第五篇 变质岩岩石学
变质岩石学-第五章变质相
• 变质相的基本概念
P.Eskola, （1920)的定义：
一个变质相是指类似的温度、压力条件下达到化学平衡的所有岩石的 总和（不论其结晶方式），一个变质相内部，随着岩石总体化学成分的改 变，其矿物组合作有规律的改变.
白云母＋石英＋斜长石＋H2O＝熔体（由钾长石＋钠质斜长石＋石英组成 ）＋钙质斜长石或石英（取决于其原始含量）＋Al2SiO5+H2O（溶解在 熔体中）
所以，片麻岩中发生深熔，出现混合岩化作用也是高角闪岩相开始的标志
不同岩石系列在绿片岩相的矿物组合为： 基性岩石： 绿帘石＋阳起石＋绿泥石＋钠长石±石英±方解石 泥质岩石： 白云母＋绿泥石＋石英 ± 硬绿泥石 泥质岩石： 白云母＋黑云母＋绿泥石＋石英± 硬绿泥石
• 主要区域变质相特征
四、低绿片岩相
相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带.
相关资料: Winkler(1976)在讨论从很低级到低级变质作用的转变时，特别强调了帘
四、低绿片岩相
相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带.
标志是变质基性岩中的绿纤石消失，出现黝帘石/斜黝帘石 (Winkler, 1976)，可能的变质反应为：
绿纤石＋绿泥石＋石英＝黝帘石＋阳起石＋H2O 这一反应的实验条件（Nitsch，1977）为：
0.25GPa , 345±20℃; 0.4GPa , 350±20℃; 0.7GPa, 370±20℃.
• 一个变质相往往具有一个较宽的温度压力区间, 可以进一步划分不 同的亚相.
• 变质相的基本概念
相关术语提示: 变质级（变质带）
Winkler (1974) 按温度将变质强度划分为四个变质级(等物理系列) : 很低级, 低级, 中级, 高级.
5.1.3变质岩 - 变质岩岩石学1
流体、时间 （4）混合岩化作用：温度
五、变质作用的基本类型
（１）接触变质作用
发生位置：岩浆岩体与围岩接触带及其附近 原因：岩浆热量及活动性流体所引起的变质作用。 温度条件：温度较高，一般在300～800℃之间， 静
由变质作用所形成的新岩石称为变质岩。 变质岩的分类：
正变质岩—由岩浆岩变质形成的 副变质岩—由沉积岩变质形成的 变质岩再变质称为复变质岩，或叠加变质岩。
二、变质岩的基本特征
分 布：岩石圈内大部分岩石 形成的条件
温度较高：（700-200℃） （静岩）压力较大：（上百到上千MPa之间） 局部定向压力（即构造应力）较大 流体的作用
如：当具有定向压力作用时，原岩本身的某些矿物（如暗 色与浅色矿物）经过变质作用、定向排列而不均匀地分别 聚集起来，分别形成暗色矿物与浅色矿物的条带
四、变质作用的方式
（5）变形作用和碎裂作用
差异应力作用使岩石的结构、构造发生改 变，同时也会伴随有化学成分和矿物组成 的变化。
变形——塑性 碎裂——脆性
变质作用与岩浆作用、风化作用的区别： •变质与岩浆作用：变质作用基本固态；岩浆作用是高 温熔融的液态演化； •变质与风化作用：常温、常压下，主要由外动力引起 •变质作用与成岩作用（沉积）、岩浆作用无截然界限
三、引起变质作用的因素——温度
温度引起的变化 引起重结晶作用 如石灰岩变大理岩 促进化学反应：
高岭石→红柱石+石英+水(吸热)
温度升高反应向右进行，温度降低则向左进行
温度升高的原因
地热增温：平均30℃/km 岩浆热 构造增热（摩擦热）—作用有限 放射性元素衰变生热——变质作用主要热源
变质岩的岩石学特征与鉴定方法
变质岩的岩石学特征与鉴定方法变质岩是一种在地壳中经历了高温、高压和化学反应作用的岩石，其形成过程中的物理和化学变化赋予了它独特的岩石学特征。
了解变质岩的特征及其鉴定方法对于地质学研究和矿产资源勘探具有重要意义。
本文将介绍变质岩的岩石学特征以及常用的鉴定方法。
一、岩石学特征1. 成岩矿物变质岩的成岩矿物是其岩石学特征之一。
在变质过程中，原先的矿物会发生改变或生成新的矿物。
例如，在压力下，粉状的矿物例如黄铁矿、蛇纹石等会发生重新结晶从而形成新的矿物。
而在高温环境下，矿物的晶体结构也会发生变化。
不同的变质程度和变质条件会导致不同的成岩矿物，进而影响到岩石的特征。
2. 岩石结构在变质过程中，岩石的结构也会发生变化。
变质岩常常具有层状、块状或片麻状结构。
层状结构是指岩石中成分或性质有规则地在岩石中分布形成层状结构，如云母片麻岩。
而块状结构则表示变质岩中的矿物成分或性质均匀分布而不呈现层状结构。
片麻状结构则是指岩石中大块状矿物被细晶状矿物包围的结构，如花岗岩片麻岩。
3. 变形构造变质过程中，岩石会发生变形。
