大家好,感谢邀请,今天来为大家分享一下变质岩有哪些的问题,以及和接触变质岩有哪些的一些困惑,大家要是还不太明白的话,也没有关系,因为接下来将为大家分享,希望可以帮助到大家,解决大家的问题,下面就开始吧!
经等化学变质作用形成的变质岩矿物受原岩化学成分和变质作用的物化条件所制约,这两种因素决定了变质岩石中可能出现的矿物和矿物组合。由异化学变质作用形成的变质岩矿物除了受原岩化学成分和变质作用物化条件控制外,还取决于交代作用的性质和强度。
变质岩的化学成分变化范围大,提供了形成变质岩石中复杂多样矿物的物质基础,即使是同一化学成分的原岩,因不同变质条件而出现不同矿物和矿物组合的变质岩石。如原岩为玄武岩,在低级变质条件下形成主要由绿泥石、绿帘石、阳起石和钠长石组成的绿片岩;在中级变质条件下形成由斜长石和角闪石组成的斜长角闪岩;在高级变质条件下形成紫苏辉石、斜长石和单斜辉石组成的镁铁质麻粒岩;在高压变质条件下形成绿辉石和石榴子石组成的榴辉岩。可见,原岩玄武岩是形成上述各类变质岩石中矿物的物质基础,至于在变质岩中出现什么矿物或矿物组合,则决定于变质作用的物化条件。
表1-1化学类型变质岩类的原岩类型、化学成分特征和矿物化学类型变质岩类原岩类型化学成分特征矿物泥质变质岩类泥质沉积岩(泥质岩、页岩等),部分中酸性火山凝灰岩富铝、贫钙、Al$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O$lt@sub$gt@3$lt@/sub$gt@/(K$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O+Na$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O)比值高、K$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O>Na$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O绢云母、白云母、黑云母、石英、长石,特征变质矿物有石榴子石、红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、堇青石、硬天气预报java版本下载绿泥石、绿泥石,有时有刚玉、紫苏辉石长英质变质岩类各种砂岩、粉砂岩、硅质岩、中酸性火成岩(包括火山碎屑岩)基本同前一类,但Al$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O$lt@sub$gt@3$lt@/sub$gt@较低,SiO$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@较高以长石、石英为主,也可有白云母、黑云母、绿泥石、红柱石、蓝晶石、矽线石、石榴子石、帘石类、闪石类、辉石类等矿物钙质变质岩类钙镁硅酸盐变质岩类各种石灰岩及白云岩等泥灰岩、钙质泥岩、钙质砂岩富CaO,MgO,而Al$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O$lt@sub$gt@3$lt@/sub$gt@,FeO,SiO$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@等含量变化大方解石、白云石,按原岩所含杂质不同,可出现各种钙镁硅酸盐或钙铝硅酸盐矿物,如滑石、蛇纹石、镁橄榄石、透闪石、透辉石、硅灰石、方柱石、金云母、符山石、钙铝榴石、黝帘石、斜长石、石英镁铁质(基性)变质岩类镁铁质(基性)火成岩(包括火山碎屑岩)、铁质白云质泥灰岩及基性岩屑砂岩与镁铁质(基性)火成岩相当,富钙、镁、铁,含一定量的Al$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O$lt@sub$gt@3$lt@/sub$gt@,贫K$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O,Na$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@O,SiO$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@各种斜长石、绿帘石、绿泥石、阳起石、普通角闪石、透辉石及紫苏辉石等,有时还出现方柱石、黑云母、石榴子石、绿辉石,很低级变质矿物有蓝闪石、硬柱石、葡萄石、绿纤石、文石、黑硬绿泥石、硬玉、石英等镁质(超镁铁质)变质岩类超镁铁质火成岩及富镁的沉积岩富铁、镁,贫钙、铝和硅滑石、蛇纹石、透闪石、镁铁闪石、直闪石、镁铝榴石、镁橄榄石、尖晶石、斜方辉石、单斜辉石、菱镁矿等碳酸盐矿物(据贺同兴等,1980,1988,稍有修改)综上所述,如不伴随明显的交代作用,则一定化学类型的变质岩石在一定的变质条件下与一定的矿物和矿物安康水泉屏天气预报组合相对应。此外,研究岩石的矿物也可推断变质岩石的化学类型和变质条件。
