实验五 变质岩及其结构、构造

实验报告课程名称： 普通地质学 指导老师： 汪海珍 成绩：________________ __ 实验名称： 变质岩及其结构、构造 实验类型：验证性实验 同组学生姓名：盛烨 吴伊鑫 金宇尊 於家鸣 王稳策 鲍其琛 马瑞拉一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理七、讨论、心得一、 实验目的和要求1. 通过对变质岩标本的观察，学习变质岩的结构、构造的特征2. 掌握常见变质岩的鉴定特征，学会用肉眼鉴定方法。

3. 通过对变质岩特征的认识加深对变质作用的了解。

二、 实验内容和原理1. 概念是变质作用形成的岩石，是原来已存在的各种岩石，在特定的地质和物理化学条件下，矿物成分、结构和构造等发生变化，转化再造形成的岩石。

一般是在温度和压力升高条件下进行的，岩石基本上仍保持固态。

产生原因：构造运动、岩石被深埋或岩浆侵入等。

变质矿物：只能由变质作用生成，不可能在沉积作用及岩浆作用中生成的矿物。

是变质岩的主要标志。

红柱石、兰晶石、十字石、矽线石、硅（矽）灰石、石榴子石、录帘石、透闪石、阳起石、蓝闪石、透辉石、滑石、蛇纹石、石墨等。

2.变质作用因素（1）温度150－180℃（或180－230℃）直到800－900℃。

低于这个温度，属沉积岩的固结成岩作用；高于这个温度岩石熔融，属岩浆作用。

温度来源：1)地热：地下温度随深度的增加而增大，地热增温率为30℃/km。

原处于地表的沉积物或岩石，随地壳下沉，被埋深到5000米以上，就会发生变质作用。

2)岩浆热：高温的岩浆熔融体侵入地壳中，可使周围岩石变质。

3)断层摩擦热：当作用力大于岩层的抗剪强度时，岩层产生断裂，断块互相错动、挤压产生高温，可使断裂面两侧的岩石变质。

（2）压力引起变质作用的压力有静压力、流体压力及定向压力。

压力来源：1)静压力：由上覆岩石重量引起的压力，随深度增加而增大，静压力对岩石的作用力各向相等，其数值等于上覆岩石的重量。

2)流体压力：静压力在岩层中不仅仅是通过岩石的固体质点来传递，并且通过在岩石孔隙中循环的流体来传递压力，这种压力称为流体压力。

岩层中的流体成份及其流体压力可促使许多化学反应的发生，从而使岩石变质。

（3）化学活动性流体以水和二氧化碳为主，含有易挥发、易流动、化学性较活泼的物质。

例如：碱金属离子、稀有分散元素、卤素元素、各种酸根离子等。

来源：1)岩石孔隙与裂隙中的水溶液2)矿物中含有的水、二氧化碳和挥发性物质，在较高的温度、压力作用下从矿物中分离出来3)从岩浆中分泌出来的物质4)地壳身处的物质在高温高压作用下分泌出来的含钾、钠、二氧化硅等化学成分的热液。

3.变质岩的结构和构造（1）结构：无论火成岩还是沉积岩经过变质作用后，原来的岩石结构可部分或全部改变。

1)变晶结构：在变质过程中，原岩发生重结晶形成变质矿物，原岩的结构全部消失。

变质形成的矿物的晶粒称为变晶，由变晶组成的结构称变晶结构。

按变晶的大小可分：粗粒变晶结构、d > 3 mm；中粒变晶结构、d = 1- 3 mm；细粒变晶结构、d = 0.1- 1 mm；显微变晶结构、d < 0.1 mm。

2)变余结构：变质程度不深的时，原岩只是部分形成变晶，还保留了原岩的结构，称为变余结构。

变余结构按残留的原岩结构分类命名：变余砾状结构（保留原岩砾状结构）、变余砂状结构（保留原岩砂状结构）、变余粉砂状结构（保留原岩粉砂状结构）、变余泥状结构（保留原岩泥状结构）、变余斑状结构（保留原岩斑状结构）。

（2）构造：1)变成构造：经变质作用，原岩的构造全部消失后，所形成的新构造，称为变成构造。

主要的变成构造有：A.斑点状构造：在较低的变质温度作用下，岩石中的部分物质重新组合，形成斑点（尚未形成矿物结晶，若温度进一步升高，会形成变斑晶），岩石中除斑点外为隐晶质的基质的构造，成斑点构造。

斑点的成分有炭质、硅质、云母质或红柱石质。

B.板状构造：泥岩在低温低压下浅变质的产物C.片理构造：在定向压力的作用下，岩石重结晶形成定向排列的片状或长条状矿物，造成平行、密集、不平坦的纹理，称为片理。

片状或长条状矿物的排列垂直压力方向，沿片理易裂开。

D.片麻状构造：定向排列的片状矿物和以长条状矿物与尝试为主的粒状矿物相间组成的变质岩构造。

E.块状构造：在温度和静压力的共同作用下形成的，矿物均匀分布的，无定向排列的构造，称块状构造2)变余构造：变质程度较浅，还残留原岩的构造时，称变余构造。

变余构造以残留的原岩构造分类命名：变余气孔构造，变余杏仁构造，变余流纹构造；变余层状构造，变余泥裂构造，变余结核构造。

4.变质作用类型及代表性变质岩变质作用的类型：1)接触变质作用：发生在火成岩与围岩之间的接触带上，并主要由温度和挥发性物质作用所引起的变质作用，称接触变质作用。

A.接触热变质作用：在接触变质作用中，主要由岩浆侵入带来的高温所引起的变质作用。

接触热变质作用形成的典型岩石是：①原岩为泥岩变成：斑点板岩（spotted slate），角岩（hornstone)②原岩为石灰岩变成：大理岩(marble)③原岩为石英砂岩变成：石英岩(quartzite)B.接触交代变质作用：在接触变质作用中，除岩浆侵入带来的高温外，还有岩浆物质及从岩浆中分泌出来的挥发性物质参与所引起的变质作用。

