中国地质大学岩石学考研复习资料.pdf
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1、中国地质大学岩石学考研复习资料 中国地质大学研究生历年岩石学考试重点 变质岩部分 一、名词解释 1. 变质作用,正变质岩,副变质岩; (1)变质作用:由地球内力作用下引起物理、化学条件的改变,从而使地壳中 已形成的岩石在基本保持固态状态下,原岩组分、矿物组合、结构、构造等方面 发生转化的作用。 (2)正变质岩:由岩浆岩经过变质作用形成的变质岩。 (3)副变质岩:由沉积岩过变质作用形成的变质岩。 2. 接触变质作用, 动力变质作用, 气液变质作用, 区域变质作用, 混合岩化作用; (1)接触变质作用:在岩浆岩体边缘和围岩接触带上,由于高温、溶液的影响 使岩石发生的变质作用。 (2)动力变质作用:
2、在构造运动产生的压力下,使岩石发生破碎的变质作用。 (3)气液变质作用:具有化学活动性的热水溶液和气体对岩石进行交代,而使 岩石发生变质的作用。 (4)区域变质作用:是大面积发生的区域性的变质作用,是在地壳活动带发生 的变质作用。 (5)混合岩化作用:在区域变质作用的基础上,地壳内部热流升高,产生深部 岩石部分熔融,熔浆渗透、交代、贯入于变质岩中形成混合岩的作用,是区域变 质作用中的高级作用。 3. 重结晶作用,变质结晶作用和变质方应,交代作用,变质分异作用,变形和碎 裂作用; (1)重结晶作用:同种矿物,经过重新溶解、组分迁移,再结晶形成原矿物的 方式。重结晶作用的结果是晶粒由小变大 (2)
3、变质结晶作用和变质方应:在变质作用的温度、压力范围内,在原岩基本 保持固态条件下使旧矿物消失、 新矿物形成的变质方式, 一般通过特定的化学反 应来实现,这种化学反应称为变质反应。 包括同质多象转变和形成新的矿物组合。 (3)交代作用:由于流体的迁移使固态岩石与外界产生复杂物质交换,从而改 变岩石化学成分的一种变质方式。 (4)变质分异作用:在变质作用过程中,原来均一的岩石发育出不同矿物集合 体,使岩石出现不均一的现象,称为变质分异作用。 (5)变形和碎裂作用:在应力作用下的一种变质方式 变形作用岩石和矿物所受的应力超过弹性限度时产生塑性变形,即为变形 作用。结果岩石和矿物基本保持原来的连续性,
4、无破碎现象,应力消失后, 不能恢复原来的状态。 破碎作用在地壳浅部, 岩石和矿物所受的应力大大超过其弹性限度时,会 发生破裂、裂开的变质作用方式。 4. 变余结构,变晶结构,碎裂结构,交代结构; (1)变余结构:由于变质、重结晶作用不完全,原来岩石的矿物成分和结构特 征被部分地保留下来形成的结构。常见于变质程度较浅的变质岩中,是恢复原岩 的重要证据。 (2)变晶结构:岩石在固态条件下,由重结晶和变质结晶作用形成的结构。是 变质岩中最常见之结构。 (3)碎裂结构(变形结构):机械破坏而产生的结构。 (4)交代结构:指一个变质矿物和矿物集合体被另一个矿物和矿物集合体取代 的现象,在取代过程中有物质
5、成分的交换和结构的改组。 5. 变余构造,变成构造; (1)变余构造:变质后,仍然保留原岩的部分构造特征,是恢复原岩的标志。 (2)变成构造:由变质作用形成的构造。 6. 板状构造,千枚状构造,片状构造,片麻状构造,条带状(层状)构造,眼球 状构造,线状构造; (1)板状构造:又称为板劈理是重结晶程度很低(隐晶质)的低级变质岩典型 的面理形式。通常由密集的间隔平面(劈理面)显示,沿着劈理面岩石容易裂开 呈平整、光滑但光泽暗淡的板片。 (2)千枚状构造:面理由细小(多小于0.1mm )的片状硅酸盐定向排列而成,重 结晶程度比板状构造高, 但肉眼仍难以识别矿物颗粒。 岩石易沿面理裂开, 劈开 面不
