变质岩肉眼鉴定和描述

变质岩肉眼鉴定和描述,第1张

变质岩的肉眼观察和描述方法也与其他岩石相似,其主要内容为矿物成分、结构、构造等,而这些也是变质岩命名的主要根据。

1变质岩肉眼鉴定观察内容

(1)矿物成分。在观察变质岩时,除含量最多的主要造岩矿物应注意观察外,更要注意对变质矿物的观察。这是因为变质矿物能反映出变质前原始岩石的化学成分,能够帮助我们恢复和判断它是由什么岩石变来的,如红柱石(Al2O3·SiO2)的存在说明此种岩石在变质前是富含Al2O3的泥质岩,其次它可以反映出变质作用过程中的物理化学条件,帮助我们分析和判断变质作用的性质和变质程度的深浅。如蓝晶石和红柱石的化学成分是一样的,但蓝晶石一般仅出现在区域变质的岩石中,而红柱石则主要出现在接触热变质的岩石中。

图11-29 千糜岩

(2)结构构造。变质岩结构的观察是根据矿物颗粒的大小、形状以及自形程度等方面来进行的。在观察时,要注意岩石的结构类型(变晶结构、变余结构、碎裂结构等)。这在判断岩石的变质类型和变质作用程度方面起重要作用。尤其是变余结构和一些特殊结构,对于我们解决变质岩的形成历史和恢复原始物质成分方面往往具有重要意义。变质岩构造的观察主要根据矿物颗粒的排列方式,分为块状构造与定向构造(如片状、片麻状、眼球状等),其次是矿物成分或结构的不同部分在岩石中的分布状况(如带状和斑点状等)。

结构和构造在变质岩定名时起很重要的作用,如具有片麻状构造的岩石叫片麻岩,具片理构造的岩石叫片岩等。此外,变质岩的产状及其上下岩石的特征也是重要观察内容。

2变质岩肉眼鉴定描述方法

(1)颜色。指岩石总体的颜色(如灰色、浅绿色等)。

(2)矿物成分。要描述肉眼及用放大镜可见的矿物成分。如有变斑晶,则先描述变斑晶,然后再描述基质部分。如无变斑晶,则按矿物百分含量多少的顺序先后一一加以描述。其中对变质矿物更要注意描述。

(3)结构构造。如岩石同时具有几种结构特征时,应指出它们之间的相互关系,并加以综合。例如:某一岩石按颗粒的相对大小而言是斑状变晶结构,但基质部分为鳞片变晶结构,则此岩石的结构应描述为“基质具鳞片变晶结构的斑状变晶结构”。又如岩石是由大部分的鳞片变晶和部分的纤维变晶所组成,则此岩石的结构应称为“纤维鳞片变晶结构”等等。另外,也要注意描述岩石中矿物颗粒的绝对大小。

(4)岩石的断口(如贝壳状、平坦状、参差状等)、光泽(如闪光的、暗淡的等)。

(5)其他特点。如细脉穿插、小型褶皱、产状特点,风化程度等。

(6)岩石名称。

3变质岩肉眼描述举例

红柱石角岩

深灰色。岩石为斑状变晶结构,基质为细粒变晶结构。变斑晶为长柱状红柱石,深灰色,在新鲜的岩石断口处变斑晶和基质很难区别,只有在岩石风化面上由于变斑晶较基质的抗风化力强而显露出来。柱长5~10mm不等,横断面近方形,由于风化光泽暗淡。基质主要由05mm左右的细粒矿物组成,因颗粒细小,除黑云母外其他很难鉴别,块状构造。

4主要变质岩肉眼鉴定表(表11-1)

表11-1 主要变质岩肉眼鉴定表

续表

本章小结

1具面理构造的区域变质岩从低级变质到高级变质的典型岩石类型依次为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩;无(弱)面理构造的区域变质岩的主要岩石类型有长英质粒岩、角闪质岩、麻粒岩、榴辉岩等。

2片岩是中级变质程度的区域变质岩,具典型的片理构造。片麻岩是变质程度较高的区域变质岩,粒度一般比相应的片岩稍粗一些,具典型的片麻状构造。

3蓝闪石片岩是高压变质作用的产物,外观呈黄绿、蓝绿色,具片状构造,含特征变质矿物蓝闪石,硬柱石等。蓝晶石片岩也是高压变质岩石,具片状构造,主要由蓝晶石和滑石组成。

4混合岩以普遍发育交代现象而区别于区域变质岩。混合岩通常由基体和脉体两部分组成。基体一般是铁镁质的,颜色较深,脉体一般是长英质的,颜色较浅。基体与脉体常以不同比例、不同形式,相互混合、交织形成各种类型的混合岩。

5混合花岗岩是混合岩化作用最强烈的一类混合岩,有人称为混合岩化的极端产物,脉体与基体已难以区分。其岩性与岩浆成因的花岗岩极为相似,其中暗色矿物隐约显现断续定向的构造特征。

6接触变质岩的特征变质矿物主要是红柱石、堇青石、硅灰石、石榴子石等。

7大理岩是由石灰岩、白云岩等碳酸盐岩经区域变质作用或热接触变质作用而形成的变质岩石。主要由方解石、白云石等碳酸盐类矿物所组成,具等粒变晶(花岗变晶)结构,块状构造。

