变质岩类型与构造背景

根据变质强度,变质岩又可分为低级变质岩、中级变质岩和高级变质岩3类。

变质作用是岩石在固态下为了适应物理化学条件的改变而发生的矿物和构造变化的过程,是由地壳运动、岩浆活动或地球内部热流的变化等因素引起的。变质作用的方式包括重结晶作用、变质结晶(变晶)作用、变形及破碎作用和交代作用等。由早先形成的岩石(岩浆岩、沉积岩)遭受变质作用形成的产物称为变质岩(H.G.F.温克勒,1975),其化学成分一方面与原岩有密切关系,另一方面又和变质作用特点有关。在变质作用过程中,无论是原岩的形变,还是物质成分的重新组合,大多在固体状态下进行,因此变质岩能够保持原岩岩体或岩层的某些产状。由变质作用形成的变质岩,常以其独特的矿物组合和特殊结构、构造区别于岩浆岩和沉积岩。

千枚岩的结构和构造_千枚岩的结构和构造特征千枚岩的结构和构造_千枚岩的结构和构造特征


千枚岩的结构和构造_千枚岩的结构和构造特征


大洋板块在俯冲过程中,冷的洋壳进入另一个大洋板块的地幔内部,形成了低温高压(高P/T)和高温低压(低P/T)的双变质带,两者在沟-弧间隙的两侧成对出现。当大洋板块经洋中脊到俯冲带温度逐渐下降,与此同时板块的俯冲使压力增大,形成了高P/T变质带。在火山弧下方由于熔融的岩浆物质上涌,地温梯度急剧增高,在浅部形成低P/T变质带,深部则发生地壳深熔作用。除此以外,也可能形成过渡的低温中压及高温中压的双变质带,高温低压变质带范围较宽,出现在岛弧一侧;而低温高压变质带呈狭长形,出现在大洋一侧。

一、变质岩的类型

变质岩的成因复杂,其分类和命名较之沉积岩、火成岩明显具有更大的难度。虽然分类应强调成因,但变质岩在野外和室内的初步鉴定时往往无法直接判断成因,且发生变质作用的因素繁多,因此变质岩的分类和命名暂无法统一,也就造成了如今百家争鸣、百花齐放的局面(表8-1)。

表8-1 各种变质岩分类标准 从变质岩原岩的角度出发,变质岩可分为正变质岩(原岩为岩浆岩)和副变质岩(原岩为沉积岩)两大类。已形成的变质岩再遭受一次或多次变质作用形成的变质岩叫复变质岩,同样也有正、副之分。

Turner(1955)按照变质岩的化学成分将其归纳为5种化学类型,分别为泥质(源于泥质沉积物)、长英质(包括变质的砂岩、硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩)、钙质(灰岩和白云岩等钙质沉积物)、基性(基性岩浆岩、凝灰岩等)、镁质(超基性岩浆岩和绿泥石等沉积物)。

路凤香等(2002)在Best(1982)和Raymond(1995)的基础上,根据变质岩的岩相(岩石的矿物成分、结构构造等),将变质岩分为面理化变质岩、无面理至弱面理化变质岩两大类和27个小类(表8-2)。这种分类中岩石的基本名称与结构构造等特征基本一致,便于野外工作和实际作,成为变质岩岩相学分类的主流。

表8-2 变质岩岩相学分类3.转换断层型板块边缘 (据路凤香等,2002)

为了利于油气勘探时的区域评价,将变质作用与变质岩类型结合开展了研究,采用结构-成因分类法进行分类,即首先根据变质作用的成因,将变质作用分为区域变质岩、接触变质岩、动力变质岩、气成热液变质岩、混合岩等类,然后再根据化学组分、物理性质等特征,将每一大类进一步划分为不同的亚类。F.J.Turner,A.Harker,P.Eskola,T.F.W.Barth,程裕淇及贺同兴等分别对不同的大类做了细分。

1.区域变质作用及岩石类型

区域变质作用是在岩石圈范围内规模巨大的变质作用,也可受到热能供给的影响。区域变质岩是经过区域变质作用而形成的岩石,一般具有片状结构。它们是变质岩中分布最广泛的岩石,从太古宙到新生代都有发育。从其形成时间、空间和作用机制来看,区域变质岩与地壳的造山运动和大规模的构造运动有着密切关系。

根据变质程度不同,区域变质可分为浅变质、中变质和深变质3个变质带,相应的变质等级为低级变质、中级变质和高级变质。各带之间矿物组合的变化指示温度的连续增加,温度可达700~800℃,在变质作用期间,在某一深度上的温度比变质作用前后都要高,地热梯度比“正常”期间大(图8-1),不同变质带内的物理化学条件、特征矿物、岩石的结构特征等不同(表8-3)。

图8-1 接触变质作用和不同类型区域变质作用的压力-温度概略图解

表8-3 变质作用等级及常见的特征矿物 区域变质岩的分类方案繁多,一般从构造角度将区域变质岩概括为造山变质岩、洋底变质岩、埋藏变质岩和混合岩化4种类型;其中,前两者是两个类型,分别分布在大陆和大洋地区,后两者是过渡类型,与其他类型伴生。埋藏变质是变质作用和成岩作用的过渡类型,出现在造山变质和洋底变质的低级部分;混合岩化是变质作用向岩浆作用的过渡类型,与中、高级变质岩伴生。

根据变质岩成分类型,又可分为泥岩系列(板岩、千枚岩、云母片岩和黑云母片麻岩)、长英质系列(石英岩、斜长片麻岩、变粒岩和浅粒岩)、碳酸盐岩系列(钙镁质变质岩类,如大理岩)、基性系列(绿片岩、斜长角闪岩及其他角闪质岩石、麻粒岩、榴辉岩)、超基性系列(滑石-蛇纹石片岩类)共类。

2.接触变质作用及岩石类型

接触变质作用是以岩浆为主要热源的一种局部范围内的静热变质作用,在侵入体周围产生变质岩的晕圈(图8-1)。根据变质过程中是否发生交代作用,接触变质作用又可分为热接触变质作用和接触交代变质作用。前者未发生交代作用,围岩主要受岩浆散发的热烘烤而发生变质;后者的围岩除受岩浆热力影响外,还发生了明显的交代作用。在两种接触变质作用下,不同成分的原岩可形成不同的矿物组合,接触变质岩缺少片理。

热液接触变质的产物主要取决于原岩成分和温度,压力作用次之,受应力影响不明显。发生热接触变质的原岩主要有泥岩、碳酸盐岩、碎屑岩和岩浆岩等,它们可分别形成不同的热接触变质岩石类型。泥岩的热接触变质岩石类型有斑点板岩、瘤状板岩和角岩等;碳酸盐岩受热接触变质后往往形成大理岩;碎屑岩在热接触变质条件下一般不易发生变化,当变质程度较浅时,仍保留砂状结构,形成变质砂岩;而岩浆岩一般是高温矿物的组合,因此发生热接触变质时变化不显著。

接触交代作用发生在岩浆侵入体与围岩的接触地带,依靠岩浆所带来的热量及岩浆结晶晚期所析出的挥发组分和热水溶液与围岩发生交代作用。岩浆侵入体中的SiO2、Al2O3、FeO部分进入围岩,而围岩中的CaO、MgO等组合转入岩体内,使两者发生物质交换,形成矽卡岩。按照矿物成分的不同,矽卡岩可分为钙质矽卡岩和镁质矽卡岩。

3.动力变质作用及岩石类型

4.气成热液变质作用及岩石类型

气成热液变质作用是指在岩浆冷凝过程中或岩浆期后析出的挥发组分及热水溶液对已经固结的岩浆岩及附近围岩发生交代作用,使原岩的矿物成分和结构、构造发生改变的一种变质作用,又称蚀变作用,主要发生在浅层或地表条件下,作用范围较局限。

由于围岩种类多样,以及岩浆期后析出的挥发组分和热水溶液随岩浆性质各异,导致气成热液变质岩种类繁多,不同的气水溶液与不同的围岩作用就形成了多样气成热液变质岩。其主要可分为6种类型,包括蛇纹石化及蛇纹岩、滑石菱镁岩化及滑石菱镁岩、青磐岩化及青磐岩、云英岩化及云英岩、黄铁绢英岩化及黄铁绢英岩、次生石英岩化及次生石英岩。

5.混合岩化变质作用及岩石类型

混合岩化作用(或超变质作用)是介于变质作用和岩浆作用之间的一种地质作用和造岩作用,其特征是岩石发生局部的重熔和有种类繁多的流体出现。熔融的长英质组分和原岩中难熔的组分在新的条件下互相作用和混合,形成不同成分和形态的岩石,统称为混合岩。

