工程地质变质岩.pdf

1、变质岩变质岩变质岩变质岩一、变质岩的形成一、变质岩的形成二、变质岩的物质组成二、变质岩的物质组成三、变质岩的结构和构造三、变质岩的结构和构造四、变质岩的分类四、变质岩的分类五、常见的变质岩五、常见的变质岩3 3一、变质岩的形成一、变质岩的形成 变质岩：变质岩：由由原岩石（岩浆岩、沉积岩或变质岩）原岩石（岩浆岩、沉积岩或变质岩）在地壳中受到在地壳中受到高温、高压高温、高压或或化学成分的渗入化学成分的渗入，在，在基本保持基本保持固态固态的情况下使岩石的结构、构造或矿的情况下使岩石的结构、构造或矿物成分发生变化，形成新的岩石。物成分发生变化，形成新的岩石。变质岩不仅具有变质岩不仅具有自身独特的特点自

2、身独特的特点,而且还常保留着而且还常保留着原来岩石的某些原来岩石的某些特征。特征。变质岩的形成变质岩的形成 变质岩占地壳总量略逊于岩浆岩，但变质岩的家变质岩占地壳总量略逊于岩浆岩，但变质岩的家族非常庞大，其族非常庞大，其种类远多于岩浆岩和沉积岩种类远多于岩浆岩和沉积岩。变质岩中的主要矿产变质岩中的主要矿产与与接触变质岩接触变质岩有关的矿产：铁、铜、铅、锌、有关的矿产：铁、铜、铅、锌、钼、铍、石棉等。如：湖北铁矿，湖南的铅锌钼、铍、石棉等。如：湖北铁矿，湖南的铅锌矿，云南的锡矿等。矿，云南的锡矿等。与与区域变质区域变质有关的矿产有：铁、石墨、菱镁矿、有关的矿产有：铁、石墨、菱镁矿、刚玉及磷矿等。

3、如：鞍山的铁矿、山东的滑石刚玉及磷矿等。如：鞍山的铁矿、山东的滑石矿。矿。变质岩的形成变质岩的形成 变质岩的用途：变质岩的用途：建筑及装饰材料建筑及装饰材料，如板岩、汉白玉等，如板岩、汉白玉等工艺品原料工艺品原料，如大理石、翡翠等，如大理石、翡翠等非金属工业原料非金属工业原料，如石英岩、石墨、刚玉、石，如石英岩、石墨、刚玉、石棉等棉等变质岩中直接产出变质岩中直接产出金属矿产金属矿产，如金、银、铜、，如金、银、铜、铅、锌、铁及稀有、稀土等矿产，其中变质岩铅、锌、铁及稀有、稀土等矿产，其中变质岩中的铁矿床占全世界铁矿总储量的中的铁矿床占全世界铁矿总储量的80%80%以上以上6二、变质岩的物质组成二

4、、变质岩的物质组成 组成变质岩的矿物组成变质岩的矿物继承矿物（继承矿物（原生矿物）原生矿物）：在其它岩石中也存在在其它岩石中也存在的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石等。方解石、白云石等。新矿物（变质矿物）：新矿物（变质矿物）：在变质过程中产生的新在变质过程中产生的新矿物，如矿物，如石榴子石、绢云母、绿泥石、红柱石、石榴子石、绢云母、绿泥石、红柱石、阳起石、透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石阳起石、透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石等。等。这些变质矿物可以作为鉴别变质岩的标志矿物这些变质矿物可以作为鉴别变质岩的标志矿物。变质岩中矿物因变质岩中矿

5、物因压力压力的影响，排列往往具有的影响，排列往往具有定向性定向性，矿物形态具有矿物形态具有延长性延长性。变质岩的物质组成变质岩的物质组成 变质岩和岩浆岩的区别变质岩和岩浆岩的区别：变质岩往往有典型的变质岩往往有典型的变质矿物变质矿物，有些变质岩具有有些变质岩具有片理构造片理构造，而岩浆岩则无而岩浆岩则无。变质岩和沉积岩的区别变质岩和沉积岩的区别：沉积岩具沉积岩具层理构造层理构造，常含常含化石化石；而变质岩则无；而变质岩则无。沉积岩中一般不具结晶粒状结构；而变质岩大沉积岩中一般不具结晶粒状结构；而变质岩大部分是重结晶的岩石部分是重结晶的岩石，只是结晶程度不同只是结晶程度不同。三、变质岩的结构和构