8常见的矽卡岩是酸性或中酸性岩浆侵入到石灰岩中经接触交代作用形成的。主要由石榴子石(钙铝榴石-钙铁榴石)、辉石(透辉石-钙铁辉石)、符山石、方柱石、硅灰石等富钙的硅酸盐矿物组成。

9蛇纹岩是一种主要由蛇纹石组成的变质岩,是典型的气水热液变质产物。一般呈隐晶质致密块状,质较软,略具滑感,常呈灰绿、黄绿至暗绿色,颜色分布不均匀而显示斑块状或网状构造。

10糜棱岩是经强烈破碎、塑变作用所形成的岩石。在磨碎的基质中有时残留有稍大的石英、长石单个晶粒(或两者集合的碎屑),常构成“眼球”状构造。

1片岩中的片理是如何形成的形成片理的片状和柱状矿物有哪些

2片麻岩的矿物成分和结构构造特点是什么与片岩有什么不同

3榴辉岩代表什么特殊的变质条件

4混合岩中的基体和脉体各是什么特征

5何谓网状-树枝状混合岩何谓眼球状混合岩

6什么是接触变质晕典型的接触变质岩有哪些

7大理岩、矽卡岩的矿物成分特点分别是什么

8蛇纹岩通常是由什么原岩变质来的什么矿物最易受蛇纹石化

9糜棱岩、千糜岩的结构构造和组分特征是什么

地球上的石头(岩石)总的来说可被归为三大类:沉积岩、岩浆岩、变质岩。沉积岩是原有的岩石在地表风化了以后,经过再次沉积后,再经过胶结和压实后形成的岩石,生物化石就是保存在沉积岩中。岩浆岩是上地幔中的岩浆顺着岩石圈的裂缝上升至地表冷却或喷出后形成的岩石。变质岩是原先存在的岩石受到构造作用或岩浆活动的影响,它所受的压力和温度的改变,使它内部的成分也发生变化,从而形成新的岩石。根据沉积岩的成分、颗粒又可将其分为碳酸盐岩、磷块岩、铁质岩、粘土岩、泥岩、砂岩、砾岩、角砾岩等。根据岩浆岩的内部矿物成分及颗粒大小,又可将其分为橄榄岩、玄武岩、闪长岩、闪长玢岩、安山岩、粗面岩、花岗岩等。根据变质岩的结构、组分及构造等,又可分为板岩、片岩、片麻岩、糜棱岩、角闪岩、石英岩、千枚岩、角岩、变粒岩、大理岩等。青金岩 菱锰矿 蔷薇辉石 方纳石 孔雀石 萤石 方解石 黄铁矿 符山石 堇青石

岩石和石头其实有区分的,岩石可以有冲击岩 火山岩 石英岩 沉积岩等等,以上十种属于可以用作首饰加工类的岩石或者宝石。 祝你好运

前人对区域变质岩的分类研究较深入,做了很多工作,提出过不少有关区域变质岩的分类方案,但在目前尚未有一个为各国地质学家认可的、比较全面的区域变质岩分类方案。程裕淇等(1963)认为区域变质岩石的分类必须考虑:①原岩的特点———可能推测的生成条件和物质成分,残留的结构构造;②变质岩的物质成分、构造、结构及演变趋势;此外,有时也需考虑到产状及其他区域性的地质条件。

(一)区域变质岩分类简介前人曾提出的区域变质岩分类方案,有Spry(1969)区域变质岩的结构分类表,Hejtman(1977)含长石的区域变质岩岩相学分类表等,由于上述分类表中的内容不够完全,而使这些分类方案未被广泛应用。

王仁民王仁民,1973区域变质岩定量矿物分类的建议,地质研究,第五期(1973)提出常见区域变质岩定量矿物分类命名的图解,图解由双三角形组成,双三角形角顶的端员分子由Q(石英)、F(长石)、C(碳酸盐矿物)和M(云母和角闪石等暗色矿物)组成。该分类图解中划定长英粒岩(变粒岩、麻粒岩)与长石片麻岩的成分界限,如将片麻岩的分界线界定在长石含量>25%,云母、角闪石等暗色矿物的含量为15%~40%(60%);变粒岩(麻粒岩)的界线为暗色矿物在5%~15%之间,长石含量>25%。以此,在图解中厘定了变粒岩、麻粒岩与片麻岩之间的界线。但在定量矿物分类图解中没有高压、超高压变质条件下形成的蓝闪片岩、榴辉岩等岩石,图解中没有显示鉴别变质岩石重要依据之一的组构特征,而且在使用这一图解时需要估算变质岩石中Q,F,C,M等矿物的含量、并通过计算及在图解中投影等较繁琐的操作,致使该分类图解未能被大多数学者应用。