6、如板劈理面平整, 但有强烈丝绢光泽 (绢云母、 绿泥石等片状硅酸盐矿物造 成)。千枚状构造的明显特征是存在折劈、微褶皱和扭折带。 (3)片状构造: 岩石重结晶程度高。 面理由肉眼可识别的 (粒径 0.1mm )的片、 板、针、柱状矿物连续定向排列而成。岩石较易沿面理裂开,但裂开面平整程度 比千枚状构造差些)。 (4)片麻状构造:又称为片麻理。与片状构造相同点是岩石重结晶程度高,矿 物肉眼可识别。 不同点在于粒状矿物含量高,板片状、针柱状矿物在其中断续定 向分布。片麻状构造的特点是岩石沿片麻理无特别强烈的裂开趋势。 (5)条带状(层状)构造:又称为条带状构造或成分层,是由不同成分、不同 结构的浅
7、色与暗色层 (或透镜体)互层构成的面状构造。 广泛出现在区域变质岩、 动力变质岩和混合岩之中。 (6)眼球状构造:特点是眼球状巨大颗粒或颗粒集合体在基质中定向分布。见 于动力变质岩和混合岩中。 (7)线状构造:即线理,是岩石中各种线状要素的平行定向排列。岩石中可有 不同期线理,按先后顺序以 L1、L2、L3等记录之。按线状要素的不同,线理可分 为拉伸线理、皱纹线理、交面线理等3类。 7. 动力变质岩,区域变质岩,混合岩,接触变质岩,交代变质岩; (1)动力变质岩:由动力变质作用形成的岩石。 (2)区域变质岩:原岩经过区域变质作用形成的岩石。 (3)混合岩:由混合岩化作用形成的, 熔融的长英质组
8、分和原岩中难熔的组分, 在新的条件下互相作用和混合,形成不同成分和形态的岩石,统称为混合岩。 (4)接触变质岩:由接触变质作用形成的岩石。 (5)交代变质岩:热的气体和溶液作用于已形成的岩石,使其产生矿物成分、 化学成分、结构构造的变化而形成的岩石。 8. 板岩,千枚岩,片岩,片麻岩,大理岩,石英岩,角闪石岩,变粒岩,麻粒岩, 榴辉岩; (1)板岩:具有板状构造的浅变质岩。原岩主要是泥质岩、粉砂岩或者中酸 性的凝灰岩, 经过轻微变质, 原岩矿物成分基本无重结晶作用或者只少部分重结 晶,主要是脱水、硬度增高。 (2)千枚岩:具有典型的千枚状构造的浅变质岩。原岩泥质岩、粉砂岩或者 中酸性凝灰岩,经
9、过低级变质作用形成,变质程度比板岩稍高 (3)片岩:具有片理构造的浅变质岩。 (4)大理岩:碳酸盐岩矿物(方解石、白云石为主)50的变质岩,石灰岩、 白云岩等碳酸盐,经过区域变质作用或热接触变质作用形成的 (5) 石英岩: Q85的变质岩,由石英砂岩或硅质岩经过区域变质作用形成的。 (6)角闪石岩: 矿物特征: 含角闪石斜长石, 石英较少或无角闪石等暗色矿物50,矿物 成分除 Am 、Pl外,常见铁铝榴石、绿帘石、黝帘石; 原岩基性岩 (侵入岩、喷出岩、火山碎屑岩) ,富铁白云质泥灰岩中高 温区域变质作用形成。 (7)变粒岩:含长石、石英较多( 70),且长石 25% ;云母或其他暗色矿物 较
10、少(470 C,形成方解石、硅灰石,或者石英+硅灰石。 6 研究变质岩结构和构造的重要意义 (1)反映形成过程; (2)反映变质作用类型、因素、方式、变质程度,例如动力变质作用具有碎裂 结构; (3)为原岩恢复提供证据,如变余杏仁构造; (4)可以作为命名的依据,如片麻状构造岩石命名为片麻岩; (5)对水文和工程有影响,如应力下板理、片理等有利于水文,而不利于工程。 7 变晶结构的详细划分 主要结构划分标准详细分类 变余结构 原岩为岩浆岩变余斑状结构,变余辉绿结构,变余花 岗结构 原岩为沉积岩变余砂状结构 变晶结构 按变晶矿物相对大小分等粒变晶结构、不等粒变晶结构、斑状 变晶结构 按变晶矿物绝
