第四章变质岩的基本特征

(变异性) 变异性)
1.1 变质岩的化学成分
等化学系列（ 等化学系列（isochemical series）：原岩化学成 ）
分特征相同的所有变质岩石。 分特征相同的所有变质岩石。
等物理系列： 等物理系列：同一变质条件下所形成的所有变 质岩石。 质岩石。
五个等化学系列
富铝系列(泥质岩系列) 泥质岩系列) 长英质系列(长英质岩系列) 长英质岩系列) 钙质系列(碳酸盐岩系列) 碳酸盐岩系列) 基性系列） 铁镁质系列（基性系列） 超基性系列） 超镁铁质系列（超基性系列）
糜棱结构
3. 变质岩的构造
岩石中各种矿物的空间分布和排列方 式特点称为构造。 式特点称为构造。 按成因可以分为： 变余构造 变成构造 混合岩的构造
3.1变余构造（ 3.1变余构造（palimpsest structure） structure） 变余构造
岩石经变质后，仍保留原岩的构造特征。变余构造是恢复 原岩性质的重要标志之一。 正变质岩中常见的有：变余气孔构造、变余杏仁构造、变 余流纹构造、变余枕状构造、变余斑杂构造，等。 副变质岩中常见的有：变余层理构造、变余斜层理构造、 变余韵律层理构造、变余泥裂构造、变余波痕构造，等。
变形结构（deformatal texture）
碎斑
碎裂结构 碎基 碎斑结构
糜棱结构（mylonitic texture） 矿物颗粒几乎全部破碎成细小颗粒（常为粒径 0.5mm以下的细粒至隐晶质状，称为糜棱质），并在 应力作用下形成矿物的韧性流变现象；糜棱质呈明显 的定向排列，形成明显糜棱面理、片理或条带状、条 纹状构造等；其中可残留少量稍大的矿物碎粒（即碎 斑，常为具粒内变形的石英、长石等）。 当碎斑较多时，可称为初糜棱结构；当碎基粒径 <0.02mm时，可称为超糜棱结构。
2.1变余结构 2.1变余结构
由于变质作用的不彻底，原岩的矿物成分 和结构构造可能部分地被保留下来，形成变余 结构。 出现何种类型的变余结构主要取决于原岩 所具有的原始结构。 命名: 变余+原岩结构名称
Question
Conglomerate
Metaconglomerate
Progressive thermal metamorphism of a diabase (coarse basalt). From Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco.
Relic Phenocrysts in Meta-andesite Meta-
Pyroxene pseudomorphically replaced by epidote Plagioclase pseudomorphically replaced by epidote, albite, and sericite
Before and After Metamorphism: Volcanic Tuff
Relic Vitroclastic Texture
Fresh Rhyolite Tuff
Incipient Burial Metamorphism
From: Best, 2003; Wilkinson & Whetten, 1964
绢云母+ 绢云母+石英集合体呈长石板状晶形假象
2.4 变形结构（deformatal texture）
碎裂结构 岩石或（和）矿物颗粒产生裂隙、裂开并在颗粒 的接触处和裂开处被破碎成许多小碎粒（即碎边）， 因而矿物颗粒或其集合体的外形都呈不规则的棱角状、 锯齿状；粒间则为粒化作用形成的细小碎粒和粉末； 破碎的颗粒间一般位移不明显。
1.2 变质岩的矿物成分特点
变质岩的矿物成分既取决于原岩的化学成 分，也与形成时的变质条件相关。 也与形成时的变质条件相关。
2 变质岩的结构
变质岩的结构：是指岩石中矿物的粒度、 形态和晶体之间的相互关系等特征
2.变质岩的结构 2.变质岩的结构
变质岩结构的成因分类： 变余结构 变晶结构 变形结构 交代结构
透 辉 石 石 字
十
1.2 变质岩矿物的成因分类 贯通矿物：可以在很大范围的温度、 贯通矿物：可以在很大范围的温度、压力条件 下形成和存在的矿物。如石英、方解石。 下形成和存在的矿物。如石英、方解石。 不稳定矿物: 是指对某一变质作用P 不稳定矿物: 是指对某一变质作用P-T条件来 说是不平衡的原岩中的矿物， 说是不平衡的原岩中的矿物，它们是由于变质 反应进行的不彻底，部分残留下来， 反应进行的不彻底，部分残留下来，它们与新 形成的矿物间具有明显的矿物反应或交代关系 存在。 存在。
等粒
粒状变晶结构 鳞片变晶结构 柱状变晶结构 纤状变晶结构
细-粗粒 变晶结构
显微变晶结构
粒状变晶结构 不等粒 鳞片变晶结构 柱状变晶结构 纤状变晶结构 粒状变晶结构 鳞片变晶结构 变基质 柱状变晶结构 斑状变晶结构 纤状变晶结构 包含变晶结构 变斑晶 筛状变晶结构 残缕结构 旋转结构
粒状变晶结构
1.2 变质岩矿物的成因分类
稳定矿物 不稳定矿物
特征变质矿物 贯通矿物
1.2 变质岩矿物的成因分类
稳定矿物:是指在一定的变质条件下, 稳定矿物:是指在一定的变质条件下, 由原岩经变质结晶和重结晶作用所形 成的新生矿物， 成的新生矿物，它们可以是原有岩石 中没有的, 中没有的,也可以是原有岩石中就有 的矿物， 的矿物，只是在该条件下仍稳定存 在 .
