变质岩实验.docx

1、变质岩实验变质岩实验一、变质岩岩石学实验课的总要求在观察、描述方法上和内容上变质岩与岩浆岩有许多类似之处，比如，同样要求描述岩石的颜色、结构、构造、矿物成分及其百分含量等等。但需要注意的是：变质岩与岩浆岩 的形成条件和形成方式差别很大，所以看起来类似的矿物特征与结构特征，其所代表的成因意义却是截然不同的。变质岩岩石学实验课的基本要求：1、掌握常见变质岩特征矿物肉眼下和显微镜下的鉴定特征，学会判断变质岩的结构类型，正确地给变质岩定名；2、学会对各种不同成因类型的变质岩进行观察和描述，掌握各种类型的代表性岩石及其描述重点；3、了解恢复变质岩原岩的分析途径与手段；4、初步了解变质岩矿物共生分析的工作

2、方法，学会确定变质作用的变质相，变质作用期次及其过程。变质岩岩石学实验课安排（14 学时）：1、接触热变质岩 4 学时2、区域变质岩 8 学时3、动力变质岩 2 学时变质岩实验课内容较多，因此，希望同学们认真预习，提高实验课学习效率。上课要带岩石学教科书和本实习指导书。课上要抓住重点仔细观察，认真记录。并充分利用本指导 书和有关材料进行思考，善于发现问题，逐步提高分析问题和解决问题的能力。二、变质岩中主要矿物特征变质岩的矿物成分是变质岩进行分类和命名的基础，也是推断变质岩原岩类型、变质作用的物理化学条件及变质过程的基础。因此，变质矿物的研究具有非常重要的意义。 变质岩中矿物，除了五大类造岩矿物

3、即石英、长石、云母、角闪石、辉石之外，还有一些特征的铝硅酸盐变质矿物如：红柱石、蓝晶石、夕线石、硬绿泥石、堇青石、十字石、石榴石等。同是云母、角闪石和辉石，这些矿物在岩浆岩中的特征和变质岩中的特征也有差异。变质岩中特征矿物的化学成分和主要鉴定特征参见附表1。对于常见的变质矿物要求学生掌握下列基本特征：1、矿物的手标本和显微镜下鉴定特征；2、矿物的化学成分特征；3、与相似矿物的区别及矿物的次生变化特征；4、矿物的可能形成条件。每次实习的记录要妥善保存，以备在后面观察同类变质岩时参考。三、变质岩的结构与构造变质岩的结构和构造是变质岩形成的历史记录。所以结构和构造可以帮助了解变质岩的形成过程及其所经

4、历的变质作用类型、变质程度等；同时可以帮助恢复变质岩原岩特征；此 外，结构和构造还是变质岩定名的重要依据之一。一）、变余结构、构造的观察变余结构是指变质程度较低，变质不完全，而残余原岩的部分矿物和结构。一般地说接触变质岩比区域变质岩更易于出现变余结构和构造；轻微变质的岩石比中高级变质岩石更易于保存变余结构和构造；但某些原岩较为粗大的岩石中在中高级变质作用下 也可以得以保存原岩结构和构造。变余结构和构造的命名原则是：在被保存的原岩结构构造名称前加“变余”二字。（1）变质的岩浆岩中常见变余斑状结构、变余辉绿结构、变余花岗结构、变余火山碎屑结构、变余气孔构造、变余杏仁构造等。观察变余结构，要宏观和微

5、观相结合，标本和薄片反复对照。在含有大个长石晶体的岩石中，要着重观察长石晶体的自形程度，在变质岩中除了混合岩的某些交代斑晶较为自形以外，大部分长石变晶都是他形的，所以如果是在变质岩（不是 混合岩）中发现自形长石斑晶或者自形长石的某种假象集合体，那么这种变质岩的原岩可能为岩浆岩。对绢云母片岩等浅变质岩中较粗大的石英，要注意其形态是否保存双锥体的断面轮廓，有无变余熔蚀的特征等。如果存在这些特征，说明原岩为石英斑岩或其他酸性火山岩。对于变余气孔、杏仁构造，要注意杏仁体有否同心圈层，有否气孔壁的残余等加以佐证，防止将假气孔、假杏仁当成真的。（2）沉积变质岩中常见变余碎屑结构、变余泥质结构、变余层理构造

