變質(zhì)巖石學(xué)MetamorphicPetrology第二章變質(zhì)巖的基本特征主要內(nèi)容:化學(xué)成分礦物成分結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本特征：兩重性----繼承性和獨(dú)特性.影響因素:原巖特點(diǎn)變質(zhì)作用的物化條件圖1.變質(zhì)巖形成的框架圖.變質(zhì)作用變質(zhì)巖原巖T.P.c一.體系的封閉程度第一節(jié)變質(zhì)巖的化學(xué)成分

封閉體系：化學(xué)成分取決于原巖的化學(xué)成分;

開放體系：除原巖的化學(xué)成分外，還與元素在變質(zhì)作用過程中的行為有關(guān).二.元素在變質(zhì)作用中的行為第一節(jié)變質(zhì)巖的化學(xué)成分

1.H2O\CO2等揮發(fā)份含量變化最大，隨溫度升高減少。

2.

大多數(shù)親銅元素（Cu\Pb\ZnAg\As\Te\Sb\Hg\Rb\Sr\Ba）

等隨溫度升高活動(dòng)性增大，被變質(zhì)熱液帶出帶入。

3.一些親鐵元素（Fe\Cr\Co\Ni）穩(wěn)定性較大，而一些難溶的鉑族元素（Pt\Pa）穩(wěn)定性更大。

4.

主要造巖氧化物含量在一般變質(zhì)作用中無明顯變化，

基本上可視為等化學(xué)過程。三.等化學(xué)系列概念和類型第一節(jié)變質(zhì)巖的化學(xué)成分（一）等化學(xué)系列概念

指原始總化學(xué)成分特征相同的所有變質(zhì)巖。同一化學(xué)系列變質(zhì)巖中礦物組合的不同，只取決于變質(zhì)作用的物理化學(xué)條件輝長-輝綠巖玄武巖鐵質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r基性凝灰質(zhì)砂巖中級變質(zhì)作用斜長角閃巖低級變質(zhì)作用綠片巖高級變質(zhì)作用基性麻粒巖圖1-1.等化學(xué)系列概念說明圖解三.等化學(xué)系列概念和類型第一節(jié)變質(zhì)巖的化學(xué)成分（二）等化學(xué)系列類型

按變質(zhì)巖化學(xué)成分特點(diǎn)可分為五個(gè)等化學(xué)系列：1.富鋁系列：化學(xué)成分特征是富鋁;

貧鈣;鐵,鎂低;

鉀>鈉.原巖是泥質(zhì)巖石（泥巖、頁巖）或火山凝灰?guī)r.2.長英質(zhì)系列：化學(xué)成分特征是富硅;

貧鈣,鐵,鎂;鋁含量也較低.

原巖是含長石的各種砂巖,粉砂巖和酸性—中酸性火山巖,花崗巖.3.碳酸鹽系列：化學(xué)成分特征是富鈣,鎂;鋁,鐵,硅含量較低且變

化范圍大.原巖石灰?guī)r和白云巖.三.等化學(xué)系列概念和類型第一節(jié)變質(zhì)巖的化學(xué)成分（二）等化學(xué)系列類型

按變質(zhì)巖化學(xué)成分特點(diǎn)可分為五個(gè)等化學(xué)系列：4.鐵鎂質(zhì)系列：

化學(xué)成分特征是貧硅;

富鐵,鎂,

鈣;鈉>鉀；含

一定量的鋁.

原巖是基性火山巖;火山碎屑巖;輝長-輝綠巖;鐵質(zhì)白云質(zhì)泥灰?guī)r;基性巖屑砂巖等.5.超鐵鎂質(zhì)系列：化學(xué)成分特征是富鐵,鎂;

貧鈣,鋁,硅.