6、造三、变质岩的结构和构造 变质岩的结构变质岩的结构变余结构变余结构碎裂结构碎裂结构变晶结构变晶结构 变质岩的构造变质岩的构造片理构造片理构造块状构造块状构造变质岩的结构变质岩的结构-变余结构变余结构 变余结构：变余结构：在变质过程中，由于变质程度在变质过程中，由于变质程度较浅较浅，重结晶作用不完全，仍重结晶作用不完全，仍保留一些原岩的结构、构保留一些原岩的结构、构造特征造特征。变质岩的原岩是变质岩的原岩是砂岩砂岩或或泥岩泥岩等沉积岩，则可能等沉积岩，则可能会出现会出现变余砂状结构变余砂状结构或或变余泥状结构变余泥状结构；变质岩的原岩是变质岩的原岩是岩浆岩岩浆岩，则可能会有，则可能会有变余斑状变

7、余斑状结构结构等。等。变余结构对于判别变余结构对于判别原岩的性质类型原岩的性质类型有重要意义。有重要意义。变余结构变余结构变余砾状结构（标本光面）变余砾状结构（标本光面）变余粉砂结构变余粉砂结构变质岩的结构变质岩的结构-碎裂结构碎裂结构 碎裂结构：碎裂结构：岩石在应力作用下，其中的矿物颗粒岩石在应力作用下，其中的矿物颗粒破碎，又被粘结在一起形成的结构。颗粒破碎，又被粘结在一起形成的结构。颗粒外形形外形形成不规则的带棱角的碎屑成不规则的带棱角的碎屑，碎屑边缘常呈，碎屑边缘常呈锯齿状锯齿状，并常有裂隙及扭曲变形等现象。并常有裂隙及扭曲变形等现象。它是它是动力变质岩动力变质岩常有的一种结构，主要发生

8、在常有的一种结构，主要发生在构构造破碎带造破碎带。山区公路建设中，碎裂结构岩体边坡常常需要采山区公路建设中，碎裂结构岩体边坡常常需要采用锚索加固的方法。用锚索加固的方法。1414变质岩的结构变质岩的结构-变晶结构变晶结构 变晶结构：变晶结构：岩石在变质作用过程中，由岩石在变质作用过程中，由重结晶作重结晶作用、变质结晶作用用、变质结晶作用等方式形成的等方式形成的变晶矿物变晶矿物所组成所组成的结构。的结构。变晶结构与沉积岩中的结晶结构变晶结构与沉积岩中的结晶结构都主要由矿物晶都主要由矿物晶粒组成，十分相似，但存在以下区别：粒组成，十分相似，但存在以下区别：变晶结构是在固态下重结晶和重组合的产物，变

9、晶结构是在固态下重结晶和重组合的产物，各种矿物各种矿物几乎同时结晶几乎同时结晶。具变晶结构的岩石为具变晶结构的岩石为全晶质全晶质的（极少数为隐晶的（极少数为隐晶质），没有玻璃质。质），没有玻璃质。岩石中柱状、针状、片状和放射状矿物较发育，岩石中柱状、针状、片状和放射状矿物较发育，且常呈且常呈定向分布定向分布。变晶结构变晶结构 分类依据：分类依据：变晶矿物粒度变晶矿物粒度绝对大小绝对大小粗粒变晶结构：粗粒变晶结构：矿物颗粒平均直径矿物颗粒平均直径3mm3mm。中粒变晶结构：中粒变晶结构：矿物颗粒平均直径矿物颗粒平均直径3 31mm1mm。细粒变晶结构：细粒变晶结构：矿物颗粒平均直径矿物颗粒平均直

10、径1mm1mm。变晶结构变晶结构 分类依据：分类依据：变晶矿物颗粒的变晶矿物颗粒的相对大小相对大小等粒变晶结构：等粒变晶结构：岩石中大部分主要变晶矿物颗岩石中大部分主要变晶矿物颗粒大小大致相等。如大理岩、石英岩。粒大小大致相等。如大理岩、石英岩。不等粒变晶结构：不等粒变晶结构：主要变晶矿物颗粒大小不等主要变晶矿物颗粒大小不等但呈连续变化。但呈连续变化。斑状变晶结构：斑状变晶结构：矿物颗粒直径大小矿物颗粒直径大小相差悬殊相差悬殊，在较细粒的变质基质中，有较大的变晶矿物。在较细粒的变质基质中，有较大的变晶矿物。如片岩、片麻岩。如片岩、片麻岩。变晶结构变晶结构等粒变晶结构等粒变晶结构不等粒变晶结构不