6、、变余结核、变余波纹、变余递变层理、变余斜层理等。变余岩屑、变余韵律微层、变余细小副矿物集中成层分布，结合成分特征常可有效地确定沉积变质岩及其原岩类型。要注意：变质分异造成假层理，由应变滑劈理或破辟理造成的假斜层理，由压碎作用造成的假碎屑结构，由变质聚结造成的假砾岩等。这些在变质岩中颇为常见，要防止鱼目混珠。二）、变晶结构构造的观察变晶结构是变质作用进行较为彻底的岩石所具有的结构，变晶结构的描述常常从不同的侧面来进行，如：变晶粒度大小、变晶形态、变晶间的相互关系等方面。为了与岩浆岩类似 的结构构造相区别，常在结构二字之前加“变晶”二字。变晶结构主要是按变质岩中矿物的形状来描述，常按一定顺序，含

7、量多的矿物放在后面。例：白云母变粒岩的结构是： 细粒鳞片粒状变晶结构十字石云母石英片岩： 斑状变晶结构，基质为细粒鳞片花岗变晶结构，变斑晶十字石具有筛状变晶结构。变晶结构观察中要注意：（1）变晶结构是变质过程中结晶或重结晶而形成的，是固态下同时生长的，因此矿物间的相对大小，自形好坏，包裹关系等有它自身的意义，如结晶能力的大小决定自形程度， 矿物晶核的数目多少、物质供应是否充足决定矿物的相对粒度等等。他们不能反映矿物的结晶顺序。(2）由于变质作用不彻底或多种变质的迭加，变晶结构和其他类型结构可互相渗透，岩石总体为变晶结构的，不排斥局部为变余结构、压碎结构或反应交代结构，在变晶结构中 应注意发现变

8、余结构的痕迹，例如石榴石变晶中的残余结构，显示了变余层理及早期岩石受力的状况。（3）注意变晶矿物间的反应和世代关系，例如后成合晶结构反映矿物之间发生的变质反应关系（图1）。 图1反应边（冠状体）结构示意图(a) A+B=C; (b) A+B=C+D; (c) A+.=B+.; (d) A+Q=C+D 四、变质岩的命名原则（一）对于变质作用轻微，变质岩原岩结构、构造仍能确切辨认，能够恢复其原岩的变 质岩，变质岩命名原则是：在其原岩名称前加“变质”二字作为前缀，即：“变质”+原岩 名称，如变质砂岩，变质枕状玄武岩等。（二）对于原岩结构、构造没有保留的变质岩命名的基本原则是：次要矿物主要矿物基本名称

9、，且含量多的矿物离基本名称近。矿物含量为510时前面加“含”。但对于特征变质矿物当其含量小于5%时，才在其 前冠以“含”字；矿物含量10时直接参加命名。岩石命名时，矿物名称可以缩写，一般可以缩减一个字至两个字，用两个字为宜。如黑 云母缩写为“黑云”，紫苏辉石缩写为“紫苏”，钾长石与斜长石含量相近时，可称“二长” 等。25，含片状、柱状矿物较少，片状、柱状矿物定向排列。(6)混合岩（migmatite）:混合岩是变质岩向岩浆岩过渡的一种岩石类型，混合岩由基体 （substrate）和脉体（vein material）或新成体（neosome）和古成体(paleosome)两个基本组 成部分构成。