原巖是超基性侵入巖;超基性火山巖和極富鎂的沉積巖一.變質(zhì)巖礦物成分一般特征第二節(jié)變質(zhì)巖的礦物成分1、三大巖類常見的主要造巖礦物都是長石,石英,云母,角閃石,輝石等.2、變質(zhì)巖中特有礦物：硬綠泥石、十字石、堇青石、鐵鋁榴石、紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石、硅灰石等.3、與巖漿巖中的礦物相比,變質(zhì)巖中的礦物在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和結(jié)晶習(xí)性等方面,有如下特點(diǎn):變質(zhì)巖礦物成分一般特征第二節(jié)變質(zhì)巖的礦物成分層狀和鏈狀晶格的礦物較普遍,其延展性也較大.出現(xiàn)一些分子排列緊密，分子體積小,密度大的高壓礦物.出現(xiàn)紅柱石,藍(lán)晶石,矽線石等同質(zhì)異相礦物.礦物的變形現(xiàn)象發(fā)育.斜長石的環(huán)帶結(jié)構(gòu)在變質(zhì)巖中少見.二.礦物成分與原巖化學(xué)成分的關(guān)系第二節(jié)變質(zhì)巖的礦物成分富鋁系列:硬綠泥石、十字石、堇青石、鐵鋁榴石、紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石。長英質(zhì)系列:極少出現(xiàn)富鋁系列特征變質(zhì)礦物.碳酸鹽系列:方解石、白云石、滑石、蛇紋石、鎂橄欖石、透輝石、透閃石、硅灰石、金云母、鈣鋁榴石。鐵鎂質(zhì)系列:輝石、角閃石、綠泥石、陽起石、綠簾石,等大量鐵鎂礦物。超鐵鎂質(zhì)系列:滑石、蛇紋石、透閃石、橄欖石、鎂鋁榴石、尖晶石、輝石、鎂鐵閃石等。三.礦物成分與變質(zhì)條件的關(guān)系--等物理系列第二節(jié)變質(zhì)巖的礦物成分

(一）等物理系列的概念對于特定成分的原巖體系來說，決定變質(zhì)巖中礦物組合的因素是變質(zhì)條件，為了描述不同的變質(zhì)條件及其對應(yīng)的產(chǎn)物特征，引入了等物理系列的概念.

指相同或特定變質(zhì)條件下形成的所有變質(zhì)巖。同一系列變質(zhì)巖礦物成分的不同決定于原巖的總化學(xué)成分.三.礦物成分與變質(zhì)條件的關(guān)系--等物理系列第二節(jié)變質(zhì)巖的礦物成分

(一）等物理系列的概念基性系列的原巖富鋁系列的原巖中級變質(zhì)斜長角閃巖云母片巖圖2-1.等物理系列概念說明圖解三.礦物成分與變質(zhì)條件的關(guān)系--等物理系列第二節(jié)變質(zhì)巖的礦物成分

(一）等物理系列的劃分

Winkler(1974)按溫度將變質(zhì)強(qiáng)度劃分為四個(gè)變質(zhì)級(等物理系列):

很低級,低級,中級,高級（1）很低級變質(zhì):

特征是變質(zhì)基性巖中出現(xiàn)濁沸石,硬柱石,葡萄石,綠纖石等礦物的出現(xiàn)為標(biāo)志,溫度區(qū)間為200-3500C.（2）低級變質(zhì):

以變質(zhì)基性巖中硬柱石,葡萄石,綠纖石等礦物反應(yīng)形成黝簾石和陽起石為標(biāo)志,溫度區(qū)間為350-5500C三.礦物成分與變質(zhì)條件的關(guān)系--等物理系列第二節(jié)變質(zhì)巖的礦物成分

(一）等物理系列的劃分

Winkler(1974)按溫度將變質(zhì)強(qiáng)度劃分為四個(gè)變質(zhì)級(等物理系列):

很低級,低級,中級,高級（3）中級變質(zhì):標(biāo)志是泥質(zhì)巖石中十字石(堇青石)出現(xiàn)和綠泥石消失.在變質(zhì)基性巖中以普通角閃石+斜長石(An17)為特征.溫度區(qū)間為550-6500C.（4）高級變質(zhì):標(biāo)志是泥質(zhì)巖石中白云母和石英反應(yīng)形成矽線石和鉀長石組合(變質(zhì)成因的紫蘇輝石代表高級變質(zhì)條件),溫度區(qū)間>6500C.四.有關(guān)術(shù)語解釋第二節(jié)變質(zhì)巖的礦物成分1.穩(wěn)定礦物:

在特定變質(zhì)條件下新形成的礦物或雖是原巖中的礦物,但在新的P-T條件下仍然保持穩(wěn)定的礦物.2.不穩(wěn)定礦物:

指對某一變質(zhì)作用的P-T條件來說是不平衡的原巖中的礦物,因變質(zhì)反應(yīng)不徹底而保留下來.3.特征變質(zhì)礦物:

有些礦物穩(wěn)定存在的溫度和壓力范圍較窄,因而能較好地反映特定的溫度和壓力條件.4.貫通礦物：大部分礦物穩(wěn)定存在的溫度和壓力范圍較寬,對溫度和壓力不敏感,.變質(zhì)巖結(jié)構(gòu)的概念和分類第三節(jié)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)

概念：

是指巖石中礦物晶體的粒度(絕對大小和相對大小）,形態(tài)、自形程度以及礦物晶體之間的相互關(guān)系.