变形构造是变质岩的另一个重要特征。
在变形过程中，岩石可以出现折叠、断层、推覆等结构。
这些变形构造记录了地质过程中的应力变化以及岩石的变形历史。
二、鉴定方法1. 岩石薄片观察岩石薄片观察是鉴定变质岩的常用方法之一。
通过显微镜观察岩石薄片可以查看岩石的成分、结构和矿物组合等特征。
可以通过测量矿物的晶体形态、光学性质、颜色等来识别矿物种类，从而进一步鉴定岩石的类型。
2. 化学成分分析化学分析是鉴定变质岩的重要手段。
通过对岩石进行化学成分分析，可以确定岩石中不同矿物的含量及其相对比例。
常用的化学分析方法包括X射线荧光光谱、电感耦合等离子体发射光谱等技术。
3. 矿物学鉴定矿物学鉴定是鉴定变质岩的关键方法之一。
通过对变质岩中的矿物进行鉴定，可以揭示岩石的成因和变质环境。
常用的矿物学鉴定方法包括X射线衍射、扫描电子显微镜等。
地质学中的岩石变质与变质岩
地质学中的岩石变质与变质岩地质学是研究地球的物质组成、结构和演化的学科，而岩石是地球上最基本的构造单元。
岩石的形成过程受到各种因素的影响，其中变质是岩石形成的重要过程之一。
本文将详细介绍地质学中的岩石变质与变质岩的相关内容，以帮助读者更好地理解地球演化的过程。
一、岩石变质的基本概念与分类1. 岩石变质的定义岩石变质是指岩石在高温、高压、化学活动等外界条件下发生内部结构和组成的变化过程。
这种变化可能是岩石的矿物组成发生改变，也可能是岩石的结构发生重排。
岩石变质是地质学中研究岩石演化和岩石内部变化的重要内容之一。
2. 岩石变质的分类根据岩石变质的机制和形成条件，可以将岩石变质分为两类：动力变质和热力变质。
（1）动力变质：是指岩石在大地构造力作用下发生变质的过程。
动力变质主要是由于地壳构造运动所引起的岩石变形、剪切和折叠等造成的。
动力变质常见于构造带和地震断裂带的附近，如大陆边缘带、海底地震带等。
（2）热力变质：是指岩石在高温、高压条件下发生结构和组成的变化过程。
热力变质是岩石变质的主要形式，其形成条件通常是经历了高温和高压的作用。
热力变质可分为焙烧变质、热液变质和交代变质等。
二、变质岩的形成与特点变质岩是在地质变质作用下形成的岩石。
在岩石变质的过程中，岩石的组成、矿物的结晶类型和结晶度等都会发生相应的改变，最终形成具有特定岩石学特征的变质岩。
1. 页岩变质岩页岩是由泥质、腐植质等沉积物堆积而成的含油气和黑色石炭的岩石。
在高温和高压的作用下，页岩会发生热液交代、高温脱碳和热裂变等过程，形成变质程度较低的页岩变质岩。
页岩变质岩常见的类型有云母变质岩、绿色片岩等。
2. 硬岩变质岩硬岩是指含有较高硅酸盐的碎屑岩、沉积岩和火山岩等。
在高温和高压作用下，硬岩会发生矿物晶须及颗粒的增长和相互排列的变化，从而形成变质程度较高的硬岩变质岩。
硬岩变质岩的类型有石英岩、云母片岩等。
3. 火成岩变质岩火成岩是由岩浆在地壳中冷却凝固形成的岩石，如花岗岩、安山岩等。
变质岩岩石学实习报告
实习报告：变质岩岩石学实习一、实习目的本次实习旨在通过观察和分析变质岩的标本和薄片，了解变质岩的基本特征，掌握变质矿物的光性特征，提高对变质岩岩石学的基本理论和实践技能的认识。
二、实习内容和过程1. 实习内容本次实习主要观察了红柱石角岩、堇青石角岩和硬绿泥石角岩等典型接触变质岩的手标本和薄片。
2. 实习过程（1）观察手标本和薄片我们首先观察了红柱石角岩的手标本和薄片。
红柱石角岩是一种接触热变质岩，其主要矿物成分为红柱石。
在薄片下观察，红柱石呈柱状，具有明显的变晶结构，粒度较大，排列有序。
此外，我们还观察到了一些堇青石和硬绿泥石等矿物。
（2）描述结构构造在观察过程中，我们详细描述了红柱石角岩的结构构造。
红柱石角岩具有明显的变晶结构，矿物粒度较大，排列有序。
此外，我们还观察到了一些堇青石和硬绿泥石等矿物。
（3）掌握变质矿物光性特征在实习过程中，我们特别关注了红柱石的光性特征。
红柱石是一种铝硅酸盐矿物，具有较高的硬度和折射率，常见颜色为白色或灰色。
在显微镜下观察，红柱石呈柱状，具有明显的解理现象。
三、实习成果和收获1. 实习成果通过本次实习，我们成功观察了红柱石角岩、堇青石角岩和硬绿泥石角岩等典型接触变质岩的手标本和薄片，详细描述了其结构构造，并掌握了红柱石的光性特征。
2. 收获（1）理论知识方面：我们对变质岩的基本特征和变质矿物的光性特征有了更深入的了解，为今后的学习打下了坚实的基础。
（2）实践技能方面：我们提高了观察和分析变质岩标本和薄片的能力，掌握了显微镜的使用技巧，为今后从事地质工作奠定了基础。
四、实习总结通过本次实习，我们对变质岩岩石学的基本理论和实践技能有了更深入的了解。