混合岩通常由基体和脉体两部分组成。基体指混合过程中残留的暗色难熔的铁镁质变质岩,主要是片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩等区域变质岩,脉体是混合过程中由流体贯入基体中结晶形成的长英岩、花岗岩、伟晶岩等细晶质部分。根据基体与脉体含量的比例、基体中交代作用强度、混合岩的构造特征、基体和脉体的物质成分,可将混合岩分为注入混合岩类、混合片麻岩类和混合花岗岩类3种。按照构造类型可将注入混合岩类进一步划分为角砾状混合岩、眼球状混合岩、网状混合岩、条带状混合岩和肠状混合岩。

原岩形成变质的因素有内部和外部两个方面,内部因素是原岩的物质成分、结构和构造特征;外部因素主要是温度和压力,以及环流于岩石孔隙中的气体及液体,一般来说,高温、高压容易发生变质作用。从已发现的变质岩来看,显生宙的变质带几乎都发生在板块的边缘(管守锐等,1989),然而,不同类型的板块边缘使得变质作用的类型和特点有所区别,下面就分述3种类型的板块边缘(汇聚型、离散型、转换断层型)对变质作用和变质岩的影响。

1.汇聚型板块边缘

汇聚型板块包括洋壳与洋壳的汇聚、洋壳与陆壳的汇聚,以及陆壳与陆壳间的汇聚3种类型。

洋壳与陆壳碰撞形成的大陆边缘也可产生类似于岛弧地区的双变质带;除此以外,俯冲带岩浆的上倾部分滞留于大陆地壳底部,发生底侵(底垫)作用,导致大陆地壳垂向增生、陆壳加厚及地温增高,可诱发区域变质作用。大陆边缘带的褶皱和逆冲作用也比较普遍,与之相伴随的韧性剪切带以及动力变质作用也比较常见。

陆-陆碰撞前有陆间洋盆的俯冲作用,因此在这一区域,仍然可保留岛弧或大陆边缘发育的高P/T变质带及中—低P/T变质带。在洋盆闭合后造山带进入陆-陆碰撞及大陆深俯冲阶段,伴随着地壳物质的褶皱、逆冲、叠置,地壳的总厚度增大,放射性的热积累及岩浆的活动都使得碰撞造山带的温度迅速升高,促进了变质作用的发生。与洋-陆俯冲相比,在陆-陆碰撞及大陆深俯冲地区,两个大陆地壳的密度小于洋壳之间的密度,因此大陆深俯冲作用持续时间较短,转变成整体抬升或下插陆壳的折返作用。

2.离散型板块边缘

扩张的洋中脊处的热流值是一般的大洋底部数倍,在这一地带形成了热水对流系统及相应的变质岩组合,海水可以通过地壳的断裂向下渗透使得洋壳的火成岩发生变质,这一过程称为洋底变质作用。洋底变质作用一般发生在洋壳坚硬的岩石内,自上而下变质作用加深。变质温度在200℃以上形成沸石相,变质玄武岩重结晶不完全,多数为弱片理化或不具片理,枕状构造、火山角砾岩等原岩构造保存完好,具有埋藏成岩作用的结构特征。温度为200~450℃之间形成绿片岩相,绿片岩相除了H2O含量增加外,大部分保持深海拉斑玄武岩成分,有时显示CaO含量明显减少,变成细碧岩。当变质温度大于450℃时,可形成角闪岩,主要发生在辉长岩带中。

转换断层带上可以产生一系列的断层岩,在表层或近表层为未粘结的断层岩,如断层泥、断层角砾等,向下过渡为粘结的碎裂岩带,至深部为糜棱岩带。伴随重结晶作用从沸石岩相、绿片岩相可达角闪岩相,有些深部断层可达麻粒岩相。

千枚岩的作用有哪些?

该变质带仅在调查区西北角石花山一带有小面积分布,其与低角闪岩相透辉石带共生,分布面积约100 km2,变质带发育在中元古界长城系小庙群(ChXm)中,平面形状近菱形,为石花山穹窿,高绿片岩相与低角闪岩相变质岩组成环状变质岩,西界、南界与低绿片岩相绢云母绿泥石带为断层接触,东侧被第四系覆盖,向北延伸出图外,变质带内有华力西期岩浆侵入,形成热隆伸展构造。

千枚岩是一种具有千枚构造的浅变质岩石,其成分主要是石英、绢云母、滑石、绿泥石、钾长石、销长石以及伊利石,并含少量菱镁石、外长石等,其中石英约百分之四至百分之七,绢云母百分之二至百分之三点五,钾长石百分之三点五至百分之四点五,钠长石百分之三点五至百分之四,伊利石百分之二点五至百分之六,菱镁石百分之一至百分之二,外长石百分之二至百分之三,有机质百分之五点八。它的颜色通常以紫红色、青灰色为主,具有细粒鳞片变晶结构并有丝绢光泽,莫氏硬度为二左右。过去有人利用它作磨刀石或烧制陶粒以及作水泥混合料。由于它的成分含量符合陶瓷原料的要求,也可利用它制作陶瓷原料的配料。日前,阜新橡胶总厂采用千枚岩粉作橡胶填充料,并与使用轻质碳酸钙作填充料在相同的条件下作对比试验,结果使用千枚岩的力学性能优于使用轻钙作填充料的性能,抗拉伸强度增强,制品随千枚岩填充量的增加而密度略为减小。可见,千枚岩作为橡胶填充料是可行(2)矿物成分。要描述肉眼及用放大镜可见的矿物成分。如有变斑晶,则先描述变斑晶,然后再描述基质部分。如无变斑晶,则按矿物百分含量多少的顺序先后一一加以描述。其中对变质矿物更要注意描述。的。用千枚岩作填料可以大大降低橡胶生产成本,同时扩大了资源的应用领域

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三大类岩石的可不可以用肉眼分辨。比如如何辨别花岗岩.大理石.片麻岩.石英石.页岩.砾岩等岩石?

沉岩石为矿物的体,是组成地壳的主要物质。岩石可以由一种矿物所组成,如石灰岩仅由方解石一种矿物所组成;也可由多种矿物所组成,如花岗岩则由石英、长石、云母等多种矿物而成。组成岩石的物质大部分都是无机物质。岩石可以按照其成因分为三大类,但由于自然界是连续体,很难真正依据我们的分类分成三种岩性,因此会存在一些过渡性的岩石,好比说凝灰岩(火山灰尘与岩块落入地表或水中堆积胶结而成)就可能被归于沉积岩或火成岩,但大抵我们还是可以分为主要的三大类:沉积岩占地表的66%,为地表的主要动力变质作用是由于地壳构造运动的影响,使岩石遭受强烈的机械压碎和剪切等构造应力而发生组构形变和破碎的一种变质作用。动力变质以机械作用为主,包括变形、破碎、糜棱岩化等,同时伴随着局部的温度升高,以及沿破碎带循环的热水溶液所引起的局部化学反应,常发生在构造错动带、褶皱带附近。动力变质岩又称构造岩,是经动力变质作用形成的岩石。岩类。由原来已形成的岩石,受到风化作用后变为碎屑,或由生物的遗迹等,再经过侵蚀、沉积、及石化等作用而造成的岩石。这类岩石都成层状,沉积者在下部,时代较老,层次愈上者,则时代愈新,这叫做叠置层法则。当岩石沉积的时候往往含有生物的遗骸埋没后常可以完好保存历久就变成化石;在火成岩中则多无化石存在。积岩

变质岩肉眼鉴定和描述

3. 斜长阳起石片岩

变质岩的肉眼观察和描述方法也与其他岩石相似,其主要内容为矿物成分、结构、构造等,而这些也是变质岩命名的主要根据。

劈理间隔随岩性和劈理类型不同而不同(图7-5),一般砂质岩石中的劈理间隔宽,泥质岩石中的间隔窄。

1.变质岩肉眼鉴定观察内容

(1)矿物成分。在观察变质岩时,除含量最多的主要造岩矿物应注意观察外,更要注意对变质矿物的观察。这是因为变质矿物能反映出变质前原始岩石的化学成分,能够帮助我们恢复和判断它是由什么岩石变来的,如红柱石(Al2O3·SiO2)的存在说明此种岩石在变质前是富含Al2O3的泥质岩,其次它可以反映出变质作用过程中的物理化学条件,帮助我们分析和判断变质作用的性质和变质程度的深浅。如蓝晶石和红柱石的化学成分是一样的,但蓝晶石一般仅出现在区域变质的岩石中,而红柱石则主要出现在接触热变质的岩石中。

