新大新疆地質(zhì)概論課件第4章 變質(zhì)巖和變質(zhì)作用

第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用概述三一區(qū)域變質(zhì)巖二變質(zhì)礦床及含礦建造四五變質(zhì)作用與地殼演化第一節(jié)概述

變質(zhì)巖是一種轉(zhuǎn)化的巖石，在地殼內(nèi)分布很廣，大陸和洋底都有，在時間上從古代至現(xiàn)代均有產(chǎn)出。地殼中已經(jīng)存在的各種巖石，因溫度壓力及介質(zhì)條件的變化，在沒有顯著熔融和溶解的固體狀態(tài)下而形成的一種新的巖石。此種巖石具有與新的物理～化學環(huán)境相平衡的新的化學成分、礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。任何變質(zhì)巖都包含其原巖形成的歷史和變質(zhì)作用的歷史。不同的原巖受變質(zhì)作用的程度不同，變質(zhì)情況也不同，一般分為低級變質(zhì)、中級和高級變質(zhì)；變質(zhì)級別越高，變質(zhì)程度越深。如沉積巖粘土質(zhì)巖石在低級作用下，形成板巖；在中級變質(zhì)時形成云母片巖；在高級變質(zhì)作用下形成片麻巖。

風化和侵蝕作用在海洋中和大陸沉積上沉積物

埋藏作用和成巖作用沉積巖溫度和壓力溫度和壓力變質(zhì)巖熔融作用熔巖冷凝作用抬

升抬

升火成巖溫度和壓力增加

抬升第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第一節(jié)概述

新疆各造山帶變質(zhì)作用發(fā)育。新疆塔里木盆地周邊發(fā)育前寒武紀變質(zhì)巖系，其太古宙變質(zhì)巖系分布在庫魯克塔格～星星峽及阿爾金山前。鐵克力克可能有新太古代變質(zhì)巖系的存在庫魯克塔格地區(qū)太古代變質(zhì)巖出露較全，由古～中太古代及新太古代變質(zhì)巖組成；阿爾金山前、南天山及中天山尾亞地區(qū)均有新太古代變質(zhì)巖系分布。太古代變質(zhì)巖系由表殼巖和變質(zhì)深成巖(巖系)組成，前者往往呈規(guī)模不等的包體散布在變質(zhì)深成巖中。變質(zhì)作用主要為區(qū)域中高溫變質(zhì)作用和區(qū)域動力熱流變質(zhì)作用，變質(zhì)相為中深變質(zhì)的角閃巖相(麻粒巖相）具中深部構(gòu)造相的塑性流變特征。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

區(qū)域變質(zhì)巖是原巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用所形成的巖石。引起區(qū)域變質(zhì)作用的因素較復雜，往往是溫度、定向壓力和具有化學活動性流體的綜合作用。其溫度變化可在200～300℃至700～800℃，地熱梯度的變化范圍也很大，可自7℃/km～60℃/km。由于區(qū)域變質(zhì)作用的分布范圍是區(qū)域性的，因而區(qū)域變質(zhì)巖常大面積分布，可達數(shù)百至數(shù)千平方公里，有的地區(qū)甚至達百萬km2以上，并且變質(zhì)程度深、淺不同的區(qū)域變質(zhì)巖在空間上常作帶狀分布。

自然界中區(qū)域變質(zhì)巖從太古代早期到新生代都有出現(xiàn)，前寒武代結(jié)晶基底主要由區(qū)域變質(zhì)巖和混合巖、巖漿巖構(gòu)成。古生代以后的區(qū)域變質(zhì)巖主要分布在造山帶中。新疆各類區(qū)域變質(zhì)巖石均有出露。主要有：極低級變質(zhì)巖、板巖、千枚巖分布最廣；片巖、片麻巖、變粒巖、大理巖、淺粒巖、混合巖等分布也較廣泛；麻粒巖類較少。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

