動力變質(zhì)作用及動力變質(zhì)巖

1、動力變質(zhì)作用及動力變質(zhì)巖第1頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一一、概述動力變質(zhì)作用 斷層帶或其它強烈構(gòu)造錯動帶上，由于各種類型構(gòu)造應(yīng)力的作用，巖石通過碎裂、變形和重結(jié)晶等方式進行結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上的改造，有時也伴有礦物成分上的轉(zhuǎn)化。其特點是低溫、高應(yīng)變速率。動力變質(zhì)作用形成的具有各種變形組構(gòu)的巖石即動力變質(zhì)巖，也稱斷層巖或構(gòu)造巖。第2頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一二、主要變形機制 動力變質(zhì)作用過程主要表現(xiàn)為巖石的變形過程，其中包括脆性變形和塑性變形。脆性變形是指由于巖石的內(nèi)聚力被破壞而變得不連續(xù)，主要表現(xiàn)為破裂（和碎裂）；塑性變形則是指巖石不失去其內(nèi)聚

2、力，發(fā)生沒有總體破裂的永久變形，主要表現(xiàn)為粒內(nèi)變形。變形過程中巖石表現(xiàn)為脆性還是塑性，主要取決于其性質(zhì)（成分、組構(gòu)）、變形時的溫度、圍壓、流體壓力、應(yīng)力作用方式及應(yīng)變速率等。 動力變質(zhì)過程中主要的變形機制包括破裂、滑移、恢復(fù)和重結(jié)晶等作用。 第3頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一碎裂作用 能在巖石中產(chǎn)生顯微破裂，這些顯微破裂或在晶內(nèi)發(fā)育、或穿過晶界擴展，是巖石脆性變形的表現(xiàn)。碎裂作用使巖石中礦物顆粒的粒度減小。且隨著破裂作用的加強，微破裂增多，細?；潭仍龈?，原有顆粒由邊緣至中心逐漸為許多細小顆粒所替代?；?是粒內(nèi)塑性變形的主要形式，表現(xiàn)為在顆粒內(nèi)部沿某一個（或某些）滑

3、動面發(fā)生滑動位移。其結(jié)果是引起粒內(nèi)應(yīng)變，產(chǎn)生波狀消光、帶狀消光、變形紋、扭折帶等變形顯微構(gòu)造，同時可導(dǎo)致礦物的結(jié)晶學(xué)優(yōu)選方位的形成。第4頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一恢復(fù)作用 指使變形晶體再回復(fù)到其未變形狀態(tài)的作用過程。這種作用能夠降低因變形作用而儲存的應(yīng)變能，使晶體趨于穩(wěn)定狀態(tài)?；謴?fù)作用的結(jié)果是在礦物晶粒中產(chǎn)生亞顆粒而不形成新顆粒。亞顆粒一般取低角度界面形式，即相鄰亞顆粒間結(jié)晶學(xué)方位差不超過12。在正交偏光鏡下表現(xiàn)為受應(yīng)變的顆粒被分割為若干個消光位略有不同的有較規(guī)則界限的消光區(qū)，而在單偏光鏡下卻仍然是一個顆粒。第5頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星

4、期一重結(jié)晶作用 是恢復(fù)以后剩余應(yīng)變能的消耗過程，以無應(yīng)變新顆粒（最穩(wěn)狀態(tài)）的發(fā)育和生長為特征。新的無應(yīng)變顆粒可通過亞顆粒的旋轉(zhuǎn)或其邊界遷移、消耗老的顆粒而生長。重結(jié)晶顆粒隨著應(yīng)變的增強而趨于變細。這種伴隨變形而發(fā)生的重結(jié)晶作用和無應(yīng)力狀態(tài)下重結(jié)晶的機制不同，稱為動態(tài)重結(jié)晶。 動態(tài)重結(jié)晶往往先發(fā)育于變形顆粒和扭折帶的界面等高應(yīng)變區(qū)，形成壓扁、拉長狀顆粒，邊界呈彎曲狀、鋸齒狀或縫合線狀，顯示不穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)達到穩(wěn)定狀態(tài)時，顆粒邊界趨于平直而略有彎曲。動態(tài)重結(jié)晶作用也是一種細?；^程，也可使礦物具優(yōu)選方位。 第6頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一石英顆粒的重結(jié)晶第7頁，共21頁，

