变质岩复习资料

试题1.热接触变质岩石是岩石的一种构造。主要在受轻微热接触变质作用的泥质岩石中,由炭质、铁质或空晶石、堇青石、云母等矿物的雏晶,集中成不同形状和大小的斑点,不均匀分布于基本未重结晶的致密状泥质基质中。热接触变质岩由热接触变质作用（也称热变质作用）形成。它是在岩浆体散发的热量和挥发份作用下，使围岩发生重结晶和变质结晶形成的。2.接触变质晕的发育程度取决于以下因素：（1）岩体的规律大小规模大、热量多，则晕圈宽度大。（2）岩体的侵入深度喷出地表，岩浆冷却迅速，散热快，使底板围岩烧烤变质（称烘烤或高热变质作用）晕圈宽度窄。中深条件下，热能散失慢，晕圈发育宽度大。（3）岩体成分酸性岩因富含挥发份，易促进化学反应，因而晕圈发育。（4）围岩的成分、结构和产状泥质岩和碳酸岩类易变化；石英长石质的岩石难以变化。原岩结构细小疏松比结构致密的容易发生变质。此外围岩的片理和层理与接触面垂直，在这方向上晕圈发育宽度也大。（5）岩体和围岩的接触关系接触面平缓则晕圈发育。3.命名热接触变质岩的命名一般采用次要矿物+主要矿物+岩石基本名称的方法。岩石的基本名称根据矿物成分，结构构造的不同，有：1．具变余结构、构造的，在原岩名称前冠以“变质”二字和主要新生矿物的名称。如二云母变质石英砂岩。2．具变晶结构或变成构造的（1）具定向构造的：根据构造特征分别定名为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。（2）不具定向构造的：角岩（hornfels），具角岩结构或显微变晶结构，矿物成分作散布状或其它非定向排列的热变质岩都可称为角岩。大理岩（marble）。主要由碳酸盐矿物组成。石英岩（quartzite）。石英含量85%。如含长石15-25%，则称长石石英岩。以上的进一步命名根据矿物含量。5%的不参加命名；含量5-10%的，冠以含字；含量10%的，直接参加命名。含量较多的矿物名称放在后面，含量较少的放在前面。例如夕线石红柱石云母片岩。特征变质矿物含量虽5%，也应参加命名，在矿物名称前冠以含字。有时也可将颜色或特征的结构、构造加以命名。如灰绿色条带状大理岩。4.变质岩：是在地壳形成发展过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩或变质岩）为适应新的地质环境和物理化学条件，在固态情况下发生的矿物组成、结构构造的重组甚至包括化学成分的变化所形成的岩石。变质岩和其他两大类岩石之间的界限并不是绝然的，其间存在有逐渐的过渡关系或有密切的联系。沉积岩和岩浆岩都可以通过变质作用形成变质岩5.通过变质岩石学学习，谈谈研究变质岩的意义和任务变质岩岩石学是研究地壳内部发生的变质作用、变形作用和变质岩的形成特点及其演变历史的学科，天体陨石的冲击变质亦属这一研究范畴。在地壳演化过程中，地幔、地壳的相互作用，引起区域热流和构造环境的变化，发生了一系列属于不同变质相、变质相系和不同形变程度的变质岩石。它们是变质作用在自然界的记录，因而也是变质岩岩石学的研究对象。变质岩岩石学的研究要掌握更多的岩相学、区域地质学资料，充分搞清各种岩石之间野外关系，加强岩石组合和岩石的物质组分(包括矿物学和地球化学)的研究，从而进一步引出客观存在的形成条件和岩石构造历史，并从物理化学基础理论来阐明其内在联系和发生的根本原因。此外，从全球构造观点，总结分析岩浆建造、变质建造和沉积建造的时空分布规律，这些将是岩石学的基本任务。变质相和变质相系的研究初步奠定了变质作用和大地构造的联系，而地幔与地壳的相互作用而产生的热流是区域变质的根本原因。80年代以来变质作用的温度-压力-时间轨迹的研究揭示了变质作用历史与地壳构造演化之间的关系。变质岩岩石学的任务，综上所述，当前变质岩研究的任务应该是：1．对不同类型的变质岩，进行全面、系统的岩石学研究。查明其野外产状、时代、矿物组成、结构构造及化学组成，包括主要元素、微量元素、稀土元素等，充分掌握其时空分布规律，为提高地质基础研究水平和找矿服务。