1.4变质岩-第三讲

同济大学地下建筑与工程系2.2.3变质岩主要内容：变质岩的概念变质作用的因素变质岩的特征（矿物成分、结构构造）常见的变质岩同济大学地下建筑与工程系1.变质岩的概念变质岩是由原来的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）在地壳中受到高温、高压及化学成分加入的影响，在固体状态下发生矿物成分及结构构造变化后形成的新的岩石。同济大学地下建筑与工程系2.变质作用的因素引起变质作用的主要因素是高温、高压和新的化学成分的加入。同济大学地下建筑与工程系（1）高温热源为：炽热岩浆带来的热量；地壳深处的高温；构造运动所产生的热。高温变质：促使岩石发生重结晶，形成新的结晶结构，如石灰岩发生重结晶作用后晶粒增大，成为大理岩；促进矿物间的化学反应，产生新的变质矿物。同济大学地下建筑与工程系同济大学地下建筑与工程系（2）高压压力的来源：上覆岩层重量产生的静压力；构造运动或岩浆活动产生的横向挤压力。高压的作用：空隙减小，变得致密；塑性增强，比重变大，形成石榴子石等比重大的变质矿物；使岩石和矿物发生变形和破裂，形成各种破碎构造；有利于片状、柱状矿物定向生长；促进新的矿物组合和发生重结晶作用，而形成变质岩特有的片理构造。同济大学地下建筑与工程系（3）新的化学成分的加入来源：岩浆活动的热液和挥发性气体。作用：形成新的变质矿物。同济大学地下建筑与工程系高温变质同济大学地下建筑与工程系高压变质同济大学地下建筑与工程系高压变质同济大学地下建筑与工程系变质作用同济大学地下建筑与工程系3.变质岩的一般特征（1）矿物成分原来岩石的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石等；变质矿物，如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等，(变质岩特有的变质矿物)。同济大学地下建筑与工程系（2）变质岩的结构和岩浆岩类似，几乎全部是结晶结构。称为变晶结构。如粗粒变晶结构，斑状变晶结构等。如果变质作用进行得不彻底，在形成的变质岩中还残留变质前原来岩石的结构特征时，则称变余结构。同济大学地下建筑与工程系（3）变质岩的构造主要的是片理构造和块状构造。其中片理构造是变质岩所特有的。比较典型的片理构造有下面几种：板状构造千枚状构造片状构造片麻状构造同济大学地下建筑与工程系板状构造片理厚，片理面平直，重结晶作用不明显，颗粒细密，光泽微弱，沿片理面裂开则呈厚度一致的板状，如板岩。千枚状构造片理薄，片理面较平直，颗粒细密，沿片理面有绢云母出现，容易裂开呈千枚状，呈丝绢光泽，如千枚岩。同济大学地下建筑与工程系板状构造同济大学地下建筑与工程系千枚状构造同济大学地下建筑与工程系片状构造重结晶作用明显，片状、板状或柱状矿物沿片理面富集，平行排列，片理很薄，沿片理面很容易剥开呈不规则的薄片，光泽很强，如云母片岩等。片麻状构造颗粒粗大，片理很不规则，粒状矿物呈条带状分布，少量片状、柱状矿物相间断续平行排列，沿片理面不易裂开，如片麻岩。同济大学地下建筑与工程系片麻状构造同济大学地下建筑与工程系高温变质同济大学地下建筑与工程系4.常见的变质岩见P.22表2-5。同济大学地下建筑与工程系同济大学地下建筑与工程系（二）常见的变质岩1．常见的变质岩分类，见表1.5。2．常见的变质岩（1）片理状岩类片麻岩：具典型的片麻状构造，变晶或变余结构，因发生重结晶，一般晶粒粗大，肉眼可以辨识。片麻岩可以由岩浆岩变质而成，也可由沉积岩变质形成。主要矿物为石英和长石，其次有云母、角闪石、辉石等。此外有时尚含有少许石榴子石等变质矿物。岩石颜色视深色矿物含量而定，石英、长石含量多时色浅，黑云母、角闪石等深色矿物含量多时色深。片麻岩进一步的分类和命名，主要根据矿物成分，如角闪石片麻岩、斜长石片麻岩等。片麻岩强度较高，如云母含量增多，强度相应降低。因具片理构造，故较易风化。同济大学地下建筑与工程系片岩：具片状构造，变晶结构。矿物成分主要是一些片状矿物，如云母、绿泥石、滑石等，此外尚含有少许石榴子石等变质矿物。进一步的分类和命名是根据矿物成分，如云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩等。