10、基体是角闪岩相或麻粒岩相变质岩，代表混合岩原岩，脉体是长英质或花岗质 物质，代表混合岩中新生的部分。基体与脉体的空间排布方式决定了混合岩构造特点。最常 见的混合岩有角砾状混合岩、眼球状混合岩、条带状混合岩和云染状混合岩（云染岩）等4 类。(7)大理岩（marble）：岩石一般为无色，粒柱状变晶结构，块状构造，主要由方解石、 白云石等矿物组成，含量大于50。原岩是石灰岩或白云岩，如果原岩成分不纯，则变质 形成大理岩中可含少量镁橄榄石、钙铝榴石、透辉石等硅酸盐矿物，这种大理岩可称斑花大 理岩(calciphyre)。如果硅酸盐矿物含量很大超过了碳酸盐的含量，则属钙硅酸盐粒岩类(calcsilica

11、te fels)。大理岩多半是块状构造的，但可承袭原岩的层理而具有条带状构造。(8)石英岩（quartzite）：粒状变晶结构，块状构造。是石英砂岩或燧石重结晶的产物， 主要由石英所组成，含量大于85。颗粒细而均匀的石英岩俗称“油石”，可做高级磨料； 不纯的石英岩常常含有白云母、绿泥石和少量不透明矿物如镜铁矿、磁铁矿等。多数石英岩 是块状构造的，但如变质过程中有应力参与时，则具片状构造，可称片状石英岩。(9)绿岩（greenstone）:为细粒低级变质的镁铁质岩石，绿色，具块状构造、变余枕状构 造或变余杏仁构造，片理不发育。主要由钠长石、绿帘石、阳起石和绿泥石组成。其原岩主 要为基性火成岩。(

12、10)角闪岩(amphibolite)：岩石一般为深色，多具柱状变晶结构，块状构造、片状构造、 片麻状构造或条带状构造，主要由普通角闪石和斜长石组成，一般情况下两类矿物含量大致 相等，称为斜长角闪岩。如果岩石中斜长石含量很少或不存在，主要由角闪石构成时称角闪 石岩(hornblendite)；如果片理发育，线理显著，则可称角闪片岩；反之，如果斜长石含量超 过角闪石而岩石中又含显著的石英，且具片麻状构造者，则称角闪斜长片麻岩，无石英者， 可称浅色斜长角闪岩。(11)麻粒岩(granulite)：麻粒岩是指经受了麻粒岩相变质作用的长英质、镁铁质及超镁铁 质变质岩。一般为细粒到中粒粒状变晶结构，块状

13、或片麻状构造，主要由长石及铁镁矿物（紫苏辉石、透辉石及石榴石）组成，含或不含石英。麻粒岩中常含有透镜状石英颗粒集合体(即所谓“圆盘状石英”)。(12)榴辉岩（eclogite）：岩石主要呈深红色，粒柱状变晶结构，主要由绿辉石和石榴子 石两种矿物所组成的高压基性变质岩。榴辉岩中还可以出现石英、蓝晶石、斜方辉石、金红 石及柯石英等。榴辉岩可依据其中出现的特征原生矿物进一步命名，如柯石英榴辉岩、蓝晶石榴辉岩和 斜方辉石榴辉岩等。(13)变粒岩(leptynite)：主要为中细粒等粒变晶结构，块状构造，有时具有不显著的面理 或弱的片麻状构造。是一种主要由长石、石英所组成的岩石，其中长石含量一般大于石英

14、含 量，暗色矿物含量小于30，又称长英粒岩。暗色矿物小于10者称为浅粒岩（Leptite）， 对于其中有紫苏辉石或石榴子石等矿物者，其变质程度已达麻粒岩相，应称麻粒岩。(14)紫苏花岗岩（charnockite）：紫苏花岗岩是含紫苏辉石的中酸性岩石，它们有和麻粒 岩一样的矿物成分，却有和岩浆岩一样的结构、构造和外貌，有时甚至有岩浆岩的产状。常 具有花岗结构，片麻状构造，主要由紫苏辉石、石榴石、角闪石、黑云母、微斜长石、条纹 长石、斜长石及石英组成。紫苏花岗岩经常与麻粒岩相变质岩紧密伴生，是深部地壳的一个 重要组成部分。(15)角岩（hornfels）：是接触变质中特有而且常见的岩石，细粒粒状变

