第八章动力变质岩

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1、任课教师：严溶联系方式： 长江大学地球科学学院 2015年5月动力变质岩动力变质岩一、动力变质岩的一般特征动力变质岩：又称构造岩，是由动力变质作用形成的岩石。动力变质作用：是由于地壳构造运动的影响，使岩石遭受强烈的构造应力（定向压力）的作用而发生形变和破碎的一种变质作用。变质影响因素：岩石性质、应力状态和强度、温度、压力等。变质特征：（1）塑性变形（2）脆性变形脆性变形变形条件：地壳浅部、低温低压和应力快速作用；变形特点：组成岩石的矿物来不及调整颗粒的形状及本身的位置，甚至来不及拆开颗粒边界上彼此铰合的结构就发生了总体破裂。表现形式：形成断层角砾和断层泥，固结后形成各种断层角砾岩和碎裂岩。变形

2、条件： 在地壳深部，较高的围压和温度、慢应变速率等变形特点：变形岩石不发生破裂而仅改变其形状，岩石保持 空间的整体性和连续性，如发生褶曲和扭曲等。表现形式：（1）塑性变形可引起矿物晶体出现内部晶格滑动和位错，发育（2）由于岩石内部所受的应力不均匀引起组分化学位的梯度变化。 从而形成岩石内部的扩散流。与之有关的结构现象有如 （3）在应力作用下，变质岩石中的矿物出现优选定向，从而形成变质岩石所特有的塑性变形 变形方式： 包括晶体颗粒之间的滑动和扩散流动（特点如下） （1）颗粒边界具有较大的Gibbs自由能，比起其他部位不稳定； （2）化学迁移从应力较大的颗粒边界向其他部位迁移并生长。 （3）改变了

3、晶体的形状，但没有改变晶体的内部结构 （4）若有粒间溶液参加，通过粒间溶液的扩散称压溶压溶 包括直线滑移、双晶滑移、晶体的扭折（1）直线滑移 晶格滑移的距离是结晶学基本单位的整数倍，滑移结果是仅改变矿物外形，不改变晶格方位。（2）双晶滑移-晶格滑移的距离是结晶学基本单位的分数，滑移结果是晶格方位也发生改变，结果产生机械双晶。（3）扭折滑移中发生旋转，导致滑移面弯曲产生扭折。 名词提示名词提示-位错：已滑动部分与未滑动部分的分界线位错：已滑动部分与未滑动部分的分界线晶内塑性变形的机制：晶内塑性变形的机制：直线滑移和双晶滑移的宏观变化(Vernon,1976)a.未变形的；b.直线滑移；c.双晶滑

4、移照片照片4-14-1旋转的石榴石变斑晶旋转的石榴石变斑晶照片照片4-2 .4-2 .塑性变形组构及形成示意图塑性变形组构及形成示意图照片照片4-3.4-3.塑性变形组构及形成示意图塑性变形组构及形成示意图成分特征变形机制：破裂、滑移、恢复及重结晶作用变形机制：破裂、滑移、恢复及重结晶作用 l破裂作用：在岩石中产生微破裂，这些微破裂或破裂作用：在岩石中产生微破裂，这些微破裂或在晶内发育，或穿过晶界扩展，导致脆性变形。由在晶内发育，或穿过晶界扩展，导致脆性变形。由于破裂作用，岩石中的颗粒被剪裂、破碎，粒径渐于破裂作用，岩石中的颗粒被剪裂、破碎，粒径渐趋减小。趋减小。 1. 概述成分特征1. 概述

5、成分特征1. 概述l滑移是粒内塑性变形的主要形式，即在颗粒内沿某一滑移是粒内塑性变形的主要形式，即在颗粒内沿某一滑动面或某些滑动面发生位移滑动。滑移可引起颗粒内滑动面或某些滑动面发生位移滑动。滑移可引起颗粒内部应变，产生如波形消光、扭折带、变形纹等显微构造，部应变，产生如波形消光、扭折带、变形纹等显微构造，同时还可导致矿物集合体的结晶学优选方位同时还可导致矿物集合体的结晶学优选方位。成分特征1. 概述石英的波状消光和变形纹石英的波状消光和变形纹 变形带变形带 扭折黑云母扭折黑云母 具变形双晶的斜长石具变形双晶的斜长石 成分特征1. 概述l恢复作用是使变形晶体回复到未变形状态的作用过恢复作用是使