格鲁宾曼(Grubenmann,1904)提出的以变质岩石的原岩类型和化学成分将变质岩分为十二大类(等化学系列),并按变质作用强度(深度带)划分为深带、中带和浅带(等物理系列)三个变质带,而将变质岩石分别置于分类表的相应位置。程裕淇等(1963)提出“常见区域变质岩石分类表草案”(表3-1),按变质岩的原岩类型和化学特征划分为九大类,每一大类又分别按变质相和变质亚相划分具体岩石类型,将混合岩化岩石也相应地归纳到各大类的变质岩中,并提出一整套变质岩的划分和命名原则,这些区域变质岩的分类命名原则一直是我国各省、市、自治区应用的区域变质岩分类表和变质岩石命名的基础,在我国变质岩石学发展中具有指导作用。贺同兴等(1980,1988)提出“常见区域变质岩分类表”(表3-2),表中按变质岩的原岩类型及化学特征分为五个变质岩类型,并按变质级分为低级、中级和高级的变质岩,以此作为区域变质岩分类的简明总结。在上述以等化学系列、等物理系列和原岩类型及化学特征为基础的区域变质岩分类表中,原岩成分大致相似的化学类型变质岩类,随着变质程度的增加其矿物和岩石类型也相应变化的规律,在分类表中得到较好的显示。但是作为鉴别变质岩石的重要标志的变质岩组构,在上述区域变质岩的分类表中没有相应的位置,此外,在分类表中缺少了很低级变质岩和具有变余组构的变质岩石(或很少提及)。

岩石类型原岩类型及化学特征低级变质岩中级变质岩高级变质岩千枚岩 云母片岩类(泥质变质岩)泥岩、泥质粉砂岩。以富 Al$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@ O$lt@sub$gt@3$lt@/sub$gt@ 贫 CaO为特征,一般K$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@ O>Na$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@ O,FeO,MgO不定板岩、千枚岩、钠长绿泥绢云片岩白云母片岩、黑云母片岩、二云片岩、石英云母片岩(可含铁铝榴石、十字石、硬绿泥石、堇青石、红柱石、蓝晶石等)黑云母片岩黑云母片麻岩(可含石榴子石、矽线石、堇青石等)斜长片麻岩变粒岩 石英岩类(长英质变质岩)各种砂岩,粉砂岩及部分页岩,中酸性火山岩及火山碎屑岩变质砂岩、粉砂岩、砂质板岩片理化硬砂岩、变质流纹岩、英安岩及凝灰岩,石英绢云千枚岩(片岩)、钠长绢云千枚岩(片岩)、钠长绿泥绢云片岩、石英岩、浅粒岩黑云母变粒岩及少量细粒黑云母片麻岩(可含石榴子石等),黑云母斜长片麻岩角闪黑云母斜长片麻岩、云母石英片岩、斜长云母片岩黑云母石英片岩、石英岩、长石石英岩、各种浅粒岩含黑云母和(或)角闪石的片麻岩及变粒岩(浅色麻粒岩)黑云母石英片岩及石英岩(可含石榴子石、矽线石、堇青石等)大理岩 钙镁硅酸盐岩类(钙镁质变质岩)各种碳酸盐类沉积岩(包括泥灰岩、钙质页岩等)。以富含 CaO,MgO 为特征大理岩(可含石英、绿泥石、蛇纹石、滑石等),钙质千枚岩方柱大理岩,透闪大理岩、白云质大理岩(含钙铝榴石、符山石、帘石及云母等)大理岩。钙质云母片岩(含透辉石、阳起石、透闪石、帘石、云母等)、钙镁硅酸盐变粒岩金云母透辉大理岩、镁橄大理岩,钙质片麻岩(含透辉石、方柱石及基性斜长石等),辉闪斜长变粒岩绿片岩 斜长角 闪 岩 类(基性变质岩)基性火山岩、凝灰岩、多杂质白云质灰岩。以FeO、MgO、CaO 高,SiO$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@ 较低,Na$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@ O>K$lt@sub$gt@2$lt@/sub$gt@ O为特征钠长绿泥片岩、绿帘绿泥片岩、钙质钠长绿泥片岩、阳起片岩、绢云绿泥片岩等斜长角闪岩(可含绿帘石、透辉石、铁铝榴石等)角闪变粒岩角闪石英片岩角闪片岩钙质角闪片岩斜长角闪岩角闪石岩角闪片岩角闪辉石变粒岩及紫苏麻粒岩、角闪二辉麻粒岩等榴辉岩及榴闪岩一部分滑石 蛇纹石片岩类(镁质变质岩)超基性岩及部分不纯的白云岩。以富含MgO为特征蛇纹片岩、滑石片岩、滑菱片岩、直闪绿泥片岩(片状)角闪石岩、直闪片岩及榴闪片岩等辉石岩角闪石岩橄榄石岩(据贺同兴等,1980,1988)(据贺同兴等,1980,1988) (二)本手册推荐的主要区域变质岩分类表方案在程裕淇等(1963)和贺同兴等(1980,1988)区域变质岩分类表的基础上,作者以四类变质级变质岩、物质成分(六种化学类型变质岩类和矿物)及以构造为主的组构特征等变质岩分类三要素为基础,编制了“主要区域变质岩分类表”(表3-3)。与前人的分类表相比增加了组构、很低变质级变质岩及在变质岩框格中的主要矿物和特征变质矿物。根据“主要区域变质岩分类表”,确立了撰写区域变质岩的次序和内容,也成为鉴定区域变质岩石的总框架。