将化学类型变质岩类及其主要矿物标绘在ACF和A′KF图上(图1-1),可直观地显示原岩化学成分和矿物的对应关系,便于以变质岩的矿物和矿物组合来判别变质岩石所属的化学类型,有时也可推断其原岩类型和变质作用条件。
泥质变质岩类的矿物泥质变质岩类的原岩主要是由粘土矿物组成的泥质岩、粉砂质泥岩和部分中酸性火山凝灰岩。根据泥质岩石中粘土矿物的种类和化学成分,可分为两类。一类是由高岭石、迪开石、珍珠陶土等粘土矿物组成的泥质岩,化学成分中Al2O3过剩而K2O不足,属Al2O3过剩的泥质岩,成分点位于图1-1的1区中,其变质岩矿物的特点是富含铝的矿物(如红柱石、蓝晶石、矽线石等),在中、低级变质岩石中无钾长石,到高级变质岩石中才出现钾长石;另一类是伊利石(水白云母)等粘土矿物组成的泥质岩,化学成分为K2O过剩而Al2O3不足,属K2O过剩的泥质岩,成分点位于图1-1的2区中,其变质岩矿物的特点是,在中低级变质岩石中有钾长石而不含富铝的矿物,在高级变质岩石中出现富铝的矿物。
泥质变质岩类的矿物主要是云母类(绢云母、多硅白云母、白云母和黑云母)矿物,常见的共生矿物还有石英和斜长石(钠长石、中酸性斜长石)、钾长石(钾微斜长石、正长石、条纹长石),常见的特征变质矿物有石榴子石、红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、堇青石、硬绿泥石和绿泥石,较少见的矿物有刚玉、斜方辉石(紫苏辉石为主)、尖晶石、假蓝宝石、碳质和石墨。
1—泥质(Al2O3过剩)变质岩区;2—长英质和泥质(K2O过剩)变质岩区;3—钙质变质岩区;4—基性变质岩区;5—镁质变质岩区长英质变质岩类的矿物长英质变质岩类的原岩主要由沉积岩的陆源碎屑岩类(各种砾岩、角砾岩、砂岩、粉砂岩)、硅质岩,中酸性的火成岩和火山碎屑岩类。化学成分的特征是富SiO2,K2O和Na2O,Al2O3含量比泥质岩的要低,其成分点落入图1-1的2区。长英质变质岩的主要矿物是石英和长石,长石种类有斜长石(一般以酸性斜长石为主,有时也有中长石,在高级变质的长英质麻粒岩中有时有反条纹长石)、钾长石(明天石家庄天气预天气预报钾微斜长石、正长石和条纹长石)。由于部分砂岩及粉砂岩中含有不定量的Al2O3,CaO,MgO,FeO,碳质等组分,因而在有些长英质变质岩石中也含有数量不定的石榴子石、蓝晶石、红柱石、矽线石、云母类、绿泥石、闪石类、辉石类、帘石类、碳酸盐矿物、硅灰石、磁铁矿、赤铁矿和石墨,在很低级变质条件下还可以有蓝闪石、黑硬绿泥石、红帘石、硬玉质辉石和文石等矿物。
钙质变质岩类的矿物钙质变质岩类的原岩主要是石灰岩、白云岩。化学成分中富CaO和MgO,也含有一定量的SiO2,Al2O3,FeO和碳质。其成分点在图1-1的3区中。钙质变质岩的矿物以方解石和白云石为主,其他的变质矿物有透闪石(阳起石)、透辉石、金云母、镁橄榄石、方镁石、水镁石、硅镁石类、硅灰石、帘石类、钙铝榴石、方柱石、中-基性斜长石、石英、云母类和石墨等。
当变质岩石中方解石、白云石等碳酸盐矿物含量<50%,且以上述其他变质矿物为主要矿物时,则属于钙镁硅酸盐变质岩类,其原岩为泥灰岩、钙质泥岩和钙质砂岩。
镁铁质(基性)变质岩类的矿物镁铁质(基性)变质岩类的原岩主要是镁铁质(基性)火成岩及其火山碎屑岩、沉积岩中的铁质白云质泥灰岩和基性岩屑砂岩。化学成分的主要特征是富含FeO,MgO和CaO,含有一定量的Al2O3,贫K2O,Na2O和SiO2。其成分点落入图1-1的4区。镁铁质(基性)变质岩类的矿物以斜长石(钠长石、酸性基性斜长石、反条纹长石)、闪石类矿物(阳起石、普通角闪石、有的岩石中含蓝闪石)、辉石类矿物(透辉石、普通辉石、斜方辉石、硬玉、绿辉石)等为主要矿物。此外还常见石榴子石、绿帘石、绿泥石、葡萄石、硬柱石、绿纤石、黑硬绿泥石、黑云母、石英及碳酸盐矿物。
