岩石学_变质岩ppt课件-第三章变质岩类型.ppt

变质岩石学,Metamorphic Petrology,变质岩的分类,二、根据变质作用的类型，分为5种：1.动力变质岩2.区域变质岩3.混合岩4.接触变质岩5.交代变质岩,一、按照变质岩化学成分划分1.泥质（pelitic）变质岩：源于泥质沉积物；2.长英质（quartz-feldspathic）变质岩：包括变质的砂岩、硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩；3.钙质（calcareous）变质岩：源于灰岩和白云岩（可含石英、粘土矿物等杂质）等钙质沉积物；4.基性（basic）变质岩：由基性岩浆岩、凝灰岩及含显著数量的Ca、Al、Fe、Mg的不纯泥灰质沉积物转变而来的变质岩；5.镁质（magnesian）变质岩：源于超基性岩浆岩和绿泥石质及其它富含Mg、Fe的沉积物。,5种化学类型变质岩相应矿物成分特征岩石中常见的特征矿物（带*号）,变质岩分类主要是依据明显矿物和变质程度。变质岩的命名是灵活的，重要的是描述出岩石的重要特征。有三种标准是常用的。1.矿物学标准 大多数标志矿物可以放在结构术语的前面。包含黑云母，石榴石，石英和长石的片岩可以叫做黑云母石榴石片岩。含有角闪石，辉石，石英，长石的片麻岩就叫做角闪辉石片麻岩。如果片岩包含有钾长石的变斑晶，那么就叫做钾长石斑晶片岩。,变质岩的命名,2.化学标准 如果从矿物组合可以判断出大致的化学成分，化学成分也可以用于命名。例如，片岩含有大量的石英和长石，还有一些石榴石和白云母，可以命名为石榴石白云母长英质片岩。由大量滑石组成的片岩可命名为滑石镁质片岩。,变质岩命名,3.原岩标准如果岩石只经历了轻微变质，原岩的结构还可以观察到，那么可以以原岩的名字为基础，加变质为前缀。如变玄武岩，变安山岩，变质杂砂岩。,变质岩命名,根据变质作用的类型，分为5种：1.动力变质岩2.区域变质岩3.混合岩4.接触变质岩5.交代变质岩,以下讲述的变质岩类型,第三章 变质岩的类型,1)岩石以发生变形、破碎为主，产生高温，伴有溶液活动，会促使岩石部分或全部重结晶。2)其形成受应力性质、强度、岩石物理性质、作用时间 长短、摩擦热、水溶液等共同影响3)岩石的机械性质不同，受应力后结果不同。刚性的超过抗压强度，岩石会晶格变形，滑动双晶 柔性的塑性变形，产生流劈理、片理、褶皱4)应力作用有时可促进某些化学反应。产生低温矿物，沿着一定方向发育，如绢云母、绿泥石,第一节 动力变质岩一、概述 1、定义：由动力变质作用形成的岩石称为动力变质岩。这种岩石数量不多，但分布很广，主要分布于断裂破碎带。2、特点,二、动力变质岩分类,碎裂岩、构造角砾岩、构造砾岩、糜棱岩、千枚岩,1.分类：,按照碎裂的特征、变形性质脆性和塑性来划分。,常见类型包括：,(据Sinbson,1977,Higgins,1971,钟增球,郭宝罗,1991综合),二、动力变质岩分类,2.命名原则：(1)先按照类型划分，定出基本名称，如构造角砾岩、糜棱岩、千枚岩等(2)若能够恢复原岩或者知道原岩成分，则加在基本名称之前，如花岗质构造角砾岩对于碎基50%者，称为花岗碎裂岩对于糜棱岩，均加在前面，如花岗糜棱岩,三、动力变质岩的主要类型,1.构造角砾岩概念：指断裂带中，受到应力成糜棱状的碎块，发生过位移（剪切、重力作用下）。多数粒度2 mm，被破碎的细碎屑或者外来溶解物质胶结的岩石。构造角砾岩通常在断裂带，有时可厚数百米，延伸很长，可数百公里。,三、动力变质岩的主要类型,2.碎裂岩(1)指具有碎裂结构或碎斑结构的岩石，尚未达到糜棱岩阶段，以碎裂程度较高而区别于构造角砾岩。为碎块+细粒基质。(2)在粒度大的刚性原岩中发育好，长英质中常见，如花岗岩和砂岩。(3)矿物的表现除裂缝、破碎外，还有双晶、解理面的弯曲，石英呈压扁的透镜体。有少量新生矿物。(4)若岩浆岩变为碎裂岩，可以称为碎裂XX，例如：碎裂花岗岩。(5)常常见于断层带。,三、动力变质岩的主要类型,3.糜棱岩（mylonite）(1)指具有糜棱结构和定向结构的岩石，有错动和研磨。(2)有残余的眼球体和极细的破碎颗粒。(3)岩石坚硬、致密，由压力导致的。(4)具有带状构造、眼球纹理构造。(5)原岩多为化学性质稳定的岩石，如花岗岩、石英砂岩，常见的矿物是Q+长石。(6)常见一部分新生矿物，如绿泥石、绢云母。,糜棱岩,三、动力变质岩的主要类型,4.千枚岩/千糜岩强烈挤压下形成的千枚状糜棱岩。