同时，我们认识到，实习是理论知识与实际操作相结合的重要途径，只有通过实习，才能真正掌握地质学的基本技能。
在今后的工作中，我们将继续努力，不断提高自己的综合素质，为我国地质事业作出贡献。
变质岩石学实验报告
变质岩石学实验报告
实验目标：通过模拟高温高压条件下的变质作用，观察不同前驱岩石在变质过程中的变化，并分析变质作用对岩石结构和性质的影响。
实验步骤：
1.准备实验所需岩石样本，将其粉碎并筛分成相同大小的颗粒。
2.将样本加入高压釜中，注入所需要的变质剂和溶液，调整温度和压力，启动高压釜的变质程序。
3.变质完成后，取出样本，用显微镜观察其微观结构和组成成分，对比原始岩石样本的变化情况。
实验结果：
经过变质处理的样本表现出明显的结构和成分改变，主要表现为晶粒生长和矿物相变。
在高温高压条件下，岩石中的矿物相互作用，形成新的矿物物种。
同时，由于高温和压力的作用，造成原有矿物结构重新排列, 晶粒尺寸的改变和方向的稳定化。
此外，当岩石中含有水的时候，矿物相变的过程中会释放出有害甚至有毒的物质，对环境和生命造成威胁，例如含石棉的岩石在变质过程中可能释放出致癌物质。
结论：
变质作用是在地球内部高温和压力的作用下，对原有岩石进行结构和成分改变的一种地质作用。
通过实验，我们可以看到，变质作用对岩石性质和结构产生了明显的影响，例如晶粒生长、矿物相变等。
在实际地质过程中，变质作用也是岩石演化的重要因素之一，不同前驱岩石会在不同的变质条件下形成不同类型的变质岩石。
因此，了解变质作用对岩石性质和结构的影响，对研究和理解地球内部演化和岩石形成具有重要意义。
变质岩岩石学
▲ 脱水反应——反应矿物中有含水矿物，反应后有水生成。如
KAl2[AlSi3O10](OH)2 + SiO2
白云母(Mr)
KAlSi3O8 + Al2SiO5 + H2O ↑
正长石(Or) 铝硅酸盐
Al2Si4O10(OH) 2
叶腊石(Pyp)
理主要是变形。
2）区域变质作用：发生在岩石圈的广大范围内，各种温压、化学活性 流体共同起作用，变质机理复杂多样，很难找到变质和未变质间的界 线。又分为： ● 造山变质作用：发生在前寒武纪结晶基底和寒武纪以后的造山带
中，是区域变质作用的代表。常称区域变质一般就指造山变质。 ● 混合岩化作用：高级区域变质作用向岩浆作用的过渡，已有部分
积岩。
除发生交代作用的岩石外，变质岩的化学成 分主要取决于原岩的成分。当变质作用过程中有交 代作用参与时，由于有组分的带出带入，变质岩的 化学成分就发生了明显变化。
研究变质岩的化学成分可以帮助了解原岩类型、 变质作用和交代作用的特点。
等化学系列：是指具有同一原始化学成分的所有岩石。这些 岩石中矿物共生组合的不同，是由变质作用的类型和强度不 同所决定的。随着变质程度增加，泥质岩出现板岩——千枚 岩——片岩——片麻岩系列。
（2）压力：包括静压力、粒间流体压力和应力。
静压力：由上覆岩石荷重所引起的，随岩 石所处深 度增加而加大。根据岩石的平均比重计算，每加深1 公里，静压力增加0.28千巴。
静压力加大使岩石空隙减小，
P(GPa)
变得致密坚硬。在一定温度下，
1.0
静压力增大，可生成比重增大、
Jd+Q
Ab
第五节变质岩PPT课件
矿物 名称
石英
形状 块状
颜色 白色
正长石 柱状 肉红
斜长石 柱状 灰白
白云母 板状 无色
黑云母 板状 棕黑
硬度 光泽
7
油脂光
泽
6
玻璃
6
玻璃
2
玻璃
2
珍珠
相对 密度
2.65
2.542.57
2.612.75
2.763.10
3.023.12
解理 无
两组 两组 极完全解理 极完全解理
斜 长 石
矿物 名称
•区域变质作用
高温、高压和化学活泼性流体的共同作 用，在大范围深埋地下的岩石受到变质
作用
三、变质岩的矿物成分
特征矿物
特征矿物
特征矿物
特征矿物
阳起石
特征矿物
特征矿物 石墨
特征矿物 绢云母
四、变质岩的结构
•变晶结构 •变余结构 •压碎结构 （一）变晶结构
岩石在固体状态经重结晶作用形成
变质岩的变晶结构
颜色 白色
正长石 柱状 肉红
斜长石 柱状 灰白
白云母 板状 无色
黑云母 板状 棕黑
硬度 光泽
7
油脂光
泽
6
玻璃
6
玻璃
2
玻璃
2
珍珠
相对 密度
2.65
变质岩岩石学
Metamorphic Petrology
课程内容
变质作用基本概念
变质反应及其控制因素
变质岩的基本特征
共生分析和共生图解
变质相、变质相系和变质作用PTt轨迹
接触变质作用及岩石
区域变质作用及岩石
其他变质作用及岩石
变质岩研究方法
变质作用与地壳演化
主要参考书：
王仁民, 1989,《变质岩石学》, 地质出版社
(2) 研究变质岩石的重要经济价值