本手册的“主要区域变质岩分类表”中,纵向左侧第一列是化学类型变质岩类(泥质变质岩类、长英质变质岩类、钙质变质岩类和钙镁硅酸盐变质岩类、镁铁质(基性)变质岩类、镁质(超镁铁质)变质岩类),纵向左侧第二列是上述变质岩类相应的矿物。分类表横向第一行是按温克勒的变质级以温度递增由左向右依次为很低级变质岩、低级变质岩、中级变质岩和高级变质岩,它们之间以实线分隔。在每一变质级的岩石中按变质岩组构特征划分为,具有明显定向组构的片状、片麻状(在很低级和低级变质岩中还有板状和千枚状)构造,弱定向或不定向的弱片麻状和块状构造。在很低级和低级的变质岩石中,还列入了变余组构(有的变余组构在中级变质岩,个别甚至在高级变质岩石中仍有残留),在同一变质级岩石中,不同组构之间用虚线分隔。据变质岩石中矿物共生组合判别其变质程度,并结合岩石的组构特征和矿物可在分类表该变质级岩石中、找到相应框格所限定的变质岩的名称,在有的变质岩的下方还标有可能存在的矿物名称。考虑到榴辉岩形成的温度范围很宽,故将榴辉岩分别列入很低级、低级、中级和高级变质岩的框格中。在自然界中,由于温度升高,部分蓝闪石转变为阳起石,形成蓝闪片岩向绿片岩渐变过渡(照片3-179,180),故在镁铁质变质岩类的很低级变质岩和低级变质岩之间以虚线分隔,显示两者之间的这种关系。

综上所述,本手册编制的主要区域变质岩分类表的特点是:

(1)分类表中包括了化学类型变质岩类、变质级变质岩、矿物和组构特征等变质岩分类的主要基础。

(2)分类表中加入了很低级变质岩和具有变余组构的变质岩石,使区域变质岩分类表的内容更完善。

(3)在高压变质条件下形成的蓝闪片岩和榴辉岩在分类表中都有其相应的位置。

(4)分类表中包含了自然界中主要的区域变质岩石。

大理岩是由石灰岩、白云质灰岩、白云岩等碳酸盐岩石经区域变质作用和接触变质作用形成,主要由方解石和白云石组成,因产于中国云南大理而得名。

大理岩主要用作雕刻和建筑材料,常用于建造纪念碑、铺砌地面、墙面、雕刻栏杆等。

一般大理岩中含有少量的其他变质矿物,属于碳酸盐类石材,其主要成分以碳酸钙为主,约占50%以上,由于原来岩石中所含杂质不同(硅质、泥质、碳质、铁质、火山碎屑物质等),及变质作用的温度、压力、水含量等差别,伴生矿物也不同。如:

由较纯的碳酸盐岩石形成的大理岩中,方解石、白云石占90%以上,有时可含很少的石墨、白云母、磁铁矿、黄铁矿等,在低温高压下方解石可转变成文石;

由含硅质的碳酸盐岩石形成的大理岩中,在中、低温时可含有滑石、透闪石、阳起石、石英等,在中、高温时可含有透辉石、斜方辉石、镁橄榄石、硅灰石、方镁石等,在高温低压条件下可出现粒硅钙石、钙镁橄榄石、镁黄长石等;

由含泥质的碳酸盐岩石形成的大理岩中,在中、低温时可含有蛇纹石、绿泥石、绿帘石、黝帘石、符山石、黑云母、酸性斜长石、微斜长石等,在中、高温时可含有方柱石、钙铝榴石、粒硅镁石、金云母、尖晶石、磷灰石、中基性斜长石、正长石等。

预习内容

区域变质作用的概念、区域变质岩的类型及特征、不同变质相的主要岩石类型。

实验目的及要求

1掌握区域变质岩常见岩石的基本特征、物质组合及结构构造特征。

2掌握各类岩石的分类命名原则与定名方法。

3了解区域变质岩的原岩建造。

实验内容

1肉眼识别主要的变质成因矿物:沸石、绿泥石、绿帘石、石榴子石、蓝晶石、硬柱石、矽线石、透闪石、硬绿泥石等。

2熟悉埋藏变质岩、造山变质岩、混合变质岩类中主要的岩石类型———板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、大理岩、混合岩的基本特征。

3区域变质岩的分类命名方法。

实验指导

一、区域变质岩的分类和命名

与化学分类和物理分类不同,岩相学分类是基于岩石的矿物成分、结构构造等岩相学特征把岩石划分成不同类型,不同岩石类型有不同的基本名称。与火成岩和沉积岩的岩相学分类不同,在变质岩分类中,常可找到一些名称是基于岩石构造的,如片岩;而另一些则基于矿物成分,如大理岩。这是地质学家约定俗成的结果。一些教科书中,仅以简单的列表介绍变质岩岩石名称。