15、晶结构或斑状变 晶结构，肉眼下一般为致密均匀的块状构造。主要由细粒长石、石英、云母及角闪石等组成， 角岩中由于矿物颗粒较细，致密坚硬，不具定向构造，表面光滑，很象“牛角”，因此得名。 一般按斑晶矿物可进一步命名，如红柱石角岩、堇青石角岩等。(16)玻化岩（buchite）:在岩体与围岩接触带靠近岩体一侧围岩中由于变质温度很高，且 冷却速度很快的情况下，大部分物质来不及结晶而形成玻璃。这种在岩体边部且全部由玻璃 组成的岩石叫玻化岩。(17)糜棱岩（mylonite）：是动力变质岩的典型岩石之一。细粒至微细基质含量50-90%。 具显著剪切面理，可称糜棱面理。糜棱面理与韧性剪切变形的运动学图象相适

16、应。基质之间 为未受塑性变形的原岩物质称为“残斑”。残斑矿物因流变学性质不同有着不同形态。原岩 中石英晶粒易于因晶内塑性拉长呈扁豆状甚至呈纹带状，长石类多呈透镜状，常沿内部解理 移动形成多米诺骨牌一样的构造，可借以判定局部剪切作用的方向。云母，角闪石的残斑常 被拉断呈布丁或成鱼状，称“云母鱼”。残斑矿物晶内常有塑性变形，如石英残斑中的变形 纹、变形带和“毕姆纹”，其他矿物残斑也有明显的晶内塑性应变如波状消光、机械双晶、双晶页理和解理的弯曲、扭折以及晶粒边缘的颗粒化等现象。 (18)碎裂岩（cataclasite），碎裂岩不同于糜棱岩，成因上以脆性变形为主。岩石无明显 的定向构造。碎基含量50-

17、90%，主要碎裂物质粒径在0.1-0.5mm 之间。碎斑矿物常见显微 裂隙等脆性破裂的特征，重结晶作用相对微弱。六、变质岩鉴定报告的要求1 、手标本观察和描述标本编号和产地（1）岩石的颜色指岩石的总体颜色，描述时不仅要描述颜色种类，还须描述岩石的 深浅，如暗黑色，浅肉红色。有时岩石新鲜面和风化面的颜色得分别描述。（2）矿物成分可分为特征变质矿物、主要矿物和次要矿物。特征变质矿物应描述其 晶形、颜色、光泽、解理、硬度、大小和含量。对主要矿物则简要描述其主要特征、大小和 含量。矿物颗粒大小是指矿物平均粒度大小，也可指矿物粒度变化范围；对于斑状变晶结构 的岩石，变斑晶与基质特征分开描述并估计其含量。

18、（3）结构构造根据岩石中矿物颗粒大小和形态特征，确定岩石的结构；根据岩石中 矿物空间排列的特征，确定岩石的构造。观察变质岩构造特点时要注意岩石有无定向性、有 无条带或细脉等。（4）其它特征如岩石中矿物次生蚀变等。（5）岩石定名2、显微镜下观察和描述薄片编号（1）矿物成分每种矿物分别描述各自的最主要鉴定特征、形态、大小、百分含量、 与其他矿物的关系及次生变化等。对薄片中特征变质矿物或未知矿物应作系统的光学特征的描述，其内容是： 单偏光下晶形、颜色（多色性和吸收性）、突起、解理（几组、解理完全程度）及解 理夹角。正交偏光下最高干涉色级和色序、消光类型、消光角数值（只能在定向切面上测得，并应在锥光系

19、统下检查该切面是否是定向切面，应写明是哪个结晶轴与哪个光学主轴之间的 夹角），如蓝晶石的消光角CNg=30（是在锐角等分线的切面上测得）、延性符号和双晶特征。 锥光下轴性、光性符号、2V 大小。对岩石中常见的矿物成分，则描述其最主要的光性特征，一般不需要描述锥光系统的光 学特征。用显微镜的目镜微尺测量矿物颗粒大小，估计岩石中矿物含量。（2）结构构造根据岩石中矿物颗粒大小及其形态特征定出主要结构，详细描述矿物之间的相互关系和 矿物受应力作用影响而呈现的局部结构等特征。描述岩石中矿物空间排列分布的特征以反映 岩石的构造。（3）其它特征有关退化变质、叠加变质等现象。（4）岩石的详细定名。（5）成因分