据前苏联学者A. B. CиДоренκо(1963) 统计，西方国家前寒武纪矿产储量占国家总储量比为：铁矿70%、锰63％、铬铁矿73％、铜73－26％、镍硫化物72％、钴93％、铀66％、金云母（白云母）100％。此外金、铂等贵金属亦占绝大部分。而前寒武纪地层大部分变质岩，从而可见变质岩对国家资源的重要性。
主要为地球表明出露的地壳岩石
少量来自较深的地幔岩石
变质岩石学的主要任务之一就是研究不同构造环境、不同深度岩石的变化
离散块边界－大洋中脊的变质作用
汇聚板块边界－俯冲带和岛弧的变质作用 双变质带
变质岩的研究意义
(1) 理论意义
变质岩石约占地壳总体积的27.4%，是地壳的重要组成部分。
Regional Burial Metamorphism
Otago, New Zealand
Isograds mapped at the lower grades:
1) Zeolite
2) Prehnite-Pumpellyite
3) Pumpellyite (-actinolite)
动力变质作用 dynamic metamorphism
变质岩石学
变质岩石学变质岩的矿物成分，既决定于原岩性质，还与变质作用的性质、强度密切相关，因此变质岩具有自己的矿物成分特点，又和火成岩、沉积岩有一定联系，且比它们更复杂多样。
主要造岩矿物在三大类岩石中分布情况列入下表：岩石中矿物的粒度、形态和晶体之间的相互关系等特征，称之为结构。
变质岩的结构，颇为特别，因为其是一种转化改造原岩的岩石。
根据成因，其结构一般可分为四类：碎裂结构，变晶结构，变余结构和交代结构。
变质岩的构造是指岩石组分在空间上的排列和分布所反映的岩石构成方式，着重于矿物集合体的空间分布特征。
按其成因可划分为三类：变余构造，变成构造和混合岩构造。
结构构造是变质岩的重要特征，常用作变质岩分类命名的重要依据。
通过对结构和构造的研究，还可以了解变质岩的原岩，判断原岩所经受的变质作用、环境、方式和程度等特点。
由动力变质作用形成的变质岩称为动力变质岩，动力变质作用常与构造运动有关。
在不同性质的应力影响下，岩石和矿物主要发生塑性变形（表现为矿物的粒内滑移和扭折）和脆性变形（矿物发生碎裂）。
根据岩石碎裂的特征将动力变质岩划分为以下主要类型，以岩石碎裂特征定出基本名称。
由接触变质作用形成的岩石成为接触变质岩。
它们分布在紧靠岩浆岩侵入体的围岩中。
围岩由于温度升高，发生重结晶作用，形成新的岩石，称为热接触变质岩，而由于岩浆中逸出的气态、液态溶液的影响使围岩发生交代作用，形成新的岩石，称为接触交代变质岩。
热接触变质岩中常见的有角岩类，斑点板岩，大理岩，而接触交代变质岩最常见的是矽卡岩。
区域变质岩是原岩经区域变质作用所形成的岩石。
引起区域变质作用的因素较复杂，往往是温度、定向压力和具有化学活动性流体的综合作用。
其温度变化可在200-300℃至700-800℃，压力可自0.1-0.2GPa 至1.0GPa，地热梯度的变化范围也很大，可自7℃/km-60℃/km。
由于区域变质作用的分布范围是区域性的，因而区域变质岩常大面积分布，可达数百至数千平方公里，有的地区甚至达百万平方公里以上，并且变质程度深浅不同的区域变质岩在空间上常作带状分布。
变质岩石学
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变质岩石学
变质作用均在一定的压力环境下进行， 所以压力是控制变质作用 的重要物理因素。按压力的性质可分为二大类： 静压力：是指岩石在地壳内一定深度时，所承受的重力，其大小 随埋藏深度的增加而增加，上覆岩层厚度的增加而增加，增加的速率 是 25-30×10Pa/KM。不同类型变质作用的压力变化很大，一般接触 变质和动力变化发生在地表 3-5km 范围内，故压力不超过 0.1GPa。 区域变质作用的压力范围为 0.1GPa－0.8GPa。 应力：当物体遭受定向外力作用，其内部就会产生一种抵抗力， 称为应力。应力通常和地壳活动带的构造运动有关。应力是引起岩石 变质和变形的重要因素。地壳中岩石变形、板状流劈理和碎裂构造都 和应力有关，而且它能增加变质反应和重结晶的速度，促使变质作用 的进行。 介质条件 在变质作用过程中，虽然岩石保持完整的固态，但其中仍有少量 流体相。流体相存在于矿物粒隙之间或岩石的裂隙中，成分以水和 CO2，还可含有其它挥发份。它们在较高的温度和压力条件下，具有 较大的活性。 由于许多变质矿物可以在不同温度、压力条件下，由不同变质反 应形成，因而由标志矿物划定的等变线往往不是等变质条件的。因此 温克勒提出，根据常见岩石中，反映矿物共生组合重要变质变化的特 定矿物反应来划分变质带，成为变质级。温克勒讲整个变质作用区间 分为四个变质级：
