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常見變質巖有:
1、大理巖類(主要由方解石和白云石組成)。如白云質大理巖硅灰石大理巖透閃石大理巖等。
2、氣-液變質巖類。由氣液變質作用構成,如蛇紋巖青磐巖云英巖等。
3、混合巖類。由混合巖化作用構成,如混合變質巖類混合巖類和混合花崗巖類等。
4、榴輝巖類(主要由綠輝石和富鎂的石榴子石組成)。如鎂質榴輝巖鐵質榴輝巖等。
5、片麻巖類。屬低一高級變質產物,如富鋁片麻巖斜長片麻巖等。
6、矽卡巖類。主要由接觸交代作用構成,如鈣質矽卡巖鎂質矽卡巖等。
7、角巖類。屬熱接觸變質作用產物,如云母角巖長英質角巖等。
8、鐵鎂質暗色巖類(主要由輝石類角閃石類云母類綠泥石類等組成)。如透輝石巖,石榴子石角閃石巖等。
9、麻粒巖類。屬高溫條件下構成的區域變質巖,如暗色麻粒巖淺色麻粒巖等。
10、動力變質巖類。屬各種巖石受動力變質作用的產物,如構造角礫巖壓碎角礫巖糜棱巖等。
11、千枚巖類。變質程度較板巖相對較高,如絹云母千枚巖綠泥石千枚巖等。
12、片巖類。屬低至中高級變質產物,如云母片巖陽起石片巖綠泥石片巖等。
13、長英質粒巖類。可構成于不一樣的變質條件下,如變粒巖淺粒巖等。
14、石英巖類。主要由石英組成(石英含量大于%),如純石英巖長石石英巖磁鐵石英巖等。
15、板巖類。屬低級變質產物,如碳質板巖鈣質板巖黑色板巖等。
16、斜長角閃巖類。構成于高綠片巖相到角閃巖相的變質條件,如石榴子石角閃巖透輝石角閃巖等。
變質巖是在地球內力作用,引起的巖石構造的變化和改造產生的新型巖石。這些力量包括溫度、壓力、應力的變化、化學成分。固態的巖石在地球內部的壓力和溫度作用下,發生物質成分的遷移和重結晶,構成新的礦物組合。如普通石灰石由于重結晶變成大理石。
變質巖是組成地殼的主要成分,一般變質巖是在地下深處的高溫(要大于150攝氏度)高壓下產生的,之后由于地殼運動而出露地表。
一般變質巖分為兩大類,一類是變質作用作用于巖漿巖(火成巖),構成的變質巖成為正變質巖;另一類是作用于沉積巖,生成的變質巖為副變質巖。
大面積變質的巖石為區域性的,但也有局部性的,局部性的如果是因為巖漿涌出造成周圍巖石的變質稱為接觸變質巖;如果是因為地殼構造錯動造成的巖石變質為動力變質巖。
原巖受變質作用的程度不一樣,變質情景也不一樣,一般分為低級變質、中級和高級變質。變質級別越高,變質程度越深。如沉積巖粘土質巖石在低級作用下,構成板巖;在中級變質時構成云母片巖;在高級變質作用下構成片麻巖。
巖石在變質過程中構成新的礦物,所以變質過程也是一種重要的成礦過程,中國鞍山的鐵礦就是一種前寒武紀火成巖構成的一種變質巖,這種鐵礦占全世界鐵礦儲量的70%。此外如錳鈷鈾共生礦、金鈾共生礦、云母礦、石墨礦、石棉礦都是變質作用造成的。
變質巖是組成地殼的主要巖石類型之一。在變質作用中,由于溫度、壓力、應力和具有化學活動性流體的影響,在基本堅持固態條件下,原巖的化學成分和結構構造發生不一樣程度的變化。變質巖的主要特征是這類巖石大多數具有結晶結構、定向構造(如片理、片麻理等)和由變質作用構成的特征變質礦物如藍晶石、紅柱石、矽線石、石榴石、硬綠泥石、綠簾石、藍閃石等
化學成分:與原巖的化學成分有密切關系,同時與變質作用的特點有關。在變質巖的構成過程中,如無交代作用,除和外,變質巖的化學成分基本取決于原巖的化學成分;如有交代作用,則既決定于原巖的化學成分,也決定于交代作用的類型和強度。變質巖的化學成分主要由SiO2Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2以及TiO2、P2O5等氧化物組成。由于構成變質巖的原巖不一樣、變質作用中各種性狀的具化學活動性流體的影響不一樣,變質巖的化學成分變化范圍往往較大。例如,在巖漿巖(超基性巖-酸性巖)構成的變質巖中,SiO2含量多為35~78%;在(石英砂巖、硅質巖)構成的變質巖中,SiO2含量可大于80%;而原巖為純石灰巖時,則可降低至零。在變質作用中,絕對的等化學反應是沒有的,在變質反應過程中,總是有某些組分的帶出和帶入,原巖組分總是要發生某些變化,有時則十分顯著。在通常的變質反應中,經常發生礦物的脫水和吸水作用、碳酸鹽化和脫碳酸鹽化作用。這些過程,除與溫度、壓力有關外,還和變質作用過程中H2O和CO2的性狀有關,其他化學組分,在不一樣的溫度、壓力以及外界組分的影響下,常表現出不一樣程度的活動性。例如,在接觸交代變質作用過程中,在侵入體和圍巖之間,經過雙交代