1、極低級變質(zhì)巖和板巖、千枚巖類

極低級變質(zhì)巖類系指含濁沸石、葡萄石、綠纖石，且原巖組構(gòu)保存良好的變質(zhì)巖。共生的礦物有綠泥石、絹云母、鈉長石、綠簾石、石英、方解石等，有時有陽起石。它們主要分布于準噶爾、北天山和伊犁地區(qū)的古生界地層中，其它一些地區(qū)僅有零星分布。極低級變質(zhì)巖一般仍可以原巖名稱命名。板巖、千枚巖類分布在新疆多數(shù)地區(qū)的中元古界和新元古界，阿爾泰山、天山、昆侖山、阿爾金山等地的古生界；喀喇昆侖山的三疊系中。變質(zhì)礦物主要由隱晶質(zhì)或細粒顯晶質(zhì)的絹云母、綠泥石、石英組成，有時在千枚巖中，也廣泛發(fā)育長石、方解石、綠簾石、黑云母雛晶等。

第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

2.片巖類其特征是有片理構(gòu)造，是常見的區(qū)域變質(zhì)巖石。原巖已全部重結(jié)晶，由片狀、柱狀和粒狀礦物組成。一般為鱗片變晶結(jié)構(gòu)、纖狀變晶結(jié)構(gòu)和斑狀變晶結(jié)構(gòu)。常見礦物有云母、綠泥石、滑石、角閃石、陽起石等。粒狀礦物以石英為主，長石次之。

在新疆主要分布于各地元古界和阿爾泰山天山、昆侖山、阿爾金山的下古生界、艾比湖一帶的下奧陶統(tǒng)中，另外，在阿爾泰山南部的下、中泥盆統(tǒng)中也有分布。片巖類由于原巖的成分不同和變質(zhì)條件的差異，可分為下列幾種類型。云母片巖長英質(zhì)片巖鈣質(zhì)片巖綠片巖鎂質(zhì)片巖藍閃片巖第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

3.片麻巖類一般具有片麻狀構(gòu)造或條帶狀構(gòu)造。原巖為泥質(zhì)巖、粉砂巖、砂巖和酸性、中酸性巖漿巖或火山碎屑巖。具中粗粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)。主要由長石、石英、黑云母、角閃石等組成，有時深色礦物為輝石。原巖富鋁時，可有紅柱石、藍晶石、夕線石、十字石、剛玉、鐵鋁～鎂鋁石榴石、堇青石等；原巖富鈣時，則可形成透輝石、陽起石、簾石、方柱石、鈣鋁榴石等。

片麻巖的分布很廣泛，在區(qū)域變質(zhì)巖地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)。巖石變質(zhì)的溫度、壓力范圍也較寬，但主要是在溫度中等至較高的條件下容易形成這種巖石。

分布于新疆各地古元古界、東天山和昆侖山部分地區(qū)的中、新元古界及阿爾泰山古古生界，特別是中、下奧陶統(tǒng)青河群中。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

4、變粒巖及淺粒巖類變粒巖是一種片理不發(fā)育的粒狀變晶結(jié)構(gòu)的中等變質(zhì)程度的區(qū)域變質(zhì)巖。其原巖主要是粉砂巖、硅質(zhì)頁巖、復成分砂巖、中酸性火山巖和火山碎屑巖等。常為細粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)。礦物成分主要是石英和長石（長石含量>25%），有時含有黑云母、白云母、角閃石，其總量不超過30%。

淺粒巖的原巖大多為酸性火山巖及火山碎屑巖，少數(shù)為砂巖、粉砂巖。新疆的變粒巖和淺粒巖主要分布在庫魯克塔格的古元古界；天山的星星峽群和阿爾泰山的奧陶系中；昆侖山和阿爾金山的古元古界；阿爾金山的新太古界；庫米什的志留系、泥盆系和天山土墩子一帶的石炭系也有少量分布，鈉長或鉀長變粒巖-淺粒巖僅分布于阿爾泰山蒙庫-庫衛(wèi)河一帶。變粒巖較多，淺粒巖較少。