5、2022年，5月20日，15點1分，星期一碎裂滑移恢復(fù)及重結(jié)晶作用，是巖石由脆性變形向塑性變形的轉(zhuǎn)化過程。這種轉(zhuǎn)化是隨著圍壓的增大、溫度的升高以及應(yīng)變強度的增大而逐漸過渡的。一般在地殼較淺部，圍壓較小，溫度較低，以破裂作用為主；隨著深度的增加，逐漸過渡為以滑移、恢復(fù)和重結(jié)晶作用為主。當(dāng)然，這種轉(zhuǎn)化還受原巖性質(zhì)、應(yīng)力作用方式及應(yīng)變速率的制約。第8頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一碎斑指動力變質(zhì)巖中經(jīng)破碎或塑性變形后殘留的較大顆粒，在糜棱巖和超糜棱巖中也可稱殘斑；基質(zhì)是巖石中粒度較小的部分，它可以是碎基（巖石破裂、細?；漠a(chǎn)物），也可以是動態(tài)重結(jié)晶形成的細小顆粒，或二者兼有。

6、在超糜棱巖中，基質(zhì)幾乎全由動態(tài)重結(jié)晶顆粒組成，所以也稱塑基。三、動力變質(zhì)巖的主要巖石類型 碎斑、殘斑的形成主要是由于不同礦物本身的強度（能干性）有差異，而巖石各部分受應(yīng)力的大小也不均勻所致概念第9頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一 （一）碎裂巖系 是脆性變形的產(chǎn)物，其顯著特征是巖石無定向或弱定向。以脆性破裂為主，沒有或很少有重結(jié)晶作用。按主要顆粒粒徑及碎基含量劃分為礫巖類、粒化巖類和破化巖類。1.礫巖類 多產(chǎn)于地殼淺部，具礫狀結(jié)構(gòu)，粒徑2mm，碎基含量30%。按角礫形態(tài)可進一步分為構(gòu)造角礫巖和構(gòu)造礫巖。2.碎裂巖類（?；瘞r類） 巖石被裂隙切割，隨著變形的增強碎塊間的位移增

7、大，粒度逐漸變細、顆?；觿?，碎基含量增多。按主要顆粒大小及碎基含量進一步分為碎裂巖、碎斑巖、碎粒巖及碎粉巖。 碎裂巖 具碎裂結(jié)構(gòu)，即裂隙將巖石切割為不規(guī)則的碎塊，碎塊位移不大。其間充填了碎基及次生的泥、硅質(zhì)或鐵錳質(zhì)等物質(zhì)，碎基含量50%。主要顆粒粒徑2mm。第10頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一碎裂巖第11頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一碎裂石英巖第12頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一 未固結(jié)的碎粉巖稱為斷層泥，多呈膏泥狀，礦物顆粒難以辨認(rèn)。斷層泥形成過程中常伴有壓溶作用，結(jié)果使方解石、長石、石英等礦物減少而泥質(zhì)、碳質(zhì)、

8、粘土礦物等顯著增多。故殘余難溶組分常常是斷層泥的主要成分。 3.?；瘞r類?；瘞r是一種特殊的動力變質(zhì)巖，是高應(yīng)變速率下變形、局部高溫熔融又迅速冷凝而成的巖石，又稱假玄武玻璃。多呈隱晶質(zhì)玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，也常見脫?；F(xiàn)象。有時也含少量碎粉、碎?；蛩榘?，呈?；榉郏ㄋ榱?、碎斑）結(jié)構(gòu)。碎裂巖系命名時，如果原巖成分和結(jié)構(gòu)可以辨認(rèn)，可冠以原巖名稱命名，如花崗碎裂巖；如果原巖難以確定，可直接按變成結(jié)構(gòu)的特征命名，如碎裂巖，也可加上主要礦物的名稱，如長英質(zhì)碎斑巖等。一般以“原巖名稱與動力變質(zhì)巖名稱相結(jié)合”來命名。 第13頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一玻化巖第14頁，共21頁，2022年，5