镁质(超镁铁质)变质岩类的矿物镁质变质岩类的原岩主要是超镁铁质火成岩和富镁沉积岩类。化学成分富含MgO,FeO,贫SiO2,CaO,Al2O3,K2O和Na2O等,岩石的成分点落在图1-1中的5区。镁质变质岩以富镁和镁铁质矿物为主,缺少石英、长石为特征。常见矿物有滑石、蛇纹石、镁橄榄石、菱镁矿、镁铁闪石、直闪石、透闪石、普通角闪石、单斜辉石、透辉石、顽火辉石、紫苏辉石、金云母、水镁石、尖晶石、石榴子石及含镁较高的淡斜绿泥石等。
应该指出,上述化学类型变质岩类中的矿物是指其相对较常见和较典型,实际上,很多矿物可以出现在多种不同成分的变质岩石中,如黑云母虽是泥质变质岩中常见的主要矿物,但在长英质和基性变质岩石中也以次要矿物产出。
表1-2中不同化学类型变质岩类的矿物有明显差异,显示了原岩的化学成分是变质岩矿物的物质基础,也反映了不同化学类型变质岩类之间矿物的渐变过渡关系。表中的同一化学类型变质岩类由左向右随着变质程度的增加,变质岩石的矿物相应发生了明显的改变,也显示了变质岩石的矿物受变质作用物化条件的制约关系。
变质岩石中常见的矿物在温度降低的退化变质条件下,经常被置换的矿物如表1-3(据Barker,1990)所示。
在一定变质条件下变质岩石中稳定存在的矿物称稳定矿物(stablemineral)。它们既是该变质条件下形成的新矿物,也可以是在该变质条件下仍是稳定的原有岩石中的矿物。
在一定变质条件下变质岩石中不应存在的矿物,称为不稳定矿物(unstablemineral),也称残余矿物(relictmineral)。其特征是残余矿物与另一种矿物有明显的被置换关系。在照片9-22中,中级变质的蓝晶石在温度升高条件下,向矽线石转变,其部分晶体已转变为针柱状矽线石集合体,矽线石集合体具有蓝晶石的假象(照片9-23),在高级变质条件下,矽线石是稳定矿物,而蓝晶石是不应存在的残余矿物。
原岩为硅质石灰岩或由钙质胶结的石英砂岩,它们的化学成分为SiO2,CaO和CO2。在中低级变质条件下,形成石英和方解石,可分别形成石英方解大理岩和方解石英岩(或方解变质石英砂岩);在高温低压变质条件下,石英和方解石经变质反应形成硅灰石,其变质反应为:
第一种情况是原岩为硅质石灰岩,在该变质条件下达到平衡的矿物是硅灰石和方解石,由于石英在石灰岩中含量少,在变质反应形成硅灰石时被全部消耗,最终形成硅灰方解大理岩;第二种情况是原岩为钙质胶结的石英砂岩,在该变质反应中方解石被全部消耗,达到平衡的矿物组合是硅灰石和石英,形成硅灰石英岩。硅灰方解大理岩和硅灰石英岩中的硅灰石是在高温低压变质条件经变质反应形成新的稳定矿物,而在大理岩中的方解石和石英岩中的石英是在该变质条件下原岩中的方解石和石英经重结晶作用仍然稳定的原有矿物。硅灰大理岩中的石英和硅灰石英岩中的方解石,都是在该变质条件下不应存在的不稳定矿物(残余矿物)。
变质岩中常见的矿物退化变质后的矿物斜长石绢云母、白云母、绿帘石、黝帘石、斜黝帘石,碳酸盐矿物、有时有方柱石。斜长石中An(钙长石的矿物代号)分子减少,钾长石绢云母、白云母、粘土类矿物(如高岭石)黑云母绿泥石、绿帘石、金红石角闪石阳起石、绿泥石、黑云母、纤闪石、绿帘石透闪石滑石、绿泥石蓝闪石阳起石(温度升高)顽火辉石滑石、蛇纹石、直闪石紫苏辉石滑石、阳起石、黑云母、绿泥石、纤闪石透辉石透闪石、阳起石、角闪石普通辉石角闪石、阳起石、纤闪石、绿泥石、绿帘石、黑云母橄榄石蛇纹石、滑石、磁铁矿镁橄榄石蛇纹石、滑石、水镁石、硅镁石石榴子石黑云母、绿泥石、绿帘石、角闪石类矿物、碳酸盐矿物红柱石、蓝晶石、矽线石、刚玉绢云母、白云母、叶蜡石堇青石绢云母、胶蛇纹石、绢云母+绿泥石的混合物十字石绢云母、绿泥石硬绿泥石绿泥石、绢云母金红石、钛铁矿榍石(据Barker,1990,稍有增加)
从上述例子中可以看到,变质岩石中的稳定矿物和不稳定矿物,除受变质作用的条件制约以外,还受其原岩成分的控制。当稳定矿物和不稳定矿物同时存在于变质岩时,记录了变质地体部分变质作用的演化历史。
特征变质矿物(diagnosticmetamorphicmineral)是指在变质作用过程中变质矿物稳定在较窄的温度和压力范围,是反映变质条件灵敏的变质矿物。特征变质矿物能指示变质作用的温度和压力,有时还可指示原岩成分。如上述例子中的硅灰石,可指示高温低压的变质条件和原岩中含有钙质和硅质的成分。
贯通矿物是指稳定在温度和压力很宽的范围内,在低级高级变质岩石中均能稳定存在的矿物。如石英岩中的石英、大理岩中的方解石,它们在上述变质岩石中均能在不同变质条件下稳定存在,并不具有指示变质条件的意义。
变质岩石中的矿物、含量、主要矿物组合及特征变质矿物是鉴别变质岩的标志和变质岩分类命名的基础,也是认识该变质地体变质作用温度、压力的变化特征及变质作用演化历史的指示物。此外,变质岩的矿物组合和主要矿物的含量多少也是恢复变质岩原岩类型重要的依据之一。
