[农学]第五章变质作用与变质岩.pptVIP

第五章变质作用与变质岩 变质岩是组成地壳的三大类岩石之一，占地壳总体积的27.40%，主要产于地壳较下层位，由于地壳抬升才部分出露地表，但分布范围较小。 变质岩是岩浆岩、沉积作用以及原前形成的变质岩通过变质作用形成的，这些形成变质岩的岩石就叫做原岩。 第一节 变质作用概述 一．变质作用概念 岩石在固体状态下，由于温度、压力以及化学活动性流体的作用，发生矿物的成份、化学成份、结构、构造变化的地质作用。由变质作用形成的岩石就是变质岩。 二．变质作用与岩浆作用、沉积作用的区别与联系 1.变质作用其温度并未使原岩熔融，原岩并未失去原有整体性，如果原岩受热熔融变为岩浆然后冷凝就属于岩浆作用，因此变质作用与岩浆作用的界线在于原岩是否熔融。如果变质作用温度进一步提高，岩石熔融，变质作用就会转变为岩浆作用，因此二者有发展上的联系。 2.①引起变质作用的温度、压力等因素主要来自地球内部，而引起沉积作用的温度、气候、水、生物等因素主要来自于外部。②与此相对应，变质作用主要发生在地表以下一定深度，而沉积作用主要发生在地表或地表以下不太深的地方。③在沉积岩形成的固结成岩阶段，与温度、压力有关，因此固结成岩作用与变质作用在温度、压力方面有相似之处，不过固结成岩作用温度、压力较变质作用要低，所要求深度也小。④固结成岩作用是松散的沉积物转变为沉积岩，而变质作用使沉积岩转变为变质岩。 三．引起变质作用的因素 1.温度：温度是引起岩石变质的基本因素。 ⑴其下限为150～180℃或180～230℃ 上限为800～900℃ 低于下限就为固结成岩作用，高于上限就属岩浆作用。 ⑵温度来源： ①地热：地下温度随深度增大而增大。 ②岩浆热：岩浆侵入时，固岩处于新的热力条件下。 ③地壳岩石断裂：断裂块体错动、挤压能够产生热量。 2.压力： 根据压力性质，可分为静压水、定向压力及液体压力。 静压力是由上覆岩石重量引起的压力，静压力各向均等，随深度增加而增高。 定向压力由岩石块体运动而引起，具有方向性，可分为挤压力和剪切力。 流体力：循环于岩石裂隙中流体所形成的压力。如果裂隙处于岩石封闭系统，流体压力等于上覆岩石静压力；裂隙与地表相通，岩石处于开放系统，压力由流体本身重量决定。 一般情况下： 静压力使岩石压缩，矿物中分子、原子、离子间距离缩小，促使矿物结构发生变化，形成密度大、体积小的新矿物。 定向压力导致岩石结构、构造发生变化，形成片理（矿物定向排列），也可以使岩石破碎或变形。 流体压力控制了变质作用中化学反应进程。 3.化学活动性流体 化学活动性流体是以H2O、CO2为主，并含其它一些易挥发、易流动的物质。它们有多种来源： ①岩石粒间孔隙及裂隙中所含以水为主的液体。 ②许多造岩矿物尤其是沉积矿物，其结构中的H2O和CO2，在温度、压力作用下能分离出来。 ③从岩浆中分泌、逃逸出来的气体。 ④地壳深处热液。这些热液含有K、Na、SiO2等化学成分。 第二节 变质作用与原岩的变化 一．矿物成分的变化 1.挥发性成分的逃逸或获得，使化学成分重新组合，形成新矿物。例如：原岩是沉积岩，其中粘土、方解石、白云石、石膏、蛋白石等矿物都含有H2O或CO2，在变质温度影响下，这些成分会分离或逃逸，导致原矿物改组，其化学成分重新组合成新矿物。 比如粘土矿物脱水可以变成红柱石与石英（500℃） 方解石受热释放CO2，CaO+SiO2→CaSiO3（硅灰石）（400℃） 2.由体积大、密度低的矿物变成密度大、体积小的矿物，其决定条件是静压力。 3.化学成分的交换—交代作用 岩浆在固体状态下，某些成分的原子、离子、分子从原岩中带出，而另一种成分的原子、离子、分子从外部带入，从而使岩石的化学成分与矿物万分发生根本性改变，这种作用称之为交代作用。 交代作用是岩石在固体状态下发生的，其体积不变。 二．变质岩中的矿物 变质岩中具有某些特征性矿物，这些矿物只能由变质作用形成，称为变质矿物。有：红柱石、蓝晶石、夕线石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透闪石、阳起石、蓝闪石、透辉石、蛇纹石、石墨等。 除了这些典型的变质矿物外，还有一些矿物三大类岩石中均有的矿物，它们或是继承而来，或是在变质作用中形成：石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等。 云母在火成岩与沉积岩中为次要矿物，大量出现在变质岩中。粘土、蛋白石、玉髓、石膏在变质岩中较难存在。 三．变质岩结构（三类） （一）变晶结构 1.定义：原岩在变质过程中发生重结晶而形成的结构，它表现为矿物成长、长大而且晶粒紧密嵌合，其特点与火成岩的晶质结构相似。 2.分类 ⑴据变晶大小可以分为： ①粗粒变晶结构：d3mm ②中粒变晶结构：1～3㎜ ③细粒变晶结构：0.1～1㎜ ④显微变晶结构：d0.1mm 同一岩中矿物粒径大致相等，称为等粒结构。粒径不等但是连续变化，称