变质岩的主要类型

第十二章变质岩的主要类型第一节动力变质岩类由动力变质作用形成的变质岩称动力变质岩，又称构造岩或碎裂变质岩。动力变质作用主要由应力作用引起，温度和溶液的影响较小。由于岩石和矿物力学性质的差异，以及变形时的温、压条件，在应力作用下可发生脆性变形或塑性变形。在地壳浅处，围压较小，温度较低，以脆性变形为主；随着深度增大，温度增高，围压增大，渐变为以塑性变形为主。Sibson认为由塑性变形形成的长英质糜棱岩其形成深度大于10km。岩石和矿物的脆性变形主要为碎裂，且在应为不断作用下大颗粒碎成小颗粒并发生位移，原岩结构被破坏。塑性变形主要通过矿物晶体内部的滑动、动态重结晶、高温蠕变和晶体颗粒之间的相对运动，有时伴有在应力条件下的化学方式进行的重结晶和重组合作用。主要动力变质岩有：构造角砾岩（断层角砾岩）：碎裂岩：糜棱岩：千枚糜棱岩（千糜岩）：假玄武玻璃：第二节热接触变质岩一．概述热接触变质岩由热接触变质作用形成，分布紧靠岩浆岩体的围岩中，主要是在岩浆体散发的热量和挥发份作用下，使围岩发生重结晶和变质结晶作用。目前认为热接触变质作用温度在300—800℃之间，有时可达1000℃；均向压力较小，在几巴至3千巴；地热梯度可达60℃/km以上。热接触变质岩距岩体愈近，则温度愈高，热变质作用也愈强，所以常见变质程度不同的热变质岩石顺序出现，并围绕岩体作环带分布，称为接触变质晕。接触变质晕的发育程度取决于以下因素：1．岩体的规模大小；2．岩体的侵入深度；3．岩体的成分；4．围岩成分、结构和产状；5．岩体与围岩接触关系。二．热接触变质岩的分类和命名（一）热接触变质岩的分类热接触变质岩分类可按原岩化学成分分成五大类（等化学系列岩石），再按变质相细分。分类如表3—4所列。（二）热接触变质岩的命名一般采用：次要矿物+主要矿物+岩石基本名称。岩石基本名称常根据矿物成分、结构、构造来定。1．具变余结构构造的：在原岩名称前冠以“变质”两字和主要新生矿物的名称；如二云母变质石英砂岩。2．具变晶结构和变成构造：（1）具定向构造的：可分为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。（2）不具定向构造的：角岩：具显微变晶结构，矿物成分作散布状或其它非定向排列的热变质岩均可称为角岩。大理岩：主要由碳酸盐矿物组成。石英岩：石英85%；如长石10—25%，为长石石英岩。三．主要的热接触变质岩（一）长英质岩类变质砂岩、变质粉砂岩石英岩、长石石英岩（角岩）。具典型角岩结构。可含少量云母、红柱石、堇青石、石榴子石等。（二）泥质岩类较低温度时，非晶质的褐铁矿变成磁铁矿，有机质变成石墨，还可出现红柱石、堇青石等雏晶，且常聚集成斑点状，称之为斑点板岩。随着温度升高，红柱石、堇青石等迅速生长，构成斑状变晶结构，可称之为红柱石板岩、堇青石板岩，其基质常具变余泥状结构。温度继续升高，变质程度进一步加深，岩石全部重结晶，形成各种角岩。在更高热接触变质条件下，重结晶更完善，矿物组合也发生变化，白云母消失，出现矽线石、正长石、铁铝榴石等，构成粒度较大的角岩或片岩、片麻岩。（三）碳酸盐质岩类纯粹的石灰岩在温度的作用下，主要发生重结晶，形成大理岩。含SiO2时，则形成石英大理岩硅灰石大理岩等。当含MgO、SiO2、Al2O3、FeO等杂质时，随着温度升高，可形成各种新生变晶矿物，如方镁石、透闪石、符山石、镁橄榄石、钙铝榴石等；进一步还可出现硅灰石、方柱石、透辉石等。可根据这些不同的变晶矿物分别给予命名，如硅灰石大理岩，钙铝榴石大理岩等。（四）基性岩和镁铁质岩类晶质的基性岩、超基性岩，由于其本身形成温度较高，因而在热变质时，不易发生变化。已蚀变的的晶质岩石和火山岩经热变质后，可形成橄榄石角岩、直闪石角岩、角闪石角岩等。第三节交代变质岩类一．概述这类岩石是由热的气体和溶液作用于已形成的岩石，使已存岩石产生矿物成分、化学成分和结构构造发生变化而形成的一类岩石。气液来源，可与岩浆作用有关，也可与区域变质作用有关、混合岩化作用有关、甚至可与沿裂隙循环的地下热水有关。