在电视节目中,我们经常可以看到各种各样的岩石。这些岩石在自然环境的作用下,形成了各自不同的特性。变质岩也是这些岩石中的一类,那么,变质岩有哪些?我们一起看看吧。
变质岩是由变质作用所形成的岩石。是由地壳中先形成的岩浆岩或沉积岩,在环境条件改变的影响下,矿物成分、化学成分以及结构构造发生变化而形成的。
常见的变质岩有板岩、片岩、千枚岩、大理岩、石英岩等等。此外,还有一些不太常见的岩石,比如麻岩、糜棱岩、红柱石角岩、矽卡岩等,也属于此类。
干枚岩是具有干枚状构造的低级变质岩石。原岩通常为泥质岩石、粉砂岩及中、酸性凝灰岩等,经区域低温动力变质作用或区域动力热流变质作用形成。变质程度介于板岩和片岩之间,在片理面上常有小皱纹构造。
片岩是常见的区域变质岩石,其特征是有片理构造,原岩已全部重结晶,由片状、柱状和粒状矿物组成。常见矿物有云母、绿泥石、滑石、角闪石、
大理岩是石灰岩类岩石在高温条件下矿物成分重新结晶形成的更坚硬的岩石,颜色则因其原岩的组成成分不同而从纯白到深灰,还可能有各种形态的纹理。
变质岩的结构按成因分为四类:变余结构、变晶结构、交代结构和构造变形结构(波洛文金娜,1958),其中构造变形结构将在第六章动力变质岩中叙述(表1-4),它们的特征分述如下。
变质作用后,仍部分或大部分保留了原岩结构和矿物的特征,形成变余结构(palimpsesttexture)或称残余结构(relicttexture)。变余结构是恢复变质岩原岩类型很重要的岩相学依据。变余结构的命名是:
原岩为泥质岩只有在轻微变质岩石中才能保存部分泥质结构,有部分粘土矿物经变晶作用可形成细小的绢云母、绿泥石和雏晶黑云母等少量新生变质矿物。变余泥质结构(blastopelitictexture)大多分布于泥质板岩和低级接触变质的泥质岩石中(照片1-1,5-4,5,6)。此类变质岩的外貌大多为致密、细腻的岩石。
原沉积岩中的碎屑结构(砾状、角砾状、砂状、粉砂状)经变质作用后,在变质岩石中尚能观察到原岩的砾石、角砾、砂粒和粉砂粒的形态,而分布于这些砂、砾间隙中的胶结物和杂基,经变晶作用和重结晶作用形成新生的变质矿物。如主要由粘土质胶结物经变质作用可形成绢云母、白云母(照片1-2)、黑云母、绿泥石,有时还可形成红柱石等矿物(照片1-3,3-57);如胶结物主要是碳酸盐矿物和硅质,经变质作用可形成方解石、白云石、石英、透闪石、透辉石等矿物(照片1-13,3-55,56);硅质胶结物与杂基矿物一起形成石英(照片1-4)。这些新生的变质矿物大多分布在砾石、砂粒等碎屑矿物之间,也有的细小石英、长石生长在砂粒的边缘,使砂粒形成凹凸不平的边界,改变了原先圆滑的砂粒外形特征(照片1-4)。在构造变形作用下,砾石和砂粒被压扁、拉长,其长轴与碎屑之间的新生矿物集合体定向排列,形成片状、片麻状构造。岩石中砾石和砂粒的外形轮廓虽经部分改造,但其主要的形态特征仍较清晰,形成变余砾状结构(blastopsephitictexture)(照片1-6)、变余角砾结构(blastobrecciatexture)、变余砂状结构(blastopsammitictexture)(照片1-2,3,4,3-54,55,56,57,58)及变余粉砂结构(blastoaleuritictexture)(照片1-5,3-59)。
沉积岩中含有生物化石或生物碎屑,在较轻微的变质岩石中尚有部分保存,形成变余生物碎屑结构(blastobioclastictexture)。
(1)变余斑状结构(blastoporphyritictexture)具有斑状结构的变质浅成火成岩和火山熔岩中最常见的是变余斑状结构。变余斑晶的矿物大多是石英和长石,也经常有黑云母、角闪石、辉石和橄榄石等。经变质作用后,最常见的是石英和长石的斑晶大多被保存下来,形成变余斑状结构(照片1-7,3-60,61,62,63,64,65,66,67),有的石英斑晶中呈港湾状的熔蚀现象仍很明显,形成变余熔蚀结构(blastoresorptioncrystal texture)(照片1-12,3-67)。但暗色矿物(如黑云母、角闪石、辉石、橄榄石)的斑晶经常被绿泥石、绿帘石、阳起石、蛇纹石等矿物或矿物集合体所置换,形成假象。
上述变余的斑晶矿物在构造应力作用下,经常产生显微裂纹(照片6-43),晶体和双晶弯曲,晶体扭折、变形纹、变形带(照片6-7)及波状消光等显微变形结构。原岩中的基质矿物大多发生变晶作用和重结晶作用,原隐晶质、显微晶质矿物的粒径变粗,形成显微晶质或细粒的新生变质矿物,有时它们定向排列,形成片状或片麻状构造(照片1-7,3-65)。