图11-29 千糜岩

结构和构造在变质岩定名时起很重要的作用,如具有片麻状构造的岩石叫片麻岩,具片理构造的岩石叫片岩等。此外,变质岩的产状及其上下岩石的特征也是重要观察内容。

2.变质岩肉眼鉴定描述方法

(1)颜色。指岩石总体的颜色(如灰色、浅绿色等)。

(3)结构构造。如岩石同时具有几种结构特征时,应指出它们之间的相互关系,并加以综合。例如:某一岩石按颗粒的相对大小而言是斑状变晶结构,但基质部分为鳞片变晶结构,则此岩石的结构应描述为“基质具鳞片变晶结构的斑状变晶结构”。又如岩石是由大部分的鳞片变晶和部分的纤维变晶所组成,则此岩石的结构应称为“纤维鳞片变晶结构”等等。另外,也要注意描述岩石中矿物颗粒的大小。

(5)其他特点。如细脉穿插、小型褶皱、产状特点,风化程度等。

(6)岩石名称。

3.变质岩肉眼描述举例

红柱石角岩

深灰色。岩石为斑状变晶结构,基质为细粒变晶结构。变斑晶为长柱状红柱石,深灰色,在新鲜的岩石断口处变斑晶和基质很难区别,只有在岩石风化面上由于变斑晶较基质的抗风化力强而显露出来。柱长5~10mm不等,横断面近方形,由于风化光泽暗淡。基质主要由0.5mm左右的细粒矿物组成,因颗粒细小,除黑云母外其他很难鉴别,块状构造。

4.主要变质岩肉眼鉴定表(表11-1)

表11-1 主要变质岩肉眼鉴定表 续表

1.具面理构造的区域变质岩从低级变质到高级变质的典型岩石类型依次为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩;无(弱)面理构造的区域变质岩的主要岩石类型有长英质粒岩、角闪质岩、麻粒岩、榴辉岩等。

2.片岩是中级变质程度的区域变质岩,具典型的片理构造。片麻岩是变质程度较高的区域变质岩,粒度一般比相应的片岩稍粗一些,具典型的片麻状构造。

4.混合岩以普遍发育交代现象而区别于区域变质岩。混合岩通常由基体和脉体两部分组成。基体一般是铁镁质的,颜色较深,脉体一般是长英质的,颜色较浅。基体与脉体常以不同比例、不同形式,相互混合、交织形成各种类型的混合岩。

5.混合花岗岩是混合岩化作用最强烈的一类混合岩,有人称为混合岩化的极端产物,脉体与基体已难以区分。其岩性与岩浆成因的花岗岩极为相似,其中暗色矿物隐约显现断续定向的构造特征。

6.接触变质岩的特征变质矿物主要是红柱石、堇青石、硅灰石、石榴子石等。

7.大理岩是由石灰岩、白云岩等碳酸盐岩经区域变质作用或热接触变质作用而形成的变质岩石。主要由方解石、白云石等碳酸盐类矿物所组成,具等粒变晶(花岗变晶)结构,块状构造。

8.常见的矽卡岩是酸性或中酸性岩浆侵入到石灰岩中经接触交代作用形成的。主要由石榴子石(钙铝榴石-钙铁榴石)、辉石(透辉石-钙铁辉石)、符山石、方柱石、硅灰石等富钙的硅酸盐矿物组成。

9.蛇纹岩是一种主要由蛇纹石组成的变质岩,是典型的气水热液变质产物。一般呈隐晶质致密块状,质较软,略具滑感,常呈灰绿、黄绿至暗绿色,颜色分布不均匀而显示斑块状或网状构造。

10.糜棱岩是经强烈破碎、塑变作用所形成的岩石。在磨碎的基质中有时残留有稍大的石英、长石单个晶粒(或两者的碎屑),常构成“眼球”状构造。

1.片岩中的片理是如何形成的?形成片理的片状和柱状矿物有哪些?

2.片麻岩的矿物成分和结构构造特点是什么?与片岩有什么不同?

3.榴辉岩代表什么特殊的变质条件?

4.混合岩中的基体和脉体各是什么特征?

5.何谓网状-树枝状混合岩?何谓眼球状混合岩?

6.什么是接触变质晕?典型的接触变质岩有哪些?

图7-4 常见的劈理排布格式7.大理岩、矽卡岩的矿物成分特点分别是什么?

8.蛇纹岩通常是由什么原岩变质来的?什么矿物最易受蛇纹石化?

9.糜棱岩、千糜岩的结构构造和组分特征是什么?

片麻岩的结构和构造

2、比喻重臣。

片麻岩的结构和构造介绍如下:

片麻岩(gneiss)是由岩浆岩或沉积岩经深变质作用而成的岩石。具有暗色与浅色矿物相间呈定向或条带状断续排列的片麻状构造特征,呈变晶结构。主要矿物为石英、长石、角闪石、云母等。

按原岩的不同,分由岩浆岩变质而成的“正片麻岩”和由沉积岩变质而成的“副片麻岩”。一般岩块抗压强度为117.7~196.1MPa,云母含量多时,岩块抗压强度降低。沿片理方向抗剪强度较小。

特点

片麻岩一种变质岩。通常为中-高级变质作用的产物。具明显的片麻状构造。主要由长石、石英和各种暗色矿物(云母、角闪石、辉石等)组成。根据岩石的物质成分可分为富铝片麻岩、斜长片麻岩、碱长(二长)片麻岩和钙质片麻岩等。片麻岩主要由长石、石英组成,中粗粒变晶结构和片麻状或条带状构造的变质岩。

岩石分类

岩石;依不同的形成方式,可粗略分为三类:火成岩、沉积岩和变质岩。

火成岩

火山岩:流纹岩;粗面岩;响岩;英安岩;安山岩;粗安岩;玄武岩

浅成岩:斑岩;霏细岩;细晶岩;伟晶岩;玢岩;粗玄岩;煌斑岩

碎屑岩:砾岩;角砾岩;砂岩(又分为长石砂岩、杂砂岩);泥岩;页岩

火山碎屑岩:集块岩;凝灰岩

生物岩:石灰岩;燧石;硅藻土;叠层岩;煤炭;油页岩

化学岩:石灰岩;白云岩;是由地壳中先形成的岩浆岩或沉积岩,在环境条件改变的影响下,矿物成分、化学成分以及结构构造发生变化,即变质作用后而形成的。常见的变质岩有:板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、石英岩、大理岩、矽卡岩、红柱石角岩、糜棱岩等。变质岩主要组成矿物有:变质岩常具有某些特征性矿物,这些矿物只能由变质作用形成,称为特征变质矿物,特征变质矿物有红柱石、蓝晶石、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。变质矿物的出现就是发生过变质作用的最有力证据。燧石

变质岩

接触变质岩动力变质岩的分类也存在多种标准,但多数人根据岩石的破碎程度、变形性质及岩性特征等将动力变质岩分为构造(破碎)角砾岩类、破裂岩类、糜棱岩类和千糜岩类等,其中构造(破碎)角砾岩又可按照粒径大小分为构造粗角砾岩、构造细角砾岩和构造微角砾岩。角页岩:大理岩;石英岩;硅卡岩;云英岩

区域变质岩:千枚岩;片岩;片麻岩;混合岩;角闪岩;麻粒岩;榴辉岩;板岩

动力变质岩:糜棱岩.

区域变质岩的分类和命名

变质岩是怎么样形成的:在自然界中,我们可以见到积雪在自身重压作用下,它的底层会转化成冰的现象。松软的雪和坚固的冰在成分上是一样的,但结构却是不同的。变质岩的形成过程和雪转化成冰的过程是相似的。具体说来就是地壳中已经形成的岩石因受温度、压力及化学活动性流体的影响,其原岩组分、矿物组合、结构、构造等发生转化即形成多种不同类型的变质岩,这种转变基本是在固态下完成的,这种变化我们就称之为变质作用。变质岩就是由变质作用所形成。

1.区域变质岩的分类

灰色,鳞片粒状变晶结构,片麻状构造。岩石主要由石英、斜长石、黑云母等组成。按各矿物含量不同具体可分为黑云母斜长片麻岩、斜长花岗片麻岩、花岗片麻岩等。斜长石、石英呈粒状变晶,具压扁拉长透镜状,其与片状矿物黑云母相间排列,断续分布。另外,还有微量粒状钛铁矿、磷灰石、锆石、磁铁矿、黄铁矿等副矿物分布。

区域变质岩的分类方案很多,尚不统一。本教材分类仍与热接触变质岩相似,采用以原岩的化学成分和变质条件为分类依据,每一类中分别以一定的矿物共生组合为标志(表9-3)。