其特征与坚硬致密的糜棱岩有名明显的不同：(1)含有大量的新生矿物，如绢云母、绿泥石等。并有很多重结晶的石英、长石颗粒。说明不仅破碎，还有一系列的化学反应。(2)片理发育，还有小的褶曲。(3)刚性矿物具有压碎、变形特征，并聚集成透镜状条带。(4)手标本上具千枚状构造，沿新生的片理面可见强烈的丝绢光泽。,千枚状构造（phyllitic structure）,面理由细小的（多小于0.1mm）片状硅酸盐定向排列而成，重结晶程度比板状构造高，但肉眼仍难以识别矿物颗粒。岩石易沿面理裂开，劈开面不如板劈理面平整，但有强烈丝绢光泽（绢云母、绿泥石等片状硅酸盐矿物造成）。千枚状构造的明显特征是存在折劈、微褶皱和扭折带。,组分基本重结晶，初步定向，薄片状，强烈丝绢光泽,千枚岩,第二节 区域变质岩,一、概述 定义：区域变质岩是原岩经过区域变质作用形成的岩石。特点：1.分布最广的变质岩，太古代早期至新生代均有，前寒武纪结晶基底以及一些造山带均有。2.在时空分布上，与地壳运动、造山带关系密切。3.温度压力条件：T:200-800P:0.1-6 GPa深度可以达到120 km以上，如榴辉岩,二、区域变质岩的分类与命名,1.分类：（见教科书）依据是P、T条件、原岩的化学成分，每一类中均有一定的标志，即矿物共生组合标志。2.命名原则先看结构构造，再看矿物成分。(1)具有变余结构构造的，命名为变质岩，如变质辉长岩，变质砂岩；(2)具有变晶结构、变成构造的，则分为：板岩板状构造，隐晶质结构，无丝绢光泽千枚岩千枚状构造，重结晶比板岩强（稍强），面上具有丝绢光泽，片岩由鳞片状和纤状矿物组成，片状构造，鳞片/纤状变晶结构片麻岩鳞片状+粒状矿物，片麻状构造，鳞片/粒状变晶结构粒状岩（大理岩，石英岩，角闪石岩，变粒岩，麻粒岩等）主要由粒状矿物组成，块状或者条带状构造，,二、区域变质岩的分类与命名,(3)具体名称A.大类确定后，加上少量矿物多量矿物基本名称，如：Bi,石榴石的片岩，Bi多，石榴石少，则称为石榴黑云片岩B.特征变质矿物应写出来，如红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、堇青石、蓝闪石、紫苏辉石。如十字石榴黑云片岩C.必要时，加上特殊的结构、构造、颜色、粒度 如：灰色条带状透闪大理岩D.次要矿物含量 5-10，则为含有X X，如：含石榴云母片岩10，则参与命名，如：白云石英片岩E.按照习惯，岩石名称中矿物应简化：如：绢英片岩（未简化为：绢云母石英片岩）,三、区域变质岩的主要类型,1.板岩(1)具有板状构造的浅变质岩(2)原岩主要是泥质岩、粉砂岩或者中酸性的凝灰岩，经过轻微变质，原岩矿物成分基本无重结晶作用或者只少部分重结晶，主要是脱水、硬度增高(3)外观：致密、隐晶质，矿物颗粒细，肉眼难鉴别，有时板理面上有少量云母、绿泥石等新生矿物，(4)命名：可据颜色、杂质不同详细命名，如黑色炭质板岩，灰绿色钙质板岩，(5)用途：瓦、铺路等建材(6)我国分布：北方滹沱群，南方板溪群、昆阳群,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,板岩slate,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,板岩slate,红柱石斑点板岩,2.千枚岩(1)具有典型的千枚状构造的浅变质岩(2)原岩泥质岩、粉砂岩或者中酸性凝灰岩，经过低级变质作用形成，变质程度比板岩稍高(3)矿物：原岩矿物成分基本上已全部重结晶,主要由细小的绢云母、绿泥石、石英、钠长石等新生矿物组成，若原岩中FeO较多，可以出现硬绿泥石、黑云母，(4)细粒鳞片变晶结构，颗粒平均0.1mm，岩石片理面上具有明显的丝绢光泽，常具小褶皱构造，(5)命名：可据颜色、杂质、变质矿物进一步命名，如：银灰色千枚岩，硬绿泥石千枚岩若与板岩呈过渡，可称：千枚状板岩 或 板状千枚岩,三、区域变质岩的主要类型,组分基本重结晶，初步定向，薄片状，强烈丝绢光泽,千枚岩,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,千枚岩,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,千枚岩,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,千枚岩与板岩对比,3.