(2)变余辉绿结构(blastodiabasictexture,blastophitictexture)在变质辉绿岩中,长板状斜长石组成的格架所形成的辉绿结构仍可辨认,但由于基质中细小斜长石在变质过程中生长在长板状斜长石的边缘,致使其边界形成凹凸不平状。原辉绿岩中单斜辉石大多已退化变质为角闪石类矿物(照片1-8,3-156),但在中、高级变质时可形成斜长石、单斜辉石、石榴子石的组合(照片3-157)。在野外变质辉绿岩脉的风化面上,白色长板状的斜长石分布在暗色矿物之中,构成三角形和多边形的格架所组成的变余辉绿结构十分清晰。
(3)变余辉长辉绿结构(blastogabbro-diabasictexture)变余辉长辉绿结构的特征与变余辉绿结构相似,但岩石中矿物粒径较粗,长板状斜长石的自形程度比暗色矿物(多已转变为角闪石)的要好(照片1-9,3-158)。
(4)变余半自形粒状结构(blastohypidiomorphicgranulartexture)原侵入岩的半自形粒状结构经变质作用后,仍能保留原岩中斜长石呈自形、半自形的晶形,而岩石中的钾长石、石英等矿物多为半自形成他形,暗色矿物的黑云母,角闪石大多具有明显的定向排列,形成片麻状构造(照片1-10,3-68,69)。
(5)变余交织结构(blastopilotaxitictexture)也称变余安山结构。在变质安山岩基质中细小的板条状斜长石晶体定向分布在由绿泥石、阳起石、白云母(或绢云母)组成的矿物集合体中,形成变余交织结构(照片1-11)。有时原安山岩中斜长石和暗色矿物的斑晶仍能保存,也可具有变余斑状结构(照片3-65)。
(6)变余火山碎屑结构(blastopyroclastictexture)火山碎屑岩中的玻屑经变质作用形成新生变质矿物,而岩石中的晶屑和岩屑形成变余晶屑和岩屑。部分晶屑的晶形十分完整和变余斑晶十分相似,但有些晶屑呈尖锐的三角形和多边形的矿物晶屑仍能显示原火山碎屑岩的晶屑特征,形成变余晶屑结构(blastocrystalloclastictexture)(照片1-14,3-70)。
在鉴定原岩是火成岩的变余结构时,应重点观察长石的形态特征(陈曼云,1990)。其原因之一是,长石作为主要矿物(其含量一般都大于50%)广泛分布在多数火成岩中;之二是,变质成因的长石晶形与火成岩的有明显差别。由变质作用形成的长石大多呈他形粒状的晶形(除由交代作用形成的部分长石斑晶以外),在变质岩石中长石与其他矿物多呈平直、圆滑的接触界线,有时长石之间的接触边界呈120°,形成镶嵌粒状平衡结构(照片3-111)。在低级(或部分中级)变质火成岩的长石多呈自形、半自形的板状、长板状晶形,有时还能观察到斜长石中的环带状结构(照片3-68)。综上所述,利用长石晶形特征常可帮助我们判断哪些是变晶作用形成的长石,哪些是火成岩中变余的长石。至于在变质岩石中发现火成岩特有的斑状、熔蚀、辉绿、交织等变余结构更是为恢复变质岩的原岩类型是火成岩提供了十分确切的岩相学依据。
变质沉积岩和变质火成岩中的各种变余结构,大多保存在低级变质岩或很低级变质岩石中,但在部分中、高级的变质岩石中也会有少量变余结构残存(照片3-157),可能是因某些组构的特征不易被改造。这些变质岩中的变余结构,是中、深变质地体中恢复该变质岩的原岩类型很重要的证据。
吉林通化地区的透闪透辉变质石英砂岩中的石英,具有石英砂粒的外形。其原岩应是胶结物为白云质碳酸盐和硅质的石英砂岩,经中级变质作用形成透闪石和透辉石及少量细小石英,其中透闪石和透辉石分布在石英砂粒的间隙,而细小石英生长在石英砂粒的边缘上,部分改变了石英砂粒的外形特征(照片1-13)。
河北迁西太平寨地区的紫苏花岗质片麻岩中有辉绿岩脉侵入,该岩脉中的矿物除了单斜辉石和长板状的斜长石以外,尚有石榴子石,半自形长板状斜长石组成格架的变余辉绿结构清晰可见。辉绿岩脉在高级变质缺少水的流体相的条件下,大部分保持了原岩矿物和结构的特征(照片3-157)。
变晶结构(blastictexture,crystalloblastictexture)是原岩在变质作用过程中经重结晶和变质结晶作用形成的结构,也是变质岩最主要结构类型。变晶结构可分为下列几种:
(1)等粒变晶结构(equigranularblastictexture)变质岩主要矿物的粒径大致相近的变晶结构。据主要矿物粒径的绝对大小可划分为:
其中粗粒、中粒和细粒变晶结构的岩石在肉眼(可借助放大镜)分辨矿物;显微晶质变晶结构的岩石只能在显微镜下鉴别矿物;而隐晶质变晶结构的岩石,即使在显微镜下也不易鉴别矿物。
除上述变晶结构外,还有些过渡型的结构,如中粗粒变晶结构(岩石中主要矿物粒径部分在1~3mm,也有部分>3mm),中细粒变晶结构(粒径在0.1~3mm范围内)。
(3)斑状变晶结构(porphyroblastictexture)称为变斑晶(porphyroblast)的较大矿物晶体分布在称为基质(matrix)的细小矿物集合体中(照片1-15)。其特征与火成岩的斑状结构相似,两者的区别是斑晶的成因和矿物不同,变斑晶是经变质作用形成的,其矿物常是石榴子石、红柱石、蓝晶石、十字石、堇青石、硬绿泥石、钠长石等变质矿物;而火成岩中的斑晶是在岩浆中先结晶的矿物晶体,斑晶的矿物常是长石、石英、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等火成岩的主要矿物;此外,在变斑晶中常有基质矿物的包裹体,无熔蚀和暗化边等结构特征。
(1)粒状变晶结构(granoblastictexture,granularblastictexture)变质岩石主要由粒状矿物(石英、长石、方解石等)组成。如石英岩(照片3-71)、大理岩(照片3-123)等变质岩石都具有粒状变晶结构。
镶嵌粒状变晶结构(mosaicgranoblastictexture,cyclopeangranularblastictexture)粒状矿物呈多边形和圆滑状,彼此之间的接触界线较平直和圆滑(照片1-16),有时同种矿物三个颗粒之间的两面角呈120°接触(照片3-71,123,9-4)。这些结构特征,显示了晶体生长的最低表面能,也是岩石中矿物达到稳定平衡的结构型式(据Vernon,1974)。
英汉地质词典(2002)将granoblastictexture译为花岗变晶结构和粒状变晶结构,在我国很多文献著作中都使用花岗变晶结构这一译名。由于火成岩中的花岗结构和变质岩中的花岗变晶结构,在部分矿物、矿物的结晶次序和岩石中不同矿物自形程度等方面迥然不同,但两者在字义上很易混淆。尽管花岗岩的主要矿物是由粒状的石英、长石组成,但火成岩中花岗结构的含义是花岗岩中的暗色矿物结晶早,且其自形程度高,然后晶出的是斜长石(其晶形多呈半自形,个别为自形),继而是钾长石(多呈半自形及他形),最后结晶的是他形的石英。而变质岩中具有粒状变晶结构的岩石不一定是花岗质成分(如石英岩和大理岩),而且岩石中并不存在矿物先后结晶的次序及不同矿物自形程度的差异(照片1-16,3-71,111)。可见,粒状变晶结构只是显示变质岩主要由粒状矿物组成,而与花岗岩的成分和花岗结构并无关联。为了不与花岗结构的含义相混淆,本手册将这一译名采用粒状变晶结构,用以表示变质岩中主要矿物的结晶习性和晶形特征是粒状矿物组成的结构特征。
(2)鳞片(或片状)变晶结构(lepidoblasticorschistoseblastictexture)变质岩石中主要由层状硅酸盐矿物(如云母、绿泥石、蛇纹石、滑石等片状矿物)组成的结构(照片1-17,3-16)。在无应力条件下,云母等片状矿物以无方向的相互交错生长,称为交叉结构(decussatetexture)(照片1-17)。这是不同晶核向外生长时因晶面互相妨碍所致,是变质岩中片状或柱状矿物之间达到平衡的一种结构(据Vernon,1974)。
(3)柱状变晶结构(nematoblastictexture)变质岩主要由柱状矿物(如闪石类矿物、符山石、硅灰石等)组成的结构(照片1-18,19)。柱状矿物在岩石中以无方向的相互交叉生长,也形成交叉结构(照片9-5)。
(4)纤状变晶结构(fibroblastictexture)变质岩石主要由纤维状矿物(如纤维状矽线石、石棉等)组成的结构(照片1-23)。
在变质岩石中柱状及纤维状矿物集合体经常形成放射状、束状、扇形排列,形成放射状、束状及扇形变晶结构。
放射状变晶结构(radialblastictexture)由柱状及纤维状矿物集合体围绕一个中心,向四周生长的一种结构(照片1-20)。
束状变晶结构由柱状及纤维状矿物集合体围绕一个中心向一侧或两端撒开,形成蒿草束状(照片1-21)。
扇形变晶结构(fan-shapedblastictexture)由柱状、纤维状矿物从一个中心向外侧排列形成扇形(照片1-22)。
(5)角岩结构(hornfelsictexture)是一种细粒或显微晶质等粒变晶结构。岩石中矿物主要由石英、长石、云母、辉石、角闪石组成,矿物之间紧密镶嵌,一般不呈定向排列。是在无应力条件下经变质结晶和重结晶作用形成的。它是接触变质作用形成角岩的特征结构(照片1-24,5-7,8,9,13,14,16)。