变质岩岩石学
变质岩是由于岩石在高温、高压和/或含有流体的条件下经历了物理和化学变化而形成的岩石。
变质岩岩石学主要研究变质岩的形成机制、岩石学特征及其演化规律等方面的内容。
变质岩的形成过程可以分为三个阶段：
1. 热变质阶段：岩石受到高温、高压的作用，导致原有的矿物发生晶格畸变、结构变化和化学反应，形成新的矿物。
在这个过程中，岩石的物理性质和化学性质也会发生变化。
2. 水变质阶段：岩石受到含有流体的高温、高压作用，导致原有的矿物发生晶格畸变、结构变化和化学反应，形成新的矿物。
在这个过程中，岩石的物理性质和化学性质也会发生变化。
3. 动力变质阶段：岩石受到机械力的作用，导致原有的矿物发生晶格畸变、结构变化和化学反应，形成新的矿物。
在这个过程中，岩石的物理性质和化学性质也会发生变化。
变质岩的岩石学特征主要包括以下几个方面：
1. 矿物组成：变质岩的矿物组成通常比较复杂，包括多种矿物。
这些矿物的形态、结构、晶格畸变等特征可以提供关于变质过程的信息。
2. 岩石结构：变质岩的岩石结构通常比较复杂，包括片麻状结构、云母片状结构、糜棱状结构等。
这些结构的形成与变质过程有关，可以提供关于变质过程的信息。
3. 岩石颜色和条纹：变质岩的颜色和条纹可以提供关于变质过程的信息。
例如，绿色的条纹通常与绿泥石的形成有关，而黑色的条纹通常与石墨的形成有关。
4. 岩石化学成分：变质岩的化学成分可以提供关于变质过程的信息。
例如，岩石中含有的铁、镁、钙等元素的含量可以反映出岩石在变质过程中所经历的高温、高压和/或含有流体的条件。
变质岩石学
变质岩石学变质岩的矿物成分，既决定于原岩性质，还与变质作用的性质、强度密切相关，因此变质岩具有自己的矿物成分特点，又和火成岩、沉积岩有一定联系，且比它们更复杂多样。
主要造岩矿物在三大类岩石中分布情况列入下表：岩石中矿物的粒度、形态和晶体之间的相互关系等特征，称之为结构。
变质岩的结构，颇为特别，因为其是一种转化改造原岩的岩石。
根据成因，其结构一般可分为四类：碎裂结构，变晶结构，变余结构和交代结构。
变质岩的构造是指岩石组分在空间上的排列和分布所反映的岩石构成方式，着重于矿物集合体的空间分布特征。
按其成因可划分为三类：变余构造，变成构造和混合岩构造。
结构构造是变质岩的重要特征，常用作变质岩分类命名的重要依据。
通过对结构和构造的研究，还可以了解变质岩的原岩，判断原岩所经受的变质作用、环境、方式和程度等特点。
由动力变质作用形成的变质岩称为动力变质岩，动力变质作用常与构造运动有关。
在不同性质的应力影响下，岩石和矿物主要发生塑性变形（表现为矿物的粒内滑移和扭折）和脆性变形（矿物发生碎裂）。
根据岩石碎裂的特征将动力变质岩划分为以下主要类型，以岩石碎裂特征定出基本名称。
变形裂的具碎裂结构或碎斑结构碎基含量<50%碎基含量>50%碎裂××岩碎裂岩塑性变形糜棱的糜棱结构，有或无少量碎斑重结晶物质的含量（%）<10 糜棱岩和超糜棱岩10-50 千枚糜棱岩（千糜岩）50-90 糜棱千枚岩>90 糜棱片岩或片岩次显微颗粒或玻璃假玄武玻璃变质岩各论---接触变质岩由接触变质作用形成的岩石成为接触变质岩。
它们分布在紧靠岩浆岩侵入体的围岩中。
围岩由于温度升高，发生重结晶作用，形成新的岩石，称为热接触变质岩，而由于岩浆中逸出的气态、液态溶液的影响使围岩发生交代作用，形成新的岩石，称为接触交代变质岩。
热接触变质岩中常见的有角岩类，斑点板岩，大理岩，而接触交代变质岩最常见的是矽卡岩。
变质岩各论---区域变质岩区域变质岩是原岩经区域变质作用所形成的岩石。
岩石学第三版课后习题答案
岩石学第三版课后习题答案岩石学第三版课后习题答案岩石学是地质学中的重要分支，研究地球上各种岩石的形成、演化和特性。
对于学习岩石学的学生来说，课后习题是巩固知识、检验理解的重要方式。
本文将为读者提供岩石学第三版课后习题的答案，希望对学习者有所帮助。
第一章：岩石学的基本概念与研究方法1. 什么是岩石学？岩石学是研究岩石的起源、成因、组成、结构、性质和演化规律的科学。
2. 岩石学的研究对象有哪些？岩石学的研究对象包括岩石的成分、结构、性质、形态和演化等方面。
3. 岩石学的研究方法有哪些？岩石学的研究方法主要包括田野观察、室内实验、显微镜观察、化学分析等。
第二章：岩石的分类与命名1. 什么是岩石的分类？岩石的分类是按照岩石的成因、组成、结构、性质等特征将岩石划分为不同类型的过程。
2. 岩石的分类方法有哪些？岩石的分类方法主要包括岩石的成因分类、岩石的组成分类和岩石的结构分类等。
3. 岩石的命名原则是什么？岩石的命名原则主要包括按成分命名、按结构命名和按成因命名等。