表9-3 区域变质岩分类 续表

2.区域变质岩的命名

区域变质岩的命名,首先根据矿物成分(长石、石英、暗色矿物和特征矿物及含量)和结构、构造,确定岩类的基本名称。具体如下:

(1)具变余结构、构造的,在原岩名称前冠以“变质”二字,即变质××岩。

(2)具变晶结构或(和)变成构造的,方法如下:

板岩 具板状构造,显微晶质结构、变余结构。

千枚岩 具千枚状构造,显微变晶结构、变(4)岩石的断口(如贝壳状、平坦状、参状等)、光泽(如闪光的、暗淡的等)。余结构。

片岩 主要由鳞片状、纤状矿物和粒状矿物组成,具片状构造,变晶结构。

片麻岩 主要由粒状和鳞片状矿物组成,具片麻状构造,变晶结构。

粒状岩 (大理岩、石英岩、斜长角闪岩、变粒岩、麻粒岩、榴辉岩等)主要由粒状或柱状矿物组成,块状构造、条带状构造、片麻状构造等,粒状变晶结构。

进一步命名按照“颜色+特征变质矿物(+次要矿物)+主要矿物+岩石基本名称”的次序(参见本章第二节中热接触变质岩的命名)。

区域变质带和变质相的划分

综合区内薄片资料,结合野外观察,依据变质岩石中较为典型的对划分变质相、带有重要意义的标志矿物或共生矿物组合与有关划分各变质相、带的标准进行对照和比较后,将调查区内区域变质岩石的相带划分为:

低绿片岩相绢云母绿泥石带;

低绿片岩相黑云母带;

高绿片岩相铁铝榴石带;

低角闪岩相透辉石带。

以上变质相带中低绿片岩相在调查区占优势,绢云母绿泥石带又为低绿片岩相中的主要变质带,黑云母带则在一些地区与绢云母绿泥石带构成递增变质带,高绿片岩相铁铝榴石带及低角闪岩相透辉石带分布很少。现将各变质相带描述如下:

(一)低绿片岩相绢云母绿泥石带

主要由部分志留系及二叠系、局部三叠系组成,出露面积约1 000 km2,组成该带的变质岩石主要有:细粒岩屑石英砂岩、岩屑石英细砂岩、含钙岩屑石英砂岩、细粒钙质石英岩屑砂岩、钙质粉砂岩、含钙粉砂质泥岩、泥质长石岩屑细砂岩、粉砂质泥岩、变砂质粉砂岩、粉砂质灰岩、千枚岩等。

变质带中变质矿物的共生组合有:

石英+绢云母+绿泥石;

绢云母+绿泥石;

绢云母+绿泥石+方解石;

绢云母+绿泥石+绿帘黝帘石;

以上变质矿物组合明显地反映出绢云母和绿泥石为变质带中标型矿物组合,各变质岩石特征如下:

1. 千枚岩

暗灰色,变余粉砂泥状显微鳞片变晶结构,片状构造。

组成矿物:石英5%,粒径0.01~0.1 mm,炭质物25%,泥质物70%,泥质物重结晶为显微叶片状和显微鳞片状绢云母和绿泥石,绢云母沿长轴方向平行排列,显示明显的片状构造。

2.变质砂岩

浅灰色、灰色或灰褐色,按砂屑颗粒的粗细又可分为变质粉砂岩、变质细砂岩及变质粗砂岩。变余砂状、粉砂状结构,块状构造。岩石受变质作用发生不均匀的重结晶而形成许多带不规则齿状边的不等粒石英颗粒,具波状消光,含量25%。胶结物泥质变为微叶片状、鳞片状绢云母和绿泥石,含量75%。

(二)低绿片岩相黑云母带

该变质岩石出露于昆南断裂以北部分地区,由泥盆系、石炭系、志留系及蛇绿混杂岩带中变质基性超基性岩组成,出露面积约2 000 km2。

划为黑云母带的主要依据是在变质岩中有变质矿物黑云母的出现,这意味着随着变质作用的加深,出现了变质程度的递增或渐进。绿泥石带中的绢云母(白云母)+绿泥石这一共生组合在该带中已成为不稳定的共生组合,而出现了黑云母,这是该带的标志矿物或特征矿物。但是,黑云母也可以出现在更深的变质带中。同时,另一方面黑云母带中也能见到不含黑云母的岩石,这是因为有不含绢云母的绿泥石片岩,因而,不会有黑云母晶出,这种绿泥石片岩在更高变质阶段也能保持稳定。同样,在有不含绿泥石的岩石中,也会形成不含黑云母的绢云母千枚岩。所以,黑云母带中并不一定都含有黑云母。

黑云母带常见的典型岩石有:黑云母石英片岩、黑云母角闪斜长片岩、钙质石英片岩、斜长阳起石片岩、糜棱片岩、黑云斜长片麻岩、变质中细粒岩屑砂岩、千枚状粉砂质板岩、绢云石英千枚岩、绢云母千枚岩、绿泥绢云千枚岩等。

黑云母带中变质矿物的共生组合是:

石英+长石+黑云母+绢云母+绿泥石;

石英+黑云母+绢云母+绿泥石;

石英+长石+方解石+绢云母+绿泥石;

石英+方解石+绢云母+绿帘石+绿碧口群的岩石组合和空间叠序、形成时代等不同的研究者在不同的时期有不同的认识(魏春景,1994;陕西省地质调查院,2007,)。的研究资料(陕西省地质调查院,2007,川西北地质大队,2010)表明:碧口群已解体为2个岩组,5个岩性段,并且沿文县断裂带又解体出震旦系、泥盆系等构造夹块(川西北地质大队,2010),阳坝岩组和秧田坝组,其中:阳坝岩组岩石组合与通木梁群大体相似,自下而上也分为三个岩性段,其下岩段以变质沉积细碎屑岩为主夹变质火山熔岩及变质火山碎屑岩;中岩段以变质基性熔岩、变质基性凝性岩为主,夹变质沉积碎屑岩及变质凝灰质碎屑岩;上岩段为变质中酸性火山岩夹变质基性火山岩及少量变质沉积碎屑岩;川西北地质大队(2010)将秧田坝组解体出两在套不同的构造地层,一套为变质火山岩为主夹变质碎屑岩,岩组组合为变质砂岩和千枚岩;另一套为变质凝灰质砂岩夹千枚岩,并认为与南华系木座组对比。泥石;

绢云母+绿泥石;

绢云母+绿泥石+方解石;

绢云母+方解石。

黑云母带中的典型变质矿物共生组合是:石英+黑云母+绢云母+绿泥石。从以上组合可以看出,黑云母并非在每一变质岩石中都能出现,这一方面反映与原岩成分有关,另一方面也说明变质作用是不均匀的。

常见的典型变质岩石主要特征如下:

1. 黑云母石英片岩(彩色图版3-5)

灰色,鳞片粒状变晶结构,片状构造。岩石由石英、黑云母及少量长石组成。岩石中矿物特征:石英(70%)、长石(少)呈粒状变晶,粒径0.1~0.3 mm,呈拉长状,沿长轴平行定向排列,彼此镶嵌分布,强波状消光;黑云母(30%)呈鳞片状变晶,片径0.1~0.4 mm,相对集中分布,平行定向排列,大部分具绿泥石化。另有微量锆石、钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等副矿物分布,粒径0.03~0.15 mm。

2. 黑云母角闪斜长片岩(彩色图版3-6)

灰色,鳞片柱粒变晶结构,片状构造。岩石以斜长石(更长石)、黑云母和角闪石(普通角闪石)为主组成。斜长石:70%左右,粒径0.08~0.24 mm,个别为0.5~1.4 mm,他形粒状,略有压扁,平行定向排列,具中度绢云母化;黑云母:5%,片径0.08~0.4 mm,呈拉长的片状和角闪石共生于一条带中,分布不均匀,大部分褪色,或变为绿泥石;角闪石:25%,呈长柱状,柱体(0.024~0.32)mm×0.55 mm,平行定向排列,和黑云母共生,相对聚集成条带状。

灰绿色,柱粒状变晶结构,片状构造。岩石由斜长石、阳起石、石英、钛铁矿、普通角闪石组成。斜长石:50%,粒径0.08~0.28 mm,他形粒状,长轴定向分布,具中度绢云母化,不具双晶,少量隐晶黝帘石化;角闪石:7%左右,粒径(0.24~0.5)mm×1.6 mm不等,呈他形、柱状、短柱状,长轴定向排列,大部分蚀变为阳起石,残留角闪石较;阳起石:41%,粒径0.08~0.4 mm,呈他形柱状、柱粒状,定向排列,相对和角闪石聚集成条带状分布。

