变质岩石学3-地科孙洋.ppt

第三章 变质岩的成分特征 第一节 变质岩的化学成分特征 第二节 变质岩的矿物成分特征 第一节 变质岩的化学成分特征 1 变质岩的化学成分 2 变质岩化学类型的划分 变质岩是早先已形成的岩石（火成岩、沉积岩）遭受变质作用的产物，因此，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的特点有关。 变质岩的化学成分主要有SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、 H2O、CO2及TiO2、P2O5等。与岩浆岩一样，变质岩的化学成分仍以上述氧化物的质量分数表示。 与岩浆岩、沉积岩相比，变质岩化学成分变化范围大，与岩浆岩、沉积岩成分变化总范围相当。 根据原岩的化学组成在变质作用过程中是否发生改变，可以把变质作用划分等化学变质作用和异化学变质作用。 自然界严格的等化学过程是没有的。 第三章 变质岩的成分特征 第一节 变质岩的化学成分特征 第二节 变质岩的矿物成分特征 第二节 变质岩的矿物成分特征 1 变质岩的矿物成分 2 变质岩矿物成分的特点 3 变质岩矿物的成因分类 4 变质岩矿物成分的影响因素 5 变质岩五大化学类型的化学成分和矿物成分特点 独特的矿物种类：如红柱石、蓝晶石、矽线石、堇青石等。一般不出现在沉积岩和岩浆岩所特有的那些矿物。 相对发育具层链状和含（OH）的矿物，硬度大、体积小。如阳起石、云母、滑石、蛇纹石、石榴石等，具定向排列现象。 变质岩中广泛发育纤维状、鳞片状、长柱状、针状矿物，如矽线石、绢云母、透闪石等。 变质岩中常发育有分子排列极紧密的矿物，这种矿物具有较小的分子体积和较大的比重，如石榴石。 变质岩中同质异象矿物发育，如红柱石，蓝晶石。 斜长石的环带结构在变质岩中较少见。 常具应力作用效应。如波状消光、裂纹。 稳定矿物：又称新生矿物，在一定变质条件下原岩经变质结晶作用和重结晶作用形成的矿物。 特征变质矿物：仅稳定存在于很狭窄的温度—压力范围内的矿物，对外界的变化反应很灵敏。如红柱石、蓝晶石、矽线石等。 贯通矿物：能在一个很大的温度—压力范围内稳定存在的矿物。如方解石、石英。 不稳定矿物：又称残余矿物，在一定变质条件下，由于反应不彻底而保存下来的原岩矿物。如云英岩中残余的钾长石。 中等地温梯度特征矿物 很低级：浊沸石、葡萄石、绿纤石 很低级—低级：绢云母、绿泥石、硬绿泥石、绿帘石、 阳起石、蛇纹石、滑石 中级：十字石、蓝晶石、普通角闪石、铁铝榴石 高级：矽线石、紫苏辉石、正长石 变质岩矿物成分首先取决于原岩化学成分，如硅质灰岩，主要成分为CaCO3和SiO2，经变质后可出现石英、方解石、硅灰石等碳酸盐和钙硅酸盐矿物，而不会出现红柱石、蓝晶石、矽线石等富铝矿物。因此如不伴随明显的交代作用，则一定化学类型的变质岩与一定矿物成分相对应。这意味着，研究岩石的矿物成分可推断岩石的化学类型。 SiO2对变质岩的矿物组合影响明显。如果SiO2不饱和，就会出现硅不饱和矿物刚玉、尖晶石、橄榄石，这些硅不饱和矿物通常不与石英共生。五大类常见岩石通常都含石英，属SiO2饱和—过饱和岩石。 Al2O3、K2O饱和程度对变质岩矿物共生有重要影响。一类含富铝矿物红柱石、堇青石而不含钾长石；另一类含钾长石不含富铝矿物。虽然钾长石和富铝矿物在该区稳定，但不能共生。这是原岩K2O含量不同造成。 因此，泥质变质岩进一步划分为两个化学类型：一类为K2O不足泥质变质岩，原岩为高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩；另一类为K2O过剩泥质变质岩，原岩主要为水云母粘土岩。 中低温下Kf+Al2SiO5不稳定，发生反应生成Ms+Q 。 K2O过剩、Al2O3不足，则形成Ms+Q+Kf组合，无Al2O3；若K2O不足，Al2O3过剩，则形成Ms+Q+Al2SiO5组合，无Kf。 高温下Ms+Q不稳定，发生反应生成Kf+Al2SiO5。Kf与富铝矿物共生。此时，K2O过剩与K2O不足岩石的矿物组合相同，仅矿物含量有差别。 变质岩的矿物组合是一定P-T-x条件下化学平衡产物。因而变质条件是影响变质岩矿物成分的重要因素。 变质岩中的矿物并不都是热峰条件下达到平衡的结果。由于反应不彻底，可有热峰前矿物残留，通常呈热峰矿物的包裹体产出。而热峰后退变质阶段再平衡是一个降温过程，反应速率小，往往反应不彻底。所以退变质矿物通常以热峰矿物的不彻底反应物形式出现，常局部分布在热峰矿物的边缘或裂隙中。 识别岩石中热峰前矿物、热峰矿物、热峰后退变质矿物，查明其形成P-T条件，是建立P-T轨迹的岩石学方法。 泥质变质岩 化学成分：Al2O3、K2O含量高且相对含量变化大； 矿物成分：云母含量高，石英常见， Al2O3过剩泥质变质岩和K2O过剩泥质变质岩两个亚类矿物成分有明显差别。 泥质变质岩——Al2O3过剩 含富铝矿物（红柱石、蓝晶