11、等粒变晶结构斑状变晶结构斑状变晶结构变质岩的构造变质岩的构造 片理构造：片理构造：岩石中岩石中矿物矿物在定向压力作用下在定向压力作用下，发生发生平行排列而形成的构造平行排列而形成的构造，是变质岩中最常见的是变质岩中最常见的、特征性的构造特征性的构造。片理构造是变质岩所特有的片理构造是变质岩所特有的，是从构造上区别于是从构造上区别于其他岩石的一个显著标志其他岩石的一个显著标志。分类依据：分类依据：矿物的组合和重结晶程度矿物的组合和重结晶程度板状构造板状构造千枚状构造千枚状构造片状构造片状构造片麻状构造片麻状构造2020变质岩的构造变质岩的构造-板状构造板状构造 板状构造：板状构造：在变质过程中在

12、变质过程中，泥岩或页岩泥岩或页岩等柔性岩石受应等柔性岩石受应力作用达到一定限度后力作用达到一定限度后，常常出现出现一组互相平行的破裂面一组互相平行的破裂面，也称也称劈理构造劈理构造。由于岩石基本未重结晶由于岩石基本未重结晶，故故肉眼不能分辨颗粒肉眼不能分辨颗粒，劈理面劈理面平整光滑平整光滑，并微有丝绢光泽并微有丝绢光泽。沿劈理可形成均匀沿劈理可形成均匀薄板薄板。板状构造是在板状构造是在低温而应力较低温而应力较强强的变质条件下形成的的变质条件下形成的。变质岩的构造变质岩的构造-千枚状构造千枚状构造 千枚状构造：千枚状构造：变质变质重结晶程度不高重结晶程度不高，由由细小片状细小片状矿物矿物（绢云母

13、绢云母、绿泥石绿泥石）呈呈定向密集平行排列定向密集平行排列所所成的构造成的构造。与片状构造相似与片状构造相似，但但晶粒微细晶粒微细，不易肉眼辨别矿不易肉眼辨别矿物成分物成分，片理面上常具片理面上常具丝绢光泽丝绢光泽。变质岩的构造变质岩的构造-片状构造片状构造 片状构造片状构造：显晶质变晶结构显晶质变晶结构，由云母由云母、绿泥石绿泥石、滑石滑石、角闪石等角闪石等片柱状矿物片柱状矿物作作定向平行排列定向平行排列成片成片理理。岩石岩石重结晶较明显重结晶较明显；片理面可以是平直的；片理面可以是平直的，也可也可以波状弯曲以波状弯曲。变质岩的构造变质岩的构造-片麻状构造片麻状构造 片麻状构造片麻状构造：显

14、晶质变晶结构，主要由显晶质变晶结构，主要由粒状变晶粒状变晶矿物矿物（长石、石英等）组成，岩石中（长石、石英等）组成，岩石中暗色矿物暗色矿物与与浅色矿物浅色矿物相间呈条带状分布而成的一种构造。相间呈条带状分布而成的一种构造。在在区域变质岩的片麻岩区域变质岩的片麻岩中常见片麻状构造。中常见片麻状构造。片理构造片理构造变质岩的构造变质岩的构造-块状构造块状构造 块状构造：块状构造：岩石中矿物颗粒岩石中矿物颗粒无定向排列无定向排列所表现的所表现的均一构造均一构造。部分部分大理岩大理岩、石英岩石英岩等具此构造等具此构造。2626四、变质岩的分类四、变质岩的分类变质岩的分类变质岩的分类五、常见的变质岩五、

15、常见的变质岩 板岩板岩 千枚岩千枚岩 片岩片岩 片麻岩片麻岩 石英岩石英岩 大理岩大理岩2929板岩板岩 粘土岩粘土岩、粉砂岩轻微变质粉砂岩轻微变质而而成的浅变质岩成的浅变质岩。具具板状构造板状构造，矿物基本没有矿物基本没有重结晶或只有部分重结晶重结晶或只有部分重结晶，外表呈致密隐晶质外表呈致密隐晶质，肉眼难肉眼难以鉴别以鉴别。据颜色和杂质据颜色和杂质，分别称为黑分别称为黑色炭质板岩色炭质板岩、灰绿色钙质板灰绿色钙质板岩等岩等。板岩可劈开成板板岩可劈开成板，作为屋瓦作为屋瓦、铺路等建筑材料铺路等建筑材料。3030板岩板岩3131千枚岩千枚岩 岩石重结晶程度不高，劈理面上岩石重结晶程度不高，劈理