典型岩石是矽卡岩。

2)区域变质作用是在数千－数万平方公里的很大的区域范围内，由温度、压力及化学活动性流体等多种因素综合作用引起的变质作用。

A.区域变质环境：①低压高温环境：红柱石②正常地温梯度环境：随着埋深的增加，温度和压力增高，从而形成不同的变质岩。

③高压低温环境：蓝闪石。

B.典型岩石：①浅变质矿物：呈显微鳞片－鳞片状、纤维状、细粒。

绢云母、绿泥石、滑石、蛇纹石、长石、石英、石榴子石②中等变质矿物：呈鳞片－片状、针状－柱状、中－粗粒状。

白云母、黑云母、角闪石、透闪石、阳起石、夕线石、红柱石、兰晶石、十字石、长石、石英、石榴子石③深变质矿物：呈粒状。

辉石、长石、石英、石榴子石3)混合岩化作用：又称超变质作用,是由变质作用向岩浆作用转变的过渡性地质作用动力变质作用。

混合岩的特征：A.由脉体和基体组成：脉体是熔体与热液注入交代形成的新生部分，主要是花岗岩、长石英或石英质的脉状体；基体是残留的原变质岩。

B.随混合岩化作用进行：变质作用强度：弱——强；基体含量：多——少；脉体含量：少——多；构造：条带状——脉状——肠状——角砾状——阴影状——块状；基体脉体界限：清楚——模糊——消除。

4)动力变质作用：又称破裂变质作用，是地壳发生断裂，岩层错动，使断裂带两侧岩石破碎，并及因摩擦产生高温、高压，而改变原岩的矿物成分及结构、构造，形成新的岩石的作用，称动力变质作用。

随动力变质作用的强度由弱→强，形成：构造（断层）角砾岩→碎裂岩→糜棱岩→千糜岩三、实验材料与试剂1.化学及生物化学岩、接触变质岩、接触交代变质岩、气成热液变质岩、动力变质岩、区域变质作用岩、混合岩化作用及混合岩等75件标本；2.火成岩结构及构造标本（光片）50件；3.各阶段风化长石。

四、实验器材与仪器小刀、放大镜、显微镜等五、 操作方法和实验步骤1. 参照本书和教材中对有关常见变质岩的描述，对照标本，进行观察学习；2. 观察描述要根据结构特点区分主要矿物及其百分含量，按照含量多少分别描述其特征。

对于斑状变晶结构的变质岩，分斑晶和基质两部分分别描述，并估计斑晶和基质的相对含量。

描述矿物时尤其要注意变质矿物的特点，如颜色、形态、光泽、透明度、硬度、颗粒大小等。

3. 观察各种片麻岩，加深对变质岩中定向排列构造的认识；4. 在深入观察的基础上，总结具不同构造的各类变质岩的鉴定特征。

5. 学习使用显微镜观察岩石玻片。

六、 实验数据记录和处理1. 结构的观察：变晶结构的观察和描述，根据粒度大小、颗粒形态、颗粒相互排列方式等2. 矿物成分：一般指借助于放大镜可以分辨的矿物成分。

3.观察风化各阶段长石4.观察岩石，判断岩浆侵入先后次序5.观察火成岩结构及构造玻片七、讨论、心得1.沉积岩页岩—板岩—片岩—千糜岩（越来越致密）2.怎样判断长石风化程度及辨别不同风化阶段长石？随着风化程度的加深，长石水分越来越少，颜色越来越白，越来越脆。

3.怎么判断同一岩石中不同侵入岩浆的新旧？同一块岩石中，被截断且截断两侧发生位移的最老，侵入者无发生断裂或者偏移的最新。

经过五次的地质学实验，我们对岩石有了更深的了解。

拿到一块岩石，我们不再只是看它的颜色，看完就丢。

现在我们似乎在渐渐地养成一种习惯，走在路上看看自己脚下的岩石，拿到一块石头摸摸它的纹理，对着光看看透明度，翻转着看看解理面，用指甲或者小刀看看其硬度……很多的习惯，包括一种好奇心正在潜移默化地影响着我们。

这次的实验，主要是观察变质岩，我们发现，变质岩中常常伴随着一些美丽的小东西，比如说红柱石等。

我们也区分了页岩、片岩等，理清了它们之间的关系。

和实习连接在一起的地质学实验，能让我们的思路从理论转化到实践，相当于一个从线到面再到空间的过程，这个过程中知识点都变得立体起来，让我们能更加深入地理解和应用。

在这里再次谢谢老师，在我们迷茫和懒惰时给我们的鼓励和指引！。