9、月20日，15點1分，星期一 （二）糜棱巖系 根據(jù)巖石中重結(jié)晶作用的性質(zhì)和強度、主要顆粒的大小及基質(zhì)（包括碎基和動態(tài)重結(jié)晶顆粒）的含量進一步劃分為糜棱巖類和構(gòu)造片巖類。糜棱巖類 糜棱巖常具有三個基本特征 ： 粒徑減??； 產(chǎn)于一個相當(dāng)狹窄的地帶中； 出現(xiàn)強化面理（流動構(gòu)造）和（或）線理。根據(jù)碎斑、基質(zhì)的含量即應(yīng)變強度不同，糜棱巖類可細分為： 初糜棱巖 基質(zhì)（碎基重結(jié)晶顆粒）含量占1050%，碎斑、基質(zhì)均顯示定向排列。碎斑（多不規(guī)則狀）和碎基顆粒中可見顯微破裂及各種具塑性變形特征的顯微構(gòu)造，如斜長石的雙晶彎曲，方解石的機械雙晶，石英的波狀消光、帶狀消光、變形紋、核幔構(gòu)造等。第15頁，共21頁，20

10、22年，5月20日，15點1分，星期一糜棱巖 是動力變質(zhì)巖中最主要的類型之一?；|(zhì)含量占5090%，其中的重結(jié)晶顆粒含量比初糜棱巖中的多，但50%。碎斑圓化明顯，呈眼球狀、透鏡狀，基質(zhì)細粒狀。碎斑和基質(zhì)皆明顯定向排列，使巖石中出現(xiàn)葉理、條帶以及礦物拉伸線理等顯著的定向性構(gòu)造流狀構(gòu)造。礦物的各種塑性變形現(xiàn)象更加發(fā)育，動態(tài)重結(jié)晶強烈，如各種形狀的石英大部分為動態(tài)重結(jié)晶顆粒的集合體，甚至核幔構(gòu)造的“核”趨于消失或保留很少。宏觀上糜棱巖是一種致密的細粒（乃至隱晶質(zhì)）巖石，顆粒極細時看上去很象燧石巖，但一般都具有明顯的葉理（透入性面理），稱糜棱面理（Sc），不同葉理之間有礦物成分、顏色和粒度上的差異。礦

11、物的長軸常平行糜棱面理走向或與之呈銳角相交。多數(shù)糜棱巖中原巖的碎塊或殘斑呈卵圓體、眼球體平行或近于平行糜棱面理排列，面理繞過殘斑分布，加強了巖石的流狀構(gòu)造面貌。 第16頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一糜棱巖第17頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一千糜巖 或稱千枚糜棱巖。基質(zhì)含量90%。原巖在強烈糜棱巖化粒度變細的過程中伴隨有某些礦物的重結(jié)晶和一些新生礦物（如絹云母、綠泥石、透閃石、鈉長石、綠簾石等）的出現(xiàn)。千糜巖演化過程中一個重要的特征是沿著密集的滑移面上的差異運動使巖石具強片理，片理面上具絲絹光澤。（密集的面理可發(fā)生小尺度的褶皺）。第18頁，共2

12、1頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一 由初糜棱巖糜棱巖超糜棱巖（千糜巖），反映巖石塑性變形程度增高，應(yīng)變強度增大。結(jié)構(gòu)構(gòu)造上表現(xiàn)為主要顆粒粒度減小，碎斑含量減少，相應(yīng)地基質(zhì)含量增高，基質(zhì)中動態(tài)重結(jié)晶顆粒所占比例增大，流狀構(gòu)造（韌性流）愈來愈顯著（即糜棱面理更加發(fā)育）。 礦物成分也發(fā)生相應(yīng)的變化，尤其是千糜巖中有新生的含水片狀、釬維狀礦物出現(xiàn)（流體條件和溫度變化）。變晶糜棱巖中重結(jié)晶作用由動態(tài)重結(jié)晶變?yōu)殪o態(tài)重結(jié)晶為主，糜棱巖的結(jié)構(gòu)遭到破壞，礦物粒度反而明顯加大。但巖石的構(gòu)造、產(chǎn)狀、分布特征仍可保留。第19頁，共21頁，2022年，5月20日，15點1分，星期一 糜棱巖類的命名可按原巖（或主要礦物）名稱糜棱巖類名稱。如花崗質(zhì)糜棱巖，長英質(zhì)超糜棱巖等。如果巖石糜棱巖化程度很低，碎基含量10% ，但有明顯的塑性變形特征，可稱為糜棱巖化巖，如糜棱巖化花崗巖。 糜棱巖類在野外總體呈帶狀分布，不同應(yīng)變強度的巖石也呈帶狀平行或近于平行分布，一般在韌性剪切帶的應(yīng)變中心為超糜棱巖