变质岩的基本特征和分类命名

变晶结构 一般特点
反应现象常见 常常具有定向性 晶体自形程度、相对大小、 晶体自形程度、相对大小、包裹关系取决于在固态生长 条件下结晶成完成好晶面的相对能力（成面能 条件下结晶成完成好晶面的相对能力（成面能form energy）一般不能用来判断变晶先后关系 ）
F.Becke（1913）提出区域变质岩中矿物可按照在固态生长 （ ） 条件下结晶成完成好晶面的相对能力， 自大至小排出经验性的 条件下结晶成完成好晶面的相对能力， 顺序，称为变晶系 变晶系（ ）。结晶片岩中的变 顺序，称为变晶系（crystalloblastic series）。结晶片岩中的变 ）。 晶系如下： 晶系如下：
正片麻岩
正角闪岩 副片麻岩 副角闪岩
图19-1 区分正、副片麻岩的Werner（1987）图解 区分正、副片麻岩的 （ ）
图19-2 CaO-MgO-<FeO>图解 图解
这两个图解均采用氧化物质量百分数（岩石化学分析结果） 这两个图解均采用氧化物质量百分数（岩石化学分析结果） 之比作化学参数，使用起来比较方便。需注意的是CaO-MgO之比作化学参数，使用起来比较方便。需注意的是 <FeO>图解中<FeO>是全氧化亚铁， <FeO>=FeO+0.8998 图解中 是全氧化亚铁， 图解 是全氧化亚铁 Fe2O3(WB%) 使用时将 使用时将CaO、MgO、<FeO>三者之和换算为 三者之和换算为100 、 、 三者之和换算为
第十九章 变质岩的基本特征和分类命名 Basic Characteristics, classifications and Nomenclature of Metamorphic Rocks
问题： 问题：
大家桌上有下列8块实验用手标本， 大家桌上有下列 块实验用手标本，肉眼下 人人 此明显不同， 都可看出彼 此明显不同，但只有地质学家才能说出不 同在那里，你能说出它们哪些方面不同吗？？？ 同在那里，你能说出它们哪些方面不同吗？？？ （1）471 （2）467 （3）456 （4）514 ） ） ） ） ） （5）403 （6）426 （7）556 （8）442 ） ） ）
请推断实验用手标本的岩石化学类型
三、变质岩的结构构造 1. 概述 变质岩的结构构造和化学成分、 变质岩的结构构造和化学成分、 矿物成分一起， 矿物成分一起，是变质岩的最基本 的特征，是恢复原岩、 的特征，是恢复原岩、再造变质作 用历史及岩石分类命名的标志
变质 岩 结构 构造
Texture & structure of Meta. rocks
英文用后缀-blastic表示 变晶结构。如 表示…变晶结构 英文用后缀 表示 变晶结构。 porphyroblastic texture斑状变晶结构 斑状变晶结构
变质 作用 机制
{ { {
变质 结构 变质 构造
变形结构deformation texture 变形结构 定向构造directional structure 定向构造 出现在区域变质岩和动力变质岩中 无定向构造 nondirectional structure 通常出现在接触热变质岩、 通常出现在接触热变质岩、交代变 质岩、 质岩、埋藏变质岩和洋底变质岩中
原岩 结构 构造 特点
变 质 作 用 强 度
是恢复原岩性质最可靠的证据之一 1）主要见于浅变质岩中 ） 变余 2）与变质结构构造共存 ） palimpsest 3）原岩结构构造面貌，变质矿物组成 ）原岩结构构造面貌， 或残余relict 或残余 英语用前缀blasto-表示变余 表示变余… 英语用前缀 表示变余 结构构造 如：blastopophyritic texture变余斑 变余斑 状结构;Blastobedding (structure) 状结构 变余层理（构造） 变余层理（构造） 变晶结构blastic texture（变晶 变晶结构 （变晶blast） ）
请找出实验用手标本的变余结构构造
2 变晶结构
变质结晶 一般特点 在基本保 持固体状 态下结晶
{
晶体生长不像在熔浆中或溶液中那样有较大的自由空间， 晶体生长不像在熔浆中或溶液中那样有较大的自由空间，是不自由的 固体状态下的化学反应也不像熔浆中和溶液中那样容易反应完全 往往有偏应力参与
自形程度较差 粒度较细 包裹体多
