實習二變質岩結構構造的觀察與描述

時間 2021-09-05 12:07:59

1樓:中地數媒

一、目的要求

(1)學會變質岩結構構造的觀察和描述方法。

(2)掌握變質岩的主要結構構造特徵。

二、實習內容

1.變質岩結構構造的觀察內容

變餘結構、粒狀變晶結構、鱗片變晶結構、纖維狀變晶結構、斑狀變晶結構、篩狀變晶結構;板狀構造、千枚狀構造、片狀構造、片麻狀構造、條帶狀構造、塊狀構造。

2.實習材料

變餘結構薄片,粒狀變晶結構、鱗片變晶結構、纖維狀變晶結構、斑狀變晶結構、篩狀變晶結構的標本和薄片;板狀構造(板岩標本)、千枚狀構造(千枚巖標本和薄片)、片狀構造(片岩標本和薄片)、片麻狀構造(片麻岩標本和薄片)、條帶狀構造(混合巖標本)、塊狀構造(大理岩標本)。

三、實習提示

(一)變質岩結構構造觀察的要求

(1)掌握變質岩主要結構構造型別及其特徵。

(2)掌握觀察、描述結構構造的方法、內容和定名原則。

(3)對相似的結構構造應注意它們之間的區別。

(二)變質岩結構構造的觀察要點

變質岩結構構造的觀察,以手標本觀察為主,適當輔以薄片。其觀察的順序一般為首先按成因分出變餘結構、變晶結構、碎裂結構、交代結構、變餘構造、變成構造等。然後再按結構構造的具體特徵確定出結構構造的具體名稱。

下面就變餘結構、變餘構造、變晶結構、變成構造的觀察要點介紹如下。

1.變餘結構構造的觀察

當原巖是岩漿岩時,應將變餘結構的觀察看點放在長石的形態及其特徵上。變質岩漿巖中的變餘長石的晶形一般都比變質形成的長石的晶形完好(由交代作用形成的長石除外)。原巖為基性岩漿岩時,斜長石多呈長條狀;中性巖的斜長石呈板狀;變餘斜長石的部分晶面較平直,儘管有的基質中的細小斜長石附生於原來斑晶斜長石之上,而使其介面凹凸不平,但原來長條狀或板狀的晶形特徵仍可辨認。。

此外,斜長石保留有卡鈉複合雙晶(岩漿岩特有的雙晶型別),也反映原巖是岩漿成因。

火山岩經變質後,雖然基質已轉變為絹(白)雲母、石英、長石等礦物,但原來的斑晶常被保留下來,甚至有時可觀察到熔蝕現象。至於變餘的氣孔和杏仁構造是原巖為火山熔岩最主要的證據之一。

當原巖是沉積岩時,某些雲母片巖、變粒巖等變質岩中,有的石英、長石呈現渾圓狀砂粒和稜角狀粉砂的形態特徵,原來的膠結物多已轉變為雲母類或其他礦物,但在它們的襯托下,這些砂粒的外形顯得更為清晰。隨著變質作用的加強,砂粒之間互相連線,砂粒的外形特徵才會消失。

變質岩中的層狀、條帶狀構造,有些是變餘的層理構造。有時顯微鏡下經常可看到變質岩中一部分長英質較多,而另一部分雲母類或其他礦物較多,這些粒度和成分不同的條帶反映了原岩層理構造的特徵。必須指出條帶狀構造的成因很多,有相當一部分是由構造形變作用形成的,要區別是原岩層理還是由構造形變作用所形成的條帶,主要根據野外地質產狀和顯微組構的研究,才能得出準確的結論。

對變餘構造的觀察,首先要掌握原巖組構的特徵及其有關知識,例如對輝綠結構和它的具體特徵都不知道,當然就不能在變質岩中鑑別有關它的變餘組構;其次不僅要細緻觀察和描述保留在變質岩中原巖組構的特徵,而且也應描述變質和形變作用對其改造的特徵,如礦物形態、分佈排列、與其他礦物接觸關係、碎裂變形的痕跡和礦物變化的特徵。這樣,才能較全面地反映出原巖特徵和變質作用改造的影響。變餘組構的定名原則:

變餘+原巖結構(構造)名稱。

如變餘斑狀結構,變餘砂狀結構,變餘氣孔(杏仁)構造,變餘層理構造等。

2.變晶結構的觀察

由變質結晶和重結晶作用所形成的結構,稱為變晶結構。在手標本或在顯微鏡下觀察變晶結構時,首先應注意有無顆粒較大的變斑晶,如有,則首先可定為斑狀變晶結構,然後再觀察基質礦物的形態特徵(粒狀、片狀、針柱狀),並按它們在岩石中含量多少以前少後多的次序排列,用目估或在顯微鏡下用目鏡微尺測量基質礦物的顆粒大小,據此可定為顯微(<0.1 mm)、細粒(0.

