Question

变质岩的结构

Answer 1

变质岩的结构，根据成因可分为四大类。

1.变余结构

由于变质重结晶作用进行得不完全，原来岩石的矿物成分和结构特征被部分地保留下来，这样形成的结构，称为变余结构（palimpsest texture）。变余结构常见于变质程度较浅的变质岩中，但在较深的变质岩中，当温度和压力分布不均匀时，也可出现变余结构。变余结构是恢复原岩的重要依据。此外，变余结构的形成还与原岩性质有一定的关系，一般地说，原岩的粒度愈粗，矿物成分愈稳定，愈易形成变余结构。

变余结构的命名可在原岩结构之前加前缀“变余”二字。

（1）原岩为岩浆岩的变余结构，有变余辉绿结构、变余花岗结构、变余凝灰结构、变余斑状结构等，其中最常见的是变余斑状结构。

◎变余斑状结构：基性喷出岩经变质后，基质可能重结晶变成互相镶嵌的角闪石和斜长石，但原岩中的斜长石或辉石斑晶，虽有某些变形或碎裂，有时内部已为角闪石、绿帘石、绿泥石、绢云母、方解石等矿物集合体所代替（图7-6a）；但斜长石或辉石的斑晶外形仍然保留。而在石英斑岩、流纹岩等较酸性的喷出岩变质后，其基质中的矿物成分可能已完全变为石英、绢云母、明矾石、绿泥石等，但石英斑晶仍然较好地保存。

图7-6 变余斑状结构（a）和变余砂状结构（b）

（a）绿泥片岩（山西五台，单偏光，d=2mm）：原岩中辉石斑晶为绿泥石交代呈假象，其核心部分有少量残余，基质已变为绿泥石和石英（引自贺同兴等，1980）；（b）变质含砾石石英杂砂岩（北京周口店，正交偏光，d=6.4mm）：碎屑为石英和石英岩，胶结物已变为细小的绢云母、黑云母和石英（引自游振东和王方正，1991）

（2）原岩为沉积岩的变余结构。原岩为砂、砾岩等的变质岩中，常保留砾石或砂粒的外形，但胶结物已变为绢云母、绿泥石等矿物或有明显的重结晶，称为变余砾状结构或变余砂状结构。在某些变质砾岩中，有时虽经高温重结晶及强烈变形，砾石内部的物质成分可能有所改变，但砾石的外形轮廓往往仍清晰可见（图7-6b）。

2.变晶结构

变晶结构（blastic texture）是岩石在固态条件下由重结晶和变质结晶作用形成的结构。因它与岩浆由熔融的熔体中结晶的条件不同，故变晶结构在外貌上虽然与岩浆岩的结晶结构相似，但却有它自己的许多不同的特点：①变晶结构的各矿物颗粒几乎是同时生长的，变斑晶与变基质同时，甚至稍晚一些形成，这与岩浆岩的斑状结构显然不同；②变晶矿物中常含有较多的包体，特别是变斑晶中更是如此；③变晶结构中矿物的自形程度并不表示结晶的先后顺序，而是代表矿物结晶能力的大小。

根据变质岩中矿物自形程度的高低排列的顺序称为变晶系，在区域变质作用条件下，不同成分的原岩有不同的变晶系，但主要的趋势大致相似，其顺序大体上是：榍石→金红石→石榴子石→电气石→十字石→蓝晶石→红柱石→绿帘石→辉石→角闪石→磁铁矿→石英→斜长石→正长石→方解石。

变晶结构是变质岩中最常见的结构，可根据其晶粒大小、形状和相互关系进一步划分。

（1）根据变晶矿物的相对大小划分

◎等粒变晶结构：主要的变晶矿物颗粒大小近于相等的结构。

◎不等粒变晶结构：岩石中主要变晶矿物的大小不相等且呈连续变化。

◎斑状变晶结构：在细粒的矿物集合体中分布有较大的变晶矿物，这些大的变晶矿物称为变斑晶（图7-7）。

图7-7 斑状变晶结构（单偏光，23×）

（转引自乐昌硕，1984）

红柱石板岩，变斑晶为红柱石

（2）按变晶矿物晶粒的绝对大小划分

当岩石具等粒变晶结构时，根据其颗粒的绝对大小可划分为：

◎粗粒变晶结构：主要矿物颗粒的平均直径大于3mm。

◎中粒变晶结构：主要矿物颗粒的平均直径为1～3mm。

◎细粒变晶结构：主要矿物颗粒的平均粒径小于lmm。

变晶的粒度一般随变质程度的增强而加大，但在相同的变质条件下，不同地段的变晶粒度也不完全相同，这主要与矿物的成核能力、生长速度有关。岩石在重结晶过程中流体会抑制晶核的形成，增加扩散作用，使粒度增大。另外，原岩性质对变质反应的灵敏度也影响变质岩粒度大小。例如，在一个原岩为砂岩、页岩和石灰岩组成的韵律层内，在变质过程中由于页岩和石灰岩对变质作用反应灵敏，很易形成粗的晶粒，而砂岩对变质作用反应不灵敏，粒度增长很少，甚至仍保持原来的粒度。

