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渤海石油职业学院石油工程系
三、变质作用的类型
1．接触变质作用
发生在侵入岩体与围 岩的接触带上的变质作 用。
渤海石油职业学院石油工程系
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根据引起接触变质接触主要因素和方式，接触变质 作用可进一步分为两种情况。
热接触变质作用 指围岩受岩浆高温的影响而发生的变 质作用。温度是主要因素，压力次之，重结晶是主要变 质作用方式。
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2．压力
1）静压力
指各个方面相等的围压，主要是由上覆岩石重量引起的，其大 小随深度的增加而增大。
如橄榄石和钙长石在一定的压力下就会形成石榴子石，如下式：
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2）定向压力
定向压力是由构造运动或岩浆作用产生的一种侧向压 力，也称为动压力。
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1、变质岩的化学成分
渤海石油职业学院石油工程系
母岩 酸 性 岩浆岩
重矿物组合 磷灰石、普通角闪石、独居石、金 红石、榍石、锆石、电气石（粉红色变 种）、锡石、黑云母
母岩 变质岩
重矿物组合 红柱石、石榴石、硬绿泥石、蓝 闪石蓝晶石、硅线石、十字石、绿帘 石、黝帘石、镁电气石（黄、褐色变 种）、黑云母、白云母、硅灰石、堇 青石
3．化学活动性流体
化学活动性流体主要包括水和二氧化碳为主的富含多金属
和非金属元素及氧、氟、氯、硼、磷等挥发性组分。它们主要
来自岩浆或深层热水溶液，也可能存在于矿物粒间孔隙之中孔 隙之中。 虽然这种流体的数量有限，但由于它们富含挥发组分， 在较高的温度条件下，具有强烈的化学活动性。在变质作用 中，它们常蒙盖在矿物颗粒的周围，形成液体或气体薄膜， 增大了与受变质物质颗粒的接触面，因此起着十分重要的作 用。
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3．压碎结构
根据矿物的机械破碎程度分为：碎裂结构和糜棱 结构。 碎裂结构 岩石受定向压力作用后，其本身及组成矿 物发生破裂、移动、研磨等现象。部分矿物被压碎为 细粒，部分保留原形，但也出现裂纹。 糜棱结构 岩石中所有矿物均被压碎成细小的颗粒， 并呈锯齿状接触，其内部物质在滑动时可形成一种类 似流动的构造的排列。。
岩石是否发生变质要看其有无重结晶现象或 有无变质矿物出现为标志。 岩石的变质作用是在固态状况下进行的。
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二、变质作用的因素
1、温度
温度升高增加了岩石矿物分子运动能力和化 学活动性，使那些没有结晶的矿物结晶，已结晶 的矿物晶体由小变大，产生粗粒结晶结构。 由于温度的升高，加速了化学反应的进程，产 生新的矿物组合。
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5）眼球状构造 沿片状、片麻状构造的片理，分布
有类似眼球状大小的（如长石等）矿物晶体，组成眼 球状构造。
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2．无定向构造
1）斑点构造 岩石在发生变质过程中，有些物质发
生迁移、聚集成斑点，为浅变质岩的构造特征。 2）块状构造 整个岩石的矿物分布均一，无定向排 列。这种构造反映岩石在变质过程中，不具显著的 定向压力，如大理岩。
片岩
片麻岩
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5．大理岩
由石灰岩和白云岩变质而成。岩石主要由碳酸盐矿物方解石 和白云石组成。一般为白色，因含杂质不同，也有灰、绿、黄 色等。具粒状变晶结构、块状构造。以我国云南大理盛产而得 名。质地致密的白色细粒大理岩又称为“汉白玉”。
汉白玉
大理岩
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6．石英岩
石、石榴子石、绿泥石、绿帘石、滑石、蛇纹石、石
墨等。
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三、变质岩的结构
变质岩的结构： 指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及 其结合方式。 根据岩石特点和结构的成因，可把变质岩的结构
分为变晶结构、变余结构以及压碎结构等。