片岩(1)具有片理构造的浅变质岩，分布很广，(2)原岩 类型复杂，可以由超基性岩、基性岩、各种凝灰岩和含杂质砂岩、泥灰岩、泥质岩，经过中级变质作用形成，(3)显晶质等粒鳞片变晶结构，或基质为鳞片变晶结构的斑状变晶结构，片状构造，(4)矿物：片状矿物云母，绿泥石，滑石 柱状矿物阳起石，透闪石、普通角闪石等 粒状矿物长石，石英等有时含有石榴石、十字石、蓝晶石等特征变质矿物的变斑晶。一般：片状矿物或柱状矿物30%粒状矿物常以石英为主，可含一定量长石，长石0.1mm，肉眼可以辨认矿物(6)进一步划分：云母片岩，石英片岩，绿片岩，角闪片岩，蓝闪石片岩,三、区域变质岩的主要类型,全部重结晶，肉眼可以见矿物颗粒,白云母石英片岩,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,片岩Schist,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,片岩Schist,片岩 Schist,角闪石云母片岩,www.union.edu/./COURSES/geo-10/metamorphic.htm,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,片岩Schist,石榴石云母片岩,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,片岩Schist,二云母片岩,石榴石云母片岩与片岩对比,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,片岩Schist,This is a photograph of muscovite mica schist(large specimen in the middle)and two pieces of phyllite(laid atop the schist)taken in the San Gabriel Mountains.Note the larger crystal sizes of the schist,and the higher reflectivity of the phyllite samples.The camera lens is two inches in diameter,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,对比,Side-view comparison of schist(top),phyllite(middle),and slate(below).,片岩千枚岩板岩,schist,phyllite,slate,4.片麻岩(1)具有明显的片麻状构造，含长石、石英较多，(2)粒度粗，一般1mm(3)矿物：长石(钾长石斜长石)石英50 长石25%片状和柱状矿物为云母、角闪石、辉石，可含特征变质矿物，若长石少，石英增加则过渡为片岩(4)原岩泥质岩、粉砂岩、砂岩和中酸性岩浆岩、火山碎屑岩，(5)中粗粒鳞片粒状变晶结构，片麻状构造，(6)进一步划分，依据Kf与Pl的量：钾长片麻岩斜长片麻岩二长片麻岩,三、区域变质岩的主要类型,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,片麻岩（gneiss）,片麻岩（gneiss）,粒状矿物为主，片状粒状都定向排列，但不连续，,片麻岩（gneiss）闪长片麻岩diorite gneiss,线理,线理面理,www.union.edu/./COURSES/geo-10/metamorphic.htm,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/metarock/SLATE.htm,片麻岩（gneiss）,片麻岩（gneiss）,片麻理（gneissic foliation）,片麻岩（gneiss）,片麻理（gneissic foliation）,From:Metamorphic RocksPamela J.W.GoreGeorgia Perimeter College,眼球状花岗片麻岩,www.union.edu/./COURSES/geo-10/metamorphic.htm,黑云母二长片麻岩,5.