气液变质作用常形成低温矿物组合（部分为中温）。岩石在交代过程中发生原有矿物的溶解、消失和新矿物的取代、析出，并引起岩石结构构造变化。交代作用较弱时，常可见变余结构和构造，交代作用强烈时，则代之以新的变晶结构和变成构造。如蛇纹岩的形成。根据柯尔任斯基，主要以渗透迁移和扩散迁移两种方式。常出现分带现象。由交代中心地带向周围或两侧围岩，化学组分和矿物成分有规律的带状分布。交代变质岩的分布较广泛，岩体周围、断裂或矿脉边缘常有分布，因而常作为找矿标志。如云英岩化有关的钨、锡、钼、铋矿等。二．主要的交代变质岩（一）蛇纹岩通常由超基性（富镁质）岩石经气液交代作用形成。一般形成温度在200—400℃之间。蛇纹岩主要由叶蛇纹石、纤维蛇纹石、胶蛇纹石、绢石及石棉等组成，橄榄石、辉石等有时可呈残晶出现。常呈致密块状隐晶质结构、显微鳞片或纤状变晶结构等，或变余结构或交代残留结构。蛇纹岩通常是以三种方式，即水化、硅化和碳酸盐化形成。与蛇纹岩有关的矿产主要有铬、镍、石棉、滑石、菱镁矿等。（二）青盘岩青盘岩是中性浅成岩、喷出岩和火山碎屑岩在中—低温热液作用下，特别是含H2S、CO2的热液作用下经蚀变作用形成。由于在安山岩中最发育，故又叫变安山岩。青盘岩以含多量的阳起石、绿帘石、绿泥石等绿色矿物为特征，钠长石、碳酸盐矿物也常是重要组成。岩石多呈灰绿、黑绿色，中细粒变晶结构，有时也呈纤状变晶结构、变余火山碎屑结构等到。其构造为块状、斑杂状及角砾状等。青盘岩化常与铜、铅、锌多金属硫化物和金、金-银脉状矿床有关。（三）云英岩这类岩石是酸性侵入岩或其它成因的长英质岩石，在高温气体及热液交代作用的产物。矿物成分以石英、云母（白云母、锂云母、铁锂云母）为主，次为黄玉、电气石、萤石、绿柱石等。常见金属矿物有锡石、毒砂、黑钨矿、白钨矿、黄铁矿等。云英岩的形成，通常认为与花岗岩浆期后气-液交代作用有关。早期结晶的矿物，在气液的作用下，大致随以下顺序黑云母、斜长石、钾长石先后依次被白云母、石英所取代，最终成为白云母—石英或仅有石英所组成的岩石。在此过程中H2O、B、F、Cl、P及CO2等挥发份起了重要作用。云英岩一般分布在中深成花岗岩侵入体边缘或其附近岩石中。云英岩化作用形成温度一般在300—500℃之间云英岩常与钨锡钼铋及稀土元素等矿床有关。（四）黄铁绢英岩黄铁绢英岩是酸性浅成岩在中低温热液交代作用后所形成。主要矿物成分是石英和绢云母，并经常含有黄铁矿及少量碳酸盐。黄铁绢英岩呈黄绿色、浅灰色。常为中细粒至显微粒状鳞片变晶结构；如蚀变浅，则常为变余斑状结构。块状构造。黄铁绢英岩一般认为形成温度于100—400℃的低温环境。黄铁绢英岩是含金石英脉的主要找矿标志，有时也与铜（钼）矿及多金属矿等到有关。（五）次生石英岩是中酸性次火山岩、火山岩和火山碎屑岩，受晚期火山喷气（硫质）及中低温热液的交代作用下蚀变所形成。主要矿物成分是石英（含量最高可达70—75%以上）、绢云母、明矾石、高岭石、红柱石、水铝石和叶腊石等，次要矿物有刚玉、黄玉等，此外尚有黄铁矿、赤铁矿等。次生石英岩一般为隐晶质至细粒变晶结构，镜下常见变余斑状结构、变余凝灰结构等。块状构造或变余流纹构造等。次生石英岩有关的矿产主要为非金属原料：明矾石、高岭石、叶腊石、刚玉等，以及铜、铅、锌、金、银等矿产。（六）矽卡岩矽卡岩是在中酸性侵入岩与碳酸盐岩类岩石的接触带，经气成热液交代作用形成的岩石。由钙硅酸盐矿物所组成的矽卡岩称为钙质矽卡岩，其原岩主要为石灰岩；由富镁的硅酸盐矿物组成的矽卡岩称为镁质矽卡岩，其原岩为白云岩。有时岩体的边部也有发生蚀变形成的矽卡岩，称为内矽卡岩；而将围岩中的矽卡岩称为外矽卡岩。矽卡岩的颜色变化较大，粒度变化也大，常为等粒、不等粒变晶结构及包含变晶结构、交代结构。块状、斑杂状、条带状构造等。钙质矽卡岩的矿物形成可分为两个阶段形成：早期矽卡岩阶段主要为钙铝—钙铁石榴石、钙铁辉石—透辉石、硅灰石、符山石等（干矽卡岩）；后期热液交代蚀变阶段，形成阳起石、透闪石、绿帘石、绿泥石、萤石等（湿矽卡岩）。