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三、变质岩的结构
变质岩的结构： 指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及 其结合方式。 根据岩石特点和结构的成因，可把变质岩的结构
是各种石英砂岩受热变质而成，一般呈白色或灰白色， 具粒状变晶结构，块状构造。矿物成分主要为石英，其含量 大于85%。次为长石、绢云母、绿泥石、白云母、角闪石等。
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小
结
变质作用和变质岩的基本概念
变质作用的因素及类型 变质岩的结构和构造
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1）板状构造 ：岩石中
矿物颗粒细小，肉眼难
以分辩，岩性似薄板状， 常出现一组平行的破裂 面，且光滑平整，破裂 面具有微弱的丝绢光泽，
具变余泥质结构。
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2）千枚状构造 岩石中的鳞片状矿物呈定向排列，沿定向排列方向可 劈成薄片，具较强的丝绢光泽，断面参差不齐。为千枚岩所特有。
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3．区域变质作用
区域变质作用 指在大范围内，由于温度、压力和化学活动性流体 等因素的综合作用下而产生的变质作用。 浅变带：温度和静压力不大，以定向压力为主，板 理发育，主要形成板岩、千枚岩。 中变带：压力较大，温度也较高，常形成各种结晶 片岩。 深变带：静压力较大，温度高，重结晶显著，形成 各种片麻岩和混合岩。
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第四章 变质作用及变质岩
★变质作用的因素
高温高压带 低温高压带 高温低压带
及类型
洋壳
大陆壳
★变质岩的一般特
征
岩石圈
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第一节 变质作用的因素及类型
一、变质作用的概念
变质作用
指地壳中已经形成的岩石在高温高压和化学 活动性流体作用下，引起岩石的结构、构造或成 分发生变化，形成新的岩石的一种地质作用。
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渤海Βιβλιοθήκη Baidu油职业学院石油工程系
第二节 变质岩的一般特征
一、变质岩的概念
指已经形成的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）因物理化学 条件的改变，使原岩的矿物成分、结构、构造发生变化而形成的
岩石。
正变质岩：由岩浆岩变质而成的
副变质岩：由沉积岩变质而成的
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二、变质岩的物质成分
伟晶岩 中性及基性 岩浆岩
锡石、萤石、白云母、黄玉、 电气石（蓝色变种）、黑钨石 普通辉石、紫苏辉石、普通角闪石、 透辉石、磁铁矿、钛铁矿 沉积岩
锆石（圆）、电气石（圆）、 金红石
不同母岩的重矿物组合
母 花岗岩 和花岗 闪长岩 岩 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 矿物组合 （包括部分岩屑） 锆石、榍石、磷灰石、黑云母 石英、正长石、微斜长石、酸性斜长石 辉石、角闪石 安山岩或玄武岩岩屑、 中性和基性斜长石 尖晶石、铬铁矿、橄榄石、紫苏辉石 基性岩岩屑、基性斜长石、蛇纹石 母 岩 变 质 岩 重矿 物 轻矿物 重矿 物 矿物组合 （包括部分岩屑） 蓝晶石、十字石、硅 线石、石榴石 具波状消光和镶嵌结 构的石英 锆石（圆）、金红石、 石榴石、电气石（较 圆） 颗粒圆滑或具次生加 大边的石英
均匀致密，矿物颗粒用肉眼难以识别。
板理面上可有少量绢云母、绿泥石等新 生矿物，微显丝绢光泽，敲击时可发出
清脆声。
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2．千枚岩
是具有典型的千枚状构造的浅变质岩。颜色有黄、绿、浅 红、蓝灰等色。主要由很细小的绢云母、绿泥石、石英等组成， 容易裂成薄片。一般为鳞片变晶结构，具有较强的丝绢光泽。 这种岩石是由粘土岩、粉砂岩、凝灰岩等变质而成。
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第三节 变质岩的分类及常见变质岩
一、变质岩的分类
根据变质作用的不同可把变质岩分为以下几类。
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二、常见变质岩