4. 黑云母斜长片麻岩

黑云母带中的变质岩石主要为片岩和粉砂绢云母+绿泥石+绿帘黝帘石+方解石。岩,另外还有各种千枚岩、板岩及大理岩等,变质矿物组合最基本的或是贯通的为绢云母+绿泥石,而标型矿物组合则是黑云母+绢云母+绿泥石+石英+方解石,各种变质岩石呈互层或以夹层出现,彼此递变。因此,黑云母带的变质程度也是不均匀的,主要受原岩性质控制。

(三)蛇绿混杂岩中的低绿片岩相黑云母带

在畅流沟、木孜塔格北及向阳泉一带分布有蛇绿混杂岩,多呈长条状、透镜状,总体为近东西向分布。该混杂岩中大多数岩石已经变质,且变质相多属于低绿片岩相。

在洋壳向陆壳之下俯冲过程中,随着洋壳下沉,压力逐渐递增,蛇绿岩遭受一种递进的变质作用。从沸石相→葡萄石-绿纤石相,最终出现高压低温变质的蓝片岩相。本区目前未发现沸石相、葡萄石-绿纤石相和蓝片岩相变质特征,其变质岩大量的为低绿片岩相黑云母带。在畅流沟蛇绿混杂岩——阳起石片岩薄片中见到紫苏辉石残晶,说明本区在洋壳俯冲过程中,最深变质程度达到麻粒岩相。然而蛇绿混杂岩带在碰撞造山时,早期大洋热液变质作用中棕色角闪石普遍退变为透闪石、阳起石及边缘绿泥石,显示由角闪岩相→高绿片岩相→低绿片岩相的退化变质特征,而主体显示以绢云母+绿泥石+绿帘石为主的变质矿物组合,属区域低温动力变质作用中的低绿片岩相。

在蛇绿混杂岩中变质岩的共生矿物组合为:

滑石+蛇纹石+阳起石+直闪石(超基性岩);

黝帘石(绿帘石)+绿泥石+斜长石+黑云母+石英(基性岩)。

变质岩组成主要有蛇纹岩、片理化纯橄榄岩、橄榄辉长石、更长浅粒岩、黑云更长变粒岩、角闪片岩、阳起片岩、片状石英岩、糜棱砂岩、千糜岩、片麻岩等。其各变质岩石特征如下:

暗灰绿色,纤维状变晶结构、交代结构,块状构造。蛇纹石(>95%)无色,低正突起,呈隐晶—纤维状体,具交代网环结构象,原岩为橄榄岩。次闪石(<5%)浅褐色,大小一般0.25 mm左右,具角闪石式解理,干涉色低,具网环象,有辉石残余,后又被蛇纹石交代呈残余分布。

暗灰绿色,柱粒状结构,定向构造。岩石由平行定向的橄榄石组成。橄榄石(>85%)大小一般1 mm×0.4 mm左右,自形—半自形柱状、柱粒状,近于等粒,无色,平行消光,干涉色为Ⅱ级紫红—Ⅲ级蓝绿,普遍发育网状裂纹,新鲜,平行定向分布,沿一组平行定向的构造缝两侧,橄榄石已全部蛇纹石化,橄榄石成分为贵橄榄石。

3. 更长浅粒岩(彩色图版1-1,1-2)

4. 阳起石片岩(彩色图版1-4)

暗灰绿色,柱状变晶结构,片状构造。岩石全部由平行定向的阳起石组成,片状构造发育。阳起石(≥97%),浅绿色,长柱状,柱长均在4 mm以上,平行消光或斜消光(消光角小),干涉色鲜艳。

5. 片麻岩(彩色图版2-3)

变质带中主要变质矿物及共生矿物组合为:

石英+斜长石+黑云母+白云母;

石英+斜长石+黑云母+白云母+铁铝榴石+次闪石;

石英+透闪石+绢云母+隐晶帘石类矿物+阳起石;

石英+斜长石+黑云母+白云母+红柱石;

方解石+透辉石+斜长石+透闪石+白云母;

石英+黑云母+黝帘石+斜长石+绢-白云母。

铁铝榴石是划分本变质带的标型矿物,其他变质矿物组合除绿泥石消失外,与黑云母带基本相同,绢云母全部或部分为白云母所代替,作为标志矿物的铁铝榴石,分布通常是不均匀的,并非到处都有。石榴子石与红柱石共生,整体属低压高温相系。

1. 黑云斜长石英岩(彩色图版2-4)

岩石呈深灰色,镜下具显微鳞片粒状变晶结构,块状构造。主要由长石、石英、云母等矿物组成,经过碎裂及变质重结晶等多期变形、变质,原岩可能为花岗岩类碎裂岩,后期变质重结晶。石英:大部≤0.5 mm,他形不规则粒状,一般0.3 mm左右,少量0.8 mm左右,彼此镶嵌,接触界线弯曲不规则,少数略有压扁拉长,定向分布,轻度波状消光,石英可能原为变余碎基。含量42%;更钠长石:大小1.6 mm左右,变余碎斑,晶体边界破碎、圆化,微裂纹发育,内部包含较多石英、磁铁矿等包裹体,其中磁铁矿呈粉末条痕,分布方向与岩石片理斜交或一致,反映变余残斑在重结晶过程中经过旋转,含量35%。

2. 绢云黝帘透闪石岩

3.斜长二云石英片岩

岩石呈灰色,镜下具显微鳞片粒状变晶结构,片状—条带状构造,肉眼观察具定向构造,由长石、石英、部分云母类矿物等组成,经过了多期碎裂及变质重结晶作用。更钠长石:呈变余碎斑,大小1.6 mm左右,晶体边界破碎,长轴大致定向,内部包含较多尘状铁质及石英微粒,少量压扁拉长呈透镜体分布,聚片构成变质带的主要岩石有黑云石英岩、黑云斜长石英岩、绢云黝帘透闪石岩、二云片岩、斜长二云石英片岩、含硬绿泥石透闪方解片岩、糜棱二云石英片岩、黑云斜长糜棱片岩、斜长方解石英糜棱片岩、黑云斜长片麻岩、大理岩等。双晶不发育,低突起,均匀分布,含量20%;石英:他形不规则粒状,大小不等,1~0.2 mm,其体呈透镜体条带平行定向分布,波状消光,含量45%;黑云母:棕—浅黄多色性,片径<0.5 mm,细小鳞片状,受动力作用多数破碎、弯折,波状消光,绿泥石化,含量15%。

岩石色调较深,多呈深灰色,肉眼下可见到定向构造,镜下具鳞片粒状变晶结构、变余糜棱结构,片麻状构造。岩石由石英、斜长石、黑云母等组成,原岩可能经历了糜棱作用,后期又变质重结晶。斜长石(35%~40%):多数呈1.25 mm左右变余残斑,棱角不规则或圆化,粒内包含较多尘状铁质(尘状铁质条痕弯折、扭弯,与残斑外围片理斜交或一致,可能为同构造期变质重结晶),不具聚片双晶,成分为更钠长石,长轴定向,少数呈<0.5 mm的变余碎基,已压扁拉长,平行定向,聚集成细条带绕残斑分布;石英(45%):他形不规则粒状,<1.2 mm,平均0.4 mm左右,大小不等,压扁拉长,波状消光,彼此聚集成透镜体条带平行定向分布;黑云母(15%~20%):棕红—浅黄多色性,片径<2.4 mm,不规则片状、碎片状,波状消光,少量已全部绿泥石化,伴随斜长石条带平行定向分布。

(五)低角闪岩相透辉石带

该变质带与高绿片岩相铁铝榴石带分布区域相同,出露面积约150 km2,界线主要是根据斜长石牌号大于20或30的正常出现为标志。低角闪岩相中普通角闪石的多色性为黄绿色,也是其与高绿片岩相的区别标志之一。

构成该变质带的主要岩石有阳起斜长石英片岩、含透辉斜长石英片岩、黝帘阳起透辉片岩、方解透辉透闪片岩、含黑云透闪方解片岩、黑云斜长方解石英糜棱片岩、黝帘方解二长片麻岩、透辉大理岩等。

变质带中主要变质矿物及共生矿物组合为:

方解石+透辉石+白云母+石英+透闪石;

石英+斜长石+阳起石+黑云母+红柱石+方解石;

白云石+方解石+透闪石+透辉石;

方解石+透辉石+透闪石+黑云母+长石(更钠长石)+绢云母+白云母;

方解石+透辉石+石英+长石+帘石类矿物;

石英+斜长石+方解石+阳起石+透辉石+黑云母。

本变质带没有特征矿物,只是根据变质矿物组合划分为低角闪岩相透辉石带,变质带中主要变质岩石特征如下:

1. 阳起斜长石英片岩

灰色,镜下纤柱—粒状变晶结构,条带状构造,岩石由斜长石、石英、阳起石、黑云母等组成。石英:他形不规则粒状,大小不等,粒级≤2 mm,一般0.3 mm左右,彼此呈凸凹接触,接触界线弯曲不规则,波状消光,彼此聚集或与方解石聚集成条带平行定向分布,含量35%;斜长石:半自形—他形板状、粒状,大小一般2.4 mm×0.8 mm左右,不发育聚片双晶,颗粒表面多布满了隐晶—微粒状帘石类矿物蚀变物,原成分可能为中基性斜长石,与石英分异聚集成条带相间分布,现成分为更钠长石,含量31%;阳起石:浅黄绿色,细柱状,大小一般0.2 mm左右,横切面具角闪石式两组解理,大致平行定向,与磁铁矿聚集成条带分布,局部已次闪石化,含量20%。

2. 黝帘阳起透辉片岩

岩石呈灰色,镜下为粒柱状变晶结构,条带状、片状构造。主要由石英、方解石、阳起石等矿物组成。方解石:≤0.8 mm,他形不规则细粒体,局部聚集分布,含量5%;石英:大小一般0.25 mm左右,他形细粒状,不均匀聚集成团块分布,含量17%;阳起石:浅绿色,不规则柱状、纤柱状,大小1.2 mm×0.2 mm左右,平行定向,聚集成条带,不均匀分布,含量20%。

4. 黝帘方解二长片麻岩(彩色图版3-1)

岩石呈灰色,具柱粒状变晶结构,条带状构造。由方解石、石英、斜长石、透辉石等组成。透辉石:不规则粒状、柱粒状,大小不等,一般3 mm×0.8 mm左右,平行定向,粒内常包嵌石英、斜长石等细粒,少量;方解石:他形不规则粒状,部分压扁拉长,大小一般0.6 mm左右,波状消光,大小近于等粒,一般0.6 mm左右,长轴平行定向,聚集为条带分布,含量20%;石英:他形不规则粒状,多数已压扁拉长成透镜体条带平行定向分布,条带内石英呈微细粒体,原岩经受了糜棱作用,后期又变质重结晶,含量27%。

区域变质岩类型及原岩恢复

变质岩有什么用途:

研究区内的区域变质岩在前震旦系至三叠纪地层内广泛分布,经历了中-新元古期、印支期区域低温动力变质作用及华力西期区域动力热流变质作用三期变质作用,岩石组成以低绿片岩相的板岩、千枚岩,变质砂岩、变质火山岩及少量片岩为主,其次是高绿片岩相、低角闪岩相的片岩、片麻岩、角闪质岩、长英质粒岩等,而大理岩则在低绿片岩相一低角闪岩相中均有分布。晋宁期、印支期变质岩为低绿片岩相。华力西期以低绿片岩相占优势,高绿片岩相、低角闪岩相变质岩少量分布,并构成递增变质带。每类岩石根据矿物组合的异可进一步划分出不同的岩石类型,为避免繁琐,具体岩石类型不作描述。

4. 黑云斜长片麻岩除晋宁期、华力西期局部变质较深外,一般变质较浅,很少或仅部分遭受混合岩化,大部分岩石原岩结构构造保存较好,原岩恢复容易,本章只作概略叙述。

晋宁期区域变质岩主要出露于扬子陆块的周缘地区,属区域低温动力变质,变质程度绿片岩相。一般变质较浅,原岩结构构造保存较好。岩性主要为以浅变质基性和酸性火山熔岩及同源火山碎屑岩为主,夹正常沉积的泥质、钙质岩。

前述的研究表明,碧口群和通木梁群虽然均为一套变质的火山-沉积岩,但对它们的认识历来具有很大的分歧(引自朱占祥,1988),已有的资料表明(朱占祥,1988;四川省区域地质志,19),青川-平武境内的通木梁群进一步可分为上、中、下三段岩石组合:下段为变质碎屑岩为主,岩石组合为绢云千枚岩夹少量阳起石片岩及变质砂岩;中部为变质中基性火山岩,岩石组合为:变质中-基性火山岩(细碧角斑岩)、凝灰质片岩及凝灰质变质粉砂岩等;上段为变质的中酸性火山岩,岩石组合为:片理化中酸性火山岩,凝灰质千枚岩,凝灰质变质粉砂岩等。各段之间均为整合接触。

从岩石组合特征上来看,通木梁群和碧口群总体上都是一套火山沉积岩,其各自的空间叠序也大体相当,表明它们是同一时期,相似环境下的产物。总体上,晋宁期变质岩的岩石类型及组合可分为以下三种类型:

变质(余)碎屑岩类:主要为石英片岩,黑云、绢云石英片岩,绿帘石英片岩,凝灰质千枚岩,变质粉砂岩等,只少数保存原岩构造,有变余粒级递变层理、交错层纹等。

变质中基性-基性火山岩类:为变质的细碧岩,角斑岩,一、晋宁期区域变质岩细碧-角斑质火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩等,具变余枕状、杏仁、气孔构造、块状构造,变余斑状结构。部分已变质成绿片岩,包括阳起片岩、绿泥片岩、绿帘片岩、钠长阳起片岩、绿泥钠长片岩等。

变质中酸性火山岩类:为变质的石英角斑岩、角斑岩、流纹质凝灰岩、沉凝灰岩等,部分已变质成绢英千枚岩、绢云钠长片岩、钠长绢(白)云片岩、钠长片岩等岩石。

利用区域变质岩岩石化学成分对变质较深的片岩、千枚岩进行恢复原岩,在(al-fm)-(c+alk)-si图解(图3-2)中,其投影主要落入火山岩区,少量在沉积岩区,说明岩石原岩大多为火山岩,沉积岩可能属火山间隙期的夹层。在(al-alk):C图解(图3-3)和Mg-K图解(图3-4)中,绿片岩投影大部分落入细碧岩-玄武岩区或细碧岩-角斑岩区,钠长片岩类落入英安质凝灰岩区。

陕西省地质调查院(2007)在对阳坝岩组岩石化学、地球化学研究后认为碧口群的火山岩为一套经变形变质改造的岛弧拉斑-钙碱性火山岩组合,且有岛弧火山岩特点。综上所述,中-新元古代的碧口群和通木梁群的原岩为一套沉积-火山岩组合,基性岩为大洋板内(主要是洋中脊)环境下的产物,而其上部中酸性火山岩则属钙碱性的火山弧-洋岛环境(来源?)。

二、华力西期区域变质岩

华力西期区域变质岩分布于龙门山后山变质地带和迭部-康县变质地带,总体以龙门山后山变质带的一些变质的花岗岩热穹窿为代表,这些区域变质岩系包括的地层为震旦系—二叠系。龙门山后山变质地带岩石类型、岩石组合及原岩建造是由各种板岩、千枚岩、片岩(云母片岩、云英片岩、绿片岩)、变质砂岩、变质粉砂岩、变粒岩、结晶灰岩、大理岩、变质玄武岩、斜长角闪岩等组成;迭部一康县变质地带研究认为,其主要变质包含了南华纪—下古生界的地层,上古生界—中生代地层未变质,南华纪以赛依阔组(Nhy)和相龙卡组(Nh-Zsx)具有有标志性的浅变质的冰碛砾岩及其火山碎屑岩为主的代表,下古生代为较稳定的碳酸盐岩-碎屑岩组合沉积建造。岩石变质轻微,变质矿物主要有绢云母、方解石、钠长石、绿泥石、石英及部分绿帘石,主体属于甚低绿片岩相变质;其中南华纪耀岭河群或相龙卡组局部出现了黑云母矿物,变质程度可达低绿片岩相(王立全、潘桂棠等,2010)。

图3-2 变质岩的(al-fm)-(c+alk)-si图解 图3-3 变质岩的(al-alk):C图解

图3-4 变质岩的Mg-K图解

对于龙门山后山变质带的华力西期区域变质岩,除递增变质带中心即热穹窿核部变质较深达角闪岩相、原岩结构构造多消失,形成片岩类岩石外,其余各部位主要为绿片岩相的浅变质岩:各种板岩、千枚岩和变质砂岩等,原岩结构构造保存完好。变质沉积岩常见各种变余层理如水平层理、波状层理、韵律性层理等,变余砂状结构、变余泥状结构也常见。变质玄武岩中变余枕状、变余杏仁、变余气孔构造等常见,镜下尚能见到变余斑状、变余辉绿、变余交织、变余间粒结构等。变质岩的原岩建造均属碎屑岩-碳酸盐岩-中酸性至基性火山岩建造。