16、面上有某些矿物（绢云母、绿泥石）有某些矿物（绢云母、绿泥石）呈定向密集平行排列，具明显的呈定向密集平行排列，具明显的丝绢光泽丝绢光泽，有时还见有一些小皱，有时还见有一些小皱纹。纹。粘土岩粘土岩-硬绿泥石千枚岩硬绿泥石千枚岩 粉砂岩粉砂岩-石英千枚岩石英千枚岩 酸性凝灰岩酸性凝灰岩-绢云母千枚岩绢云母千枚岩 中基性凝灰岩中基性凝灰岩-绿泥石千枚绿泥石千枚岩岩 结晶程度比板岩好，结晶程度比板岩好，晶粒极细晶粒极细，肉眼不能直接辨别。肉眼不能直接辨别。外表常呈黄绿、褐红、灰黑等色。外表常呈黄绿、褐红、灰黑等色。片岩片岩 具具鳞片状变晶结构鳞片状变晶结构和和片状构造片状构造的岩石。的岩石。由由片状或柱

17、状矿物片状或柱状矿物如云母、滑石、石墨、等组成，如云母、滑石、石墨、等组成，并呈定向排列；间有石英、长石等粒状矿物。并呈定向排列；间有石英、长石等粒状矿物。属于属于中级变质岩石中级变质岩石，变质程度比千枚岩高。，变质程度比千枚岩高。根据片岩的根据片岩的主要矿物主要矿物可分为：云母片岩、绿泥片可分为：云母片岩、绿泥片岩、滑石片岩、蛇纹石片岩、角闪片岩、石英片岩、滑石片岩、蛇纹石片岩、角闪片岩、石英片岩、蓝闪石片岩等。岩、蓝闪石片岩等。3333云母片岩云母片岩蓝蓝闪闪石石片片岩岩角闪石片岩角闪石片岩片麻岩片麻岩 具典型的具典型的片麻状片麻状构造，构造，变晶或变余变晶或变余结构，因发生结构，因发生重

18、结晶，一般重结晶，一般晶粒粗大晶粒粗大，肉眼可以辨识。，肉眼可以辨识。片麻岩可以由岩浆岩变质而成，也可由沉积岩变片麻岩可以由岩浆岩变质而成，也可由沉积岩变质形成。质形成。主要矿物为主要矿物为石英和长石石英和长石，其次有云母、角闪石、，其次有云母、角闪石、辉石等。此外有时还含有少量石榴子石等变质矿辉石等。此外有时还含有少量石榴子石等变质矿物。物。3535大理岩大理岩 由由石灰岩或白云岩石灰岩或白云岩经重结晶变质而经重结晶变质而成，成，等粒变晶结构，块状构造等粒变晶结构，块状构造。主要矿物成分为主要矿物成分为方解石方解石，遇稀盐酸，遇稀盐酸强烈起泡，可与其他浅色岩石相区强烈起泡，可与其他浅色岩石相

19、区别。别。大理岩常呈白色、浅红色、淡绿色、大理岩常呈白色、浅红色、淡绿色、深灰色以及其他各种颜色，常因含深灰色以及其他各种颜色，常因含有其他带色杂质而呈现出美丽的花有其他带色杂质而呈现出美丽的花纹。纹。大理岩强度中等，易于开采加工，大理岩强度中等，易于开采加工，色泽美丽，是优质装饰石材和建材，色泽美丽，是优质装饰石材和建材，纯白大理岩称纯白大理岩称汉白玉汉白玉。3636大理岩大理岩3737大理岩大理岩 石灰岩：石灰岩：沉积岩沉积岩，矿物成分主要，矿物成分主要为为方解石方解石。有致密状、结晶粒状、。有致密状、结晶粒状、生物碎屑等结构。生物碎屑等结构。大理岩：大理岩：变质岩变质岩，由碳酸盐岩经，由

20、碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形区域变质作用或接触变质作用形成。主要由成。主要由方解石方解石和和白云石白云石组成。组成。粒状变晶结构粒状变晶结构或或变余结构变余结构。块状块状构造。构造。石灰岩的颗粒很细，肉眼难于辨石灰岩的颗粒很细，肉眼难于辨别；比较光滑；滴稀盐酸后剧烈别；比较光滑；滴稀盐酸后剧烈冒泡。冒泡。大理岩颗粒要粗一些，颗粒比较大理岩颗粒要粗一些，颗粒比较晶莹；表面不光滑；滴稀盐酸后晶莹；表面不光滑；滴稀盐酸后冒泡情况不如石灰岩。冒泡情况不如石灰岩。3838石英岩石英岩 结构和构造与大理岩相似结构和构造与大理岩相似。一般由较纯的一般由较纯的石英砂岩石英砂岩变变质而成。质而成。常呈