1．板岩
由粉砂岩、粘土岩等经区域变质作用
或接触热力变质作用形成的具板状构造
的浅变质岩石。颜色多为灰至黑色。主 要具变余结构，有时具变晶结构。岩石
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碎裂结构
糜棱结构
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四、变质岩的构造
1．定向构造 岩石中的长条状、片状（或板状）矿物平行某 一平面或某一方向排列形成的构造。它是在定向 压力参与下形成的。 变质岩的构造：指组成岩石中的各种矿物在空 间分布和排列的方式。可为分定向构造和无定向 构造两大类。
接触交代变质作用 如果变质因素除温度压力之外，还 有大量来自岩浆的挥发组分参与，就会使接触带附近的
侵入岩和围岩发生明显的交代作用，从而形成变质岩。
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2．动力变质作用
动力变质作用：指岩石受定向压力（动压力）的作用而 产生破碎、变形、重结晶的变质作用。 根据变质环境和方式不同，动力变质作用又可分为碎 裂变质和韧性变形两种类型。 •碎裂变质 在地壳的浅部，岩石呈脆性，当应力超过岩 石强度极限时，岩石便会被压碎或磨碎，产生碎裂变质， 有代表性的岩石是构造角砾岩。 •韧性变形 在地壳中、深部，温度和压力较高，岩石具 塑性，在断裂带中的岩石一般不发生明显的破裂，而是 以强烈韧性剪切变形或塑性流动为主，有代表性的岩石 是糜棱岩。其特征是细粒化，并具有明显的定向构造。
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3）片状构造： 又称片理构造。由云母、绿泥石、滑 石、角闪石等片状、板状、或针状矿物呈连续平行排 列而成。沿片理面极易劈成薄片，而且还常呈波状弯 曲，显示强烈的丝绢光泽。
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4）片麻状构造： 暗色的片状、柱状矿物（如云母、角 闪石等）呈平行排列，且被浅色粒状矿物（如石英等） 所隔开，呈现出黑白相间的条带。
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3．片岩
具明显片状构造。颜色有黑、灰黑、绿、浅褐等色。富含云母、 绿泥石、滑石、角闪石等片状或柱状矿物，矿物结晶程度较高， 多为鳞片变晶结构和纤维变晶结构。
4．片麻岩
是具有明显片麻状构造的变质岩。颜色多为灰和浅灰。具中至 粗粒变晶结构。主要矿物成分有长石、石英。片状或柱状矿物有 黑云母、角闪石和辉石。有时出现矽线石、石榴子石等变质岩特 有矿物。片麻岩是变质程度较深的变质岩，主要由花岗岩、长石 石英砂岩经区域变质作用而成。
粒状变晶结构
鳞片变晶结构
纤维变晶结构
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2．变余结构
变余结构：也称为残留结构，因为重结晶作用不
彻底，使原岩的矿物成分和结构特征部分保留下来形
成的一种结构类型。 变余结构的命名原则，在原岩结构之前加“变余”二 字即可。 常见的变余结构有：变余花岗结构、变余斑状结构、 变余砂状结构、变余泥质结构等。
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根据变晶矿物颗粒相对大小划分的结构类型 左—等粒变晶结构；中—不等粒变晶结构；右—斑状变晶结构
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根据变晶矿物粒度绝对大小可分为：
1）粗粒变晶结构 矿物颗粒平均直径＞3mm。 2）中粒变晶结构 矿物颗粒平均直径3～1mm。
根据岩石 中矿物的 形态
3）细粒变晶结构 矿物颗粒平均直径＜1mm。
安山岩 玄武 岩
沉 积 岩
橄榄岩 辉长岩
轻矿 物
各类岩石的轻、重矿物组合
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2．变质岩的矿物成分
根据矿物适应温度、压力等变质因素变化的情况， 可将变质岩的矿物成分分为两类： 能适应较大温度、压力变化范围的矿物，在变质
岩中可以保存下来，如石英、长石、云母。
变质作用形成的新的变质矿物，如硅灰石、红柱
分为变晶结构、变余结构以及压碎结构等。
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1．变晶结构
变晶结构：原岩在变质过程中经重结晶作用而形成的 结晶质结构的总称。根据变晶矿物颗粒的相对大小可 分为： 1）等粒变晶结构 岩石中大部分主要变晶矿物颗粒大 小大致相等。 2）不等粒变晶结构 主要变晶矿物颗粒大小不等但呈 连续变化。 3）斑状变晶结构 矿物颗粒直径大小相差悬殊，在较 细粒的变质基质中，有较大的变晶矿物。
