metamorphism是在寬闊范圍內發生并由溫度、壓力及化學活動性流體等多種因素共同引起的一種變質作用見圖710。30 km 域變質作用的溫度下限最低約200300 oC,上限最高約700800 oC,靜壓力隨深構造、構造。區域變質作用的發生

13、經常和構造運動有關。構造運動可以對巖石施加強大的定向壓力, 遞、滲透的良好通道。因而,構造運動為巖石的區域變質制造了物理、化學條件。區域變質作用依據所處的壓力圍壓與溫度環境可概略地分為3 種類型:低壓區域變質作用15 k20400MP;溫度通常較高,可高達600 oC 以上;局部或臨時性的地溫梯度很高,約2560OCkm,通 即存在動壓力作用 特征。例如泥質巖經低壓區域變質作用可形成紅柱石片巖。中壓區域變質作用10 k1625 oCkm20oCkm;溫度隨深度不同而不同,一般300600 oC。中壓區域變質作用是區域變質作用中最常見和最重要的類型,在自然界中分布最為普遍,它與低壓區域變質作用之

14、間并沒有嚴格的界限,表現出過渡的關系。10 km3001 000 MPa,甚至可更高,并且伴有強的構造動壓力作用;溫度較低,一般只有200400 oC;局部或臨時716 oCkm10 oCkm 左右。高壓區域變質作用境。這種變質作用以消滅藍閃石、硬玉等高壓、低溫型的變質礦物為特征壓區域變質作用可形成藍閃石片巖。區域變質作用是變質作用中最主要的類型程度較高,向邊緣變質程度漸漸降低,形成一種變質強度的分帶現象。四混合巖化作用混合巖化作用migmatization是由變質作用向巖漿作用過渡的一種超深變質作用。其見圖710。混合巖化作用通常是區域變質作用在地熱流增高條件下,進一步進展的結 石組分主要是偏酸性成分開頭發生重熔、分異、聚攏,可始終進展到幾乎全部重熔,這 融體與固體之間的比例有很大的變化范圍。混合巖化作用形成的巖石稱為混合巖。混合巖化作用發生的深度較大,其溫度通常很高,一般達600 oC 以上,其中地熱增溫存 的熔體局部一般為偏酸性物質,或者說是偏花崗質物質,它們常呈眼球狀、脈狀、樹枝狀、腸狀等形態穿插于

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