11、对大小分粗粒变晶( 3mm )、中粒( 3-1mm )、细 粒(30% , 粒状矿物 常以石英为主, 可 含一定量长石, 长 石50,长 石25% ; 片状和柱 状矿物为云母、 角 闪石、辉石,可含 特征变质矿物, 若 长石少,石英增加 则过渡为片岩。 粒度粗,一 般1mm , 中 粗粒鳞片 粒状变晶 结构 片麻状构造 变粒 岩 大 理 岩 石灰 岩、白 云岩等 碳酸盐 岩 区域变质 或热接触 变质作用 碳酸盐岩矿物(方 解石、白云石为 主)50;少量 特征变质矿物蛇 纹石、透闪石、透 辉石、金云母、镁 橄榄石、硅灰石 粒状变晶 结构 块状构造, 或条带状构 造 石 英 岩 石英砂 岩或硅 质
12、岩 Q85 ,含少量长 石、绢云母、绿泥 石、白云母、黑云 母等 粒状变晶 结构 块状构造, 时具条带状 构造 分布广 斜 长 角 闪 岩 / 角 闪 石 基性岩 (侵入 岩、喷 出岩、 火山碎 屑岩) 富铁白 云质泥 灰岩 中高温 区域变质 作用 含角闪石斜长 石,石英较少或无 角闪石等暗色矿 物50,矿物成 分除Am 、Pl外,常 见铁铝榴石、绿帘 石、黝帘石 粒状变晶 结构 块状构造, 略具定向性 岩 变 粒 岩 粉砂 岩、岩 屑砂 岩,基 性酸 性凝灰 岩及少 量中、 酸性喷 出岩 中高级变 质作用 含长石、石英较多 (70),且长 石25% , 云母或其 他暗色矿物较少 (50%,
13、交代结构普遍发育; 混合花岗岩混合岩化作用极强烈。 (2)混合岩的基体和脉体: 基体又称古成体, 指残留的变质岩基体 ( 高级或中高级区域变质岩 , 主要是 斜长角闪岩、片麻岩、变粒岩) ,具变晶结构,块状构造,定向构造,颜色深。 脉体又称新成体, 指新生的不同数量的长英质脉体,通常是花岗质或长英 质的伟晶岩、细晶岩等,颜色较浅。 岩浆岩部分 1. 岩浆的概念、岩浆的成分(主要成分,挥发份),挥发份存在的意义(降低 岩浆粘度和矿物的熔点),不同成分岩浆的温度范围(基性、中性、酸性),影 响岩浆粘度的因素(氧化物,挥发份,温度) (1)岩浆的概念:是地球内部形成的,以硅酸盐为主要成分的炽热、粘稠
14、、富 含挥发分的熔融体。 (2)岩浆的成分: 主要成分 O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, K, Na, Mn, P 挥发份 H2O, CO2, SO2, O2, N2, H2, 其中水 60-90 挥发份的作用: A. 降低粘度,使得岩浆易于流动; B. 可以降低矿物的熔点,延长结晶时间,甚至结晶出含有挥发份的矿物 (3)不同成分岩浆的温度范围:一般温度范围:600-1200C ;不同深度火 山口愈深,愈高温;不同含水性含水多,则温度低。 基性岩浆: 1000-1200C 中性岩浆: 900-1000C 酸性岩浆: 600-700C (4)影响岩浆粘度的因素: 成分 ( 氧化物 )