1~0.5 mm)、中粒(0.5~3 mm)、粗粒(>3 mm)或中細粒、中粗粒,最後可根據變晶結構的定名原則,對變晶結構進行命名。

變晶結構定名原則是:斑狀變晶結構,基質結構為粒度+次要礦物形態+主要礦物形態+變晶結構(岩石中有變斑晶時);粒度+次要礦物形態+主要礦物形態+變晶結構(岩石中無變斑晶時)。

如某一變質岩中,存在石榴子石變斑晶,基質礦物中石英和少量長石等粒狀礦物含量少於白雲母和黑雲母等片狀礦物的含量,基質礦物的粒度為0.3~1.5 mm。

根據上述觀察內容和變晶結構的定名原則,該岩石結構的正確定名是:斑狀變晶結構,基質結構為中細粒粒狀鱗片變晶結構。

在變晶結構定名上,經常存在的問題有下列幾種。一是將岩石中的變斑晶忽略,而只寫基質結構,尤其是當岩石中變斑晶數量較少時更是如此。因而,在顯微鏡下觀察時,首先應在低倍鏡下瀏覽整個岩石薄片,以免發生上述遺漏。

二是常把粒度和粒狀兩個不同的含義混為一談。如上述舉例的結構定名中,常將基質結構描述為中細粒鱗片變晶結構,從這一結構含義來看,岩石的基質礦物是由粒度為0.3~1.

5 mm的鱗片狀礦物組成,不含粒狀的長英質礦物,這顯然是一個錯誤的描述,與實際情況並不符合。三是易把「變晶」兩字遺漏,而寫成斑狀結構、中粒結構,將變質岩的結構描述與岩漿岩結構混淆。

3.相似結構構造的鑑別

(1)「斑晶」的鑑別

變質岩中礦物顆粒較粗大的「斑晶」,按成因可分為:變斑晶、變餘斑晶、交代斑晶和碎斑四種。

圖3-1 變斑晶結構

a.變斑晶是指變質作用過程中,由於變質反應和重結晶作用形成的顆粒相對粗大的礦物晶體。在變斑晶中經常有基質礦物的包裹體(圖3-1),由於變斑晶以少數晶核為中心,迅速向外生長,而不能把原來佔有空間的那一部分基質礦物排出晶體而形成。

在變質作用過程中,部分基質礦物作為形成變斑晶的物質**而被消耗,其殘留部分則被包裹於晶體之中。在一段情況下,變斑晶形成初期的晶形不好,且包體數量很多;隨若變質作用的加深,變斑晶中包體礦物減少,晶形趨於完好。

變斑晶可以與基質礦物同時形成,也可能稍晚於基質形成,這與岩漿岩中斑晶礦物均比基質礦物形成早不同,反映了兩者在成因上的差別。

較常見的變斑晶礦物有石榴子石、藍晶石、紅柱石、十字石、硬綠泥石、透閃石等,它們常是結晶力較強的礦物。

b.變餘斑晶是具有斑狀結構的岩漿岩經變質作用後,斑晶礦物仍比基質粗大,這種斑晶稱為變餘斑晶。它們常具有岩漿岩斑晶的某些特徵,如經常具有較好的晶形,有的甚至有熔蝕結構的殘留,晶體中大多沒有基質的包裹體。

c.交代斑晶是由交代作用形成的顆粒粗大的礦物,交代斑晶要比基質形成晚,在岩石中分佈不均勻,有時密集分佈呈串珠狀,交代斑晶中經常有基質礦物的包裹體斷續通過,包裹體方向與基質定向構造一致,交代斑晶切割片理,一般情況下推開片理不明顯,在岩石中多雜亂分佈。交代斑晶與變斑晶有時不易區別,但在含有交代斑晶的岩石中,經常存在著其他交代結構。

