接触变质作用及接触变质岩.ppt

变质岩岩石学 第六章 接触变质作用 及接触变质岩,本章重点,1. 掌握接触变质作用的概念； 2. 掌握接触变质岩一般特征； 3. 掌握两类接触变质岩的主要鉴别特征。,本章难点,1. 接触变质岩的识别标志； 2. 热接触变质岩与区域变质岩的鉴别特征。,6 接触变质作用及接触变质岩,6.1概述 1概念 接触变质作用（contact metamorphism） 在岩浆作用影响下，围岩受岩浆散发的热量及挥发分的影响，发生重结晶或变质结晶，有时伴有交代作用的过程。,6.1概述,接触变质作用的主要制约因素是温度、挥发分。 温度的变化来自于岩浆热影响，使围岩产生重结晶或变质结晶； 开放条件下，岩浆的挥发分主要以流体势差（压力差、浓度差）影响围岩化学成分变化，即产生交代作用。 因此，接触变质作用可进一步细分为三种。,6.1概述,1）热接触变质作用 （contact thermal metamorphism） 围岩仅受岩浆温度的影响而产生重结晶和变质结晶的过程。 在该作用过程中，挥发分仅起到溶剂、催化剂作用；围岩在变质过程中化学成分基本不变，故形成的变质岩与原岩为等化学系列； 其变质因素主要是T，而P、C为次要的。,6.1概述,2）接触交代变质作用 （contact metasomatic metamorphism） 围岩受岩浆温度、挥发分的影响，使接触带附近的岩浆体与围岩之间产生交代作用，发生化学成分改变和重新组合的一种变质作用。 该作用最显著的特点是成分的重组，形成与岩浆体或围岩不同的成分组合，以变质结晶、交代和充填结晶构成新的岩石。 该过程的变质因素主要是T、C，故变质过程为开放体系。,6.1概述,3）高热（烘焙）变质作用（pyrometamorphism） 火山岩浆与围岩接触时产生的高温变质作用。 该作用与热接触变质作用类似，但温度更高。 结论 接触变质作用是产生在岩浆与围岩的接触带，故为一种局部变质作用，一般温度为300800（高热变质作用的温度可达900以上），压力0.020.3GPa。,6.1概述,2接触变质岩 按照接触变质作用类型主要有两类： 1）热接触变质岩（contact thermal metamorphic rock）： 由热接触变质作用（包括高热变质作用）形成的变质岩。 2）接触交代变质岩（contact metasomatic metamorphic rock）： 由接触交代变质作用形成的变质岩。,6.1概述,接触交代变质岩与气液交代变质岩（后续详述）均为以交代作用为主要变质方式形成的变质岩，其过程为T、C主导的开放体系。 基于上述特点，在有的变质岩分类中，将接触交代变质岩与气液交代变质岩合并在一起，统称为交代变质岩。 本次教学体系中，两者分别讲授，在岩石认识时放在一起，便于对比和鉴别。,6.2热接触变质岩及变质相、带,1分类和定名 总的原则与区域变质岩相似。 1）分类从等物理及等化学系列的原则出发，同时考虑产物特点（表61）。 2）定名仍以矿物组合及结构、构造的特点，加上基本名称。,6.2热接触变质岩及变质相、带,未完待续,6.2热接触变质岩及变质相、带,未完待续,6.2热接触变质岩及变质相、带,完,6.2热接触变质岩及变质相、带,2基本岩石类型及特征 1）斑点板岩 具板状构造，板理可为继承性的，也可是岩浆侧向压力较大时形成的；常为变余结构。 少量新生矿物为雏晶，呈斑点状、不定向分布（与变质分异的成核作用有关）；岩石总体结晶不完全，保留较多原岩特征。 