变质岩岩相学分类方案有两类:一类建立在矿物成分基础上称为矿物学分类,通常限于结晶质的区域变质岩,用矿物含量在双三角形分类图解上的投影点位置得出岩石的基本名称,称为矿物学分类,最著名的是Winkler(1976)的分类;另一类主要考虑结构构造,用岩石最显著的结构构造等特征划分岩石的基本类型,称为结构分类,Best(1982)的分类和Raymond(1995)的分类是结构分类的代表。由于矿物学分类基本名称采用片岩、片麻岩等结构构造名称,会出现岩石名称与岩石构造不符合的问题。而结构分类中岩石的基本名称与结构构造等最显著的特征一致,容易掌握,便于野外工作。近十年来国外岩石学教材均采用变质岩的结构分类,已成为变质岩岩相学分类的主流,因而我们亦采用变质岩的结构分类。所有分类在命名岩石时都遵循以下两个原则:①“以矿物名称+基本名称命名岩石,基本名称前矿物以含量多少为序排列,含量高的矿物靠近基本名称”的原则,基本名称前不同矿物之间在英文文献中通常用连字符“-”隔开,如Gt-Ch-Ms-Qschist(石榴子石-绿泥石-白云母-石英片岩);②当岩石的变余结构构造非常发育,原岩十分清楚时,则以“变质(meta-)××岩”命名之,其中“××岩”是原岩名称,如变质长石砂岩、变质砾岩、变质玄武岩、变质辉长岩等。

我们建议的变质岩岩相学分类是在Best(1982)和Raymond(1995)的分类基础上拟定的。把变质岩分为面理化和无面理至弱面理化两大类。进一步按结构构造和矿物成分特征划分基本类型。该分类像Raymond分类一样,力图最大限度地反映基本岩石类型的岩相学特征,同时又像Best分类一样,避免使用不常用的岩石名称。分类中保持了板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等基本名称的构造定义,也保持了大理岩、石英岩、蛇纹岩、榴辉岩等基本名称的矿物成分定义。一些岩石类型如片岩、角岩中,列出了一些有特殊定义的亚类名称,如绿片岩、蓝片岩、钙硅酸盐角岩、钠长-绿帘角岩等。值得特别指出的是,粒岩或××岩岩类的定义范围较宽,其中具花岗变晶结构者称粒岩,具其他结构者称××岩。前者相当于Raymond的“花岗变晶岩”,后者相当于他的“横交变晶岩”。粒岩或××岩的这个宽松的定义的方便之处是使我们可以用它来命名其他基本名称不好命名的岩石。如由蓝晶石、绿泥石、白云母组成的无面理岩石,叫蓝晶石-绿泥石-白云母片岩显然不合适,可叫做蓝晶石-绿泥石-白云母岩。由刚玉、正长石组成的具花岗变晶结构的岩石,可称为刚玉-正长石粒岩等。

区域变质岩是由区域变质作用形成的一大类岩石,是变质岩中分布最广、成因复杂、岩石类型繁多的一类变质岩。

对区域变质岩的分类,从不同的研究角度有不同的分类方案。从岩石学的角度则是以体现变质程度的变质构造为前提的分类,即由板状-片麻状构造所体现的变质程度由浅到深进行分类,详见表16-1。

表16-1 区域变质岩的分类简表

区域变质岩的命名是在以构造所体现的基本岩类的基础上按主要组分或组合矿物的种属及其含量比,遵循“少前多后”的基本原则来命名。在命名中,一般矿物(非特殊矿物)当其含量大于20%则参与命名,小于10%则不参与命名,对具有特殊意义(如成矿、变质相的典型指示相矿物等)的矿物(如石墨、蓝闪石等),尽管其含量小于10%甚至5%,均应视研究的需要参与命名。

二、区域变质岩主要影响因素

区域变质岩是温度和压力共同作用于区域岩石而变质形成的,典型的、代表特定温度和压力条件的矿物种类和构造、结构(对混合岩尤其)是确定岩类的重要标志,是分析岩石成因—大地构造条件—乃至成矿条件的重要依据。

三、常见区域变质岩的类型及主要特征

板岩 多具变余结构、变余构造及板状构造。它主要由页岩、粉砂岩及凝灰岩经非常低级的变质作用而成,矿物成分只有部分重结晶,极细粒,肉眼难以鉴别;岩石具完好的平面面理,面理主要由极细粒绿泥石,或云母等片状矿物平行排列而成,几乎无光泽,与页岩比较具有明显的“粗糙”感和“坚硬”特征。

千枚岩 具细粒鳞片变晶结构,千枚状构造,与板岩相比,千枚岩中矿物如云母和绿泥石等颗粒加粗,片理面上显示丝绢光泽。主要由细小的绢云母、绿泥石、黑云母、钠长石及石英组成。

片岩 岩石中片柱状矿物含量较多,片柱状矿物定向排列组成显著面理。片岩中片状和柱状矿物之和一般大于15%,而长石含量一般小于25%。且岩石中常常发育有线理,粒度比板岩、千枚岩粗,因此单个矿物颗粒能用肉眼鉴定,可与千枚岩相区别(千枚岩中矿物不能用肉眼鉴定)。