变粒岩(1)含 长石、石英较多（70），且 长石25%云母或其他暗色矿物较少（30），具细粒等粒粒状变晶结构（1mm），(2)暗色矿物Bi,Am,透闪石，透辉石，电气石、磁铁矿(3)与片麻岩之区别：变粒岩结构较细，片麻状构造不清楚，但是可以相互过渡(4)原岩粉砂岩、岩屑砂岩，基性酸性凝灰岩及少量中酸性喷出岩经过中高级变质作用形成，(5)进一步命名，依据片状、纤状矿物：如：黑云母变粒岩，角闪石变粒岩 若暗色矿物10%，称为浅粒岩,三、区域变质岩的主要类型,6.斜长角闪岩角闪岩矿物特征：含角闪石斜长石，石英较少或无 角闪石等暗色矿物50，矿物成分除Am、Pl外，常见铁铝榴石、绿帘石、黝帘石(2)结构和构造：粒状变晶结构，块状构造，略具定向性(3)原岩基性岩(侵入岩、喷出岩、火山碎屑岩)富铁白云质泥灰岩中高温区域变质作用,三、区域变质岩的主要类型,6.斜长角闪岩角闪岩(4)进一步命名Am25%角闪斜长片麻岩片麻状构造Am50%浅色矿物石英为主 角闪片岩片状构造,三、区域变质岩的主要类型,Am85%绿黑、黑色 角闪石岩块状构造,斜长角闪岩,绿帘斜长角闪岩,角闪石绿帘石斜长石,单偏光（）,正交（）,石榴斜长角闪岩,角闪石斜长石石榴石,（）,（）,（）,7.麻粒岩(1)高温、中压下稳定的区域变质岩，(2)特征：岩石中含水矿物(Bi,Am)均不稳定，含量少，或不出现矿物特征：暗色矿物紫苏辉石，透辉石（必须含有紫苏辉石）浅色矿物长石、石英 其他矿物石榴石、矽线石、蓝晶石、堇青石(4)结构构造：中粗粒粒状变晶结构，不等粒状变晶结构，块状构造,三、区域变质岩的主要类型,7.麻粒岩(5)进一步命名暗色麻粒岩（基性麻粒岩）暗色矿物70%浅色麻粒岩（酸性麻粒岩）暗色矿物30%麻粒岩 暗色矿物30-70%(6)举例：冀东，大别山,三、区域变质岩的主要类型,麻粒岩granulite,http:/jaeger.earthsci.unimelb.edu.au/Images/Mineralogical/Minerals/garnet/granulite,二辉石麻粒岩,紫苏辉石透辉石斜长石石榴石紫苏辉石淡粉色，一级干涉色透辉石绿色，二级以上干涉色斜长石无色，一级干涉色石榴石高突起，全消光,http:/www.geol.ucsb.edu/faculty/hacker/geo102C/lectures/,麻粒岩 granulite,8.榴辉岩(1)超高压、高压条件下形成的变质岩，可以达到6 GPa（120-180km以上）。具有十分重要的地球动力学意义。(2)矿物组成：绿色的绿辉石粉红色的石榴石 典型榴辉岩不含长石，可以含少量石英，常见蓝晶石、辉石、金红石、尖晶石等(3)化学成分：相当于基性岩浆岩。,三、区域变质岩的主要类型,8.榴辉岩(4)颜色深色 结构中粗、不等粒粒状变晶结构，构造块状构造，比重大，3.6g/cm3(5)产状复杂：可以产在超基性岩、麻粒岩相角闪岩相，或者其他片岩中(6)举例：大别山苏鲁超高压变质岩带,三、区域变质岩的主要类型,http:/www.unc.edu/kgstewar/web_pages/appalachians.html,榴辉岩 eclogite,榴辉岩 eclogite,http:/www.soes.soton.ac.uk/resources/collection/minerals/2nd-year-meta/prac-5/pages/e2-eclogite.htm,http:/frontier.dges.tohoku.ac.jp/museum/large/eclogite.jpg,榴辉岩 eclogite,http:/www.union.edu/PUBLIC/GEODEPT/COURSES/geo-10/images/Eclogite.jpg,http:/www.kueps.kyoto-u.ac.jp/tanaka/eclogite,榴辉岩 eclogite,Omphacite=Cpx+Albite(Pl sodique)(绿辉石),Gt+Cpx+Q=Hbl+Pl,http:/christian.nicollet.free.fr/page/Figures/Eclog.jpg&imgrefurl,冠状体,榴辉岩中的柯石英,榴辉岩中的金刚石,橄榄石，石英，石墨等矿物的相图,http:/www.geol.ucsb.edu/faculty/hacker/geo102C/lectures/part14.html,柯石英斯石英,尖晶橄榄石,顽火辉石,斯石英,石墨金刚石,橄榄石Wadsleyite尖晶橄榄石,榴辉岩的形成与折返模式,9.石英岩,三、区域变质岩的主要类型,(1)Q85的变质岩。