此外，还常含磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、白钨矿等，以及稀有、稀土元素矿物等。镁质矽卡岩的矿物成分主要有镁橄榄石、透辉石、尖晶石、金云母、硅镁石等，其次有硼镁石、磁铁矿、蛇纹石、白云石和方解石等。矽卡岩形成过程中，物质组分的迁移是很强烈的，碳酸盐围岩可能带出全部CO2和部分CaO或MgO，带入的则是FeO、SiO2和Al2O3等；而中酸性侵入体则可有大量的CaO加入，SiO2和碱金属等则被带出。矽卡岩化的这种组分带入带出的交代作用，一般认为是一种接触反应作用，其交代方式可能有双交代和接触渗滤交代两种。矽卡岩产出部位常在侵入体和围岩接触带，形态繁杂，常见分带现象。与钙质矽卡岩有关的矿产有：铁、铜、铅、锌、钨、锡、铋、钴、铍等。与镁质矽卡岩有关的矿产有：硼、磷、稀土及金云母等。第四节区域变质岩类一．概述区域变质岩是原岩经区域变质作用所形成的岩石。往往是温度、压力、定向压力和具化学活动性流体的综合作用结果。温度200—300℃至700—800℃，压力0.1—0.2Gpa(1—2kb)至1.3—1.4Gpa(13—14kb，相当于30公里深处)，温度梯度一般在7—60℃/km。既可有低温低压、中温中压和高温高压，也可有高压低温和低压高温的情况。区域变质作用的分布范围是区域性的，因而区域变质岩常大面积分布，有的地区性甚至达到百万平方公里以上。变质程度深浅不同的区域变质岩在空间上常作带状分布。区域变质岩从太古代早期到新生代都有出现。前寒武纪结晶基底主要由区域变质岩和混合岩、岩浆岩构成。太古代以后的区域变质岩主要分布在造山带中，如我国秦岭、祁连山，天山，台湾等褶皱带。二．区域变质岩的分类和命名如热接触变质岩，采用原岩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，具体见表3—5。区域变质岩的命名，首先根据矿物成分、结构构造等定出岩类基本名称。1．具变余结构、构造的：在原岩名称前加“变质”两字，如变质砂岩。2．具变晶结构或变成构造的：板岩：具板状构造，隐晶质结构、变余结构。千枚岩：具千枚状构造，显微变晶结构、变余结构。片岩：具片状构造，常具鳞片变晶结构、纤状变晶结构。片麻岩：具片麻状构造，常具鳞片粒状变晶结构。粒状岩（大理岩、石英岩、角闪岩、变粒岩、麻粒岩等）：主要由粒状矿物组成，块状构造、条带状构造等，常具粒状变晶结构。进一步命根据次要矿物+主要矿物+岩石基本名称。三．主要的区域变质岩（一）板岩具板状构造的岩石。原岩主要是泥质岩、泥质粉砂岩和中酸性凝灰岩。重结晶不明显或轻微，镜下可见有部分绢云母、绿泥石及泥质等。常具变余泥质结构等，板岩是区域变质作用的低级产物。板岩类可根据地其颜色或杂质不同作进一步定名，如碳质板岩、钙质板岩、黑色板岩等。（二）千枚岩具千枚状构造的岩石。其原岩类型同板岩。重结晶程度比板岩高，基本已重结晶。矿物组分主要是绢云母—绿泥石—石英，也可有少量长石等。岩石常具显微变晶结构或显微鳞片变晶结构。千枚岩的进一步划分和命名可在基本名称之前，加以颜色、所含特征矿物、及主要矿物，如灰绿色硬绿泥石千枚岩、黄灰色绢云母千枚岩等。在我国南方中晚元古期变质岩系（昆阳群、双桥山群等）广泛分布。（三）片岩具片理构造，是常见的区域变质岩。原岩已全部重结晶，由片状、柱状和粒状矿物组成，一般为鳞片变晶结构，纤状变晶结构等。常见矿物有云母、绿泥石、滑石、角闪石、阳起石等，粒状矿物以石英为主，长石次之。其命名可根据特征矿物和主要片状矿物，如十字石石榴石黑云母片岩。主要的片岩有：1．云母片岩其原岩主要为泥质岩和中酸性火山岩、钙质砂页岩。矿物成分以云母为主其次有石英、斜长石、石榴石、蓝晶石、十字石等。根据两种云母的含量关系，可定出岩石基本名称：黑云母片岩、二云母片岩、白云母片岩。云母片岩在区域变质岩分布地区十分常见。2．绿片岩原岩一般为中性至基性的火山岩、火山碎屑岩和富铁质的白云质泥灰岩等，经区域变质作用形成。是绿片岩相中常见的典型