蓝片岩 含蓝闪石片岩的总称。一般具细粒鳞片变晶结构或纤状变晶结构,片状构造。主要由蓝闪石、硬柱石、硬玉及文石等高压低温矿物组成,可含绿纤石、红帘石、硬绿泥石、阳起石、绿帘石、钠长石、石英等。

片麻岩 是一种长英质变质岩,具有断续的面理即片麻状构造,颗粒较粗(一般大于1mm),长石含量>25%,含片状、柱状矿物较少,片状、柱状矿物定向排列。

大理岩 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,则变质形成的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。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。

大理岩 多半为块状构造,但可承袭原岩的层理而具有条带状构造。

石英岩粒状变晶结构,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。多数石英岩为块状构造,但如变质过程中有应力参与时,则具片状构造的,可称片状石英岩。

绿岩 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。

角闪岩 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,主要由角闪石构成的,称角闪石岩;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。

麻粒岩 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—中粒粒状变晶结构,块状或片麻状构造,主要由长石及铁镁矿物(紫苏辉石、透辉石及石榴子石)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”)。

榴辉岩 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。

变粒岩 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,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。

紫苏花岗岩 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、石榴子石、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,是深部地壳重要的组成部分。

混合岩 混合岩是变质岩向岩浆岩过渡的一种岩石类型,混合岩由基体和脉体或新成体和古成体两个基本组成部分构成。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。

四、区域变质岩中常出现的变质矿物的鉴定特征

尖晶石 MgAl2O4等轴晶系

肉眼下鉴定特征:绿色、蓝色、黑色、褐色,{111}不完全解理。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,淡绿或淡褐色,极高正突起(n=171~183),糙面显著,无解理,均质体,在钙镁质变质岩中与透辉石、金云母等共生。

石榴子石 M2+3R3+2[SiO4]3M(Ca2+,Mg2+,Fe2+,Mn2+)

R(Al3+,Fe3+,Cr3+)等轴晶系

肉眼下鉴定特征:颜色变化较大,常呈红褐色、玫瑰色、黄绿色及黑色,常呈菱形十二面体、四角三八面体。断口为油脂光泽,无解理,硬度大。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,粉红色或黄褐色,等轴粒状或不规则粒状,极高正突起(n=171~189),糙面显著,无解理,具裂纹,通常为均质体。含钙石榴子石常见光性异常,可见Ⅰ级灰干涉色、锥状双晶和由不同干涉色交替组成的同心环带状构造。二轴晶,2V一般比较小。钙质石榴子石多产于大理岩和矽卡岩中。铁铝、镁铝榴石多见于区域变质岩中,常呈筛状变晶,含有大量包裹体。

方柱石 (Na,Ca)4[Al(Al,Si)Si2O8]3(Cl,CO3,SO4)四方晶系

肉眼下鉴定特征:无色,灰色,少数呈天蓝色和浅红色,晶体呈柱状。集合体为不规则粒状,{100}解理完全,{110}解理中等。

偏光镜下鉴定特征:柱状或粒状晶体,单偏镜下无色或混浊状,低中正突起,柱面解理,平行消光,负延性,双折率随成分而异:最高干涉色Ⅰ级灰白(钠柱石)-Ⅱ级顶部(钙柱石,随钙柱石成分增加而干涉色增高),有时可见斑点状干涉色。横断面呈正方形(晶形完好),其中{100}两组正交解理较完全,但也可见{110}的解理。在该切面上可测得一轴晶负光性。

符山石 Ca10(Mg,Fe)2Al4[SiO4]5[Si2O7]2(OH,F)4四方晶系

肉眼下鉴定特征:黄褐色或淡绿色,而红色或蓝色很少见,柱状、粒状或放射状集合体。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,浅绿、淡棕色,具有多色性,高正突起,干涉色极低,常见褐色或蓝色异常干涉色,同一切面有时干涉色也并不均匀,有时见环带构造。一轴晶负光性,有时见光性异常变为二轴晶负光性或正光性。

刚玉 Al2O3三方晶系

肉眼下鉴定特征:**、红色、绿色、紫色、蓝色、棕色及黑色。桶状、柱状、锥状及腰鼓状。晶面上常见有斜的或横的条纹。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色或浅蓝色,无解理,有裂开,高正突起,Ⅰ级灰干涉色,但由于硬度大,薄片不易磨薄,可达Ⅱ级蓝干涉色,一轴晶负光性,常见于SiO2不足的岩石中。

绿泥石 (Mg,Fe)4Al2[AlSi3O10](OH)8单斜晶系

肉眼下鉴定特征:绿色、暗绿色,片状、鳞片状集合体,{001}解理完全,硬度小。

偏光镜下鉴定特征:片状或鳞片状集合体,单偏光镜下不同程度的浅绿色,有弱多色性,低正突起,片状,一组解理完全。有两种不同的切面:一种切面正交或斜交{001}解理,呈长条状,具明显的绿-浅**多色性和一组完全解理;另一种切面与{001}平行,绿色,多色性不明显,无解理。2V较小,近平行消光,二轴晶光性正负都有,延性与光性符号相反。斜绿泥石干涉色Ⅰ级灰-黄,经常可见聚片双晶;叶绿泥石有墨水蓝或锈褐色异常干涉色。