利用收集的区域变质岩岩石化学成分(表3-1)对丹巴地区变质较深的岩石进行恢复原岩,在(al+fm)-(c+alk)-Si图上,石英片岩、石英岩主要投入砂、泥质岩沉积区(图3-5),浅粒岩、变粒岩类岩石落在火山岩区。在ACF图上,石英片岩、石英岩岩石主要投入粘土、页岩及杂砂岩分布区(图3-6)。在TiO2-SiO2图中,石英片岩、石英岩也大部投入沉积区,浅粒岩、变粒岩类岩石样品落入岩浆岩区,总体上SiO2与TiO2呈反相关(图3-7)。斜长角闪(片)岩类岩石在(al+fm)-(c+alk)-Si图和ACF图上,大部落入玄武岩和安山岩区及火成岩区,在MgO-CaO-(图3-8)、MnO-TiO2(图3-9)及TiO2-F(图3-10)图上,除个别样品外,其余均落入正角闪岩区及其附近(可能存在部分分析误及变质作用改造影响)。根据上述综合图解的化学成分判别,可以认为区内上述斜长角闪(片)岩类岩石原岩应为与玄武岩成分相当的基性火山岩或基性侵入岩。

迭部-康县变质地带变质地带以板岩、千枚岩,变质砂岩、粉砂岩,结晶灰岩、变质火山岩为主,少量片岩。这是因为区内绢云母-绿泥石带和黑云母带的缘故。向北东至陕西褒城一带,该变质地带有铁铝榴石带、十字石-蓝晶石带出现,构成典型的中压型递增变质带,和龙门山后山变质地带的岩石类型、岩石组合及原岩建造也基本相似(四川省区域地质志,19)。

表3-1 丹巴地区华力西期变质岩化学成分分析结果(wB/%) 续表

注:表中数据主要来源于1∶5万和1∶20万区域地质调查报告

图3-5 (al+fm)-(c+alk)-Si图(据西蒙南,1953简化)

由上可见,区内的华力西期区域变质岩的原岩建造基本相同,均为“拉张环境下”的一套碎屑岩-碳酸盐岩-中酸性至基性火山岩建造。

三、印支期区域变质岩

印支期区域变质岩是区内分布最广的区域变质岩系,属低绿片岩相区域低温动力变质作用形成的浅变质岩,区内广布的三叠系岩石均经历该期的变质作用,变质岩的岩石类型和矿物共生组合都十分单调。变质岩以变质砂岩、板岩和变质碳酸岩为主,原岩结构构造保存完好,变余水平层理、波状层理、斜层理、韵律层理及递变层理,变余波痕、冲刷印模等结构发育,巴颜喀拉分区属于陆源碎屑岩复理石建造,而迭部-旬阳、摩天岭分区为一套稳定型的碎屑岩-碳酸盐岩建造,在石渠-雅江一带夹基性、酸性火山岩。

图 3-6 ACF 图( 据温克勒,1953 简化) 图3-7 TiO2-SiO2图解(据塔尼,1976)

图3-8 斜长角闪(片)岩MgO-CaO-图解(据Walker.K.R.1960,Winter.J,1974) 图3-9 斜长角闪(片)岩MgO-TiO2图解(据米斯拉,1971)

图3-10 斜长角闪(片)岩的TiO2-F图解

区域变质岩石的原岩恢复及原岩建造类型

灰色,显微鳞片粒状变晶结构,块状构造。岩石由斜长石、石英及黑云母等组成。斜长石(40%~45%),大小一般0.2 mm左右,他形不规则粒状,泥化中度,绢云母化轻,聚片双晶不发育,成分为更长石,均匀分布,略有压扁拉长、定向;石英(45%左右)呈0.2 mm左右的他形不规则粒状,略有压扁拉长、定向,波状消光,均匀分布。

以上特征为原岩的恢复和确定原岩建造类型提供了方便条件,因区内岩石变质不深,未进行岩石化学成分测试工作,可以用野外观察的实际资料加上薄片成果对原岩直接进行恢复。

(2)结构构造。变质岩结构的观察是根据矿物颗粒的大小、形状以及自形程度等方面来进行的。在观察时,要注意岩石的结构类型(变晶结构、变余结构、碎裂结构等)。这在判断岩石的变质类型和变质作用程度方面起重要作用。尤其是变余结构和一些特殊结构,对于我们解决变质岩的形成历史和恢复原始物质成分方面往往具有重要意义。变质岩构造的观察主要根据矿物颗粒的排列方式,分为块状构造与定向构造(如片状、片麻状、眼球状等),其次是矿物成分或结构的不同部分在岩石中的分布状况(如带状和斑点状等)。

(一)古生代变质岩的原岩和原岩建造

野外观察,以上这些变质岩石在整个地层中约占60%,其余40%未发生变质,特别是这些地层中的碳酸盐岩石大都没有发生变质,碎屑岩变质也很轻,仅见有绢云母绿泥石化现象,近断裂构造附近千枚岩化强烈,岩石片理发育,下部地层出现黑云母。变质岩石和未变质岩石相间产出或互为相变关系。变质岩具明显的层理构造,产状清楚,带状延伸,还可见到由粗到细的韵律构造。

薄片成果:片岩的原岩为泥质岩石和粉砂钙质岩石,变砂岩中绝大部分砂屑未发生变质,仅是泥质胶结物发生变质而成为绢云母、绿泥石或黑云母,大都具清楚的变余砂状结构。

微量元素:B为318×10-6~500×10-6,Li为27×10-6~50×10-6,Cr为46×10-6~64×10-6,Ni为22×10-6~34×10-6。地层中未见有火山岩,说明变质岩的原岩为沉积岩。

副矿物有磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿、磷灰石、绿帘石、榍石、锆石、白钛石、金红石、电气石、褐帘石等。种类多,成分复杂,表明变质岩石原岩为沉积岩。

综上所述,以地质产状、岩石学特征,结合微量元素和副矿物特征,可以认为该时代地层中的变质岩石原岩为泥岩、砂岩和碳酸盐岩。原岩建造为泥质砂岩碳酸盐建造,构造位置是地槽坳陷带,变质建造为砂岩、千枚岩和碳酸盐岩,属低绿片岩相3.蓝闪石片岩是高压变质作用的产物,外观呈黄绿、蓝绿色,具片状构造,含特征变质矿物蓝闪石,硬柱石等。蓝晶石片岩也是高压变质岩石,具片状构造,主要由蓝晶石和滑石组成。,原岩建造特点是陆源碎屑为主夹碳酸盐岩,成层性好,韵律清楚,有些地段具有复理式特征。

(二)晚三叠世变质岩的原岩及原岩建造

变质岩以变质石英砂岩为主,其次是不同粒度的变砂岩和泥岩,变质很浅,岩性单调。

野外观察:岩性以砂板岩为主,在褶皱断裂构造发育地段有千枚岩化,并出现片岩,片理与地层产状一致,砂岩发生绢云母和绿泥石化,粒度由粗到细有规律的重复出现,构成复理式。

薄片鉴定结果表明,这一套轻变质的正常沉积的碎屑岩,主要是石英砂岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩。砂状结构和变余砂状结构,岩石中砂屑未变质,仅是胶结物泥质在动力变质作用下发生重结晶而变为绢云母和绿泥石。

岩石中微量元素:B为500×10-6,Li为21×10-6,反映原岩具沉积岩的特征。

副矿物有磁铁矿、黄铁矿、锆石、磷灰石、榍石、钛铁矿、白钛石、磷钇矿、金红石、褐铁矿和褐帘石等,反映了变质岩的原岩为沉积岩。

综上所述,可得出以下结论:上三叠统变质岩石的原岩为石英砂岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩,原岩建造为复理式,构造位置是优地槽,变质建造为砂、板岩建造。变质岩石组合以变砂岩、细砂岩、石英砂岩、泥质板岩等互层出现,形成大面积浅变质岩系,为区域动力变质作用产物,原岩建造特点是具复理构造的薄层—中厚层砂岩、粉砂岩沉积。

岩石的结构和组成为什么非常重要

岩石依据其形成原因可分成岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。岩浆岩又称火成岩,是由地壳下面的岩浆沿地壳薄弱地带上升侵入地壳或喷出地表后冷凝而成的。不同种类的岩石其组成矿物是不同的。

岩浆岩

是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石,常见的岩浆岩主要有:花岗岩、花岗斑石、流纹岩、正长石、闪长石、安山石、辉长岩和玄武岩等,岩浆岩主要组成矿物有:橄榄石、辉石、云母、长石、闪石、石英等。

