实验十六 区域变质岩类

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-25
实验七 区域变质岩、混合岩观察与描述

一、目的要求
(1)学会观察描述变质岩的各种结构、构造的基本方法。
(2)学会观察、描述区域变质岩和混合岩的方法。
(3)通过观察,掌握区域变质岩和混合岩的主要构造类型。
(4)掌握区域变质岩和混合岩主要岩石类型的岩性特征,及分类命名原则。
二、实习内容
(一)变质岩结构构造的观察和描述
1.变质岩结构的观察内容
◎变余结构:保留了原岩的一些外貌特点,而成分上则主要为特征变质矿物的特点。
◎变晶结构:原岩中的细粒矿物,经变质作用后,颗粒变大,形成新的矿物晶体。
◎纤维变晶结构:原岩中的矿物,经变质作用后形成纤维状、长柱状、针状矿物。
◎鳞片变晶结构:原岩中的矿物,经变质作用后形成片状、鳞片状矿物。
◎斑状变晶结构:原岩经变质作用后形成大小不同的两种变晶矿物,形如斑状结构。
2.变质岩构造的观察内容
◎板状构造:泥质岩石受应力作用后,形成一组组平行破裂面,如板岩。
◎千枚状构造:岩石呈薄片状,片理面上有许多小揉皱,具强丝绢光泽,如千枚岩。
◎片状构造:大量的片状、柱状、纤维状矿物平行排列,形成连续的面理,如片岩。
◎片麻状构造:少量片状、柱状矿物在粒状矿物中呈断续定向排列,如片麻岩。
◎条带状构造:浅色矿物与暗色矿物各自所形成的条带相间排列,如混合岩。
◎块状构造:岩石中的矿物分布比较均匀,如大理岩、石英岩。
3.观察变质岩结构、构造时应注意的问题
(1)观察变质岩结构、构造时,以手标本为主,适当结合薄片观察。首先按成因区分出变余结构、变晶结构、交代结构;变余构造、变成构造等。然后再按结构构造的具体特征(变晶矿物的绝对大小、相对大小、颗粒形状、相互关系等)确定名称。
(2)当一种岩石同时具有几种不同的结构构造时,要分清主次,采用综合描述方法,把次要结构构造放在前,主要结构构造放在后,如纤维鳞片变晶结构、千枚板状构造等。
(3)对于斑状变晶结构的岩石,除了观察变斑晶和基质的相互关系外,还应观察变斑晶和基质各自本身的结构特征。
(4)观察变质岩结构构造时,要注意区别变晶结构与结晶结构、斑状变晶结构与斑状结构、结晶片理与层理等的区别,从而加深对变质岩结构、构造特征及成因的理解。
(二)区域变质岩的观察与描述
1.观察以下手标本或薄片
◎板岩:颜色多样,板状构造,光滑的板理面上可见丝绢光泽,结构致密。
◎千枚岩:褐黄色、灰绿色,鳞片变晶结构,千枚状构造,具明显的丝绢光泽,并有小揉皱。矿物颗粒细小,肉眼难以辨认。
◎云母片岩:灰黑色,片状构造,片状矿物主要为黑云母、白云母;粒状矿物为石英、长石;变斑晶有石榴子石、十字石、红柱石等。
◎角闪片岩:黑色,变晶结构,片状构造,主要由角闪石、部分石英组成。
◎云母片麻岩:灰色,中粒变晶结构,片麻状构造,主要由长石、石英组成,常含石榴子石、十字石、红柱石等变质矿物。
◎角闪片麻岩:灰色,中粒花岗变晶结构,片麻状构造,主要由角闪石和石英组成。
◎角闪岩:绿黑色,中粗粒变晶结构,块状构造,角闪石含量>95%,少量斜长石。
◎斜长角闪岩:灰色,中粒变晶结构,块状构造,由角闪石(>50%)和斜长石组成。
◎长英麻粒岩:灰色,中粗粒不等粒变晶结构,片麻状或块状构造,主要矿物为斜长石、钾长石,少量的辉石、石榴子石等。
◎榴辉岩:肉红色,中粗粒不等粒变晶结构,块状或片麻状构造,主要矿物为绿辉石、含钙的铁镁铝榴石,少量的石英、角闪石、蓝晶石等。
2.描述举例
绿泥石绢云母千枚岩
肉眼观察:土黄色。千枚状构造。具丝绢光泽。斑状变晶结构,变斑晶为绿泥石,棕色,呈放射状的球粒,硬度小于指甲。基质具鳞片变晶结构,矿物成分主要为绢云母。
镜下观察:主要矿物成分有绢云母(细小鳞片状,Ⅱ级异常干涉色,含量占70%~85%)、绿泥石(突起高,具聚片双晶,多色性显著,占10%~25%),次要矿物有石英、锆石、褐铁矿、磁铁矿等。岩石显斑状变晶结构,基质为显微鳞片花岗变晶结构。变斑晶为绿泥石,呈放射状、柱状、束状,较均匀地分布于基质中。基质以绢云母为主,呈细小鳞片状,略呈定向排列,其他矿物零星分布于基质中。
黑云母二长片麻岩
肉眼观察:灰白色,中-粗粒花岗变晶结构,片麻状构造。矿物成分主要为:钾长石,肉红色;斜长石,灰白色;石英(30%),无色透明,呈条状、透镜状定向排列;黑云母(15%),角闪石(<5%)。含少量石榴子石、十字石、蓝晶石等特征变质矿物。
镜下观察:主要矿物成分有石英,占30%;钾长石+斜长石,含量约40%,二者含量相近;黑云母,占15%;次要矿物有石榴子石、十字石、蓝晶石。
结构构造:花岗变晶结构,片麻状构造。石英呈粗粒变晶,沿一定方向拉长。斜长石、钾长石呈细粒变晶,在斜长石中有不规则的钾长石条带,形成反条纹长石。黑云母、角闪石呈断续排列,有些黑云母已变为绿泥石,斜长石沿解理面有绢云母化现象。
(三)混合岩的观察与描述
1.观察以下手标本或薄片
◎条带状混合岩:条带状构造,基体为深色的片岩和片麻岩,脉体为浅色的花岗质成分。基体与脉体呈条带状相间分布。
◎眼球状混合岩:眼球构造,基体为深色的片岩、片麻岩,其中片理比较发育;脉体为浅色的长石、石英或它们的集合体,呈眼球状或透镜状沿基体的片理方向分布。
◎混合花岗岩:脉体含量>90%,基体和脉体的界线已完全消失,成分上和岩性上与岩浆成因的花岗岩基本相同。
2.观察混合岩构造的注意事项
(1)要正确区分基体和脉体。在混合岩中,基体多为颜色较深的片岩、片麻岩、斜长角闪岩等,脉体则为颜色浅的长英质、伟晶质。首先要正确区分,然后再观察彼此的关系(脉体与基体的界线是否清楚、脉体以何种方式进入基体、二者的相对含量等)。
(2)注意观察和描述两种构造。一是由脉体和基体交生所显示的构造,如条带状混合岩显示的条带状构造,二是分别观察描述基体和脉体本身内部的结构构造,如片麻岩基体中的片麻状构造,花岗质脉体中的花岗结构。综合所观察的内容,定出混合岩的名称。
(3)标本与薄片相结合。对于混合岩化程度强烈、脉体与基体界线模糊不清的混合岩(如混合花岗岩),除了观察其标本外,还应观察岩石薄片,在显微镜下观察有无显微交代结构,以便与岩浆成因的花岗岩相区别。
3.描述举例
条带状混合岩
具条带状构造。基体为黑云母片岩,颜色较深,具粒状变晶结构,矿物成分主要为石英、长石及黑云母,片理发育。脉体呈灰白色,由长石和石英组成,具花岗结构。岩石中基体和脉体呈条带状互层,二者界线清楚,暗色条带较宽,浅色条带较窄。脉体条带与基体中的片理平行,反映脉体沿变质岩的片理注入、交代的成因特征。
三、实习报告及作业
观察以下手标本:板岩、千枚岩、云母片岩、角闪片麻岩、麻粒岩、角闪岩、榴辉岩、条带状混合岩、眼球状混合岩、混合花岗岩。
四、思考题
(1)片岩中的片状构造与片麻岩中的片麻状构造有何区别?
(2)区域变质岩中的片理是如何形成的?
(3)混合岩在结构构造上有什么显著特征?