常为泥质岩石热变质程度较低时形成的产物。 不定向的斑点状新生矿物是热变质的鉴别标志。,6.2热接触变质岩及变质相、带,2）角岩 角岩（细显微晶质的（鳞片）粒状变晶）结构，常为块状构造，岩石致密坚硬。 进一步定名按矿物组合，如：长英质角岩、堇青石角岩，等。 原岩常为泥、砂岩，火山岩等。 该类岩石为最常见的一类热接触变质岩，以其特殊的结构与其他岩类区别。,6.2热接触变质岩及变质相、带,堇青石角岩,变斑晶堇青石,变基质具角岩结构,6.2热接触变质岩及变质相、带,3）（接触）片岩、片麻岩 其组成特征（矿物成分、结构、构造）基本同区域变质的片岩、片麻岩，但成因不同。 定向构造可能是继承性的（如区域变质的千枚岩再热变质），也可能是岩体侵位时侧向挤压（原岩为非变质的块状岩石时）而形成。 可从岩石组合、产状和分布与区域变质的相似岩类区别。,6.2热接触变质岩及变质相、带,4）大理岩、石英岩 仍与区域变质的相似，但成因不同。 5）极轻度热接触变质岩 一般在原岩特征基础上有热接触变质现象，定名时则在原岩名称前，冠以 “变质” 或 “角岩化” 修饰，如：“角岩化泥岩、变质细砂岩” 等。 热接触变质岩最重要的特点是产于岩体外侧，并具有特殊的产状和分布特点，即构成热接触变质晕。,6.2热接触变质岩及变质相、带,透辉石符山石大理岩,6.2热接触变质岩及变质相、带,3热接触变质带（晕） 1）概念 热接触变质带（晕） （aureole of contact metamorphism）： 由于温度梯度效应，热接触变质程度不同的岩石（在平面上）以岩体为中心呈环带状顺序分布而构成的变质带。 一般变质程度高的离岩体近，向外直至过渡为未变质的围岩；热接触变质带的界线在地质上具有等温线的意义，即同一带内的岩石为等物理系列。,6.2热接触变质岩及变质相、带,2）影响（热接触变质带宽度、形态及其变质强度的）因素 岩浆岩体的成分：主要是挥发分的性质、含量，组分活动性、温度和含量高，变质带就宽； 岩体冷却深度和速度：一般冷却深度大，缓慢，变质带就宽； 侵入体体积和热容量：体积大，热容量就大，有利于变质带发育；,热变质P、T变化,6.2热接触变质岩及变质相、带,围岩成分和性质：泥质岩、碳酸盐岩热敏性好，易发生热接触变质；颗粒细，孔隙度大者易发育，而长英质岩发育差； 岩体形态、接触面及与围岩产状关系：接触面缓，与围岩走向垂直时，易发育变质带。,6.2热接触变质岩及变质相、带,3）热接触变质带的划分 热接触变质带的分带现象反映了变质强度在空间上的变化，划分的主要依据有： 某些岩石类型中，特定变质矿物或特定变质矿物组合的首次出现（见表61）； 岩石结构、构造的改变。 一般情况下，变质带的划分应以反应灵敏的原岩（泥质岩、碳酸盐岩）为依据。,6.2热接触变质岩及变质相、带,4）研究意义 认识控制因素，发展变质理论； 利用晕带判断隐伏岩体位置，大小、形态等，为地调、找矿提供更多信息； 热接触变质作用是某些矿床（如刚玉、红柱石、硅灰石）的成矿控制条件。,6.2热接触变质岩及变质相、带,4接触变质相 从变质相本质的角度说，接触变质相与低压型区域变质相相似，但接触变质相的决定因素是温度，其地热梯度60/km，且分布局限。 接触变质相由低到高分为三个相（表61）： 1）钠长绿帘角岩相 T300450（P一定时T变化范围50），P0.050.4GPa，大致相当于铁质堇青石、黑云母在外带形成的最低温度。