花岗岩标本

安山岩标本

是由风化的碎屑物和溶解的物质经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的。常见的沉积岩主要有:砾岩、砂岩、粉砂岩、碳酸盐岩、碎屑岩等,主要组成矿物有:碎屑矿物 石英、钾长石、钠长石、白云母、.粘土矿物 、方解石、白云石等。

鲕粒状灰岩

粉砂岩

变质岩

[rock]由一种或通常由两种以上矿物所组成的固结或不固结的体,其一部分生物成因的(如煤),在自然界大量存在,构成地壳的很大一部分。[1]

引证解释

1、高大的石块;大石块。

《史记·高祖本纪》:“高祖即自疑,亡匿,隐于芒砀山泽岩石之间。”

南朝梁江淹《诣建平王上书》:“其上则隐于篇肆之间,卧于岩石之下。”

清陈康祺《郎潜纪闻》卷三:“﹝苏州沧浪亭﹞岩石玲珑,水木清美,遂为城中名胜之冠。”

杨沫《青春之歌》部第三章:“第二天大早,她就被海浪拍打着岩石的声音催醒了。”

语出《诗·小雅·节南山》:“节彼南山,维石岩岩。赫赫师尹,民具尔瞻。”

宋曾巩《与韩侍中启》:“自避远于烦机,久淹回于外服,宜从严石之望,趣正衮衣之归。”

宋苏舜钦《闻京尹范希文等谪官》诗:“大议摇岩石,危言犯采旒。苍黄出京府,憔悴谪南州。灰色,镜下粒柱状变晶结构,块状构造。岩石由石英、透辉石、阳起石及帘石类矿物等组成。石英:他形不规则粒状,少数碎粒状,大小不等,粒级<4 mm,一般0.6 mm左右,波状消光,分异聚集为不规则透镜体平行定向分布,含量15%。透闪石:粒级粗大,呈变斑晶,半自形柱状,大小平均3 mm×2 mm左右,长轴平行定向多聚集分布,含量58%。”

3、指构成地壳的矿物的体。分沉积岩、火成岩(岩浆岩)和变质岩三大类。[1]

基本含义1. 蛇纹岩

岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃体,按照一定的方式结合而成。是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中,岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石,也称火成岩。喷出地表的岩浆岩称喷出岩或火山岩,在地下冷凝的则称侵入岩。沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石;变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩,由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。

地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩大约占95%,沉积岩只有不足5%,变质岩最少,不足1%。地壳表面以沉积岩为主,它们约占大陆面积的75%,洋底几乎全部为沉积物所覆盖。岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。

什麼是三大岩石类?

分类

岩石按其成因主要分为火成岩(岩浆岩)、沉积岩和变质岩三大类。整个地壳中,火成岩大约占95%,沉积岩只有不足5%,变质岩最少。不过在不同的圈层,三种岩石的分布比例相很大。地表的岩石中有75%是沉积岩,火成岩只有25%。距地表越深,则火成岩和变质岩越多(四)高绿片岩相铁铝榴石带。地壳深部和上地幔,主要由火成岩和变质岩构成。火成岩占整个地壳体积的64.7%,变质岩占27.4%,沉积岩占7.9%。其中玄武岩和辉长岩又占全部火成岩的65.7%,花岗岩和其他浅色岩约占34%。

这三种岩石之间的区别不是的。随着构成矿物的变化,它们的性质也会发生变化。随着时间和环境的变迁,它们会转变为另外一种性质的岩石。因而有人认为这种分类法较为武断。

劈理的结构

所有劈理都有一定的组构。组构涉及岩石颗粒的大小、形状、结构和定向性。劈理岩石的组构主要通过片状矿物及压扁颗粒的定向排列显示出来。矿物及组构的系统变化,在劈理岩石中呈现出两种不同的组构域,即劈理域(cleage domain)和微劈石域(microlithon domain)(图7-2),表现为在岩石中平行排列。劈理域常是由层状硅酸盐或不溶残余物质富集成的平行或交织状的薄条带或薄膜,故也称薄膜域。其中原岩的组构(指结构和构造)被强烈改造,矿物和矿物体的形态或晶格具有显著的优选方位。微劈石域是夹于劈理域间的窄的平板状或透镜状岩片,亦称透镜域,其中原岩的矿物成分和组构仍基本保留,微劈石与劈理域之间的边界可以是截然的,也可以是渐变的。它们紧密相间,使岩石显出纹理。正是由于劈理域内的层状硅酸盐矿物的定向排列使岩石具有潜在的可劈性。

1.劈理域的形态及排布

(1)劈理的平面度

劈理的延展能力决定于岩石的性质及劈理化的程度。不同劈理化岩石中劈理域的形态各异。按劈理域垂直断面上形态的平直程度,平面度可分为四种:平直、粗糙、锯齿状和缝合线状(图7-3)。

一般来说,在均匀泥质岩中,劈理多是平直的,常常将岩石分裂呈平行板状;在变质砂岩或其他粒状组分构成的岩石中,劈理多稀疏分布;发育于大理岩、石英岩等单矿物岩中的劈理间隔很宽,可呈缝合线状或锯齿状。

图7-2 劈理中的劈理域(深色带)和微劈石域(浅色带)

注意两者结灰色,镜下粒柱状变晶结构,条带状构造。岩石由石英、方解石、透闪石、透辉石等组成。方解石:他形不规则粒状,略有压扁拉长,长轴定向,大小不等,平均0.8 mm左右,与石英聚集为条带分布,含量15%。透闪石:不规则柱状,大小2 mm×0.8 mm左右,少数呈纤柱状、纤维状等,无色,中正突起,Ng∧c为25°左右,平行定向,大致聚集为条带分布,少量浅绿色阳起石,含量25%;透辉石:不规则长柱状,大小4 mm×1 mm左右,无色,正高突起,消光角大,长轴定向,伴随透闪石分布,含量20%。构的异

图7-3 劈理的平面灰白色,鳞片粒状变晶结构,片麻状构造。岩石主要由石英、斜长石和黑云母、白云母组成。石英(30%)、斜长石(53%)呈粒状变晶,粒径一般0.4~2 mm,彼此镶嵌分布,石英具强烈波状消光;斜长石有钾交代现象,具较强的绢云母化、高岭土化及少量黝帘石化;黑云母(15%)、白云母(2%)呈鳞片状变晶,片径0.4~2 mm,具叶片弯曲变形,相对集中分布,定向排列,具波状消光。度

(据G.J.Borradaile et al.,1982)

(2)劈理的排布格式

劈理域在空间上有不同的排布格式,反映着劈理域和微劈石域之间的相互关系。

按照劈理的定向排布格式,劈理可以分为两类。一类是劈理域沿某一方向平行或近于平行展布的平列劈理;另一类是劈理域沿两个方向或两个以上方向展布,相互交织成网状的交织劈理。其间微劈石也相应呈平行板状或透镜状(图7-4)。

(据G.J.Borradaile et al.,1982)

劈理排布格式的描述同观测尺度密切相关,板岩劈理在宏观上多呈平直的平行板状,一般多被描述成平列劈理,但在显微镜下,劈理域之间的排布却是交织状的。因此,劈理的描述是有一定尺度的。

2.微劈石的结构

微劈石是劈理化岩石中劈理域之间的部分,组构上不具定向或定向不好。一般存在两种型式,一种由粒状矿物组成,组构比较紊乱,没有明显的优选方位;另一种微劈石内部常保存有先存板岩和千枚岩的面理,具一定的优选方位。这种先存的面理也可在后继劈理化过程中发生细微褶皱。

3.劈理的间隔

劈理的间隔是指两劈理面在垂直方向上的距离。即垂直劈理断面上劈理域与微劈石域宽度之和。按劈理的定义,域式劈理的间隔有其相对上下限,一般倾向于上限定在5~10cm,下限规定于0.01mm(C.McA.Powell,1979)。

图7-5 劈理的平均间隔

(据C.McA.Powell,1979,修改)

(1)砂质岩中交织劈理;(2)石灰岩及石英岩中缝合线构造;(3)多数褶劈理;(4)多数板劈理

4.3. 方解透辉透闪片岩(彩色图版2-6)劈理域的相对宽度

劈理域的相对宽度一般用劈理域宽度与微劈石宽度的比,或劈理域宽度的总量在岩石测线总长中所占百分率来计量。劈理域的相对宽度是研究劈理样式的重要参数。如果劈理域相对宽度窄,劈理岩石就会显示出面装分割的特点;如果劈理域相对宽度大,则在岩石中构成劈理带(图7-6)。

图7-6 劈理带的常见型式 图7-7 大理岩中的连续流劈理