20、析：根据重结晶程度、矿物共生组合、特征变质矿物等分析变质相条件。根据可能存在的变余结构构造特征、矿物共生组合的化学类型、特征变质矿物的 化学成分来判断可能的原岩类型。（6）岩石素描图素描图共有两种，一种是局部素描，重点表示矿物之间的关系，或 特殊足够的特征；另一种是镜下岩石素描图。绘图时应注意选择有意义和有代表性的局部视 域；应显示出矿物的基本而明显的镜下特征，如突起、晶形、解理、双晶等，并注明矿物代 号；矿物之间的接触关系；矿物的含量比例；单偏光和正交偏光的选择。在素描图下应说明 岩石名称、图中反映的问题、偏光情况、视域直径、产地（资料来源）等。七、鉴定变质岩应注意的问题变质岩是不同原岩经各

21、种变质作用后形成的产物。同一原岩经受不同的变质作用可形成 不同的变质岩；同时，在相同的变质条件下，由于原岩不同也可形成不同的变质岩。这些都 对变质岩的准确定名带来困难。尽管如此，在变质岩鉴定中，还是有一些准则可以遵循的， 只要掌握其变化规律，对变质岩的鉴定是很有帮助的。1、首先应该掌握各大类变质岩的主要特征（包括矿物成分、含量、结构、构造和定名 原则）。这是鉴定变质岩的基础。2、在变质岩命名时，首先应该鉴定岩石中主要矿物成分。对大多数变质岩来说，主要矿物不外乎石英、长石、云母、角闪石、辉石、碳酸盐矿物等。确定了岩石的主要矿物成分 和含量，也就等于确定了变质岩的基本名称（即岩石大类）。3、遇到不

22、认识的特征变质矿物时，可利用矿物共生组合的规律，判断可能出现哪些变 质矿物，尽量缩小要鉴定矿物的范围。如原岩为富铝系列变质岩时其特征变质矿物可能有红 柱石、蓝晶石、夕线石、十字石、石榴子石、堇青石、硬绿泥石等。然后，根据岩石的变质 程度和矿物共生组合规律，再进一步鉴别。如低级变质岩石中可能有硬绿泥石、石榴子石； 中级变质岩石中低压条件下可能有红柱石、堇青石；中压条件下应有蓝晶石、十字石和石榴 子石等矿物；高级变质岩石中可能有夕线石、堇青石、石榴子石和紫苏辉石等。4、岩石的定名原则变质岩石定名原则主要是：次要（特征变质）矿物+主要矿物+基本名称。而对于有些 特殊的定名原则，如麻粒岩中暗色和浅色麻

23、粒岩的含义和区别，应与其它岩石的定名原则区 分开来。5、除了准确鉴定和命名变质岩以外，在显微镜下还应注意矿物之间的关系。矿物之间 平衡和不平衡关系对划分变质作用期次，确定平衡矿物共生组合具有非常重要的意义。总之，鉴定变质岩，必须多观察，多实践，多思考，不断总结其主要鉴定特征。八、变质岩岩石学实验课具体安排 实验一、接触热变质岩动力变质岩气液变质岩(手标本) 一、目的了解接触热变质岩动力变质岩气液变质岩手标本的基本特征、描述方法以及特 征变质矿物在肉眼下的主要鉴定特征。学会变质岩手标本描述方法。二、内容和要求1. 实验材料(1) 红柱石角岩；(2) 糜棱岩；(3) 构造角砾岩；(4) 石榴石透辉