第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

5、角閃質(zhì)巖類主要由角閃石和斜長石組成的巖石，是角閃巖相的典型代表。由基性巖（侵入巖火山巖、火山碎屑巖）和富鐵白云質(zhì)泥灰?guī)r在中至高溫區(qū)域變質(zhì)條件下形成。礦物成分除角閃石和斜長石外，常見鐵鋁榴石綠簾石、黝簾石和少量黑云母、透輝石等。具粒狀變晶結(jié)構(gòu)，其中角閃石多呈短柱狀，斜長石為中酸性斜長石或中性斜長石，呈粒狀。塊狀構(gòu)造或微顯片理構(gòu)造。斜長角閃巖的分布也很廣泛，在區(qū)域變質(zhì)巖發(fā)育地區(qū)，常見它與片巖、片麻巖伴生一起。

第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

6、麻粒巖類是一種變質(zhì)程度較深（高溫、較高壓條件）的巖石。具粒狀變晶結(jié)構(gòu)（粗、中、細粒不限）。礦物成分以含紫蘇輝石為特征，此外還有單斜輝石（透輝石-鈣鐵輝石）、鐵鋁-鎂鋁榴石等。長石、石英含量不定。此外還常見堇青石，含有TiO2礦物金紅石、鈦鐵礦等。含水礦物（角閃石黑云母等）較少。塊狀、片麻狀、條帶狀構(gòu)造。麻粒巖的原巖可有基性、中酸性巖漿巖、火山碎屑巖、鐵鎂鈣質(zhì)沉積巖和碎屑巖等。分布于阿爾金山東段北坡晚太古宇米蘭群中。淺色麻粒巖較多，暗色麻粒巖較少。據(jù)巖石組合和礦物成分判斷，暗色麻粒巖的原巖為基性巖，淺色麻粒巖多數(shù)為中性巖或硬砂巖，少數(shù)為酸性巖。巖石由紫蘇輝石、透輝石、黑云母、普通角閃石、斜長石、微斜長石、微斜條紋長石和石英等組成，粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第二節(jié)區(qū)域變質(zhì)巖

7、石英巖類石英巖主要由石英組成的淺色粒狀巖石。一般為塊狀構(gòu)造，粒狀變晶結(jié)構(gòu)。由砂巖和硅質(zhì)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用重結(jié)晶形成。由于石英在溫度的作用下，不易發(fā)生化學變化的一種巖石，在低溫至高溫的寬廣范圍內(nèi)，主要引起重結(jié)晶作用。因此，石英巖在不同的變質(zhì)相條件下都可形成。石英巖主要分布在新疆各地古元古界上部和中元古界下部；阿爾泰山南部古生界有少量分布。

第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第三節(jié)區(qū)域變質(zhì)作用

變質(zhì)作用是地殼形成和發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種重要的內(nèi)生作用，是由于深部地殼和地幔與上部地殼相互作用時產(chǎn)生的熱源引起的。在地殼的不同演化階段及不同的大地構(gòu)造環(huán)境中可出現(xiàn)不同的變質(zhì)作用類型，它們具有不同的變質(zhì)相、相系以及與變質(zhì)作用有關(guān)的構(gòu)造作用和花崗質(zhì)巖漿作用的組合特征。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第三節(jié)區(qū)域變質(zhì)作用

一、變質(zhì)作用期次的劃分1、變質(zhì)期次劃分原則變質(zhì)作用的變質(zhì)期是指一次變質(zhì)作用發(fā)生及演化的全過程，其中包括與變質(zhì)作用有關(guān)的混合巖化和花崗質(zhì)巖漿作用。變質(zhì)作用的時代是以變質(zhì)作用結(jié)束的時期進行厘定的，它們在很多情況下與這一地區(qū)的構(gòu)造運動一致，表現(xiàn)為明顯的造山運動和該區(qū)的總體上升。因此區(qū)域性不整合可做為劃分變質(zhì)期次的重要依據(jù)之一，但造山帶的每一期及每一幕構(gòu)造運動又不一定都有一期相應的變質(zhì)作用。另外，埋深變質(zhì)和表層變質(zhì)作用則和構(gòu)造運動的關(guān)系不密切。確定一個地區(qū)存在不同變質(zhì)期次的變質(zhì)巖系的主要依據(jù)為：第一、兩套變質(zhì)巖系之間存在明顯的區(qū)域性不整合，上覆巖系的底礫巖中有下伏變質(zhì)巖系的變質(zhì)礫石；第二、兩套變質(zhì)巖系之間雖未見明顯不整合現(xiàn)象，但變質(zhì)作用主要類型截然不同，而且界線又比較清楚；第三、有確切同位素地質(zhì)年齡數(shù)據(jù)能說明兩套變質(zhì)巖系屬不同變質(zhì)期，并與地質(zhì)資料相吻合。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第三節(jié)區(qū)域變質(zhì)作用