三、变质作用的类型
1．接触变质作用
发生在侵入岩体与围 岩的接触带上的变质作 用。
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根据引起接触变质接触主要因素和方式，接触变质 作用可进一步分为两种情况。
热接触变质作用 指围岩受岩浆高温的影响而发生的变 质作用。温度是主要因素，压力次之，重结晶是主要变 质作用方式。
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2．压力
1）静压力
指各个方面相等的围压，主要是由上覆岩石重量引起的，其大 小随深度的增加而增大。
如橄榄石和钙长石在一定的压力下就会形成石榴子石，如下式：
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2）定向压力
定向压力是由构造运动或岩浆作用产生的一种侧向压 力，也称为动压力。
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1、变质岩的化学成分
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母岩 酸 性 岩浆岩
重矿物组合 磷灰石、普通角闪石、独居石、金 红石、榍石、锆石、电气石（粉红色变 种）、锡石、黑云母
母岩 变质岩
重矿物组合 红柱石、石榴石、硬绿泥石、蓝 闪石蓝晶石、硅线石、十字石、绿帘 石、黝帘石、镁电气石（黄、褐色变 种）、黑云母、白云母、硅灰石、堇 青石
3．化学活动性流体
化学活动性流体主要包括水和二氧化碳为主的富含多金属
和非金属元素及氧、氟、氯、硼、磷等挥发性组分。它们主要
来自岩浆或深层热水溶液，也可能存在于矿物粒间孔隙之中孔 隙之中。 虽然这种流体的数量有限，但由于它们富含挥发组分， 在较高的温度条件下，具有强烈的化学活动性。在变质作用 中，它们常蒙盖在矿物颗粒的周围，形成液体或气体薄膜， 增大了与受变质物质颗粒的接触面，因此起着十分重要的作 用。
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3．压碎结构
根据矿物的机械破碎程度分为：碎裂结构和糜棱 结构。 碎裂结构 岩石受定向压力作用后，其本身及组成矿 物发生破裂、移动、研磨等现象。部分矿物被压碎为 细粒，部分保留原形，但也出现裂纹。 糜棱结构 岩石中所有矿物均被压碎成细小的颗粒， 并呈锯齿状接触，其内部物质在滑动时可形成一种类 似流动的构造的排列。。
岩石是否发生变质要看其有无重结晶现象或 有无变质矿物出现为标志。 岩石的变质作用是在固态状况下进行的。
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二、变质作用的因素
1、温度
温度升高增加了岩石矿物分子运动能力和化 学活动性，使那些没有结晶的矿物结晶，已结晶 的矿物晶体由小变大，产生粗粒结晶结构。 由于温度的升高，加速了化学反应的进程，产 生新的矿物组合。
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5）眼球状构造 沿片状、片麻状构造的片理，分布
有类似眼球状大小的（如长石等）矿物晶体，组成眼 球状构造。
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2．无定向构造
1）斑点构造 岩石在发生变质过程中，有些物质发
生迁移、聚集成斑点，为浅变质岩的构造特征。 2）块状构造 整个岩石的矿物分布均一，无定向排 列。这种构造反映岩石在变质过程中，不具显著的 定向压力，如大理岩。
片岩
片麻岩
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5．大理岩
由石灰岩和白云岩变质而成。岩石主要由碳酸盐矿物方解石 和白云石组成。一般为白色，因含杂质不同，也有灰、绿、黄 色等。具粒状变晶结构、块状构造。以我国云南大理盛产而得 名。质地致密的白色细粒大理岩又称为“汉白玉”。
汉白玉
大理岩
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6．石英岩
石、石榴子石、绿泥石、绿帘石、滑石、蛇纹石、石
墨等。
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三、变质岩的结构
变质岩的结构： 指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及 其结合方式。 根据岩石特点和结构的成因，可把变质岩的结构
分为变晶结构、变余结构以及压碎结构等。
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三、变质岩的结构