片岩的片理一般比较发育，片状矿物含量高，强度低，抗风化能力差，极易风化剥落，岩体也易沿片理倾向坍落。千枚岩：多由粘土岩变质而成。矿物成分主要为石英、绢云母、绿泥石等。结晶程度比片岩差，晶粒极细，肉眼不能直接辨别，外表常呈黄绿、褐红、灰黑等色。由于含有较多的绢云母，片理面常有微弱的丝绢光泽。千枚岩的质地松软，强度低，抗风化能力差，容易风化剥落，沿片理倾向容易产生塌落。同济大学地下建筑与工程系（2）块状岩类大理岩：由石灰岩或白云岩经重结晶变质而成，等粒变晶结构，块状构造。主要矿物成分为方解石，遇稀盐酸强烈起泡，可与其他浅色岩石相区别。大理岩常呈白色、浅红色、淡绿色、深灰色以及其他各种颜色，常因含有其他带色杂质而呈现出美丽的花纹。大理岩强度中等，易于开采加工，色泽美丽，是一种很好的建筑装饰石料。石英岩：结构和构造与大理岩相似。一般由较纯的石英砂岩变质而成，常呈白色，因含杂质，可出现灰白色、灰色、黄褐色或浅紫红色。强度很高，抵抗风化的能力很强，是良好的建筑石料，但硬度很高，开采加工相当困难。同济大学地下建筑与工程系大理岩同济大学地下建筑与工程系石英岩同济大学地下建筑与工程系四、三大类岩石的肉眼鉴别鉴别岩石有各种不同的方法，但最基本的是根据岩石的外观特征，用肉眼和简单工具（如小刀、放大镜等）进行的鉴别方法。（一）岩浆岩的鉴别方法根据岩石的外观特征对岩浆岩进行鉴定时，首先要注意岩石的颜色，其次是岩石的结构和构造，最后分析岩石的主要矿物成分。（1）先看岩石整体颜色的深浅。岩浆岩颜色的深浅，是岩石所含深色矿物多少的反映。一般来说，从酸性到基性（超基性岩分布很少），深色矿物的含量是逐渐增加的，因而岩石的颜色也随之由浅变深。如果岩石是浅色的，那就可能是花岗岩或正长岩等酸性或偏于酸性的岩石。但不论是酸性岩或基性岩，因产出部位不同，还有深成岩、浅成岩和喷出岩之分，究竟属于那一种岩石，需要进一步对岩石的结构和构造特征进行分析。同济大学地下建筑与工程系（2）分析岩石的结构和构造。岩浆岩的结构和构造特征，是岩石生成环境的反映。如果岩石是全晶质粗粒、中粒或似斑状结构，说明很可能是深成岩。如果是细粒、微粒或斑状结构，则可能是浅成岩或喷出岩。如果斑晶细小或为玻璃质结构，则为喷出岩。如果具有气孔、杏仁或流纹状构造，则为喷出岩无疑。（3）分析岩石的主要矿物成分，确定岩石的名称，这里可以举例说明。假定需要鉴别的，是一块含有大量石英，颜色浅红，具全晶质中粒结构和块状构造的岩石。浅红色属浅色，浅色岩石一般是酸性或偏于酸性的，这就排除了基性或偏于基性的不少深色岩石。但酸性的或偏于酸性的岩石中，又有深成的花岗岩和正长岩，浅成的花岗斑岩和正长岩，以及喷出的流纹岩和粗面岩。但它是全晶质中粒结构和块状构造，因此可以肯定，是深成岩。这就进一一步排除了浅成岩和喷出岩。但究竟是花岗岩还是正长岩，这就需要对岩石的主要矿物成分作仔细地分析之后，才能得出结论。在花岗岩和正长岩的矿物组成中，都含有正长石，同时也都含有黑云母和角闪石等深色矿物。但花岗岩属于酸性岩，酸性岩除含有正长石、黑云母和角闪石外，一般都含有大量的石英。而正长岩属于中性岩，除含有大量的正长石和少许的黑云母与角闪石外，一般不含石英或仅含有少许的石英。矿物成分的这一重要区别，说明被鉴别的这块岩石是花岗岩。同济大学地下建筑与工程系（二）沉积岩的鉴别方法鉴别沉积岩时，可以先从观察岩石的结构开始，结合岩石的其他特征，先将所属的大类分开，然后再作进一步分析，确定岩石的名称。从沉积岩的结构特征来看，如果岩石是由碎屑和胶结物两部分组成，或者碎屑颗粒很细而不易与胶结物分辨，但触摸有明显含砂感的，、一般是属于碎屑岩类的岩石。如果岩石颗粒十分细密，用放大镜也看不清楚，但断裂面暗淡呈土状，硬度低，触摸有滑腻感的，一般多是粘土类的岩石，具结晶结构的可能是化学岩类。1．碎屑岩鉴别碎屑岩时，可先观察碎屑粒径的大小，其次分析胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分。根据碎屑的粒径，先区分是砾岩、砂岩还是粉砂岩。根据胶结物的性质和碎屑物质的主要矿物成分，判断所属的亚类，并确定岩石的名称。