2．研究变质作用过程。即变质作用的发生及其演化。变质过程中温度，压力条件。变质过程有无流体参与、流体的成分、压力，及其对物质扩散迁移的影响。3．变质变形关系。一个变质作用旋回可以持续数lOMa，其间有多次变形幕发生。因此，变质变形关系研究，对于查明变质作用历史，乃至造山带(或变质活动带)的历史意义极大。没有变质变形历史的基本了解，同位素年代学的研究就失去意义。变质变形关系是建立一个造山带热演化的地球物理模型的基础工作。4．变质作用的时代。要区分原始岩石形成年龄和变质年龄，同位素年代学研究为此提供了有利条件。但同位素年代学工作必须与基础地质研究相配合才能取得可靠的成果。三、通过变质岩石学学习，谈谈如何研究变质岩为了完成以上所提出的任务，变质岩研究方法可以概括为：1．地质方法包括野外观察和室内研究。野外观察变质岩的产状，不同岩体间的相互关系，地层时代，构造和宏观结构特点等是进行分析研究的基础、野外发现问题为室内研究工作捉供了方向。变质岩室内研究最基本的手段是偏光显微镜下的工作和有目的化学分析相结合。偏光显微镜不仅可以对变质岩进行鉴定，而且可以获得主要固溶体造岩矿物(如斜长石)的光性资料以判断其成分；矿物之间相互关系以判定矿物共生，进行世代分析提供变质反应的资料等。化学分析工作对于深入研究变质反应和原岩恢复必不可少，尤其一些复杂成分的矿物如石榴子石中的环带等，电子探针分析优越性很大。2．实验变质岩石学自从高压设备引入实验岩石学以来，变质岩实验岩石学进入了新的纪元。大家知道，多数结晶岩都是由少数几种物相(即矿物)所组成，并且在时间和空间上具有再现性，这就说明岩石结晶时曾达到或渐近于某种化学平衡，这种化学平衡条件便是变质岩形成时的物理化学条件。取几克实验样品，对于变质岩来说多数是硅酸盐样品，把它封存在韧性的铂(或者银、金)样品座内，放入高压釜内按所需的温度、压力条件加热，其反应所需的时间长达几个小时甚至几星期。现代的电子技术可以自动记录并控制实验条件，使我们可以随时了解变质反应的结果。采用淬火方法，突然冷却使之迅速脱离高温高压环境，可以使实验反应所生成的矿物组合保存下来，通过电子探针等测试手段，便可把实验生成矿物鉴定出来。用这样的方法可以了解到各种矿物组合形成的温度，压力等物理化学条件。从而间接地了解到地壳内部的地质作用、物质组成和物理状态。因此实验岩石学方法是了解变质岩成因的最有效方法之一。由于自然界变质反应的速率极其缓慢，对于变质岩实验研究来说最大的困难便是时间，实验样品比起天然样品粒度要细得多，因比反应以较高的速率进行，与天然条件很不一样，因此在反应所需时间的估计上会有所夸大。3．理论综合方法全面综合研究资料，从大量已确定的事实中引出规律，以指导进一步的实践，这便是理论综合方法。20世纪20年代，V．Goldschmidt和P．Eskola，应用化学平衡热力学的原理来观察变质岩中矿物共生组合的更替，发现化学成分相同的原岩在不同地区有不同的共生组合，反映了物化条件的差异，从而创立了变质相的概念，提出了变质相的分类。由于第二次大战以后，变质岩研究资料大量积累，在岩石化学成分与矿物组合之间关系的基础上，都城秋穗提出了变质相系列的概念用以反映地壳中的地热梯度，使变质相的研究紧密地和区域构造研究联系起来。本世纪80年代出现了一种新的趋势，即从地表得到的变质岩石学资料，编制出压力—温度—时间轨迹图解，从变质作用的热增减(thermalbudget)出发，在大陆平均热流情况下，由于陆壳的侵蚀或加厚，可以出现各种不同的相系，某一变质作用所要求的最低热耗决定于岩石的户rd轨迹，这种新研究趋势把变质作用过程，变质岩的形成，看作是地球动力学的一个环节。本世纪70年代以来，欧、美、日等先进工业国家进行的变质地质图的编制，对于提高变质岩研究水平，促使变质地质学研究的深化起了很大的作用。在我国学者董申保教授等领导下，全国变质图(1：400万)的编图工作已经完成，全国变质图的问世，对于我国变质地质学和岩石学研究的深化，把变质岩研究与大地构造和地壳演化结合起来，起到了有力的指导作用。