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常見變質(zhì)巖有:
1、大理巖類(主要由方解石和白云石組成)。如白云質(zhì)大理巖硅灰石大理巖透閃石大理巖等。
2、氣-液變質(zhì)巖類。由氣液變質(zhì)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(zhì)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(zhì)榴輝巖鐵質(zhì)榴輝巖等。
5、片麻巖類。屬低一高級變質(zhì)產(chǎn)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(zhì)矽卡巖鎂質(zhì)矽卡巖等。
7、角巖類。屬熱接觸變質(zhì)作用產(chǎn)物,如云母角巖長英質(zhì)角巖等。
8、鐵鎂質(zhì)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(qū)域變質(zhì)巖,如暗色麻粒巖淺色麻粒巖等。
10、動力變質(zhì)巖類。屬各種巖石受動力變質(zhì)作用的產(chǎn)物,如構造角礫巖壓碎角礫巖糜棱巖等。
11、千枚巖類。變質(zhì)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(zhì)產(chǎn)物,如云母片巖陽起石片巖綠泥石片巖等。
13、長英質(zhì)粒巖類。可構成于不一樣的變質(zhì)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(zhì)產(chǎn)物,如碳質(zhì)板巖鈣質(zhì)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(zhì)條件,如石榴子石角閃巖透輝石角閃巖等。
變質(zhì)巖是在地球內(nèi)力作用,引起的巖石構造的變化和改造產(chǎn)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(tài)的巖石在地球內(nèi)部的壓力和溫度作用下,發(fā)生物質(zhì)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(zhì)巖是組成地殼的主要成分,一般變質(zhì)巖是在地下深處的高溫(要大于150攝氏度)高壓下產(chǎn)生的,之后由于地殼運動而出露地表。
一般變質(zhì)巖分為兩大類,一類是變質(zhì)作用作用于巖漿巖(火成巖),構成的變質(zhì)巖成為正變質(zhì)巖;另一類是作用于沉積巖,生成的變質(zhì)巖為副變質(zhì)巖。
大面積變質(zhì)的巖石為區(qū)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(zhì)稱為接觸變質(zhì)巖;如果是因為地殼構造錯動造成的巖石變質(zhì)為動力變質(zhì)巖。
原巖受變質(zhì)作用的程度不一樣,變質(zhì)情景也不一樣,一般分為低級變質(zhì)、中級和高級變質(zhì)。變質(zhì)級別越高,變質(zhì)程度越深。如沉積巖粘土質(zhì)巖石在低級作用下,構成板巖;在中級變質(zhì)時構成云母片巖;在高級變質(zhì)作用下構成片麻巖。
巖石在變質(zhì)過程中構成新的礦物,所以變質(zhì)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(zhì)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(zhì)作用造成的。
變質(zhì)巖是組成地殼的主要巖石類型之一。在變質(zhì)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(tài)條件下,原巖的化學成分和結構構造發(fā)生不一樣程度的變化。變質(zhì)巖的主要特征是這類巖石大多數(shù)具有結晶結構、定向構造(如片理、片麻理等)和由變質(zhì)作用構成的特征變質(zhì)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(zhì)作用的特點有關。在變質(zhì)巖的構成過程中,如無交代作用,除和外,變質(zhì)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(zhì)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(zhì)巖的原巖不一樣、變質(zhì)作用中各種性狀的具化學活動性流體的影響不一樣,變質(zhì)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(zhì)巖中,SiO2含量多為35~78%;在(石英砂巖、硅質(zhì)巖)構成的變質(zhì)巖中,SiO2含量可大于80%;而原巖為純石灰?guī)r時,則可降低至零。在變質(zhì)作用中,絕對的等化學反應是沒有的,在變質(zhì)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(fā)生某些變化,有時則十分顯著。在通常的變質(zhì)反應中,經(jīng)常發(fā)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(zhì)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(xiàn)出不一樣程度的活動性。例如,在接觸交代變質(zhì)作用過程中,在侵入體和圍巖之間,經(jīng)過雙交代
作用可構成。在區(qū)域變質(zhì)作用過程中,巖石化學組分的穩(wěn)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(wěn)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(qū)域變質(zhì)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(wěn)定;而親銅元素則根據(jù)它們本身的特性,呈現(xiàn)出不一樣的活動性。這一情景也部分地解釋了在區(qū)域變質(zhì)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(zhì)巖中常出現(xiàn)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(zhì)巖礦物成分的主要特點。變質(zhì)巖的礦物成分,決定于原巖成分和變質(zhì)條件。原巖成分決定變質(zhì)巖中可能出現(xiàn)什么礦物或礦物組合,如原巖為硅質(zhì)石灰?guī)r,主要成分為CaCO3和SiO2,經(jīng)變質(zhì)作用可能出現(xiàn)的礦物是:石英、硅灰石、甲型硅灰石、灰硅鈣石等。而變質(zhì)條件則決定必須的原巖經(jīng)變質(zhì)作用后,具體出現(xiàn)什么礦物或礦物組合,如原巖為硅質(zhì)石灰?guī)r,在熱接觸變質(zhì)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(fā)生變質(zhì)時,如不伴隨交代作用,變質(zhì)巖的礦物成分受上述兩方面因素的共同制約。在變質(zhì)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(zhì)巖,稱為等化學系列;而把在同一變質(zhì)條件下構成的具有不一樣礦物共生組合的所有變質(zhì)巖,稱為等物理系列。在有交代作用的情景下,變質(zhì)巖的礦物成分,除決