6、变形晶体回复到未变形状态的作用过程。通过恢复作用降低由变形作用而储存的应变能。程。通过恢复作用降低由变形作用而储存的应变能。其结果是在矿物晶粒中产生亚颗粒而不形成新颗粒。其结果是在矿物晶粒中产生亚颗粒而不形成新颗粒。在正交偏光镜下仅见亚颗粒消光位略有变化。在正交偏光镜下仅见亚颗粒消光位略有变化。 成分特征1. 概述l重结晶作用是恢复以后所剩余应变能的消耗过程，重结晶作用是恢复以后所剩余应变能的消耗过程，以无应变新颗粒的发育和生长为特征。以无应变新颗粒的发育和生长为特征。 破裂、滑移、恢复及重结晶，是由脆性变形向塑破裂、滑移、恢复及重结晶，是由脆性变形向塑性变形的转化过程。这种转化过程是随着围压

7、的增性变形的转化过程。这种转化过程是随着围压的增大、温度的升高及应变强度的加大而逐渐过渡的大、温度的升高及应变强度的加大而逐渐过渡的。成分特征1. 概述l 动力变质岩的显微构造动力变质岩的显微构造 动力变质岩是应力作用下的产物，其中常见显动力变质岩是应力作用下的产物，其中常见显微破裂、波状消光、带状消光、扭折带、变形纹、微破裂、波状消光、带状消光、扭折带、变形纹、机械双晶、镶嵌构造、核幔构造及压力影等。机械双晶、镶嵌构造、核幔构造及压力影等。 成分特征1. 概述l 微破裂微破裂 多见于较刚性晶粒中，为一些微细裂隙，呈不规则多见于较刚性晶粒中，为一些微细裂隙，呈不规则状、平行状或共扼状产出。它使

8、颗粒破碎、变细。状、平行状或共扼状产出。它使颗粒破碎、变细。 破裂的产生，引起体积的增加，这意味着随着围压破裂的产生，引起体积的增加，这意味着随着围压的增加，必须有更大的应力才能产生破裂。故破裂作的增加，必须有更大的应力才能产生破裂。故破裂作用的显著部位应是压力较低的地壳较浅部位。用的显著部位应是压力较低的地壳较浅部位。 成分特征1. 概述l 波形消光波形消光 经受塑性变形的晶粒，在正交偏光镜下常显示不均经受塑性变形的晶粒，在正交偏光镜下常显示不均匀消光现象，据其消光影形状及界面特征可分为波形消匀消光现象，据其消光影形状及界面特征可分为波形消光、带状消光及扭折带。光、带状消光及扭折带。 波形消

9、光的主要特征是消光影呈扇状、带状或不规波形消光的主要特征是消光影呈扇状、带状或不规则状连续地扫过颗粒。消光影界面不明显。则状连续地扫过颗粒。消光影界面不明显。 波形消光是由于过量的位错引起晶格弯曲所造成的波形消光是由于过量的位错引起晶格弯曲所造成的成分特征1. 概述成分特征1. 概述l 带状消光、扭折带带状消光、扭折带 带状消光带是晶粒内一种较宽的、界面较清晰的带状消光带是晶粒内一种较宽的、界面较清晰的消光带，消光影由此带至彼带呈跳跃式过渡。扭折带消光带，消光影由此带至彼带呈跳跃式过渡。扭折带是带状消光带的特例，其界面更清晰、平直，消光影是带状消光带的特例，其界面更清晰、平直，消光影的过渡更截

10、然。的过渡更截然。 带状消光带及扭折带的几何特征表明，它们是由带状消光带及扭折带的几何特征表明，它们是由滑动面的弯曲扭折而成的，是粒内变形不均匀的结果。滑动面的弯曲扭折而成的，是粒内变形不均匀的结果。 成分特征1. 概述成分特征1. 概述成分特征1. 概述成分特征1. 概述成分特征1. 概述l 变形纹变形纹 以石英中常见，橄榄石，辉石等矿物也可见以石英中常见，橄榄石，辉石等矿物也可见 石英变形纹是晶内平直的或成长透镜状的薄纹石英变形纹是晶内平直的或成长透镜状的薄纹层。变形纹与主晶的折射率，双折率均略有不同与层。变形纹与主晶的折射率，双折率均略有不同与主晶之消光位也稍有差异。变形纹常密集平行分布

11、主晶之消光位也稍有差异。变形纹常密集平行分布并常与带状消光带或扭折带成高角度伴生。并常与带状消光带或扭折带成高角度伴生。成分特征1. 概述成分特征1. 概述成分特征1. 概述机械双晶是机械双晶是塑性变塑性变形的产物形的产物，低温及低温及快应变速率快应变速率条件下条件下有利于机械双晶的有利于机械双晶的形成。形成。l 机械双晶机械双晶 是应力作用下形成的双晶。在一些对称性较低，粒内是应力作用下形成的双晶。在一些对称性较低，粒内滑移系统较少的矿物，如方解石、滑移系统较少的矿物，如方解石、 白云石中较易出现机白云石中较易出现机械双晶一般较密集，有时呈弯曲状，常尖灭于晶内。械双晶一般较密集，有时呈弯曲状