变余结构（残余结构） 变余结构（残余结构） （palimpsest texture） texture）
原岩为沉积岩的变余结构 例如：变余砾状结 构、变余砂状结构、变 余粉砂状结构、变余泥 状结构，等。
变余砂状结构
2.2变晶结构 2.2变晶结构
是在变质作用过程中重结晶和变质结晶作用所 形成的结构。 形成的结构。 变质结晶的岩石为全晶质，没有非晶质组分； 变质结晶的岩石为全晶质，没有非晶质组分； 同一世代的矿物没有明显的先后结晶顺序， 同一世代的矿物没有明显的先后结晶顺序，变 斑晶的形成时间稍晚于变基质；矿物大多定向。 斑晶的形成时间稍晚于变基质；矿物大多定向。
包含变晶结构 较大的变晶矿物 （主晶）中，包裹了一 些不定向的细小矿物颗 粒（客晶）。
残缕结构
较大的变晶矿物中包裹的细小矿物颗粒作平行 定向排列，并与变晶基质中的同种矿物断续相连。 定向排列，并与变晶基质中的同种矿物断续相连。
残缕结构
筛状变晶结构
较大颗粒的主晶中包裹了很多小晶粒，致使主 较大颗粒的主晶中包裹了很多小晶粒， 晶呈筛网状。 晶呈筛网状。
液滴状石英
交代穿孔结构 溶液沿原有矿 物的解理裂缝交代 形成液滴状的新生 矿物。
斜长石
钾长石
交代蠕虫结构 由交代作用形成 的蠕虫结构，当斜长 石交代钾长石时，常 可见接触处的斜长石 中有蠕虫状石英。
斜长石
蠕虫状石英
钠长石边
交代净边结构 主要发育在斜长 石中，蚀变的（绢云 母化和粘土化）斜长 石边缘可见洁净的钠 长石边。
2.3 交代结构（metasomatic texture） 交代结构（metasomatic texture）
发生交代作用时，原岩中的矿物被取代、消失， 与此同时形成新生矿物。在此过程中，既可以置换原 有矿物，以保持原岩的结构方式进行（如交代假像结 构），也可以形成新矿物新结构的方式进行。 物新结构的方式进行。 按照交代作用的方式和强度可进一步细分为几种 类型。
变形结构（deformatal texture）
碎斑结构（mortar texture） 当破碎剧烈时，在粉碎了的矿物颗粒（称碎基） 中还残留有部分较大的矿物碎粒，很象斑晶（即碎 斑），称为碎斑结构。 碎斑形状不规则，其撕碎状边缘、裂纹，波状消 光发育。碎基是粒化的细小碎粒至隐晶质状的粉未； 碎基颗粒往往也具波状消光等现象。 当碎斑很少时，过渡为碎粒结构；若碎基的粒径 为＜0.02mm时，可称为碎粉结构。
1.2 变质岩的矿物成分特点
Ａ：长石、石英、云母、角闪石、 Ａ：长石、石英、云母、角闪石、辉石和橄榄石在岩浆岩和变质 长石 岩中都是主要造岩矿物。 岩中都是主要造岩矿物。 Ｂ：出现变质岩类所特有的一些矿物。 Ｂ：出现变质岩类所特有的一些矿物。 出现变质岩类所特有的一些矿物 Ｃ：在化学成分方面也有独特的特点： Ｃ：在化学成分方面也有独特的特点： 在化学成分方面也有独特的特点 出现铝的硅酸盐矿物（Ａnd=Ky=Sill）;含水矿物较岩浆岩多；纯 （Ａnd=Ky=Sill 出现铝的硅酸盐矿物（Ａnd=Ky=Sill） 含水矿物较岩浆岩多； 钙的硅酸盐矿物（硅灰石） 钙的硅酸盐矿物（硅灰石）等。 Ｄ；内部结构及结晶习性方面： Ｄ；内部结构及结晶习性方面： 内部结构及结晶习性方面 层状或链状矿物普遍；易于形成分子体积小，比重大的矿物； 层状或链状矿物普遍；易于形成分子体积小，比重大的矿物； 同质异象；斜长石的环带少见；变形普遍。 同质异象；斜长石的环带少见；变形普遍。
1.2 变质岩矿物的成因分类 特征变质矿物：是指稳定范围较窄， 特征变质矿物：是指稳定范围较窄，能反映特定 的温度和压力条件或成分特征并为变质岩所特有 的矿物。 的矿物。
1.2 变质岩的矿物成分
低级变质常见矿物
蛇 纹 石 绿 泥 石 绢 云 母
1.2 变质岩的矿物成分
中级变质矿物
蓝 矽 线 石 石 晶
鳞片变晶结构
柱状变 晶结构
纤状变晶结构
纤状变晶结构
透闪石
变 基 质 变 斑 晶
斑状变晶结构
变斑晶形成稍晚
Progressive development of a depletion halo about a growing porphyroblast. From Best (1982). Igneous and Metamorphic Petrology. W. H. Freeman. San Francisco.