,6.2热接触变质岩及变质相、带,2）（普通）角闪角岩相 T350750，P0.050.35GPa，以绿帘石消失，普通角闪石出现，斜长石号码突变（An5到An20）为标志；P一定时，T范围为250。 3）辉石角岩相 T6001000，P0.020.35GPa，以角闪石分解，辉石形成为代表。 此外，还有一个透长石相，但只形成于淬火条件下，其T9451005，P0.020.08GPa，极少见。,6.3接触交代变质岩,1接触交代变质作用的特点 1）控制作用的主导因素是T、C，故在重结晶、变质结晶的同时伴随交代作用。 2）一般该作用产生于挥发分不易散逸的中等深度，挥发分从残余熔浆中 “再沸腾”（由于P的降低导致挥发分升温从熔浆中分离），可能成为超临界溶体，故又具有气成水热（接触）变质作用特点。,6.3接触交代变质岩,3）这种作用不仅在围岩（外接触带）中产生，也在侵入体边部（内接触带）产生。 4）侵入体、围岩性质及成分、接触带形态、裂隙等构造条件是作用产生的地质条件。一般在宽缓接触面，裂隙等发育的中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触部位最易形成这类岩石，也是最常见的接触交代变质岩，称为矽卡岩。,6.3接触交代变质岩,2矽卡岩及其类型 1）概念 矽卡岩（skarn） 中酸性侵入岩与碳酸盐岩，有时与凝灰岩等接触时产生接触交代变质作用而形成的岩石。 矽卡岩产于特定的接触条件，其组分来自于岩体和围岩，交代反应生成物的构成其矿物组合，该组合通常为不平衡的组合。,6.3接触交代变质岩,2）矽卡岩的分类 在岩石学中通常按矿物成分分类。此外还有： 按化学成分和矿物成分分为：钙质矽卡岩、镁质矽卡岩；也是最常见的分类之一。 按产出于接触带的部位分：内矽卡岩、外矽卡岩；此种分类主要与矿产有关。 按矿物组合特点及成因分：干矽卡岩、湿矽卡岩；主要与温度和流体含量有关。,6.3接触交代变质岩,3）主要矽卡岩类 钙质矽卡岩 为最常见的矽卡岩类，主要由钙质石榴石辉石等钙铁硅酸盐矿物组成的岩石，形成于中浅深度；普遍含高温气成矿物（电气石、白云母等）和热接触变质矿物（硅灰石、透闪石等），晚期可出现绿色矿物及金属矿物（硫化物及氧化物）。 岩石外表（颜色、结构、构造）变化复杂，常为粗粒，斑杂状；比重较大，多含金属矿物，矿物分相带较清楚，为中酸性侵入岩与石灰岩接触处形成。,6.3接触交代变质岩,绿帘石石榴石矽卡岩,6.3接触交代变质岩,镁质矽卡岩 以广泛出现富镁硅酸盐矿物及组合为特点，为中酸性侵入岩与白云岩接触处形成。 岩石基本构成特点类似于钙质矽卡岩。 该类较少见，但其成矿特点比较重要。 详细内容在矿床学及相关资料中介绍。,6.3接触交代变质岩,3矽卡岩成因 1）矽卡岩的分带 按产出位置分带：外带（靠围岩一侧），内带（靠侵入体一侧）； 按矿物相分带或岩石分带：如石英闪长岩透辉矽卡岩石榴石矽卡岩硅灰石矽卡岩大理岩石灰岩； 按交代带分：有三种类型，即岩浆型矽卡岩带，脉状矽卡岩带，变质矽卡岩带。,6.3接触交代变质岩,2）矽卡岩的成因特点 矽卡岩的产状受构造及接触带特点控制，一般为似层状、扁豆状、脉状等不规则状； 一般认为矽卡岩的形成时间与侵入体固结同时或稍晚； 形成深度12km，温度200800；,6.3接触交代变质岩,矽卡岩的形成过程是双交代作用，对围岩一般是CO2，CaO或MgO的带出，Fe、Si、Al的带入；对侵入岩是CaO或M