变质岩的结构： 指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及 其结合方式。 根据岩石特点和结构的成因，可把变质岩的结构
是各种石英砂岩受热变质而成，一般呈白色或灰白色， 具粒状变晶结构，块状构造。矿物成分主要为石英，其含量 大于85%。次为长石、绢云母、绿泥石、白云母、角闪石等。
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小
结
变质作用和变质岩的基本概念
变质作用的因素及类型 变质岩的结构和构造
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1）板状构造 ：岩石中
矿物颗粒细小，肉眼难
以分辩，岩性似薄板状， 常出现一组平行的破裂 面，且光滑平整，破裂 面具有微弱的丝绢光泽，
具变余泥质结构。
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2）千枚状构造 岩石中的鳞片状矿物呈定向排列，沿定向排列方向可 劈成薄片，具较强的丝绢光泽，断面参差不齐。为千枚岩所特有。
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3．区域变质作用
区域变质作用 指在大范围内，由于温度、压力和化学活动性流体 等因素的综合作用下而产生的变质作用。 浅变带：温度和静压力不大，以定向压力为主，板 理发育，主要形成板岩、千枚岩。 中变带：压力较大，温度也较高，常形成各种结晶 片岩。 深变带：静压力较大，温度高，重结晶显著，形成 各种片麻岩和混合岩。
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第四章 变质作用及变质岩
★变质作用的因素
高温高压带 低温高压带 高温低压带
及类型
洋壳
大陆壳
★变质岩的一般特
征
岩石圈
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第一节 变质作用的因素及类型
一、变质作用的概念
变质作用
指地壳中已经形成的岩石在高温高压和化学 活动性流体作用下，引起岩石的结构、构造或成 分发生变化，形成新的岩石的一种地质作用。
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第二节 变质岩的一般特征
一、变质岩的概念
指已经形成的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）因物理化学 条件的改变，使原岩的矿物成分、结构、构造发生变化而形成的
岩石。
正变质岩：由岩浆岩变质而成的
副变质岩：由沉积岩变质而成的
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二、变质岩的物质成分
伟晶岩 中性及基性 岩浆岩
锡石、萤石、白云母、黄玉、 电气石（蓝色变种）、黑钨石 普通辉石、紫苏辉石、普通角闪石、 透辉石、磁铁矿、钛铁矿 沉积岩
锆石（圆）、电气石（圆）、 金红石
不同母岩的重矿物组合
母 花岗岩 和花岗 闪长岩 岩 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 矿物组合 （包括部分岩屑） 锆石、榍石、磷灰石、黑云母 石英、正长石、微斜长石、酸性斜长石 辉石、角闪石 安山岩或玄武岩岩屑、 中性和基性斜长石 尖晶石、铬铁矿、橄榄石、紫苏辉石 基性岩岩屑、基性斜长石、蛇纹石 母 岩 变 质 岩 重矿 物 轻矿物 重矿 物 矿物组合 （包括部分岩屑） 蓝晶石、十字石、硅 线石、石榴石 具波状消光和镶嵌结 构的石英 锆石（圆）、金红石、 石榴石、电气石（较 圆） 颗粒圆滑或具次生加 大边的石英
均匀致密，矿物颗粒用肉眼难以识别。
板理面上可有少量绢云母、绿泥石等新 生矿物，微显丝绢光泽，敲击时可发出
清脆声。
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2．千枚岩
是具有典型的千枚状构造的浅变质岩。颜色有黄、绿、浅 红、蓝灰等色。主要由很细小的绢云母、绿泥石、石英等组成， 容易裂成薄片。一般为鳞片变晶结构，具有较强的丝绢光泽。 这种岩石是由粘土岩、粉砂岩、凝灰岩等变质而成。
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第三节 变质岩的分类及常见变质岩
一、变质岩的分类
根据变质作用的不同可把变质岩分为以下几类。
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二、常见变质岩
1．板岩
由粉砂岩、粘土岩等经区域变质作用
或接触热力变质作用形成的具板状构造