定于原巖和變質(zhì)條件外,還與交代作用的性質(zhì)和強度有關。變質(zhì)巖的礦物成分,按成因可分為:穩(wěn)定礦物,即在必須變質(zhì)條件下穩(wěn)定平衡的礦物;不穩(wěn)定礦物(殘余礦物),即在必須變質(zhì)條件下,由于反應不徹底而部分殘留下來的非穩(wěn)定礦物。不穩(wěn)定礦物和穩(wěn)定礦物之間,常具有明顯的置換關系。根據(jù)礦物穩(wěn)定范圍,變質(zhì)巖的礦物成分還可分為:①特征礦物,指穩(wěn)定范圍較窄,反映變質(zhì)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(zhì)礦物;藍晶石、十字石(中壓)、紅柱石、堇青石(低壓),常為中級變質(zhì)礦物;紫蘇輝石、夕線石,常為高級變質(zhì)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(xiàn)時,一般不具有指示變質(zhì)條件的意義。
結構構造:變質(zhì)巖的結構是指變質(zhì)巖中礦物的粒度、形態(tài)及晶體之間的相互關系,而構造則指變質(zhì)巖中各種礦物的空間分布和排列方式。變質(zhì)巖結構按成因可劃分為下列各類:①變余結構,是由于變質(zhì)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(jù)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(zhì)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(zhì)巖中礦物的結晶習性和形態(tài),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(shù)以單一礦物成分為主的變質(zhì)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(shù)變質(zhì)巖的礦物組成中,既有粒狀礦物,又有片、柱狀礦物。所以,變質(zhì)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(zhì)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(nèi)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(zhì)交代,沿解理呈現(xiàn)不規(guī)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(fā)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(zhì)、應力的強度、作用的方式和持續(xù)的時間等因素,決定著碎裂結構的特點。
變質(zhì)巖構造按成因分為:①變余構造,指變質(zhì)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(zhì)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(zhì)作用類型和成因,把變質(zhì)巖分為下列巖類。
①區(qū)域變質(zhì)巖類,由區(qū)域變質(zhì)作用所構成。
②熱接觸變質(zhì)巖類,由熱接觸變質(zhì)作用所構成,如斑點板巖等。
③接觸交代變質(zhì)巖類,由接觸交代變質(zhì)作用所構成,如各種。
④動力變質(zhì)巖類,由動力變質(zhì)作用所構成,如壓碎角礫巖、碎裂巖、碎斑巖、等。
⑤氣液變質(zhì)巖類,由氣液變質(zhì)作用構成,如云英巖、次生石英巖、蛇紋巖等。
⑥沖擊變質(zhì)巖類。由沖擊變質(zhì)作用所構成。
在每一大類變質(zhì)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(xiàn)過從原巖的物質(zhì)成分與類型出發(fā),再依次按變質(zhì)作用過程中發(fā)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(diào)的分類依據(jù)也有差別。原巖類型和變質(zhì)作用性質(zhì)是變質(zhì)巖分類的兩個主要基礎,但原巖類型的復雜性和變質(zhì)作用類型的多樣性,給變質(zhì)巖的分類帶來許多困難。以變質(zhì)作用產(chǎn)物的特征(變質(zhì)巖的礦物組成、含量和結構構造)對變質(zhì)巖進行分類,將成為今后的主要趨勢。
分布:變質(zhì)巖在地殼內(nèi)分布很廣,大陸和洋底都有,在時間上從古代至現(xiàn)代均有產(chǎn)出。在各種成因類型的變質(zhì)巖中,區(qū)域變質(zhì)巖分布最廣,其他成因類型的變質(zhì)巖分布有限。區(qū)域變質(zhì)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(zhì)活動帶(通常與造山帶緊密伴生)。區(qū)域變質(zhì)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(wěn)定核心,而古生代及以后的變質(zhì)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(zhì)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(xiàn)明顯,它們的分布證明大陸是經(jīng)過變質(zhì)活動帶的向外推移而不斷增長的。在另一些情景下,變質(zhì)活動帶也可斜切古老結晶基底而分布,它們代表大陸經(jīng)解體而構成的陸內(nèi)地槽,并將發(fā)展成新的臺槽體系。
20世紀60年代以來,還發(fā)此刻大洋底部的沉積物和玄武質(zhì)巖石之下,有變質(zhì)巖廣泛分布,它們是由洋底變質(zhì)作用構成的。由構成的各種接觸變質(zhì)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(qū)卻十分廣泛,在不一樣地質(zhì)時期和構造單元內(nèi)均有產(chǎn)出。由碎裂變質(zhì)作用構成的各種碎裂變質(zhì)巖,分布更有限,它們嚴格受各種斷裂構造的控制。變質(zhì)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(qū)域變質(zhì)巖組成,并構成了中國大陸的古老核心。以后的變質(zhì)活動帶則圍繞或斜切地塊呈線型分布。
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