(2)由石英砂岩或硅质岩经过区域变质作用形成的。(3)矿物成分：除Q外，可含少量长石、绢云母、绿泥石、白云母、黑云母等。(4)粒状变晶结构，块状构造，有时具条带状构造。(5)分布广，可做建材、制造玻璃的原料。,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/ROCKS.htm,石英岩quartzite,砂糖状,紧密结构与重结晶,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/ROCKS.htm,石英岩quartzite,石英砂岩与石英岩,古人类使用过的石英岩,石英岩,石英砂岩,(1)碳酸盐岩矿物（方解石、白云石为主）50的变质岩。(2)原岩石灰岩、白云岩等碳酸盐，经过区域变质作用或热接触变质作用形成的(3)粒状变晶结构，块状构造，或条带状构造,三、区域变质岩的主要类型,10.大理岩,(4)矿物成分：可含少量特征变质矿物 蛇纹石、透闪石、透辉石、金云母、镁橄榄石、硅灰石，等(5)详细命名，据特征变质矿物、特殊结构、构造、颜色如：白云质大理岩，透闪石大理岩，条带状大理岩,三、区域变质岩的主要类型,10.大理岩,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/ROCKS.htm,大理岩marble,纯大理岩,次纯大理岩,http:/seis.natsci.csulb.edu/bperry/ROCKS.htm,大理岩 marble,纯大理岩,灰岩与纯大理岩,灰岩,大理岩,灰岩重结晶大理岩,粒状变晶结构，块状构造，,(6)一般白色，含杂质则出现多种多样的花纹，美观，具有欣赏价值，如 汉白玉质地致密，白色细粒者(7)原名含义云南大理的苍山出产美丽的大理岩,三、区域变质岩的主要类型,10.大理岩,大理古城,大理三塔寺,大 理 蝴 蝶 泉,五朵金花,大理石花瓶,三塔寺,大理石工艺品,大理石工艺品,第三节 混合岩化作用和混合岩,一、概述1.混合岩化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。2.混合岩化作用特点：岩石发生局部的重熔和有广泛的流体相出现。3.混合岩由混合岩化作用形成的，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。分为：区域性混合岩化作用在区域变质作用基础上 边缘混合岩化作用深成花岗岩体的边缘部分,混合岩内容见教科书 P361-366,4.混合岩的基体和脉体基体又称古成体(paleosome)，指残留的变质岩基体(高级或中高级区域变质岩,主要是斜长角闪岩、片麻岩、变粒岩)，具变晶结构，块状构造，定向构造，颜色深。脉体又称新成体(neosome)，指新生的不同数量的长英质脉体，通常是花岗质或长英质的伟晶岩、细晶岩等，颜色较浅。5.混合岩分类根据基体与脉体之相对含量、基体中交代作用强度、结构构造，分出四种类型：(1)混合岩化变质岩脉体很少(50%,交代结构普遍发育(4)混合花岗岩混合岩化作用极强烈,1.注入混合岩类（混合岩）脉体数量少，只占15-50%，基体中矿物受交代作用不强烈，基体与脉体界线明显、黑白相间，浅色代表后来加入的长石、石英质脉体，暗色部分为原岩（如斜长角闪岩，黑云母片麻岩）。2.混合片麻岩类基体含量很少，脉体含量50%，因强烈交代作用，脉体与基体已无明显的差别和界线，出现较均匀的片麻岩，成份与花岗岩相似，但片麻构造较明显，暗色矿物分布不均匀3.混合花岗岩类混合岩化最为强烈，脉体与基体已经区分不开，岩性与岩浆成因的花岗岩极相似。标本上很难区分。总成分相当于花岗岩或花岗闪长岩。有些地方具有暗色矿物较集中的斑点、条带或团块，不均匀分布，反映了交代残留的基本轮廓，使岩石具阴影状。,二、混合岩的主要类型,混合岩,http:/geopubs.wr.usgs.gov/open-file/of99-168/Tlgm-migmatite.jpg,混合片麻岩,www.cst.cmich.edu/users/dietr1rv/migmatite.htm,混合花岗岩,A.B.大别正片麻岩的部分熔融结构：A.粒间Q-Mi-Ab蠕虫状交生体交代熔蚀Pl、Q；B.粒间长英质微粒交生体（M）交代熔蚀Kf、Pl、Q；C、D.片麻状花岗岩的熔融残留结构：C.残留的奥长花岗质片麻岩包体；D.粒间残留的Pl集合体和Kf内部残留的Pl包裹体，残留的Pl具Ab反应净边。