在大多数变质岩石中,经常是由不同的结晶习性和晶形特征的矿物(如粒状的石英、长石和片状的云母)组成的。在描述变质岩石的主要结构时,以岩石中主要矿物的晶体形态按前少后多的次序排列,如粒状片状变晶结构、片状柱状变晶结构。
变晶结构描述时,首先要在低倍镜下较全面观察岩石中主要矿物的相对粒径是等粒、不等粒还是斑状变晶结构。对于等粒变晶结构,应测算(通过显微镜中的目镜微尺)主要矿物的粒径大小,以确定其所属的粗粒、中粗粒、中粒、中细粒、细粒、显微晶质和隐晶质等粒级的范围;其后观察岩石中主要矿物和次要矿物的晶形特征(如粒状、片状、柱状等),并按它们在岩石中的含量以前少后多的次序排列。变晶结构的描述内容是:
不等粒变晶结构的岩石:不等粒+矿物晶形特征(前少后多)+变晶结构如:不等粒柱状粒状变晶结构。
具有变斑晶的岩石:斑状变晶结构,基质结构:粒径+矿物晶形特征(前少后多)+变晶结构如:斑状变晶结构,基质结构:细粒片状粒状变晶结构;也可简写为:斑状+粒径+矿物晶形特征(前少后多)+变晶结构如:斑状细粒片状粒状变晶结构。
例如在某一变质岩石中,有石榴子石变斑晶矿物,基质矿物主要由云母组成,次要矿物是石英和斜长石,它们的粒径在0.3~1.5mm。据此变质岩的结构描述为:斑状变晶结构,基质结构:中细粒粒状片状变晶结构,或简写为斑状中细粒粒状片状变晶结构。
在变质岩结构描述中,经常存在下述错误。其一是,常把粒径大小和粒状这两个不同的含义相混淆。如在上述实例中常将基质结构描述为中细粒片状变晶结构,显示岩石中不含粒状矿物,这是与实际情况不符的错误描述。中细粒是指基质矿物粒径在0.3~1.5mm范围,而粒状是指基质矿物中有少量粒状矿物(石英和斜长石),这是两种不同的含义,所以这个粒状不能省略;其二是,在描述结构时,常把“变晶”两字遗漏,而仅描述为斑状结构或中细粒结构,致使将变质岩结构与火成岩结构相混淆。
(1)包含变晶结构(includedblastictexture)也称变嵌晶结构(poikiloblastictexture) 是在一个大的矿物晶体(变斑晶)内,包含有细粒的矿物包裹体,大的矿物晶体称为主晶(host),其中的细小矿物包裹体称为客晶(chadacryst)。按主晶中矿物包裹体的数量多少及其是否有定向排列,可分为下列四种。
包含嵌晶变晶结构(includedpoikiloblastictexture)矿物包裹体数量较少,呈不规则无方向分布于变斑晶矿物中(照片1-25)。
筛状变晶结构(diablastictexture)变斑晶矿物中矿物包裹体很多,无方向分布,形如筛网状(照片1-26)。
残缕结构(helicitictexture)变斑晶矿物中矿物包裹体定向排列,断续分布(照片1-27)。
据残缕结构和旋转结构中矿物包裹体的排列方向与岩石中基质叶理方向之间的关系,可以帮助判别变斑晶矿物与构造变形之间的先后序次。
(2)穿插变晶结构(interpenetrationblastictexture)两种矿物相互穿插,组成嵌晶体,它们分别有其各自的光性特征(如颜色、干涉色和消光位等)(照片1-30,31)。
变质岩中矿物之间的变质反应不彻底,在早期的被反应矿物的周围,有晚期的反应生成矿物。这类结构称为变质反应边结构(metamorphicreactionrimtexture),也称反应边结构(reactionrimtexture),有的文献统称为冠状结构(coronatexture)。主要有以下几种:
环状(collar)结构也称环礁状结构(atolltexture)和护城河状(moat)结构早期被反应的矿物几乎完全被晚期一种生成矿物所包围的反应边结构(照片9-15,17,18)。
冠状结构(coronatexture)被反应早期矿物的周围有两种或两种以上的晚期生成矿物呈环状分布的反应边结构(照片1-32)。
后成合晶结构(symplectictexture)被反应的早期矿物周围,有两种或两种以上的晚期细小的生成矿物呈密切交生状生长的反应边结构,也称为后成合晶交生(symplecticintergrowth)(照片1-33,34)。
由于变质反应边结构不仅有早期被反应矿物的残留,还有晚期经变质反应形成的矿物围绕其生长,是变质岩石经受不同变质条件改造的依据,也是该变质地体中变质作用的部分演化历史的记录。