按成因分四類：

變余結(jié)構(gòu),變晶結(jié)構(gòu),變形結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu).一.變余結(jié)構(gòu)第三節(jié)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變質(zhì)作用和變形作用進(jìn)行的不徹底，原巖中部分結(jié)構(gòu)保留下來，形成變余結(jié)構(gòu)。與正常沉積巖有關(guān)的變余結(jié)構(gòu)：變余砂狀結(jié)構(gòu)、變余礫狀結(jié)構(gòu)、變余泥狀結(jié)構(gòu)。與火成巖有關(guān)的變余結(jié)構(gòu)：變余斑狀結(jié)構(gòu)、變余花崗結(jié)構(gòu)、變余輝長-輝綠結(jié)構(gòu)、變余環(huán)帶結(jié)構(gòu)、變余交織結(jié)構(gòu)等。與火山碎屑巖有關(guān)的變余結(jié)構(gòu)：變余晶屑結(jié)構(gòu)、變余巖屑結(jié)構(gòu)、變余玻屑結(jié)構(gòu)。圖片3-1.變質(zhì)火山碎屑巖變余火山碎屑結(jié)構(gòu)二.變晶結(jié)構(gòu)※第三節(jié)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)由變質(zhì)重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶作用所形成的結(jié)構(gòu)稱為變晶結(jié)構(gòu)變晶結(jié)構(gòu)與結(jié)晶結(jié)構(gòu)的區(qū)別變晶結(jié)構(gòu)的巖石為全晶質(zhì),沒有非晶質(zhì)組分;同一時(shí)代礦物沒有明顯的先后結(jié)晶順序,相對自形程度不定;變斑晶的形成一般稍晚于基質(zhì)礦物的結(jié)晶,故變斑晶中常有大量基質(zhì)礦物包體;柱狀,片狀及放射狀礦物發(fā)育,切其延展性大,常定向排列,礦物變形現(xiàn)象也較普遍.二.變晶結(jié)構(gòu)※第三節(jié)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)由變質(zhì)重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶作用所形成的結(jié)構(gòu)稱為變晶結(jié)構(gòu)變晶結(jié)構(gòu)的分類依據(jù)及主要類型

分類依據(jù)：大小,形態(tài),自形程度,交生關(guān)系.

（1）按礦物粒度的絕對大小分為：粗粒變晶結(jié)構(gòu)（>3mm）

中粒變晶結(jié)構(gòu)（1-3mm）

細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)（0.1-1mm）

顯微變晶結(jié)構(gòu)（<0.1mm）二.變晶結(jié)構(gòu)※第三節(jié)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)（2）按礦物粒度相的對大小分為：等粒變晶結(jié)構(gòu)斑狀變晶結(jié)構(gòu)不等粒變晶結(jié)構(gòu)（3）按變晶礦物的自形程度分為：全自形變晶結(jié)構(gòu)半自形變晶結(jié)構(gòu)它自形變晶結(jié)構(gòu)二.變晶結(jié)構(gòu)※第三節(jié)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)（4）按變晶礦物的形態(tài)分為：

a)粒狀變晶結(jié)構(gòu)

b)鱗片變晶結(jié)構(gòu)

c)柱狀變晶結(jié)構(gòu)（5）按變晶之間的交生關(guān)系分為

a)嵌狀變晶結(jié)構(gòu)

b)穿插變晶結(jié)構(gòu)

c)反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)

d)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)殘留包裹物結(jié)構(gòu)包含嵌晶變晶結(jié)構(gòu)篩狀變晶結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)變晶結(jié)構(gòu)二.變晶結(jié)構(gòu)※第三節(jié)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變晶結(jié)構(gòu)的命名原則

三級命名原則:整體結(jié)構(gòu)基質(zhì)結(jié)構(gòu)局部交生結(jié)構(gòu)（1）巖石整體結(jié)構(gòu)的命名:

巖石中如果存在變斑晶,則命名為斑狀變晶結(jié)構(gòu)（2）基質(zhì)結(jié)構(gòu)的命名:

粒度+次要形態(tài)+主要形態(tài)+變晶結(jié)構(gòu)（例如:中細(xì)粒片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)）（3）局部交生結(jié)構(gòu)的命名:

局部交生結(jié)構(gòu)以交生結(jié)構(gòu)的具體名稱命名..