21、白色，因含杂质，可常呈白色，因含杂质，可出现灰白色、灰色、黄褐出现灰白色、灰色、黄褐色或浅紫红色。色或浅紫红色。强度很高，抵抗风化的能强度很高，抵抗风化的能力很强，是良好的建筑石力很强，是良好的建筑石料。料。但硬度很高，开采加工相但硬度很高，开采加工相当困难。当困难。39三大类岩石之间的关系三大类岩石之间的关系 三大类岩石都是在特定的地质条件下形成的三大类岩石都是在特定的地质条件下形成的，但但在成因上又是紧密联系的：在成因上又是紧密联系的：在地球形成的早期在地球形成的早期，岩浆活动十分强烈岩浆活动十分强烈，地壳地壳中中首先出现的岩石是由岩浆凝固首先出现的岩石是由岩浆凝固而成的而成的。自出现了大

22、气圈和水圈以来自出现了大气圈和水圈以来，各种外力因素开各种外力因素开始对地表岩石一方面进行破坏始对地表岩石一方面进行破坏，一方面又进行一方面又进行建造建造，出现了出现了沉积岩沉积岩。任何岩石都不能回避自然界的改造任何岩石都不能回避自然界的改造，因此在一因此在一定条件下又出现了定条件下又出现了变质岩变质岩。4142 岩类岩类 特特征征 岩浆岩岩浆岩 沉积岩沉积岩 变质岩变质岩 矿矿 物物 成成 分分 均为均为原生矿物原生矿物，其成分，其成分复杂复杂，但较稳定，常见，但较稳定，常见的有：石英、长石、角的有：石英、长石、角闪石、辉石、橄榄石和闪石、辉石、橄榄石和黑云母等。黑云母等。次生矿物次生矿物占

23、相当数量，占相当数量，矿物成分矿物成分简单简单，但一般，但一般多不固定，常见的有：多不固定，常见的有：石英、正长石、白云母、石英、正长石、白云母、方解石、白云石、高岭方解石、白云石、高岭石、绿泥石和海绿石等。石、绿泥石和海绿石等。除具有原岩的矿物成分除具有原岩的矿物成分外，尚有外，尚有典型的变质矿典型的变质矿物，物，如石榴子石、透辉如石榴子石、透辉石、矽线石、蓝晶石、石、矽线石、蓝晶石、十字石、红柱石、阳起十字石、红柱石、阳起石、符山石等。石、符山石等。结构结构 以以粒状、斑状结构粒状、斑状结构为特为特征，还可以是征，还可以是隐晶质隐晶质、玻璃质结构玻璃质结构 以以碎屑碎屑、泥质及生物碎泥质及

24、生物碎屑结构屑结构为其特征为其特征 以以变晶、变余、压碎结变晶、变余、压碎结构构为其为其特征特征 构造构造 具具流纹、气孔及块状构流纹、气孔及块状构造造 多具多具层理构造层理构造 多具多具片理构造片理构造 产状产状 多以多以侵入体侵入体出现，少数出现，少数喷出岩呈喷出岩呈不规则状不规则状产出产出 层状或大透镜状层状或大透镜状 随原岩的产状而定随原岩的产状而定 分布分布 以以花岗岩花岗岩、玄武岩玄武岩分布分布最广最广 粘土岩粘土岩分布最广，次为分布最广，次为砂岩砂岩，再次为，再次为石灰岩石灰岩 以以区域变质岩区域变质岩分布最广分布最广 沉积岩沉积岩砾岩砾岩砂岩砂岩石英砂岩石英砂岩长石砂岩长石砂岩粉砂岩粉砂岩粘土岩粘土岩泥岩泥岩页岩页岩石灰岩石灰岩白云岩白云岩 变质岩变质岩板岩板岩千枚岩千枚岩片岩片岩片麻岩片麻岩石英岩石英岩大理岩大理岩 岩浆岩岩浆岩橄榄岩橄榄岩辉长岩辉长岩玄武岩玄武岩闪长岩闪长岩花岗岩花岗岩伟晶岩伟晶岩