上述包含变晶结构和变质反应边结构只发育在变质岩的矿物之间,在多数情况下通常只是在描述矿物时作为变质岩石局部结构来叙述,一般不作为变质岩的主要结构。只有在特殊情况下,如榴辉岩中的绿辉石和石榴子石大部分或全部被晚期的闪石类矿物和斜长石呈蠕虫状交生所置换,形成后成合晶结构时,才作为变质岩石的主要结构。
交代结构(metasomatictexture)是指岩石中的一种矿物或矿物集合体被另外的矿物或矿物集合体取代,在取代过程中有物质成分的交换和结构的改组。常见的交代结构有以下几种。
交代残余结构(metasomaticrelicttexture)也称交代残留结构。在交代过程中,变质岩中原先矿物的一部分,被另一矿物或矿物集合体取代。这些原先的矿物呈零星不规则状晶体,残留在晚期的新矿物之中,这些残留的矿物还保持着同一光性特征和解理(照片1-35,39)。
交代假象结构(metasomaticpseudomorphictexture)当交代作用较彻底时,原先的矿物全部被新的矿物或矿物集合体所取代,但仍保留原矿物的晶形,有的还保留原先矿物的解理痕迹(照片1-36,37,38)。
交代蠕虫结构(metasomaticmyrmekitictexture)在交代作用中形成的新矿物在原先矿物晶体中呈细小的蠕虫状嵌晶产出。最常见的是在斜长石和钾长石接触带附近的斜长石晶体的边缘带中,有石英呈细小蠕虫状嵌晶,这些细小的石英嵌晶具有相同的干涉色和消光位。也称为交代蠕英结构(照片1-40,41)。
交代条纹结构(metasomaticperthitictexture)交代条纹是在钾长石晶体中包裹了细小的不规则状的斜长石晶体,两者呈交生产出,它们都具有各自的光性特征。有时这些不规则的斜长石条纹还与被交代的斜长石残余晶体相连。这是晚期钾长石交代早期斜长石形成的交代残留的条纹长石(照片1-43,44)。但也有的交代条纹长石是晚期的斜长石沿着早期的钾长石的解理、缝隙方向进行交代的结果。
交代反条纹结构(metasomaticantiperthitictexture)其特征与交代条纹长石相似,两者的区别是斜长石晶体中包裹了细小不规则的钾长石条纹(照片1-45)。
交代蚕蚀结构(metasomaticcorrosiontexture)具有交代关系的两种矿物之间的接触界线很不规则,呈锯齿状或港湾状,故也称交代港湾结构。通常接触界线的尖角指向被交代的早期矿物。在钾长石交代斜长石时,经常出现这种结构,它标志着轻度的交代作用。
交代净边结构(metasomaticedulcorationbordertexture)在与钾长石相接触的蚀变较强烈的斜长石边缘,有一条清洁的边称为净边(照片1-42)。干净边缘部分的斜长石的折光率比中心部分的要低,干涉色稍高,可能是含有较多的钠长石或钾长石分子。
新生成的矿物沿原矿物的边界、解理和裂缝交代生长,将原矿物阻隔成不规则的棱角状或圆滑状的残留碎块,形成交代网状结构(metasomaticnettedtexture),也称交代网脉结构(metasomaticnetworktexture,照片3-248)。
在同一块变质岩石中,可能有多种交代结构同时存在,如交代残留和交代假象结构,交代净边、交代蚕蚀、交代条纹和交代蠕虫等交代结构经常在同一岩石中出现。在气液变质岩中经常发育各种交代结构。
主要结构和局部(或次要)结构在不同的变质岩石中也不相同。在变质的沉积岩和火成岩中主要结构是各种变余结构,它是各类变质的沉积岩和火成岩基本名称的主要依据之一,但岩石中也会有变晶结构,应属于局部(或次要)结构。在大多数变质岩石中,主要结构是变晶结构,是按矿物粒径,晶形特征(按前少后多)的次序排列命名的,在这些岩石中出现的少量变余结构(如砂粒、变余斑晶等)、矿物之间包裹关系的结构、变质反应结构及交代结构,显微变形结构等,大多都属局部(或次要)结构。在具有碎裂结构、糜棱结构和交代结构的碎裂岩类、糜棱岩类和气液变质岩类中,还应注意观察原岩结构的保留程度,如变形作用和交代作用较轻,原岩结构保留较多时,则以原岩结构为岩石的主要结构,而碎裂和交代等结构成为局部结构。如变形作用或交代作用较强,形成碎裂岩、糜棱岩和××化岩时,则岩石中残余的原岩结构,属于局部结构。
综上所述,变质岩的主要结构和局部(或次要)结构的判别,要依据变质岩中的具体特征而确定。但变质岩石的部分局部结构中,经常提供原岩类型、矿物形成的先后次序、变质作用温度和压力变化、变质矿物与变形作用等有关信息,这些局部结构是研究变质岩成因和演化历史的岩相学依据,应加以重视。
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