第三章：火成岩1. 什么是火成岩？火成岩是由地壳中的岩浆在地壳内或地表冷却结晶而形成的岩石。
2. 火成岩的分类有哪些？火成岩的分类主要包括酸性火成岩、中性火成岩和基性火成岩等。
3. 火成岩的成因有哪些？火成岩的成因主要包括深源岩浆的结晶、岩浆的分异和岩浆的混合等。
第四章：沉积岩1. 什么是沉积岩？沉积岩是由固体颗粒在地表或水体中沉积、堆积并经过压实、胶结等作用形成的岩石。
2. 沉积岩的分类有哪些？沉积岩的分类主要包括碎屑岩、化学沉积岩和生物沉积岩等。
3. 沉积岩的成因有哪些？沉积岩的成因主要包括物理风化、化学风化、机械沉积和生物作用等。
第五章：变质岩1. 什么是变质岩？变质岩是在高温、高压等变质作用下，原有岩石发生物理、化学和结构上的变化而形成的岩石。
2. 变质岩的分类有哪些？变质岩的分类主要包括片麻岩、云母片岩和角闪岩等。
3. 变质岩的成因有哪些？变质岩的成因主要包括地壳运动、岩浆侵入和地热作用等。
变质岩石学复习资料
第一章变质作用概述一、变质作用概念（1）与地壳形成和发展密切相关的一种地质作用；（2）地壳已存岩石在基本保持固态条件下的转变过程. （3）在特殊条件下，还可以产生重熔（溶），形成部分流体相（岩浆）二、变质作用影响因素：包括原岩化学成分；地质条件；物理化学环境。
物理化学因素包括温度、压力、应力、流体。
它们通常是同时出现，相互促进又相互制约。
温度一般是最重要的因素，它不仅控制着变质作用的发生和发展，也制约着流体的活性和岩石变形性质；压力也是影响物化平衡的独立因素，有时对矿物组合起决定作用；应力不是变质反应物化平衡的独立因素，但它是变质岩组构的最重要因素，此外还控制着变质反应的速度和规模；流体是变质作用得以实现的基本因素，但温度又是流体具有活动性的前提。
三、变质作用类型：分类依据:分布规模/地质背景或物化条件。
有关术语（1）局部变质作用：接触变质作用; 动力变质作用; 冲击变质作用; 交代变质作用.（2）区域变质作用: 造山变质作用; 洋底变质作用; 埋藏变质作用; 混合岩化作用.四、变质岩概念：地壳已存岩石在基本保持固态条件下形成的一种转化岩石，其形成与地壳的发生和发展密切相关。
第二章变质岩的基本特征一、变质岩的化学成分• 影响因素-体系的封闭程度及元素的活动性• 变质岩化学成分的一般特征• 等化学系列的概念/类型/主要特点1).富铝系列：富铝、贫钙；铁、镁低；钾>钠。
原岩是泥质岩石（泥岩、页岩）或火山凝灰岩。
出现许多特征变质矿物（硬绿泥石、十字石、堇青石、铁铝榴石、红柱石、蓝晶石、矽线石）。
2)长英质系列：富硅、贫钙；铁、镁、铝含量也较低.原岩是含长石的各种砂岩、粉砂岩和酸性—中酸性火山岩、花岗岩。
极少出现富铝系列特征变质矿物。
3)碳酸盐系列：富钙、镁；铝、铁、硅含量较低且变化范围大。
原岩是石灰岩和白云岩。
常见矿物有方解石、白云石、滑石、蛇纹石、透辉石、透闪石、硅灰石、金云母、镁橄榄石、钙铝榴石4)铁镁质系列：贫硅、富铁、镁、钙；钠>钾；含一定量的铝。
变质岩石学
第五篇变质岩岩石学第十九章变质岩及变质作用一、基本概念变质岩是变质作用形成的岩石。
是三大类岩石之一。
广泛分布在地壳表层及地下一定深度内，如片麻岩、片岩、千枚岩和大理岩等都是十分常见的变质岩。
它们可以与各类岩浆岩共生组合在一起。
在一些地方它们往住与混合岩、花岗岩共生，如泰山“杂岩”；在另外一些地区，它们又和一些超基性岩形成特殊的岩石组合，如共同组成蛇绿岩。
这种共生组合关系对于指导找矿和研究地壳发展与演化有着重要意义。
在地壳发展演变的历史进程中，先期形成的岩浆岩和沉积岩，也包括原生的变质岩，在地壳运动、岩浆活动等内力地质作用下，使其所处的地质环境发生改变，在新的物理、化学条件下，就会发生矿物成分和结构、构造等方面的变化。
这种使原岩在新的物理、化学环境中为建立新的平衡以达到相对稳定的自然现象，称之为变质作用。
变质作用具有以下特点：1．变质作用是一种地球内力作用，是由地壳运动及岩浆活动所引起的、不同于地表外力所引起的风化作用。
2．变质岩是由沉积岩和岩浆岩（称其为原岩）以固体状态变化而来，故在成份、结构和构造等方面与原岩有着紧密联系，有些变质岩残留有原岩的结构、构造，并常保持原岩的产状特点。
3．由于变质作用是使岩石发生质变的过程，故变质岩又常具有特殊的变质矿物和结构、构造而区别于岩浆岩及沉积岩。
变质作用主要表现为重结晶作用及交代作用。
视原来岩石的种类不同，变质岩可分为两大类：原岩为岩浆岩经变质作用后形成的变质岩称为正变质岩。
原岩为沉积岩经变质作用后形成的变质岩称为副变质岩。
变成岩在我国分布较广，从前寒武纪至新生代都有变质岩的形成，但多数分布在古老的结晶地块和构造活动带中。