（例如:篩狀變晶結(jié)構(gòu)）圖3-1.變晶結(jié)構(gòu)的主要類型

bcifedb粒狀變晶結(jié)構(gòu)鱗片變晶結(jié)構(gòu)鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)穿插變晶結(jié)構(gòu)反應(yīng)結(jié)構(gòu)包含嵌晶變晶結(jié)構(gòu)篩狀變晶結(jié)構(gòu)雪球結(jié)構(gòu)微粒變晶結(jié)構(gòu)圖片3-1.綠泥石片巖細(xì)粒粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu);片狀構(gòu)造中細(xì)粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu);片狀構(gòu)造圖片3-2.云母片巖圖片3-3.黑云斜長片麻巖細(xì)粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu);片麻狀構(gòu)造圖片3-4.斜長角閃巖中粒粒狀柱狀變晶結(jié)構(gòu);弱片麻狀構(gòu)造沙鐘構(gòu)造圖片3-5.硬綠泥石黑云母片巖斑狀變晶結(jié)構(gòu),基質(zhì)為細(xì)粒粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)石榴石的堇青石反應(yīng)邊,鋯石具有檸檬黃色多色暈圖片3-6.反應(yīng)結(jié)構(gòu)Garnet圖片3-7.反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)石榴石變斑晶周圍由斜長石和紫蘇輝石組成的冠狀體指示Garnet→Hy+PlA圖片3-8.反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)與圖片8對應(yīng)的巖石薄片，石榴石周圍由斜長石和紫蘇輝石組成的冠狀體B圖片3-9.反應(yīng)結(jié)構(gòu)分布在斜長石和紫蘇輝石間，由細(xì)粒石榴石和石英組成的鏈狀構(gòu)造圖片3-10.反應(yīng)結(jié)構(gòu)紫蘇輝石周圍分布細(xì)粒的石榴石、單斜輝石、石英指示Hy+Pl→Garnet+Cpx+Qt局部雪球結(jié)構(gòu)圖3-2.云母片巖火山雜砂巖的同構(gòu)造期漸進(jìn)變質(zhì)作用(Best,1982)斑狀變晶結(jié)構(gòu)基質(zhì)鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)

三級命名原則三.變形結(jié)構(gòu)(組構(gòu))第三節(jié)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)脆性變形結(jié)構(gòu)：碎裂結(jié)構(gòu),碎斑結(jié)構(gòu),碎粒結(jié)構(gòu).韌性變形結(jié)構(gòu):

波形消光,變形紋,變形帶,亞顆粒,核幔結(jié)構(gòu),拔絲組構(gòu)等.四.交代結(jié)構(gòu)常見類型例如:

交代假象結(jié)構(gòu)、交代蠶食結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)、交代凈邊結(jié)構(gòu).圖片3-11.糜棱巖斜長石的S型殘斑結(jié)構(gòu),雙晶彎曲變形;糜棱構(gòu)造圖片3-12.糜棱巖糜棱組構(gòu)，條帶狀石英和條紋長石的亞顆粒結(jié)構(gòu)圖片3-13.初糜棱巖(野外照片)圖片3-14.糜棱巖(野外照片)圖片3-16.超糜棱巖(野外照片)第四節(jié)變質(zhì)巖的構(gòu)造變質(zhì)巖構(gòu)造是指巖石中各種礦物的空間分布和排列方式.按成因可以分兩大類:變余構(gòu)造;變成構(gòu)造。變質(zhì)作用不徹底而保留下來的原巖的構(gòu)造變余層理構(gòu)造、變余氣孔構(gòu)造、變余杏仁構(gòu)造等.

變余構(gòu)造是恢復(fù)原巖類型的主要依據(jù)一.變余構(gòu)造第四節(jié)變質(zhì)巖的構(gòu)造二.變成構(gòu)造*變質(zhì)作用過程中形成的構(gòu)造1面狀構(gòu)造

表現(xiàn)為一系列近平行排列的面，統(tǒng)稱為面理。

常見類型：

板狀構(gòu)造、千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、眼球狀構(gòu)造。拖尾構(gòu)造、圖4-1.面狀構(gòu)造形成階段與溫度和變形強(qiáng)度關(guān)系示意圖(PasschierandTrouw(1996)Microtectonics.Springer-Verlag).面狀構(gòu)造的外部控制因素

圖片4-1.千枚巖千枚狀構(gòu)造;顯微粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)片狀構(gòu)造;中細(xì)粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)圖片4-2.云母片巖