2、變質(zhì)期次根據(jù)上述變質(zhì)期次劃分原則，結(jié)合新疆的實際劃分出七個變質(zhì)期：（1）新太古期(PεB)

（2）古元古期(PεC)

（3）新元古期(PεE)

（4）加里東期(C)

（5）華力西期(V)

（6）印支期(I)

（7）燕山期（Y）第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第三節(jié)區(qū)域變質(zhì)作用

二、變質(zhì)地質(zhì)單元的劃分

變質(zhì)地區(qū)中不同變質(zhì)作用類型在時間上和空間上的分布可形成不同級別的變質(zhì)地質(zhì)單元，它們反映了這一地區(qū)變質(zhì)作用的演化。變質(zhì)作用類型的時空分布是變質(zhì)地質(zhì)單元劃分的基礎(chǔ)。根據(jù)三級變質(zhì)地質(zhì)單元（變質(zhì)地區(qū)、變質(zhì)地帶、變質(zhì)巖帶）劃分原則，新疆可劃分出4個變質(zhì)地區(qū)和6個亞區(qū)、16個變質(zhì)地帶。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第三節(jié)區(qū)域變質(zhì)作用

新疆變質(zhì)單元分布圖

第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第四節(jié)變質(zhì)礦床及含礦建造

變質(zhì)巖是由變質(zhì)作用所形成的巖石。變質(zhì)巖在地殼內(nèi)分布很廣，大陸和洋底都有，變質(zhì)巖分布區(qū)礦產(chǎn)豐富，世界上發(fā)現(xiàn)的各種礦產(chǎn)，變質(zhì)巖系中幾乎都有，許多特大型，如金、鐵、鉻、鎳、銅、鉛、鋅等。主要分布于前寒武紀變質(zhì)巖中，其成因大多與變質(zhì)巖的形成有關(guān)。其他如與夕卡巖有關(guān)的鐵礦床、銅鉛鋅等多金屬礦床、與云英巖有關(guān)的鎢錫鉬鉍鈹鉭礦床等，也與變質(zhì)巖的形成有關(guān)。變質(zhì)礦床是原始含礦建造受變質(zhì)作用或混合巖化作用的改造或再造形成的。它們的形成取決于原始含礦建造的含礦性和變質(zhì)作用或混合巖化作用對含礦建造中有用組分的搬運或富集。變質(zhì)作用的影響范圍包含了變質(zhì)重結(jié)晶作用、變質(zhì)熱液作用、深熔作用和再生作用以及混合巖化熱液的搬運和富集。新疆地區(qū)發(fā)育有多種類型的變質(zhì)礦床和含礦建造，其中許多變質(zhì)礦產(chǎn)都有一定的工業(yè)價值。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第四節(jié)變質(zhì)礦床及含礦建造

一、變質(zhì)鐵礦及含鐵建造

變質(zhì)鐵礦是新疆鐵礦的主要類型，尤以元古宙(火山)沉積變質(zhì)型鐵礦最為重要。新疆東部元古宇星星峽群的角閃斜長變粒巖、斜長片麻巖、斜長角閃巖、云母(石英)片巖與白云質(zhì)大理巖之間有鐵礦產(chǎn)出(天湖鐵礦)，礦床受層位控制。西昆侖山北坡古元古界的云母片巖和云母石英片巖中夾大理巖、變粒巖、石英巖和菱鐵礦。蒙庫—阿巴宮鐵礦(含銅、錳)產(chǎn)于阿爾泰山下泥盆統(tǒng)中，含礦巖系為黑云母片巖、角閃斜長片麻巖、黑云變粒巖夾斜長角閃巖、霓輝鈉長變粒巖、大理巖，或為變質(zhì)砂巖、片巖、變質(zhì)細碧巖石英角斑巖和凝灰?guī)r。帕爾崗、尖山鐵礦產(chǎn)于南天山志留泥盆系中。含礦巖系為一套變質(zhì)砂巖、粉砂巖、千枚巖、板巖夾硬綠泥(石英)片巖、變質(zhì)礫巖、大理巖。玉山和沙依特布拉克鐵礦產(chǎn)于天山古元古界下部斜長角閃巖和變粒巖所夾的磁鐵石英巖中，含礦建造為中基性火山巖—硬砂—硅鐵建造。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第四節(jié)變質(zhì)礦床及含礦建造