24、石矽卡岩；(5). 云英岩；(6) 蛇纹岩2. 要求(1) 认识特征变质矿物红柱石、石榴石及透辉石；(2) 学会变质岩的分类命名原则和方法(3) 学会观察接触热变质岩的特征和描述方法；(4) 学会观察糜棱岩及构造角砾岩的构造特征和描述方法。三、提示矿物肉眼的主要鉴定特征可参考附录一。实验二、接触热变质岩（显微镜） 一、目的了解接触热变质岩的基本特征、主要内容和共生分析方法。二、内容和要求1. 实验材料(1) 堇青石角岩；(2) 硅灰石大理岩2. 要求(1) 认识特征变质矿物堇青石、透闪石及透辉石在显微镜下特征；(2) 学会观察堇青石角岩和透闪石大理岩的结构、构造特征；(3) 掌握描述接触热变质

25、岩的方法。三、提示1. 堇青石角岩整个岩石的结构为斑状变晶结构，基质结构为角岩结构；2. 堇青石和长石的最主要区别是具有特征的三连晶或六连晶。 板岩是富铝系列低级变质岩；具有典型的板状构造，常保留有变余层理构造；常具有变余（粉砂）泥质结构和变余火山碎屑结构；主要矿物为隐晶质粘土矿物，次要矿物可以有绢云母、绿 泥石、石英和长石。定名原则： 颜色 + （成分） + 板岩例如：黑色炭质板岩，紫红色板岩千枚岩富铝系列低级变质岩，比板岩的变质程度略高，岩石具有典型的千枚状构造，变余构造也经常存在，主要为显微鳞片变晶结构，有特征变质矿物出现时为斑状变晶结构，基质结构主要为显微鳞片变晶结构。定名原则：颜色

26、+ 特征变质矿物 + 次要矿物 + 主要矿物 + 千枚岩例如：灰绿色石榴绢云母千枚岩、灰绿色绿泥石绢云母千枚岩云母片岩主要是低中级变质的富铝变质岩，变质程度比千枚岩高。典型片状构造；矿物粒度比千枚岩的粗，常具斑状变晶结构，基质主要为细-中粗粒粒状鳞片变晶结构，有的为细-中粗粒鳞片粒状变晶结构。主要矿物：白云母、黑云母和石英。一般情况：白云母+黑云母30%，长石25%，石英长石，次要矿物为长石。特征变质矿物：硬绿泥石、红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、石榴石等，常以变斑晶形式出现。定名原则：特征变质矿物 + 云母种类 + 片岩例如：十字石榴黑云母片岩根据云母的种类分为黑云母片岩、白云母片岩和二云母

27、片岩三种类型，有特征变质矿物时，在其前面加上特征变质矿物名称。富铝片麻岩富铝片麻岩是片麻岩类中的一种重要类型，属于富铝系列的高级变质岩。岩石具有片麻状构造；中细粒-粗粒鳞片粒状变晶结构，斑状变晶结构，反应边结构，包含变晶结构等。主要矿物：钾长石，石英和黑云母。长石25%，黑云母 K2O.（2）矿物成分主要矿物有绿泥石、绿帘石、阳起石、斜长石、角闪石、单斜辉石、斜方辉石和石英；可见方解石和石榴石。（3）原岩类型主要是基性的深成岩、火山岩、火山凝灰岩、基性岩屑砂岩、铁质白云质泥灰岩。（4）铁镁质系列变质岩主要岩石类型：绿片岩/蓝片岩/斜长角闪岩/麻粒岩/榴辉岩等绿片岩：岩石呈(暗)绿色，是铁镁系列的低级变质岩。片状构造；细粒粒状鳞片变晶结构或细粒片状柱状变晶结构等；可见变余结构和变余构造，如变余火山碎屑结构，变余斑状结构；变余气孔构造等。矿物组成：绿色矿物50%；主要矿物为绿泥石、绿帘石、阳起石、钠长石；次要矿物可以有石英和方解石等。定名原则：颜色+次要矿物+主要绿色矿物+片岩例如：绿色绿泥石片岩斜长角闪岩：是铁镁系列中高级变质岩，比绿片岩的变质程度高。块状构造、片麻状构造、条带状构造或片状构造；细-粗粒粒状柱状变晶结构或柱状粒状变晶结构。矿物组成：暗色矿物=50-90%。主要矿物：斜长石+