圖片4-3.黑云斜長片麻巖片麻狀構(gòu)造；細(xì)粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)圖片4-4.糜棱巖(野外照片)拖尾構(gòu)造,指示左行剪切拖尾構(gòu)造,指示

右行剪切圖片4-5.糜棱巖(野外照片)圖片4-7.混合巖長應(yīng)質(zhì)脈體與基質(zhì)構(gòu)成的條帶狀構(gòu)造第四節(jié)變質(zhì)巖的構(gòu)造二.變成構(gòu)造*

2線狀構(gòu)造線狀構(gòu)造即線理，表現(xiàn)為各種線狀要素的平行定向排列一系列近平行排列的面。按線狀要素的不同，線理可以分為不同的類型。

常見類型：（1）拉伸線理、（2）皺紋線理、（3）交面線理線理的類型a.礦物集合體拉長表現(xiàn)出來的拉伸線理、b.針柱狀礦物定向形成的拉伸線理c.板狀礦物表現(xiàn)出來的線理d.皺紋線理、e.交面線理圖4-2.線理類型示意圖第四節(jié)變質(zhì)巖的構(gòu)造二.變成構(gòu)造*

3無定向構(gòu)造

常見類型：塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造（碎斑構(gòu)造）斑點(diǎn)狀構(gòu)造、陰影狀（星云狀）、第五節(jié)變質(zhì)巖的分類命名一、變質(zhì)巖分類概述二、常見變質(zhì)巖的命名※

（一）以構(gòu)造命名的變質(zhì)巖系列（二）以礦物組合及其含量命名的變質(zhì)巖系列三、其它常用的巖石名稱（一）變質(zhì)巖的分類依據(jù)一、變質(zhì)巖分類概述變質(zhì)作用類型或變質(zhì)巖成因等化學(xué)系列和等物理系列變質(zhì)巖的礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造（二）變質(zhì)巖的分類原則

一級分類:變質(zhì)作用類型或變質(zhì)巖成因

詳細(xì)分類:

等化學(xué)系列（原巖成分）、等物理系列（變質(zhì)條件）變質(zhì)巖礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造（三）變質(zhì)巖分類方案的多樣性

根據(jù)構(gòu)造和礦物組合將變質(zhì)巖劃分為兩個(gè)系列;13個(gè)基本術(shù)語.（一）以構(gòu)造命名的變質(zhì)巖系列

該系列有六個(gè)巖石基本名稱：

板巖、千枚巖、片巖、片麻巖、糜棱巖、碎裂巖（二）以礦物組合及其含量命名的變質(zhì)巖系列該系列有七個(gè)巖石基本名稱：石英巖、大理巖、斜長角閃巖、麻粒巖榴輝巖、超鐵鎂質(zhì)巖、混合巖二、常見變質(zhì)巖的命名※（一）以構(gòu)造命名的變質(zhì)巖系列板巖:

具有板狀構(gòu)造.根據(jù)顏色或雜質(zhì)進(jìn)一步命名.

如黑色碳質(zhì)板巖.2.千枚巖：具有千枚狀構(gòu)造.根據(jù)礦物種類進(jìn)一步命名.

如絹云母千枚巖,綠泥石千枚巖.3.片巖具有片狀構(gòu)造。礦物組成:片狀礦物>30%;粒狀礦物以石英為主(長石<25%);特征變質(zhì)礦物.(2)長英質(zhì)片麻巖礦物組成:

長石,石英,黑云母,角閃石,少量輝石,石榴子石.基本不出現(xiàn)富鋁特征變質(zhì)礦物.巖石類型:

鉀長片麻巖;二長片麻巖;斜長片麻巖.(3)鈣質(zhì)片麻巖礦物組成為斜長石,石英,云母,透閃石,透輝石,陽起石,簾石,及一定數(shù)量的碳酸鹽和富鈣的鋁硅酸鹽礦物(方解石,方柱石,鈣鋁石榴子石).4.片麻巖(具有片麻狀構(gòu)造)

可按成分或變形程度做進(jìn)一步劃分.例如長英質(zhì)糜棱巖;云母質(zhì)糜棱巖;

角閃質(zhì)糜棱巖;鈣質(zhì)糜棱巖等.6.碎裂巖(具有碎裂構(gòu)造)

可按碎裂程度做進(jìn)一步劃分為:

碎裂巖;碎斑巖;碎粒巖.

注意糜棱巖與碎裂巖的區(qū)別5.糜棱巖(具有糜棱構(gòu)造)礦物組成:

石英>75%.

少量長石、云母、簾石、閃石等.

巖石