根據交代作用中組分變化規律,也可判別岩石中交代斑晶的存在。

d.碎斑是構造形變作用中所形成的顆粒較粗大的礦物。碎斑多呈不規則透鏡狀、眼球狀、豆莢狀和拉長的菱形,具有十分特殊的形態特徵。

碎斑的長軸方向均定向排列,在應力作用下,岩石中的顯微碎裂-變形結構十分發育,具有典型動力變質岩石的結構標誌。據上所述,足可與其他成因的斑晶相區別。

(2)相似變成構造的區別

a.板狀與千枚狀構造

板狀構造是粘土巖、粉砂質粘土巖及火山凝灰岩等柔性岩石,受應力作用達到一定程度後,出現一組平行而光滑的破裂面。原巖僅有少量重結晶,新生礦物絹雲母和綠泥石數量較少(圖3-2)。而千枚狀構造是岩石已全部重結晶,細小的片狀礦物連續定向排列,因礦物顆粒十分細小,故肉眼不能分辨,在片理面上具絲絹光澤(圖3-3)。

圖3-2 板岩,具變餘火山碎屑結構,板狀構造,原巖僅有少量重結晶,新生礦物僅有較少量絹雲母、綠泥石等

圖3-3 千枚狀構造,岩石中礦物已全部重結晶,細小片狀(鱗片狀)礦物連續定向排列,顯微粒狀鱗片

b.千枚狀構造和片狀構造

片狀或柱狀礦物定向且連續排列,可構成片狀或千枚狀構造。它們之間的區別在於礦物顆粒的大小,礦物顆粒細小,肉眼不能分辨者(粒度小於0.1 mm)是千枚狀構造;肉眼已能分辨者(礦物粒度大於0.

1 mm),則為片狀構造(圖3-4)。

c.片狀構造和片麻狀構造

片、柱狀礦物定向且連續排列為片狀構造,定向且不連續排列者,為片麻狀構造(圖3-5)。它們的組成礦物粒度均大於0.1 mm,即肉眼均能辨認。

圖3-4 細粒粒狀鱗片變晶結構,片狀構造,岩石中雲母礦物呈連續定向排列

圖3-5 細粒鱗片粒狀變晶結構,片麻狀構造,岩石中黑雲母呈斷續定向排列

d.片麻狀構造和條帶狀構造

片麻狀構造主要是由片、柱狀礦物定向且不連續排列構成的。有些情況下,粒狀的長石、石英在塑性變形作用下,被壓扁拉長,亦可形成定向的片麻狀構造,這種現象在經過重結晶的長英質糜稜巖中是常見的。由礦物的顏色、成分和粒度不同集中成連續的薄層,它們相間產出形成條帶狀構造。

條帶狀構造是定向構造之一,但組成條帶的礦物既可以定向排列,亦可以不定向排列。如有的磁鐵石英片中,磁鐵礦和石英均為粒狀礦物,它們可以分別聚集而形成薄的互層狀條帶。

(三)描述例項

中細粒石榴二雲片岩

手標本:岩石具斑狀變晶結構,基質為中細粒粒狀鱗片變晶結構,變斑晶為石榴子石,等軸粒狀,黑褐色,粒度3 mm左右,含量10%。由於白雲母和黑雲母連續定向排列,所以,岩石具片狀構造。

顯微鏡下:岩石具斑狀變晶結構,基質為細粒粒狀鱗片變晶結構,變斑晶為石榴子石,等軸粒狀,黑褐色,粒度3~3.5 mm,含量8%,石榴子石中含有炭質和石英包裹體構成篩狀變晶結構。

岩石中白雲母和黑雲母呈自形—半自形片狀連續定向排列,所以,岩石具片狀構造。

四、實習報告

選取手標本、薄片各兩個,對其結構構造特徵進行描述,要求畫鏡下素描圖。

複習題(1)區分:①變斑晶、變餘斑晶、碎斑;②板狀構造、千枚狀構造、片狀構造、片麻狀構造。

(2)比較:①綠巖、綠片岩、鈉長-綠簾角巖、青磐巖;②鈣矽酸鹽角巖、鈣矽酸鹽粒巖、矽卡巖、榴輝巖;③白雲母石英岩、白雲母-石英片岩、雲英巖、白雲片岩。

(3)根據實習及教材,畫出變質岩鑑定的流程圖。

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