（3）按变晶矿物的形态划分

◎粒状变晶结构：又称为花岗变晶结构，变晶矿物主要由粒状矿物（近等轴状）组成。

◎角岩结构：泥质岩石经由接触热变质作用形成的隐晶质变晶结构（显微花岗变晶结构）称为角岩结构。具这种结构的岩石呈灰黑色，质地均一致密、坚硬、呈块状构造，似牛角，因而得名。

◎鳞片变晶结构：大部分变晶矿物为片状。因变质作用的类型不同，片状矿物可呈定向排列，如绿泥石片岩中的绿泥石；也可不具定向排列，如云英岩中的白云母。

◎柱状变晶结构：大部分变晶矿物为一向延长的柱状矿物，如角闪石、辉石。若变晶矿物为纤维状矿物（一般长宽比大于1:5），则称为纤状变晶结构，如矽线石、阳起石。

若岩石由多种不同形状的矿物组成，则变质岩的结构描述的方式为：粒度＋次要矿物形态＋主要矿物形态。如某片麻岩的粒度为中粒，次要矿物黑云母为鳞片状，主要矿物石英长石为粒状，其结构可称为中粒鳞片粒状变晶结构，或称中粒鳞片花岗变晶结构。

若岩石具斑状变晶结构，则有时还要描述基质的结构。如周口店红柱石角岩，整个岩石为斑状变晶结构，基质为角岩结构。

3.碎裂结构

岩石受到机械破坏而产生的结构称为碎裂结构（cataclastic texture）。进一步可分为：

◎角砾状结构：当原岩为细粒时，若岩石受轻微破碎，则形成角砾状的岩石碎块，这种结构在张性应力条件下形成。

◎碎裂结构：岩石中的多数矿物具裂纹或遭受破碎，边缘被碾细，但仍保留矿物原形，有的矿物边缘呈不规则的锯齿状、棱角状。具挠性的矿物（如黑云母）发生扭曲（图7-8）。

图7-8 碎裂结构（碎裂岩）

◎碎斑结构：当岩石破碎较强烈时，在粉碎了的极细的颗粒中，还残留着较大的矿物碎粒，很像“斑晶”，称为碎斑。它们具不规则的撕碎的边缘、裂隙、边缘碎粒化等现象。而被粉碎的细粒部分很像岩浆岩或沉积岩中的基质，称为“碎基”或基质。这种结构常和片理化相伴随，若定向压力强烈，且持续时间很长时，则碎斑可呈定向排列的眼球状，岩石的基质部分具有明显的片理，称压碎眼球结构。

◎糜棱结构：当应力十分强烈时，矿物颗粒几乎全部破碎呈微粒状，微粒具定向性，表现似流动构造，其间残留少量稍大的刚性矿物（如石英）碎块，但常被磨圆呈眼球状。

4.交代结构

在变质作用中，由于化学性质活泼的流体相的作用，导致物质成分的带入和带出使原有矿物被溶解同时被新生矿物所代替，这样形成的结构称为交代结构（metasomatic texture）。

◎交代假象结构：交代过程中原来的矿物被化学成分不同的另一种新矿物所替换，但仍保留原矿物的晶形，如石榴子石的绿泥石化、橄榄石的蛇纹石化等。

◎交代斑状结构：交代过程中有时能发育成相当大的斑晶，这种成因的斑晶称为交代斑晶。在混合岩化或花岗岩侵入体的边部，碱质溶液活动的地带都可能出现钠长石或钾长石的交代斑晶。它们和岩浆岩的斑晶及一般变斑晶的不同在于：①交代斑晶在岩石中分布不均匀，大小也不等；②常与类似成分的交代脉伴生；③往往切割围岩的片理或其他早期构造；④被交代的矿物有时会呈包裹体残留在交代斑晶中；⑤推开变质岩片理的现象不明显。

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