它们既可成区域性的广泛出露，也可成局部的分布。
前者如东北的鞍山群及中南、西南地区广泛出露的昆阳群、板溪群浅变质岩系等；后者如岩浆侵入体周围的接触变质岩及构造错动带出现的动力变质岩。
变质作用同其它地质作用一样，乃是地壳发展演化的结果，因而对变质作用及其产物的研究，对于重溯一个地区地壳发展和演化的规律是有用的。
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第五篇变质岩岩石学
第十九章变质岩及变质作用
一、基本概念
变质岩是变质作用形成的岩石。
是三大类岩石之一。
广泛分布在地壳表层及地下一定深度内，如片麻岩、片岩、千枚岩和大理岩等都是十分常见的变质岩。
它们可以与各类岩浆岩共生组合在一起。
在一些地方它们往住与混合岩、花岗岩共生，如泰山“杂岩”；在另外一些地区，它们又和一些超基性岩形成特殊的岩石组合，如共同组成蛇绿岩。
这种共生组合关系对于指导找矿和研究地壳发展与演化有着重要意义。
在地壳发展演变的历史进程中，先期形成的岩浆岩和沉积岩，也包括原生的变质岩，在地壳运动、岩浆活动等内力地质作用下，使其所处的地质环境发生改变，在新的物理、化学条件下，就会发生矿物成分和结构、构造等方面的变化。
这种使原岩在新的物理、化学环境中为建立新的平衡以达到相对稳定的自然现象，称之为变质作用。
变质作用具有以下特点：
1．变质作用是一种地球内力作用，是由地壳运动及岩浆活动所引起的、不同于地表外力所引起的风化作用。
2．变质岩是由沉积岩和岩浆岩（称其为原岩）以固体状态变化而来，故在成份、结构和构造等方面与原岩有着紧密联系，有些变质岩残留有原岩的结构、构造，并常保持原岩的产状特点。
3．由于变质作用是使岩石发生质变的过程，故变质岩又常具有特殊的变质矿物和结构、构造而区别于岩浆岩及沉积岩。
变质作用主要表现为重结晶作用及交代作用。
视原来岩石的种类不同，变质岩可分为两大类：
原岩为岩浆岩经变质作用后形成的变质岩称为正变质岩。
原岩为沉积岩经变质作用后形成的变质岩称为副变质岩。
变成岩在我国分布较广，从前寒武纪至新生代都有变质岩的形成，但多数分布在古老的结晶地块和构造活动带中。
它们既可成区域性的广泛出露，也可成局部的分布。
前者如东北的鞍山群及中南、西南地区广泛出露的昆阳群、板溪群浅变质岩系等；后者如岩浆侵入体周围的接触变质岩及构造错动带出现的动力变质岩。
变质作用同其它地质作用一样，乃是地壳发展演化的结果，因而对变质作用及其产物的研究，对于重溯一个地区地壳发展和演化的规律是有用的。
此外，变质作用又是重要的成矿作用，已经形成的矿床在变质作用的影响下可发生强烈的改造，同时变质作用又可促成新矿床的形成。
由变质成矿作用所形成的矿床，分布广泛，矿种繁多。
如铁、锰、铜—钴—铀、金—铀、云母、菱镁矿—滑石、磷、刚玉、石墨、石棉等。
据统计，前寒武纪含铁石英岩型铁矿床（即我国鞍山式铁矿），将近占世界铁矿储量的70％。
再者，变质岩作为地质体，又是水文与工程地质工作中直接研究的对象之
一。
……因此，对变质作用和变质岩的研究有其重要的理论和实际意义。
过去石油地质工作者视变质岩为禁区。
但生产实践表明，在某些特定地质条件下，变质岩系中也能形成工业油气藏。
1984年4月，胜利油田郑家地区的几口千吨高产油井就是打在变质岩系中的。
类似例子在国内外油气田勘探中还有。
古老的
变质岩系多组成盆地的基底，并不时出露在盆地周缘山区，对其进行研究对于恢复沉积盆地发育及演化历史和岩相古地理条件至关重要。
二、变质作用的外部因素
引起原岩发生变质作用的因素有内部和外部两方面。
内部因素是原岩的物质成分、结构和构造特征，这是变质作用的基础；外部因素主要是温度和压力，以及具有化学活动性的流体。
下面着重介绍这些外部因素在变质作用中的意义。
1．温度
温度是变质作用基本而又主要的因素，其作用主要表现在：
1）由于温度的升高，促进岩石内部质点的活动能力，引起物质成分迁移，从而形成新矿物及高温变质矿物，例如：
高岭石在热力（温度）作用下，形成红柱石和石英的矿物组合。
吸热
Al4[SiO4O10][OH]8 2Al 2[SiO4]O+2SiO2+4H2O
高岭石放热红柱石石英
在此反应中，温度升高反应向右进行，即向着吸热方向进行，生成吸热的矿物组合；温度降低则引起放热反应。
绿色片岩中时钠长石、阳起石，绿帘石和石英大致在400℃左右有时形成，当温度达到500℃左右时则转变为斜长角闪岩，矿物组合是斜长石、角闪石和铁铝榴石。
由此可见，温度变化可决定变质作用的方向。
另外，实验证明对含水矿物的不断加热，将伴随结构水的脱出。
即随着温度的升高，变质作用的结果是形成不含水的相对高温的矿物组合。