的浅变质岩石。颜色多为灰至黑色。主 要具变余结构，有时具变晶结构。岩石
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碎裂结构
糜棱结构
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四、变质岩的构造
1．定向构造 岩石中的长条状、片状（或板状）矿物平行某 一平面或某一方向排列形成的构造。它是在定向 压力参与下形成的。 变质岩的构造：指组成岩石中的各种矿物在空 间分布和排列的方式。可为分定向构造和无定向 构造两大类。
接触交代变质作用 如果变质因素除温度压力之外，还 有大量来自岩浆的挥发组分参与，就会使接触带附近的
侵入岩和围岩发生明显的交代作用，从而形成变质岩。
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2．动力变质作用
动力变质作用：指岩石受定向压力（动压力）的作用而 产生破碎、变形、重结晶的变质作用。 根据变质环境和方式不同，动力变质作用又可分为碎 裂变质和韧性变形两种类型。 •碎裂变质 在地壳的浅部，岩石呈脆性，当应力超过岩 石强度极限时，岩石便会被压碎或磨碎，产生碎裂变质， 有代表性的岩石是构造角砾岩。 •韧性变形 在地壳中、深部，温度和压力较高，岩石具 塑性，在断裂带中的岩石一般不发生明显的破裂，而是 以强烈韧性剪切变形或塑性流动为主，有代表性的岩石 是糜棱岩。其特征是细粒化，并具有明显的定向构造。
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3）片状构造： 又称片理构造。由云母、绿泥石、滑 石、角闪石等片状、板状、或针状矿物呈连续平行排 列而成。沿片理面极易劈成薄片，而且还常呈波状弯 曲，显示强烈的丝绢光泽。
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4）片麻状构造： 暗色的片状、柱状矿物（如云母、角 闪石等）呈平行排列，且被浅色粒状矿物（如石英等） 所隔开，呈现出黑白相间的条带。
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3．片岩
具明显片状构造。颜色有黑、灰黑、绿、浅褐等色。富含云母、 绿泥石、滑石、角闪石等片状或柱状矿物，矿物结晶程度较高， 多为鳞片变晶结构和纤维变晶结构。
4．片麻岩
是具有明显片麻状构造的变质岩。颜色多为灰和浅灰。具中至 粗粒变晶结构。主要矿物成分有长石、石英。片状或柱状矿物有 黑云母、角闪石和辉石。有时出现矽线石、石榴子石等变质岩特 有矿物。片麻岩是变质程度较深的变质岩，主要由花岗岩、长石 石英砂岩经区域变质作用而成。
粒状变晶结构
鳞片变晶结构
纤维变晶结构
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2．变余结构
变余结构：也称为残留结构，因为重结晶作用不
彻底，使原岩的矿物成分和结构特征部分保留下来形
成的一种结构类型。 变余结构的命名原则，在原岩结构之前加“变余”二 字即可。 常见的变余结构有：变余花岗结构、变余斑状结构、 变余砂状结构、变余泥质结构等。
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根据变晶矿物颗粒相对大小划分的结构类型 左—等粒变晶结构；中—不等粒变晶结构；右—斑状变晶结构
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根据变晶矿物粒度绝对大小可分为：
1）粗粒变晶结构 矿物颗粒平均直径＞3mm。 2）中粒变晶结构 矿物颗粒平均直径3～1mm。
根据岩石 中矿物的 形态
3）细粒变晶结构 矿物颗粒平均直径＜1mm。
安山岩 玄武 岩
沉 积 岩
橄榄岩 辉长岩
轻矿 物
各类岩石的轻、重矿物组合
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2．变质岩的矿物成分
根据矿物适应温度、压力等变质因素变化的情况， 可将变质岩的矿物成分分为两类： 能适应较大温度、压力变化范围的矿物，在变质
岩中可以保存下来，如石英、长石、云母。
变质作用形成的新的变质矿物，如硅灰石、红柱
分为变晶结构、变余结构以及压碎结构等。
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1．变晶结构
变晶结构：原岩在变质过程中经重结晶作用而形成的 结晶质结构的总称。根据变晶矿物颗粒的相对大小可 分为： 1）等粒变晶结构 岩石中大部分主要变晶矿物颗粒大 小大致相等。 2）不等粒变晶结构 主要变晶矿物颗粒大小不等但呈 连续变化。 3）斑状变晶结构 矿物颗粒直径大小相差悬殊，在较 细粒的变质基质中，有较大的变晶矿物。