泥质和基性 对温压 条件变化 敏感程度 降低 长英质
钙质和镁质
泥质和基性 变质岩矿物 变质岩矿物 组合随P-T条 组合随 条 件变化快， 件变化快， 是划分变质 带、变质相 的标志 在强变形的大理 岩长英质片麻岩 中往往可看到未 变形的变基性岩 包体， 包体，就是二者 能干性差异造成
镁质 强度 (能干性 能干性) 能干性 变小 基性 长英质 钙质 泥质
泥质、钙质是两个副变质岩石系列。 泥质、钙质是两个副变质岩石系列。而镁质变 质岩原岩主要是超基性火成岩。富镁的沉积物很少， 质岩原岩主要是超基性火成岩。富镁的沉积物很少， 因此， 因此，这三类变质岩原岩性质问题不大 判断长英质和基性两类变质岩原岩性质是一个 判断长英质和基性两类变质岩原岩性质是一个 长英质和基性两类变质岩原岩性质 较复杂的问题，需综合考虑地质产状、岩石组合、 较复杂的问题，需综合考虑地质产状、岩石组合、变 地质产状 余的结构构造、岩石化学等多方面特征。 余的结构构造、岩石化学等多方面特征。当强烈的变 等多方面特征 质、变形使得地质产状、变余结构构造破坏、消除时， 变形使得地质产状、变余结构构造破坏、消除时， 用岩石化学方法恢复原岩更显得重要
二、变质岩的矿物成分
变质岩的化学组成极为宽广
变质作用T界于岩浆作用 变质作用 界于岩浆作用 与沉积作用之间， 与沉积作用之间，温压变化 范围宽广 在变质作用过程中有应力 和溶液参与等
变质岩矿物成 分更为复杂多样
1. 变质岩矿物成分的影响因素
原岩 化学 成分 变质 作用 条件 相同变质条件下不同化学 类型岩石会出现不同的变 质矿物组合 同一化学类型原岩在不 同的变质条件下也会出现 不同的矿物组合， 不同的矿物组合，如 Barrow带泥质变质岩 带泥质变质岩
榍石、金红石、赤铁矿、钛铁矿、磁铁矿、 榍石、金红石、赤铁矿、钛铁矿、磁铁矿、石榴子 石、电气石 十字石、蓝晶石、夕线石、硬绿泥石、 十字石、蓝晶石、夕线石、硬绿泥石、钠长石 白云母、黑云母、 白云母、黑云母、绿泥石 石英、堇青石、正长石、 石英、堇青石、正长石、微斜长石
就硅酸盐矿物而言
岛状硅酸盐 处在变晶系前列的是岛状硅酸盐， 处在变晶系前列的是岛状硅酸盐，它们的晶格是一些孤立的硅氧四面体 所组成，如榍石、石榴子石、十字石、 所组成，如榍石、石榴子石、十字石、蓝晶石等 其次出现链状硅酸盐如夕线石、辉石类、 链状硅酸盐如夕线石 其次出现链状硅酸盐如夕线石、辉石类、角闪石类 然后是层状硅酸盐：云母族、绿泥石族、滑石、 然后是层状硅酸盐：云母族、绿泥石族、滑石、硬绿泥石等 层状硅酸盐 最后是架状硅酸盐，明显的如石英、长石，还包括堇青石（环状硅酸盐） 最后是架状硅酸盐，明显的如石英、长石，还包括堇青石（环状硅酸盐） 架状硅酸盐 经验表明，位于变晶系前面的矿物如 、 、 ， 经验表明，位于变晶系前面的矿物如Gt、St、Ky，不仅易形成自 形程度较好的变晶，而且往往形成粒度较大的晶体（变斑晶）。 ）。Q、 形程度较好的变晶，而且往往形成粒度较大的晶体（变斑晶）。 、长石 在变晶系中的位置靠后，在变质岩中往往形成粒度小的它形变晶， 在变晶系中的位置靠后，在变质岩中往往形成粒度小的它形变晶，很少形 成变斑晶。而在火成岩中， 、长石斑晶却很常见， 成变斑晶。而在火成岩中，Q、长石斑晶却很常见，这也是火成岩与变质 岩的一个明显差异
Hale Waihona Puke Baidu
如何根据岩石矿物成分推断岩石化学类型？ 如何根据岩石矿物成分推断岩石化学类型？
（1）泥质：大量的云母；含富铝矿物（And、Ky、Sil等） ）泥质： 含富铝矿物（ 、 、 等 （2）长英质：以Q、长石为主 ）长英质： 、 （3）钙质：以碳酸盐矿物（Cc、Dol等）和钙硅酸盐 ）钙质：以碳酸盐矿物（ 、 等 矿物（ 矿物（Wo、 Di 等 ） 为主 、 （4）基性：以Pl（或Ep）和铁镁矿物（Ch、Am、Px） ）基性： （ ）和铁镁矿物（ 、 、 ） 为主 （5）镁质：几乎全由铁镁矿物（Ch、 Ser 、 Tc、 ）镁质：几乎全由铁镁矿物（ 、 、 Am、Px、Ol）组成 、 、 ）
{
{
化学成分Chemical 化学成分 composition 矿物成分mineral 矿物成分 composition
{