例如有一块由碎屑和胶结物质两部分组成的岩石，碎屑粒径介子0．5～0．25mm之间，点盐酸起泡强烈，说明这块岩石是钙质胶结的中粒砂岩。进一步分析碎屑的主要矿物成分，发现这块岩石除含有大量的石英外，还含有约30％左右的长石。最后可以确定，这块岩石是钙质中粒长石砂岩。同济大学地下建筑与工程系2．粘土岩常见的粘土岩，主要的有页岩和泥岩两种，他们在外观上都有粘土岩的共同特征，但页岩层理清晰，一般沿层理能分成薄片，风化后呈碎片状，可以与层理不清晰、风化后呈碎块状的泥岩相区别。3．化学岩常见的化学岩，主要的有石灰岩、白云岩和泥灰岩等。它们的外观特征都很类似，所不同的，主要是方解石、白云石及粘土矿物的含量有差别。所以在鉴别化学岩时，要特别注意对盐酸试剂的反应。石灰岩遇盐酸强烈起泡，泥灰岩遇盐酸也起泡，但由于泥灰岩的粘土矿物含量高，所以泡沫混浊，干后往往留有泥点。白云岩遇盐酸不起泡，或者反应微弱，但当粉碎成粉未之后，则发生显著泡沸现象，并常伴有噬噬的响声。同济大学地下建筑与工程系（三）变质岩的鉴别方法鉴别变质岩时，可以先从观察岩石的构造开始。根据构造，首先将变质岩区分为片理构造和块状构造的两类。然后可进一步根据片理特征和主要矿物成分，分析所属的亚类，确定岩石的名称。例如有一块具片理构造的岩石，其片理特征既不同于板岩的板状构造，也不同于云母片岩的片状构造，而是一种粒状的浅色矿物与片状的深色矿物，断续相间成条带状分布的片麻构造，因此可以判断，这块岩石属于片麻岩。是什么片麻岩呢，经分析，浅色的粒状矿物主要是石英和正长石，片状的深色矿物是黑云母，此外还含有少许的角闪石和石榴子石，可以肯定，这块岩石是花岗片麻岩。块状构造的变质岩，其中常见的主要是大理岩和石英岩。两者都是具变晶结构的单矿岩，岩石的颜色一般都比较浅。但大理岩主要由方解石组成，硬度低，遇盐酸起泡；而石英岩几乎全部由石英颗粒组成，硬度很高。同济大学地下建筑与工程系岩浆岩沉积岩变质岩主要矿物成分全部为从岩浆岩中析出的原生矿物，成分复杂，但较稳定。浅色的矿物有石英、长石、白云母等；深色矿物有黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等次生矿物占主要地位，成分单一，一般多不固定。常见的有石英、长石、白云母、方解石、白云石、高岭石等除具有变质前原来岩石的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、方解石、白云石、高岭石等外，尚有经变质作用产生的矿物，如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等结构以结晶粒状、斑状结构为特征以碎屑、泥质及生物碎屑结构为特征。部分为成分单一的结晶结构，但肉眼不易分辨。以变晶结构等为特征构造具块状、流纹状、气孔状、杏仁状构造据层理构造多具片理构造成因直接由高温熔融的岩浆经岩浆作用而形成岩浆作用而形成主要由先成岩石的风化产物，经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成产物，经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成由先成的岩浆岩、沉积岩和变质岩，经变质作用而形成岩，经变质作用而形成三大类岩石的主要区别同济大学地下建筑与工程系1.变质岩是由原来的岩石(岩浆岩、沉积岩和变质岩)在地壳中受到高温、高压及化学成分加入的影响()。A.矿物化学性质及结构发生变化后形成的新岩石B.在固体状态下发生矿物成分及结构变化后形成的新岩石C.在固体状态下发生矿物的物理性质及结构变化后形成的新岩石D.在固体状态下发生矿物的化学和物理性质，以及结构变化后形成的新岩石2.下列结构中，()不是变质岩的结构。A.变晶结构B.隐晶质结构C.变余结构D.碎裂结构3.下列结构中，()是变质岩的结构。A.碎屑结构B.隐晶质结构C.变晶结构D.化学结构4.下列构造中，()不是变质岩的构造。A.块状构造B.片麻构造C.杏仁构造D.千枚构造5.下列构造中，()是变质岩的构造.A.流纹构造B.片麻构造C.杏仁构造D.层理构造同济大学地下建筑与工程系7.不属于变质岩的岩石是()。A.千枚岩B.大理岩C.片麻