反之则形成含水的相对低温的矿物组合。
2）促进重结晶作用，主要表现为使原岩的结构、构造发生改变，而岩石组分基本不变。
如石灰岩重结晶变成大理岩；具碎屑结构能区分颗粒和胶结物的石英砂岩，由于温度升高，发生重结晶作用，变为呈镶嵌结构的变质石英岩。
变质作用的温度变化范围最高可达850~900℃，仅在特殊情况下可升至
1200~1300℃，最低温度为150℃。
引起变质作用的热源一直受到人们的重视，并用各种各样的论点或假说加以解释，主要有以下几个方面，其中地热和岩浆热是最常提到的两种热源：
①地热即地球内部的热或地壳深部的热。
一般说来，地热是随深度而增加的。
在一般情况下，每增深100m大约增温3℃，这就是所说地热增温率。
不同地区地热增温率是不同的。
②岩浆热可根据岩浆岩体边部具有强烈的热变质作用所证实。
③摩擦热其影响范围较小，一般产生在构造运动强烈的错动带上，岩石颗粒之间的摩擦、揉搓而产生热，亦可导致矿物的重结晶。
④其它热源如岩石中放射性蜕变热等，也都值得注意。
近年来，随着海洋底部地质测量工作及板块构造学说的迅速发展，人们已经知道，在岛弧区及大洋中脊地区，由于那里地壳最薄，地幔物质不断上升，地热温度很高。
这些地区是目前所知的热流值最大地区。
很可能在这些地区正在进行着区域变质作用。
引起变质作用尤其是区域变质作用的热，是多种来源的，而且与地壳的特定地区即地壳活动地区有密切关系。
2．压力
岩石的变质作用通常都是在一定的外界压力状态下进行的，所以压力也是控制变质作用的重要因素。
压力按性质及其所起的作用不同，可分为静水压力（均向压力）、定向压力（应力）和粒间流体压力。
1）静水压力以Pl表示。
一般指由上覆岩层的负荷重量引起的压力，因而可以认为静水压力是深度和上覆岩层比重的函数。
①静水压力使岩石体积和孔隙减少，变得致密坚硬。
同时在一定的温度下，由于静水压力的增加，往往形成比重较大，分子体积较小的矿物。
例如辉长岩中的橄榄石和钙长石，在压力增大时，可以生成石榴石，其分子体积（分子量／比重）将减小24。
Mg2[SiO4]+Ca[Al2Si2O8]—→CaMg2Al2[SiO4]3
镁橄榄石钙长石石榴石
分子体积43.9 101.1 121
比重3.3 2.76 3.52
②促使化学作用的加速或减缓。
压力作用表现在化学平衡的移动上，例如：550℃
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
方解石石英硅灰石
当温度在550℃，只有在低静水压力的情况下，才能产生硅灰石，当温度不变压力升高时反应停止。
③引起结构的改变。
在静水压力作用下可促进岩石重结晶，使细晶岩石变为粗晶、乃至巨晶结构的岩石，例如粗晶大理岩。
2）定向压力是指由于构造运动或岩浆侵入围岩时所产生的侧向挤压应力，其主要发生在地壳表层，随深度增加而减弱。
在构造运动中定向压力有时比静水压力还大。
岩石在定向压力作用下，当超过其弹性极限时可发生形变，诸如石英和长石产生波状消光、云母和角闪石弯曲等。
如果压力强度更大时，超过其强度极限，就会使岩石发生碎裂、产生节理、裂隙或出现劈理构造等。
3）粒间流体压力以Pf表示。
指存在于岩石的粒间、显微裂隙及毛细孔隙中的流体物质（主要是H2O、CO2等）对周围物质，包括孔隙四周的壁、顶、底所产生的压力。
在地壳较深的封闭条件下，当流体相在岩石系统中又呈饱和状态时，固体岩石所承受的压力能全部传导给流体相，所以一般是Pf =Pl，它们都决定于上覆岩层的重力。
如果在地壳的较浅部位裂隙发育，流体相自由流通，成为开放体系，此时Pf只等于相应深度该流体相本身的重力，而常小于上覆岩层的重力。
此外，粒间流体压力的加大还可对岩石的重结晶起催化剂的作用，而对某些含结构水的矿物的分解则起抑制作用。
即当粒间水的压力增大时利于发生水化反应，而当粒间水的压力减小时利于发生脱水反应。
3．具有化学活动性的流体
化学活动性的流体，通常指的是气态或液态的水溶液，它对于岩石的变质也起着重要的作用。
因为在水溶液中经常含有不同数量的CO2、硼酸、盐酸、氢氟酸和其它挥发份，这些物质大大增强了水溶液的化学活动性。
当这些溶液在岩石孔隙和裂隙中（分别称为粒间溶液和裂隙溶液），由于压力差或溶液中活动组分的浓度差而引起流动时，便对周围岩石发生交代作用。
也就是说可以产生组分的迁移（带出或带入），形成与原岩性质迥然不同的变质岩石。
由此可见，组分的迁
移主要是通过溶液来实现的。
此外渗透于矿物颗粒间的粒间溶液对矿物彼此间的反应还能起接触剂的作用，通过这种溶液作媒介，促进组分的溶解和沉淀，从而促进矿物的重结晶作用。
水和碳酸还直接参与组成含水和合碳酸的矿物。
在变质作用过程中，经常发生矿物的水。