岩相学Petrography 岩相学Petrography
岩理学Petrogenesis 岩理学Petrogenesis
一、变质岩的化学成分和化学类型
1. 变质岩的化学成分
{
原岩 变质作用的特点
原岩性质
火成岩 沉积岩 变质岩
变质岩类型
正变质岩Orthometamorphite 正变质岩 副变质岩Parametamorphite 副变质岩 复变质岩Polymetamorphic 复变质岩 rock
变质作用的化学特点（化学分类） 变质作用的化学特点（化学分类）
等化学变质Isochemical metamorphism 等化学变质 变质岩化学成分 原岩化学成分 恢复原岩类型 对比变质地层 异化学变质allochemical metamorphism 异化学变质 变质岩的化学成分 原岩的化学特征 交代作用的类型和强度 推断原岩成分特点 了解交代过程中元素带入带出 情况 －交代作用的特点和强度
变质岩的两种成因分类
等化学系列是指具有同一原始化学成分的所有岩石，其 等化学系列是指具有同一原始化学成分的所有岩石， 是指具有同一原始化学成分的所有岩石 中矿物组合不同是由变质作用类型和强度决定的 eg. 基性岩石在区域变质条件下，随着变质程度增加，出现 基性岩石在区域变质条件下，随着变质程度增加， 绿片岩→绿帘角闪岩 角闪岩 绿片岩 绿帘角闪岩→角闪岩 辉石麻粒岩 绿帘角闪岩 角闪岩→辉石麻粒岩 构成一个等化学系列 泥质岩则出现板岩→千枚岩 片岩 泥质岩则出现板岩 千枚岩→片岩 片麻岩系列 千枚岩 片岩→片麻岩系列 等物理系列是指同一变质条件下形成的所有岩石， 等物理系列是指同一变质条件下形成的所有岩石，其矿物 是指同一变质条件下形成的所有岩石 组合的不同是由原岩化学成分决定的 eg. 一个变质相或变质带的岩石如低级变质绿片岩相形成的 云母片岩、变质砂岩、透闪石大理岩、绿片岩、 云母片岩、变质砂岩、透闪石大理岩、绿片岩、蛇纹岩
2.变质岩化学类型的划分 变质岩化学类型的划分 （ Turner1955） ）
）：导源于泥质沉积物 （1）泥质（pelitic）：导源于泥质沉积物； ）泥质（ ）：导源于泥质沉积物； （2）长英质（quartz-feldspathic）：包括 ）长英质（ ）：包括 ）： 变质的砂岩、硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩； 变质的砂岩、硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩； ）：导源于灰岩和白云岩 （3）钙质（calcareous）：导源于灰岩和白云岩（可 ）钙质（ ）：导源于灰岩和白云岩（ 含石英、粘土矿物等杂质）等钙质沉积物； 含石英、粘土矿物等杂质）等钙质沉积物； ）：由基性岩浆岩 （4）基性（basic）：由基性岩浆岩、凝灰岩及含显著 ）基性（ ）：由基性岩浆岩、 数量的Ca、 、 、 的不纯泥灰质沉积物转变而来的 数量的 、Al、Fe、Mg的不纯泥灰质沉积物转变而来的 变质岩； 变质岩； ）：导源于超基性岩浆岩和绿 （5）镁质（magnesian）：导源于超基性岩浆岩和绿 ）镁质（ ）： 泥石质及其它富含Mg、 的沉积物 泥石质及其它富含 、Fe的沉积物
成因分析Genetic analysis（由什么变来？如何变的） 成因分析 （由什么变来？如何变的） 组成 Constitution
基本特征Basic 基本特征Basic Characteristics
结构Texture 结构 构成 Construction 构造 Structure 分类命名c 分类命名classifications and nomenclature
原岩化学成分的影响例证
硅质灰岩，主要成分为 硅质灰岩，主要成分为CaCO3和SiO2，经 变质后可出现Q、 、 变质后可出现 、Cc、Wo等碳酸盐和钙硅 等碳酸盐和钙硅 酸盐矿物，而不会出现And、Ky、Sil等富 酸盐矿物，而不会出现 、 、 等富 铝矿物 成分为纯SiO2的硅质岩，在变质作用过程 的硅质岩， 成分为纯 中仅出现Q，形成纯的石英岩， 中仅出现 ，形成纯的石英岩，而不会出现 任何其它矿物 因此， 因此，研究岩石的矿物成分可推断岩石的 化学类型