作用可構成。在區域變質作用過程中,巖石化學組分的穩定程度,有時可用化合物(硅酸鹽、氧化物、硫化物等)的生成熱來表示。一般說,生成熱越高,這一化合物也越穩定。硫化物的生成熱是較低的,氧化物和硅酸鹽的生成熱比硫化物高。所以,在區域變質作用過程中,當溫度升高時,親石元素(包括主要造巖元素K、Na、Fe、Mg、Al、Si)堅持其穩定;而親銅元素則根據它們本身的特性,呈現出不一樣的活動性。這一情景也部分地解釋了在區域變質作用過程中,巖石的主要造巖元素能夠堅持不變或稍有變化的原因。
礦物成分:除包含角閃石、碳酸鹽類等主要造巖礦物外,與巖漿巖和沉積巖相比,變質巖中常出現鋁的(紅柱石、藍晶石、);不含鐵的鎂硅酸鹽礦物;復雜的鈣鎂鐵錳鋁的硅酸鹽礦物類;鐵鎂鋁的鋁硅酸鹽礦物(堇青石、十字石等);純鈣的硅酸鹽礦物等,以及主要造巖礦物中的某些特殊礦物(藍閃石、綠輝石、、硬玉、硬柱石等)。這是變質巖礦物成分的主要特點。變質巖的礦物成分,決定于原巖成分和變質條件。原巖成分決定變質巖中可能出現什么礦物或礦物組合,如原巖為硅質石灰巖,主要成分為CaCO3和SiO2,經變質作用可能出現的礦物是:石英、硅灰石、甲型硅灰石、灰硅鈣石等。而變質條件則決定必須的原巖經變質作用后,具體出現什么礦物或礦物組合,如原巖為硅質石灰巖,在熱接觸變質作用中,如壓力為10帕時,溫度低于470℃,構成石英和方解石;當溫度大于470℃時,則構成方解石和硅灰石或石英和硅灰石。原巖發生變質時,如不伴隨交代作用,變質巖的礦物成分受上述兩方面因素的共同制約。在變質巖中,把具有同一原始化學成分而礦物共生組合不一樣的所有變質巖,稱為等化學系列;而把在同一變質條件下構成的具有不一樣礦物共生組合的所有變質巖,稱為等物理系列。在有交代作用的情景下,變質巖的礦物成分,除決
定于原巖和變質條件外,還與交代作用的性質和強度有關。變質巖的礦物成分,按成因可分為:穩定礦物,即在必須變質條件下穩定平衡的礦物;不穩定礦物(殘余礦物),即在必須變質條件下,由于反應不徹底而部分殘留下來的非穩定礦物。不穩定礦物和穩定礦物之間,常具有明顯的置換關系。根據礦物穩定范圍,變質巖的礦物成分還可分為:①特征礦物,指穩定范圍較窄,反映變質條件比較靈敏的礦物,如絹云母、綠泥石、蛇紋石、濁沸石、綠纖石等,常為低級變質礦物;藍晶石、十字石(中壓)、紅柱石、堇青石(低壓),常為中級變質礦物;紫蘇輝石、夕線石,常為高級變質礦物;藍閃石、硬柱石、硬玉、文石,常為高壓低溫礦物等;②貫通礦物,指能夠在較大范圍的溫度、壓力條件下構成和存在的礦物,如石英、方解石,當這類礦物單獨出現時,一般不具有指示變質條件的意義。
結構構造:變質巖的結構是指變質巖中礦物的粒度、形態及晶體之間的相互關系,而構造則指變質巖中各種礦物的空間分布和排列方式。變質巖結構按成因可劃分為下列各類:①變余結構,是由于變質結晶和重結晶作用不徹底而保留下來的原巖結構的殘余。用前綴“變余”命名,如變余砂狀結構、變余輝綠結構、變余巖屑結構等,根據變余結構、可查明原巖的成因類型。②變晶結構,是巖石在變質結晶和重結晶作用過程中構成的結構,常用后綴“變晶”命名,如粒狀變晶結構、鱗片變晶結構等。按礦物粒度的大小、相對大小,可分為粗粒(》3毫米)、中粒(1~3毫米)、細粒(《1毫米)變晶結構和等粒、不等粒、斑狀變晶結構等;按變質巖中礦物的結晶習性和形態,可分為粒狀、鱗片狀、纖狀變晶結構等;按礦物的交生關系,可分為包含、篩狀、穿插變晶結構等。