7.变质作用可定义为：变质作用是地壳形成和演化过程中，由于地壳的变化或地壳与地幔相互作用引起的一种重要地质作用。它基本是在固态条件下，由于温度，压力或应力作用使原来岩石的矿物成分和结构构造发生改变，同时形成相应的变质岩石。8.变质作用与岩浆作用的界限应以其作用的表现区分。主要区别在于：1、变质作用发生时主要是一个升温的过程，先期存在的岩石通过温度上升达到变质的环境，产生新的矿物组合；而岩浆作用则主要是降温的过程，是高温的岩浆在温度下降的条件下，不断晶出矿物的过程。2、变质作用主要是在固态情况下的矿物转变，而岩浆作用则是在液态中矿物晶出。这一点首先表现在岩石结构上，由于变质岩是在固态下矿物的成核和生长过程的产物、多呈变晶结构，其中晶粒的自形与否主要看矿物的结晶能或成面能的大小，而与矿物的晶出顺序无关。但岩浆中晶出的矿物其自形程度与矿物从熔体中析出的顺序关系极大。当温度升高而变质岩中存在一定数量的流体时。岩石可能产生“部分重熔”，出现数量不等的熔体，即所谓的“混合岩化”。混合岩化作用可以看作是岩浆作用与变质作用中间的过渡环节。9.变质作用的特点和类型与区域地壳演化和大地构造环境有密切关系。变质作用类型的划分是以反映热流变化的变质相和变质相系为基础，并结合变质作用在发生发展期间的大地构造环境进行的。因此，变质作用类型在时空分布上的变化反映了一定的大地构造环境的变迁，并进一步表明了变质作用与地壳演化的关系。变质作用可以发生于广泛的地质环境，根据变质作用产生的地质背景，可以分出七大类型：（1）区域变质作用；（2）动力变质作用；（3）接触变质作用；（4）气-液变质作用；（5）混合岩化作用；（6）洋底变质作用；（7）冲击变质作用等。10.区域变质作用是分布范围广泛而且变质因素复杂的一种变质作用。它常发生在前寒武纪的结晶基底，或出现于造山带的核部，因此一般均具较大的规模。主要变质因素有：温度、压力（包括静压力和应力）和流体均同时起重要作用，其中以静压力最为重要，所以区域变质一般发生于深部，我们之所以能够对它直接进行观察，是因为后期地壳抬升和剥蚀的缘故。区域变质作用可划分为如下几种类型。1）埋藏变质作用；2）汇聚板块边缘的区域变质作用；3）区域低温动力变质作用；4）区域动力热流变质作用；5）区域中高温变质作用；6）断陷变质作用。11.变质作用是自然界的一种内动力地质作用。地壳中变质作用是由地壳发展一定阶段一定地区的地质环境所决定，还和岩浆活动、构造运动或复杂的深成作用有关。另外，决定变质岩矿物和组构特征的直接控制因素则是变质作用当时的物化条件，其中主要包括温度、压力、具化学活动性的流体和时间等因素。12.变质作用的方式是指使岩石发生变质的途径或形式。变质作用的方式是复杂多样的，主要有重结晶作用、变质结晶作用和变质反应、交代作用、变质分异作用以及变形作用和碎裂作用等。13.等化学系列是指具有同一原始化学成分的所有岩石，其中矿物共生组合的不同，是由变质作用类型和强度所决定的。P．尼格里变质岩化学成分分类表中，列出了5个等化学系列：富铝系列、长英质系列、碳酸盐系列、铁镁质系列（基性系列）、超铁镁质系列（超性系列）。H．n．谢勉年科将变质岩划分为七个等化学系列。14等物理系列是指同一变质条件下形成的所有岩石，矿物共生组合的不同，是由原有岩石的化学组成决定的。等物理系列通常按温度分为低级(低温)、中级(中温)和高级(高温)三个等级。低级的下限如以钠长石代替沸石等稳定出现为标志，一般认为温度在300—400℃左右；低级和中级的界限，一般以红柱石或蓝晶石出现为标志，一般认为是510-530℃左右；中级和高级变质的界限，若以麻粒岩中斜方辉石代替普通角闪石等出现为标志，则可能在700℃左右。15．变质岩矿物成分的控制因素变质岩的矿物成分决定于下列因素：即原岩的特点，变质作用和交代作用的类型和强度。16根据其稳定范围划分为：1）特征变质矿物：是仅稳定存在于很狭窄的温度-压力范围内的矿物，它对外界条件的变化反应很灵敏，所以常常成为变