,教材图22-21 部分熔融的结构证据（桑隆康等，2000）,湖北罗田九资河，正交，长边l=3mm，王强素描,第四节 接触变质岩,1.定义由接触变质作用形成的岩石。接触变质作用是伴随岩浆作用而发生的一种现象。2.产出位置与变质作用特征：分布局限，规模不大 围岩与岩体接触带上岩浆散发的热量和挥发分的影响发生变质结晶和重结晶，有时伴有交代作用,一、概述,岩体,围岩,变质岩,接触变质带分布宽度变化很大：岩墙周围接触变质岩可窄到仅几mm，形成烘烤边；大的侵入体周围其宽度几m到几km，形成足以在地质图上标绘的接触晕，在接触变质晕外带，逐渐过渡为未变质的原岩。,例如：北京房山燕山晚期周口店花岗闪长岩体，呈直径约7.5km的岩株侵入于太古宙至古生代地层之中，形成宽约1km的接触晕。,属于较浅部的低压高温环境：T=500-550，P3 kb，形成红柱石、堇青石等低压矿物,变形作用不强，接触-热变质岩一般具变晶结构、无定向构造，形成典型的角岩结构。在接触变质晕外带，变余结构构造发育。,3.变质作用主要因素与结构构造,结构构造为：,温度挥发分，压力不大。,4.分类 根据变质作用过程中有无交代作用出现，分为：热接触变质作用 形成热接触变质岩接触交代变质作用形成接触交代变质岩,1 泥质岩石的热变质碳酸盐岩的热变质碎屑岩的热变质岩浆岩的热变质,二、热接触变质岩的分类,根据原岩性质，分为：,1.泥质岩类原岩中各种粘土矿物+石英+长石+绿泥石等，由其距离侵入体的远近不同，得到不同矿物组合：低级的(远)中级(中等距离)高级(很近)板岩角岩片麻岩,三、热接触变质岩的主要类型,斑点板岩瘤状板岩,见下页,例如夕线石片麻岩,2 长英质(碎屑岩)类热变质一般很弱，主要是胶结物易于变化形成的岩石 变质砂岩较强者呈花岗变晶结构，称石英岩变质粉砂岩长英角岩变质砾岩,三、热接触变质岩的主要类型,黑云母角岩斑状变晶结构变斑晶为云母基质：黑云母白云母石英斜长石,角岩（Hornfels）主要矿物：云母石英斜长石钾长石岩石呈黑色/灰色，致密块状斑状变晶结构基质为角岩结构,3 碳酸盐岩类A.方解石，较纯的石灰岩，仅重结晶大理岩B.白云质灰岩，白云岩，仅重结晶大理岩，白云质大理岩C.高级时，白云石分解方镁石大理岩、水镁石大理岩4 岩浆岩类A.酸性火山岩热变质后含有石英、长石、少量云母称为长英角岩B.基性、中性火山岩透辉石与基性Pl构成的角岩,三、热接触变质岩的主要类型,1.第四系；2侏罗系；3石炭系至三叠系；4寒武系和奥陶系；5青白口系；6长城系；7太古宇；8燕山晚期花岗闪长岩；9燕山晚期石英闪长岩；10接触晕边界；11燕山期区域变质带边界：很低级水热变质带硬绿泥石带十字石带红柱石带据Wang,F.&Chen,N.,1996.和中国地质大学（武汉）北京地质调查大队，1988资料编。,教材图21-4 北京房山地区概略变质图,O1m奥陶纪、马家沟组；Ps二叠纪上杨家屯组；Ph二叠纪红庙岭组；Ts三叠纪双泉组；Jy侏罗纪窑坡组；Jl龙门组；1花岗闪长岩；2黝帘石-透辉石大理岩；3含十字石黑云母-红柱石-夕线石-石英片岩；4红柱石炭质片岩；5霏细岩脉；6炭质空晶石角岩；7石榴石-空晶石角岩；8炭质白云母-石英-空晶石片岩；9夕线石-红柱石黑云母-石英片岩；10红柱石-白云母-石英片岩；11含夕线石石榴石-红柱石-白云母-石英片岩；12红柱石-石英-白云母，等。,房山岩体西部车厂实测剖面,教材图21-5,红柱石-蓝晶石-矽线石三者之间的同质多象转变,为什么夕线石更靠近岩体边缘？,四、接触交代变质岩的主要类型,1、夕卡岩（矽卡岩）（Skarn）,具有物质交代的接触变质作用，典型为夕卡岩,是石榴石+辉石(透辉石)及其它Ca、Fe硅酸盐矿物组成的岩石。它是在深度不大或中等深度下由碳酸盐岩（石灰岩、白云岩等）与中酸性侵入岩接触时，发生接触交代作用而形成。,2、矽卡岩矿物 Skarn mineralogy,GarnetA32+B23+C34+O12石榴石PyroxeneA12+B12+C24+O6辉石OlivineA12+B14+O4 橄榄石PyroxenoidA12+B14+O3类辉石EpidoteA22+B33+C34+O12(OH)2绿帘石AmphiboleA11+B22+C52+D84+O22(OH)2角闪石MicaA1B2-3C4O10(OH,F)2 云母CarbonateA12+CO3碳酸盐矿物Others其它,矽卡岩矿物 Skarn mineralogy,Garnet石榴石A32+B23+C34+O12,Grossular 