硬绿泥石 (Mg,Fe)2(Al,Fe3+)Al3O2[SiO4]2(OH)4单斜晶系

肉眼下鉴定特征:呈暗绿色,晶体为板状,几何体呈束状、放射状,断面呈六边形及菱形,{001}解理完全,硬度5~6,接近或稍大于小刀。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下呈片状或蒿束状集合体,灰蓝色至暗绿色,有多色性,晶体中有时有石英及炭质包裹物构成砂钟构造。高正突起,纵切面呈板条状,一组完全解理,最高干涉色Ⅰ级橙红,斜消光,消光角a∧Np=3°~30°,负延性。经常具有简单双晶或聚片双晶。横断面六边形或菱形,干涉色Ⅰ级暗灰,无解理。二轴正晶,2V=36°~60°。

黑硬绿泥石 K(Al,Fe3+,Fe2+,Mg)4[Si4O10](OH)2·2H2O单斜晶系

肉眼下鉴定特征:呈暗褐色,片状,集合体呈束状和放射状。

偏光镜下鉴定特征:片状集合体,单偏镜下暗褐至亮黄强多色性,(-)2V小,这些都与黑云母极其相似,区别是:黑硬绿泥石底面解理较差,还有一组{001}相垂直的断断续续{010}解理;(-)2V=0°~40°,变化范围大于黑云母;黑硬绿泥石突起比黑云母高,为中-高正突起。

绿帘石 Ca2Fe3+Al2[Si2O7][SiO4]O(OH)单斜晶系

肉眼下鉴定特征:草绿色及暗绿色,沿b轴延长呈柱状,晶面有纵纹,集合体呈放射状及粒状,{001}解理完全,{100}解理次之。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下浅黄-黄绿色,多色性显著,极正高突起,垂直柱面方向晶形完好时呈六边形,两组解理夹角65°。Ⅱ-Ⅲ级鲜艳干涉色,在同一切面上干涉色不均匀,有时呈环带状,干涉色为Ⅰ级时,经常出现灰蓝、姜黄等异常干涉色。柱状切面平行消光,延性正负不定,其他切面斜消光,消光角a∧Ng=25°~30°。二轴晶负光性,(-)2V大。

黝帘石和斜黝帘石 Ca2Al3[SiO4][Si2O7]O(OH)斜方晶系/单斜晶系

肉眼下鉴定特征:呈浅灰色或灰绿色,其他特征与绿帘石相近。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下均无色,高正突起,Ⅰ级干涉色,α-黝帘石Ⅰ级灰,β-黝帘石Ⅰ级灰白-Ⅰ级黄,斜黝帘石不超过Ⅰ级黄,这几种黝帘石均有异常干涉色。黝帘石与斜黝帘石区别在于:①黝帘石为平行消光,斜黝帘石为斜消光;②黝帘石2V较小,斜黝帘石2V较大。

蓝晶石 Al2SiO5三斜晶系

肉眼下鉴定特征:浅蓝色,风化后呈灰白色,长柱状或长板状,解理{100}完全、{010}中等。硬度因方向而异,在解理最发育的{100}面上平行晶体延长方向为45(小于小刀),垂直晶体延长方向则为6(大于小刀)。上述特征为肉眼鉴别蓝晶石的重要标志。

偏光镜下鉴定特征:无色,有时略呈淡蓝色,高正突起,沿c轴延长柱状集合体柱面有(001)横裂开,c∧Ng≈30°,底面上,Np几乎⊥(100)解理,因此呈近平行消光(不像红柱石、透闪石那样呈对称消光),干涉色Ⅰ级顶部,(-)2V大,正延性。

矽线石 Al2SiO5斜方晶系

肉眼下鉴定特征:浅**,浅褐色,风化面灰白色。个体较大者呈细长柱状、针状,但多为纤维状或毛发状集合体。﹛010﹜解理完全,在柱状晶面上可见到纵纹。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,常呈纤维状,束状集合体,{010}柱状切面无解理,{001}裂开发育,使晶体呈“竹节”状,干涉色Ⅰ级紫红-Ⅱ级蓝绿,正延性;⊥c轴横切面近方形,具特征的对角线方向解理,Ⅰ级灰干涉色。中正突起,平行消光,二轴晶正光性,(+)2V<30°。

阳起石 Ca2(Mg,Fe)5[Si8O22](OH)2单斜晶系

肉眼下鉴定特征:浅绿色、暗绿色,长柱状、针状,集合体为放射状。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下浅绿色-无色多色性,柱状、纤维状或放射状集合体,中正突起,横断面具角闪石式解理。最高干涉色Ⅰ级顶部-Ⅱ级中部,斜消光,c∧Ng=11°~15°。正延性,有时具双晶。二轴晶负光性,2V较大。

透闪石 Ca2Mg5[Si8O22](OH)2单斜晶系

肉眼下鉴定特征:白色或浅灰色,晶体呈长柱状、针状,集合体为放射状、纤维状。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,柱状或放射状集合体,中正突起,c∧Ng=16°~21°。其他特征与角闪石类矿物一致。