15、 SiO2,Al2O3增加,粘度增加 温度 - 增加可降低粘度 挥发份 -含量高,降低粘度 2. 岩浆岩中矿物按含量划分(主要矿物/ 决定大类划分、次要矿物/ 决定种属、 副矿物),按成分和颜色划分(硅铝/ 铁镁矿物或浅色 / 暗色矿物),色率的定义 (1)按含量划分: 主要矿物含量多,是划分岩石大类的依据, 次要矿物含量较少,10 mm 、粗粒结构 5 mm 、中粒 结构 5-2 mm、细粒结构 2-0.2 mm 、微粒结构 100km2,形态为圆形或长条形, 平行 造山带分布。 岩株:面积一般 90% 叫超镁铁岩 色率一般 70, 颜色很深,比重较大,产出少。 重要结构: 堆晶结构在粗大的
16、、 相互连接的自形到半自形晶体之间充填其他矿物的一 种结构粗大的晶体称为堆晶。堆晶矿物可以是铬铁矿、橄榄石、辉石和斜长石。 (2)金伯利岩: 1870年首次发现于南非阿扎尼亚的金伯利城而得名,是金刚石 的母岩。 (3)科马提岩:具鬣刺结构。橄榄石和辉石的针状骸晶平行排列成簇,分布在 玻璃基质中,似鬣刺草(澳大利亚的一种草名),鬣是马颈上的长毛。鬣刺结构 成因是熔浆快速冷却,长出了骸晶。 (4)苦橄岩:相当于橄榄岩的喷出岩,富含Mg 。 13. 基性岩类的代表性岩石及其特征(代表岩石见上边表1-4),特征包括化学 成分,矿物成分,结构构造,掌握 (1)侵入岩: 1 )辉长岩: 颜色:黑色,灰黑色
17、,深灰色 结构:中 - 粗粒半自形粒状结构辉长结构 辉长结构 指基性斜长石和辉石自形程度相同,都呈半自形或他形颗粒, 是从 岩浆同时析出的结果。是基性深成岩相的典型结构 构造:块状构造,也有条带状构造(Pl/Py ) 矿物成分: 主要矿物:斜长石 +辉石 (pl+py) (1:1 ) 基性斜长石通常为 An50的拉长石( 50-70号)、 培长石( 70-90号),多呈厚板状,有清晰的双晶纹 辉石多呈半自形 - 他形晶粒,可被绿泥石、角闪石交代。 次要矿物:橄榄石,角闪石,黑云母 副矿物:磁铁矿,钛铁矿,铬铁矿等 矿物次生变化:辉石蚀变为变为阳起石,透闪石(角闪石大类) 斜长石蚀变为钠长石、绿
18、帘石等矿物集合体(淡黄色或绿色),若都蚀变, 则岩石光泽变暗淡 2 )辉绿岩: 颜色:暗绿色,黑色 矿物成分:与辉长岩相似,pl+py 为主(比例约 1:1),可呈斑晶,可含有 Ol, Or(正长石 ) ,Q 结构:辉绿结构,斑状结构 辉绿结构 基性斜长石和辉石颗粒大小相近,但是自形程度不同,自形程度 好的斜长石呈板状, 搭成三角形孔隙, 其中充填它形的辉石颗粒。 可与辉长结构 过渡,称辉长辉绿结构。 斑状结构 称为辉绿玢岩,斑晶为pl 和py 蚀变特征:斜长石钠长石,黝帘石,绿帘石集合体 辉石角闪石,绿泥石 (2)喷出岩: 1 )玄武岩: 颜色:黑色,绿 -灰绿色,暗紫色,黑灰色,氧化强为紫
19、红色 矿物成分:主要矿物Pl + Py 次要矿物 Ol, Am, Bi 总体成分与辉长岩相似 结构: 岩石的结构:斑状结构,无斑隐晶质结构,玻璃质结构, 斑晶: Pl , Py, Ol (Ol常变为红色伊丁石) 基质:隐晶质,肉眼无法鉴别 基质的结构粗玄( 间粒)结构长板状 Pl 的三角形孔隙中,充填Py和磁铁矿 小颗粒间隐结构:密集的Pl 中充填玻璃 间粒- 间隐结构(拉斑玄武结构):过渡类型,Pl 三角形孔隙充填 Py, 磁铁矿 和玻璃 玻璃质结构:全是玻璃 构造 气孔构造,杏仁构造普遍发育 枕状构造:海水冷却,有内部结构 柱状节理: 4,5,6,7边形 2)细碧岩 (spilite) 基