少數以單一礦物成分為主的變質巖常以某一結構為其特征(如以粒狀礦物為主的巖石為粒狀變晶結構、以片狀礦物為主的巖石為鱗片變晶結構),在多數變質巖的礦物組成中,既有粒狀礦物,又有片、柱狀礦物。所以,變質巖的結構常采用復合描述和命名,如具斑狀變晶的中粒鱗片狀變晶結構等。變晶結構是變質巖的主要特征,是成因和分類研究的基礎。③交代結構,是由交代作用構成的結構,用前綴“交代”命名,如交代假象結構,表示原有礦物被化學成分不一樣的另一新礦物所置換,但仍堅持原先礦物的晶形甚至解理等內部特點;交代殘留結構,表示原有礦物被分割成零星孤立的殘留體,包在新生礦物之中,呈島嶼狀;交代條紋結構,表示鉀長石受鈉質交代,沿解理呈現不規則狀鈉長石小條等。交代結構對判別交代作用特征具有重要意義。④碎裂結構,是巖石在定向應力作用下,發生碎裂、變形而構成的結構,如碎裂結構、碎斑結構、糜棱結構等。原巖的性質、應力的強度、作用的方式和持續的時間等因素,決定著碎裂結構的特點。
變質巖構造按成因分為:①變余構造,指變質巖中保留的原巖構造,如變余層理構造、變余氣孔構造等;②變成構造,指變質結晶和重結晶作用構成的構造,如板狀、千枚狀、片狀、片麻狀、條帶狀、塊狀構造等。
分類:習慣上先按變質作用類型和成因,把變質巖分為下列巖類。
①區域變質巖類,由區域變質作用所構成。
②熱接觸變質巖類,由熱接觸變質作用所構成,如斑點板巖等。
③接觸交代變質巖類,由接觸交代變質作用所構成,如各種。
④動力變質巖類,由動力變質作用所構成,如壓碎角礫巖、碎裂巖、碎斑巖、等。
⑤氣液變質巖類,由氣液變質作用構成,如云英巖、次生石英巖、蛇紋巖等。
⑥沖擊變質巖類。由沖擊變質作用所構成。
在每一大類變質巖中可按等化學系列和等物理系列的原則,再作進一步劃分。在早期的分類方案中,還出現過從原巖的物質成分與類型出發,再依次按變質作用過程中發生的變化與生成的巖石進行的分類。所有這些分類,原則不盡相同,強調的分類依據也有差別。原巖類型和變質作用性質是變質巖分類的兩個主要基礎,但原巖類型的復雜性和變質作用類型的多樣性,給變質巖的分類帶來許多困難。以變質作用產物的特征(變質巖的礦物組成、含量和結構構造)對變質巖進行分類,將成為今后的主要趨勢。
分布:變質巖在地殼內分布很廣,大陸和洋底都有,在時間上從古代至現代均有產出。在各種成因類型的變質巖中,區域變質巖分布最廣,其他成因類型的變質巖分布有限。區域變質巖主要出露于各大陸的地盾和地塊以及顯生宙各時代的變質活動帶(通常與造山帶緊密伴生)。區域變質巖在地盾和地塊上的出露面積很大,常為幾萬至幾十萬平方公里,有時可達百萬平方公里以上,約占大陸面積的18%。前寒武紀地盾和地塊通常組成各大陸的穩定核心,而古生代及以后的變質活動帶,常常圍繞前寒武紀地盾或地塊,呈線型分布,如加拿大地盾東面的阿巴拉契亞造山帶、波羅的地盾西北面的加里東造山帶、俄羅斯地塊南面的華力西造山帶和阿爾卑斯造山帶等。有些年輕的變質活動帶往往沿大陸邊緣或島弧分布,這在太平洋東岸和日本島嶼表現明顯,它們的分布證明大陸是經過變質活動帶的向外推移而不斷增長的。在另一些情景下,變質活動帶也可斜切古老結晶基底而分布,它們代表大陸經解體而構成的陸內地槽,并將發展成新的臺槽體系。
20世紀60年代以來,還發此刻大洋底部的沉積物和玄武質巖石之下,有變質巖廣泛分布,它們是由洋底變質作用構成的。由構成的各種接觸變質巖石,僅局限于侵入體和火山巖體周圍,分布面積有限,但分布的地區卻十分廣泛,在不一樣地質時期和構造單元內均有產出。由碎裂變質作用構成的各種碎裂變質巖,分布更有限,它們嚴格受各種斷裂構造的控制。變質巖在中國的分布也很廣。華北地塊和塔里木地塊主要由早前寒武紀的區域變質巖組成,并構成了中國大陸的古老核心。以后的變質活動帶則圍繞或斜切地塊呈線型分布。
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