钙铝榴石Ca3Al2(SiO4)3Andradite 钙铁榴石Ca3Fe2(SiO4)3,Grandite,Pyroxene辉石A12+B12+C24+O6,Diopside 透辉石CaMgSi2O6Hedenbergite 钙铁辉石CaFe Si2O6Johannsenite钙锰辉石CaMnSi2O6,Salite,矽卡岩矿物 Skarn mineralogy,Pyroxenoid类辉石A12+B14+O3,Epidote绿帘石A22+B33+C34+O12(OH)2,Epidote 绿帘石Ca2FeAl2Si3O12(OH)Clinozoisite斜黝帘石Ca2Al3Si3O12(OH),矽卡岩矿物 Skarn mineralogy,Other common minerals其它常见矿物,Scapolite,Ca-rich plagioclase,vesuvianite,amphibole,ilvaite,prehnite,biotite,chlorite,quartz,carbonate 方柱石，富钙斜长石，符山石，角闪石，黑柱石，葡萄石，黑云母，绿泥石，石英，碳酸盐,Olivine,periclase,humite,amphibole,phlogopite,chlorite,brucite,serpentine,talc橄榄石，方镁石，硅镁石，角闪石，金云母，绿泥石，水镁石，蛇纹石，滑石,3、矽卡岩分类 Classification of skarns,Meinert,1992,根据形成作用（forming processes）：,钙硅酸盐角岩,反应矽卡岩,变质作用（Metamorphism），双交代（Bimetasomatism）,矽卡岩分类 Classification of skarns,Bimetasomatism:双交代 Reaction skarn 反应矽卡岩,-Protolith texture mostly obliterated-原岩结构和矿物彻底改变,Massive garnet skarn 致密块状石榴石矽卡岩,矽卡岩分类 Classification of skarns,Endoskarn vs.exoskarn:内矽卡岩 外矽卡岩,Exoskarn is typically much more abundant than endoskarn:外矽卡岩通常比内矽卡岩广泛得多,矽卡岩分类 Classification of skarns,Ca-skarn:钙矽卡岩-Garnet,pyroxene,vesuvianite,epidote,chlorite-石榴石，辉石，符山石，绿帘石，绿泥石 Mg-skarn:镁矽卡岩-Olivine,humite,phlogopite,chlorite,serpentine,talc-橄榄石，硅镁石，金云母，绿泥石，蛇纹石，滑石等Mn-skarn:锰矽卡岩-Johannsenite,rhodonite,pyromangite,bustmite-钙锰辉石，蔷薇辉石，三斜锰辉石，锰硅灰石,Distal locations;Pb-Zn skarn远离母岩体；矽卡岩铅锌矿,矽卡岩分类 Classification of skarns,Major economic metal:主要成矿元素-Fe,Cu,Pb-Zn,Au,W,Sn,Mo,Magnetite is abundant in many types:大量磁铁矿存在于多种矽卡岩中-Cu,Au,Sn,Pb-Zn skarns mostly polymetallic(e.g.,with Ag)铅锌矿多含多种金属（+银 等）,钙质夕卡岩:石榴石+Py+符山石，方柱石，硅灰石镁质夕卡岩:镁橄榄石+透辉石+金云母+硅镁石,夕卡岩主要分为2类：,矽卡岩分类 Classification of skarns,http:/ice.mecd.es/biosfera/alumno/1bachillerato/petrogeneticos/contenido4.htm,钙铁榴石,透辉石,硅灰石,夕卡岩,This beautiful garnet sample is from the classic Ocna de Fier-Dognecea(Vasko or Moravitza-Dognacska in the old literature)skarn in Romania(up to 1918 that part of Romania was