第十二章变质岩的主要类型
第一节动力变质岩类
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,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、浅灰。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Al2变质岩O3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。
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