蓝闪石 Na2(Mg,Fe)3Al2[Si4O11]2(OH)2单斜晶系

肉眼下鉴定特征:蓝闪石和青铝闪石以其颜色呈暗蓝色与其他角闪石相区别。

偏光镜下鉴定特征:多色性特殊:Ng—深蓝色,Nm—红紫色,Np—无色或浅黄绿色,正吸收。干涉色Ⅰ级,常因自身颜色影响而不易判别。消光角小:c∧Ng=4°~14°。正延性,二轴晶负光性,(-)2V较小,为12°~65°。

十字石 (Mg,Fe2+)2(Al,Fe3+)6O6[SiO4]4(O,OH)2斜方晶系

肉眼下鉴定特征:褐色,短柱状,{010}解理不完全,经常具有正交(十字)或斜交双晶。

偏光镜下鉴定特征:柱状或粒状晶体,常含大量包裹物,筛状变晶,单偏镜下呈亮**,有明显的金黄-浅黄多色性,高正突起,柱状切面平行消光,正延性,Ⅰ级橙黄干涉色。横断面呈菱形或六边形,对称消光。有{010}解理,有时可见十字形穿插双晶。二轴晶正光性,(+)2V很大。

绿纤石 Ca2(Al,Mg,Fe)3[SiO4][Si2O7]O(OH)·H2O斜方晶系

绿纤石是绿帘石的变种,成分上Al显著超过Mg,Fe2+,Fe3+趋近于斜黝帘石,含水量高,常沿b轴延长呈纤维状、针状、放射状集合体,显微镜下无色-浅黄绿色多色性,Nm具特征的亮绿色或蓝绿色,吸收性Nm>Ng>Np,延性可正可负,(+)2V≈26°~85°。与绿帘石区别在于:①绿纤石干涉色较低,在Ⅰ级顶部和Ⅱ级底部;②绿纤石为正光性。

红帘石 Ca2(Mn,Fe,Al)2Al[SiO4][Si2O7]O(OH)单斜晶系

肉眼下鉴定特征:红褐色、红黑色、黑色,含MnO2达15%,晶形与绿帘石相似,柱状或粒状。{001}解理完全,{100}解理不完全。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下Ng—鲜红色,Nm—玫瑰红色,Np—橙**。平行于b轴切面平行消光,{010}面上Ng∧{001}≈30°,延性可正可负,(+)2V=64°~85°。

天蓝石 (Mg,Fe)Al2[PO4](OH)2单斜晶系

肉眼下鉴定特征:蓝色、靛蓝色,尖锥状、粒状及不规则状。解理{110}及{101}中等。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色-天蓝色,吸收性Ng>Nm>Np,常呈他形晶,b∥Nm,a∧Ng=12°,c∧Np=9~10°,2V=61~70°,常见于富铝岩石中。

五、变质岩观察与描述

(一)手标本观察和描述

(标本编号:×××;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需分别描述。

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。

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其他特征

如岩石中矿物次生蚀变等。

5岩石定名

(二)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: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: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c∧Ng=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: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。

变晶结构的观察:

(1)变晶结构以矿物颗粒的生长为特征,变晶结构的观察与描述应从不同的角度(如变晶粒度的绝对大小、相对大小,变晶的形态、自形程度,变晶间的相互关系等)进行。为了与岩浆岩类似结构的区别,应在变质岩的“结构”二字之前加“变晶”二字。

(2)变晶结构一般按照下列原则进行:

矿物颗粒均匀的岩石:矿物粒度+(变晶自形程度)+变晶形态+“变晶结构”。例如:细粒鳞片变晶结构、细粒他形粒状变晶结构。

如果岩石中既有粒状矿物,又有片状矿物,则按照多者在后,少者在前的原则参加命名。矿物颗粒大小悬殊(有变斑晶)的岩石:变基质结构+“的斑状变晶结构”。如:基质具细粒鳞片变晶结构的斑状变晶结构。

矿物的相互关系、某些岩石中矿物的自形程度属于局部性的结构,应在描述该矿物的特征时来描述。

3其他特征

有关退化变质、叠加变质等现象。

4岩石的详细定名

5成因分析

(1)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。

(2)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,或足够特殊的特征;另一种是显微镜下岩石素描图。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。

六、鉴定变质岩应注意的问题

变质岩是不同原岩经各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、矽线石、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矽线石、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粒岩的含义和区别,应与其他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。

编写实验报告

按照变质岩鉴定描述方法及要求来鉴定描述以下岩石的标本及薄片:

1手标本:千枚状板岩、千枚岩、角闪片岩、十字石榴云母片岩、蓝晶石片岩、蓝闪石片岩、白云母片岩、绿片岩、角闪斜长片麻岩、暗色麻粒岩、变粒岩、榴辉岩、次生石英岩、斜长角闪岩、条带状混合岩、条痕状混合岩、眼球状混合岩、混合岩化花岗岩、混合岩。

2薄片:千枚状板岩、蓝晶石片岩、蓝闪石片岩、白云母片岩、角闪片岩、十字石榴云母片岩、暗色麻粒岩、变粒岩、榴辉岩、斜长角闪岩、眼球状混合岩、混合岩。

每次实习选2~3块标本系统观察描述手标本及薄片特征并编写实验报告。

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