20、性喷出岩。基性岩浆在海底喷发形成的。 颜色:绿色,浅绿色 结构构造:隐晶质 / 斑状结构,杏仁构造 / 枕状构造 化学成分: Na2O 高(4%), 属于富钠质基性熔岩 矿物成分: 钠长石,绿泥石,绿帘石,方解石等,有时可见辉石或者辉石假像。 斑晶为富钠的 Pl 和Py 共生组合: 与角斑岩和石英角斑岩共生,构成细碧石英角斑岩系, 常有黄铁 矿、黄铜矿等工业矿床。 成因:洋中脊玄武岩与海水发生交换,发生变质作用,Na+ 增加 14. 中性岩类闪长岩 安山岩类代表性岩石(代表岩石见上边表格) 15. 中性岩类正长岩 粗面岩类代表性岩石(代表岩石见上边表格) 16. 酸性岩类代表性岩石(代表岩石见
21、上边表格) 17. 花岗岩的一般特征及其有关矿产( 化学成分,矿物成分,结构, 构造, 有关 矿产) , (1)凡是 Q20,主要由 Q+Or+Pl85% ,都被统称为花岗岩类。 (2)主要特征: 1) 颜色:浅肉红色,浅灰色,灰白色 2) 结构构造:粗、中、细粒都有,块状、斑杂、球状构造 3) 矿物成分: 主要矿物: Q+Or+ 酸性 Pl ,Q+Or+ 酸性 Pl=85 % ,An=10-35,为更长石,更 - 中斜 长石, Or : Pl = 2:1,钾长石为浅肉红色,或灰白,灰色 次要矿物: Bi, Am, 少量 Py, 三者之和 66 53-66 石英无无或很少20 无 长石种类一般
22、无斜长石为主斜长石为主钾长石为主钾长石 斜 长石 钾长石为主 含似长石 暗色矿物种 类与含量 橄榄石,辉 石 90 辉石为主, 可 有 角 闪 石、黑云母 和橄榄石 9 称为过碱性岩石。 34. 羽状交错层理: 细层与层系界面斜交,相邻层系中细层的倾向相反。 35. 沉积后作用:沉积物从沉积下来后到深埋变质或被抬升到地表再次遭到风化 作用前所经历的所有变化。 36. 沉积分异作用: 母岩风化产物及其它来源沉积物, 在搬运和沉积过程中会按 照颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来,这种现象 称为沉积分异作用。 37. 变晶结构: 变质作用过程中形成的结构, 固体条件下进行,
23、变质矿物基本同 时形成。 38. 岩浆岩的相: 就是指不同环境条件下形成的岩石和岩体总的特征,包括形成 深度、结构、构造和产状等,可分为侵入岩相和火山岩相两大类。 岩浆岩的产状: 指岩浆岩体的大小、形状、与围岩的接触关系,形成时的地质构 造环境、距离地表的深度等。分为侵入岩的产状和火山岩的产状。 39. 色率: 岩浆岩中铁镁矿物含量的体积百分比。 40. 原生岩浆: 是地幔或者地壳物质经局部熔融所形成的最初的岩浆。 次生岩浆: 是原生岩浆通过发展和演化所形成的岩浆。 41. 斑状结构: 岩浆岩中矿物颗粒分为大小截然不同的两群,大的称为斑晶, 小 的和不结晶的玻璃质称为基质。 其间没有中等大小的
24、颗粒, 可与不等粒结构相区 别。 42. 混合岩化作用: 是高级区域变质 (造山变质) 伴随的部分熔融产生的低熔物 质(新成体或者脉体)与变质岩(基体或者古成体)混合形成混合岩的大规模变 质作用。它是变质作用向岩浆作用过渡的类型,又称为超变质作用。 43. 岩浆: 44. 准同生白云石化作用: 45. 云英岩: 46. 角岩: 47. 包含结构: 48. 粒序层理: 二、简述题 1. 试述主要造岩矿物在风化作用中的稳定性。 (1)暗色矿物:橄榄石 酸性斜长石 中性斜长石 基性斜长石, 因此,在沉积岩中较为常见的碎屑长石是和酸性斜长石。石英为最稳定的造岩 矿物,因此,母岩风化越彻底,石英在风化产
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