in Austro-Hungary and as such all old locality names are in either Hungarian or German).Information about this historic locality and a field trip guidebook is available here.The district is zoned from an Fe-(Cu)-skarn in the north(Ocna de Fier)to a Pb-Zn skarn in the south(Dognecea).Specimen view is about 6 cm wide and the photo is courtesy of Frank P.Butler.http:/www.wsu.edu:8080/meinert/skarnHP.html,夕卡岩中的石榴石,石榴石透辉石夕卡岩Garnet Wollastonite Skarnmicro.magnet.fsu.edu/primer/,矽卡岩的形成作用 Skarn-forming processes,Magmas contain volatiles(H2O,CO2,HCl)岩浆中总含有挥发份（H2O,CO2,HCl.,),矽卡岩的形成作用 Skarn-forming processes,The volatile will separate out upon depressurization and/or crystallization挥发份会通过岩浆减压和/或重结晶分离出来,Water in melt水溶于岩浆,Magmatic Hydrothermal fluid 岩浆热液,Second boiling第二类沸腾,First boiling第一类沸腾,4、夕卡岩的意义,夕卡岩形成的晚期，常有金属矿物大量聚集而形成矿床，即矽卡岩型矿床。我国长江中下游地区的Fe、Cu矿。如：湖北大冶Fe矿，安徽铜官山Cu矿,矽卡岩的重要性,China:by 1984 中国，截至到1984年，矽卡岩型占全国储量70%Sn(22%of world)61%W(45%of world)23%Mo(10%of world)31%Cu,20%Au,18%Pb-Zn,11%FeWorld:1900 skarn deposits described in literatures 世界：文献中记录的矽卡岩矿床有1900多个,Abundant in China and the World 在中国和世界数量众多,矽卡岩的重要性 Why skarns?,Antamina,Peru990 Mt 1.2%Cu,1.0%Zn,0.03%Mo,13g/t Ag3rd largest producer of concentrates(3rd Cu,7th Zn)In the lowest cost quartile of global production,秘鲁Antamina矽卡岩铜锌矿：矿精粉产量全球第三（铜第三，锌第七位）全球矿山中成本最低的25%之一,Courtesy of Cam McCuaig,矽卡岩的重要性 Why skarns?,Ertsberg district,Indonesia印度尼西亚Ertsberg地区Skarn 矽卡岩:716 Mt 1.2%Cu,1.2 g/t AuSkarn+porphyry 矽卡岩+斑岩:2112 Mt 1.2%Cu,1.2 g/t Au,Largest Cu-Au resource矽卡岩+斑岩铜金资源量全球第一,第五节 气-液变质作用及其岩石（交代变质岩）,一、概述气-液变质作用热的气体和溶液作用于已形成的岩石，使其产生矿物成分、化学成分及结构构造的变化，此过程称为气-液变质作用.2.发生的位置气-液变质作用常沿构造破碎带及矿脉边缘发育，是一种找矿标志，又被称为近矿蚀变或围岩蚀变。,第五节 气-液变质作用及其岩石（交代变质岩）,一、概述3.气液来源 热的气体和溶液大部分来自于岩浆、部分来自于围岩及地下热水。4.形成的岩石种类多，主要取决于围岩成分、结构构造，以及气液的性质、交代作用方式、过程和外部条件。,二、主要岩石类型,1.蛇纹岩由超基性岩而来2.云英岩，黄铁绢英岩、次生石英岩由中酸性岩类而来3.青盘岩由中基性岩类而来4.次生石英岩,1.蛇纹岩原岩为超基性岩,蛇纹岩,橄榄岩,超基性岩石次生变化主要是蛇纹石化，碳酸盐化（滑石菱