二、變質(zhì)錳礦及含錳建造

變質(zhì)錳礦主要產(chǎn)于天山南脈志留—泥盆系中，含礦巖系為一套綠泥石級－黑云母級的淺變質(zhì)中基性火山巖、火山角礫巖、硅質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖

，礦體產(chǎn)于硅質(zhì)巖中。屬中基性火山巖-硅質(zhì)含錳建造。如庫車縣片朗古爾、阿合奇縣克孜維克等礦床(點)與此類似的沉積巖為主的沉積變質(zhì)型錳礦有烏斯騰溝、松樹達坂等礦床(點)。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第四節(jié)變質(zhì)礦床及含礦建造

三、變質(zhì)含銅硫鐵礦及含銅硫鐵建造

新疆的變質(zhì)(含銅)硫鐵礦有兩種建造類型。一種是石英斑巖或石英角斑巖型，含礦巖系為變質(zhì)石英斑巖－石英角斑巖或絹云石英片巖、變質(zhì)中基性火山巖和火山碎屑巖夾碧玉巖。圍巖蝕變以次生石英巖化為主，礦石及蝕變巖都發(fā)生了重結(jié)晶。為火山熱液－變質(zhì)型，屬鈉質(zhì)含硫化物火山巖建造。如托克遜縣境內(nèi)的可可乃克硫鐵礦。另一種是沉積巖型，含礦巖系為千枚巖、絹云綠泥石英片巖，有時夾大理巖。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第四節(jié)變質(zhì)礦床及含礦建造

四、變質(zhì)鉛鋅礦及含鉛鋅建造

新疆的變質(zhì)鉛鋅礦有兩種建造類型。一種是礦體產(chǎn)在變質(zhì)砂巖、粉砂巖、頁巖和灰?guī)r建造的灰?guī)r中，或者在灰?guī)r與砂巖之間，圍巖蝕變有硅化、白云石化。它可能為沉積-變質(zhì)(熱液)型，屬碎屑巖-碳酸鹽巖鉛鋅硫化物建造，如阿圖什縣霍什布拉克(天山南脈泥盆系)鉛鋅礦。另一種是礦體產(chǎn)在變質(zhì)基性火山巖、變質(zhì)石英斑巖夾碧玉巖的石英斑巖中，圍巖發(fā)生硅化、高嶺土化、葉臘石化，經(jīng)風化淋濾富集成礦，以銀、鉛為主，伴有金、鋅。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第四節(jié)變質(zhì)礦床及含礦建造

五、白云母、稀土和稀有金屬(鈮、鉭、鈹)與分散元素含礦建造

它們主要與深熔作用形成的偉晶巖有關(guān)，從混合巖化階段的簡單型偉晶巖到同構(gòu)造晚期和期后的分帶型偉晶巖和少數(shù)花崗巖構(gòu)成一個成礦系列，以晚期巖漿階段的分帶型偉晶巖成礦最佳。

這些礦床主要分布于阿爾泰華力西變質(zhì)巖系，其次是東天山和西昆侖山的古元古期變質(zhì)巖系，庫米什華力西期變質(zhì)巖中也有少許它們屬于含稀土、稀有金屬碎屑巖建造。第四章變質(zhì)巖和變質(zhì)作用第四節(jié)變質(zhì)礦床及含礦建造

六、變質(zhì)結(jié)晶礦產(chǎn)與非金屬含礦建造矽線石、藍晶石、紅柱石、石榴石、剛玉等是富鋁的沉積建造經(jīng)變質(zhì)發(fā)生重結(jié)晶作用而形成的有用