变质岩实验
一、变质岩岩石学实验课的总要求
在观察、描述方法上和内容上变质岩与岩浆岩有许多类似之处,比如,同样要求描述岩石的颜色、结构、构造、矿物成分及其百分含量等等。但需要注意的是:变质岩与岩浆岩 的形成条件和形成方式差别很大,所以看起来类似的矿物特征与结构特征,其所代表的成因意义却是截然不同的。
变质岩岩石学实验课的基本要求:
1、掌握常见变质岩特征矿物肉眼下和显微镜下的鉴定特征,学会判断变质岩的结构类型,正确地给变质岩定名;
2、学会对各种不同成因类型的变质岩进行观察和描述,掌握各种类型的代表性岩石及其描述重点;
3、了解恢复变质岩原岩的分析途径与手段;
4、初步了解变质岩矿物共生分析的工作方法,学会确定变质作用的变质相,变质作用期次及其过程。
变质岩岩石学实验课安排(14 学时):
1、接触热变质岩 4 学时
2、区域变质岩 8 学时
3、动力变质岩 2 学时
变质岩实验课内容较多,因此,希望同学们认真预习,提高实验课学习效率。上课要带岩石学教科书和本实习指导书。课上要抓住重点仔细观察,认真记录。并充分利用本指导 书和有关材料进行思考,善于发现问题,逐步提高分析问题和解决问题的能力。
二、变质岩中主要矿物特征
变质岩的矿物成分是变质岩进行分类和命名的基础,也是推断变质岩原岩类型、变质作用的物理化学条件及变质过程的基础。因此,变质矿物的研究具有非常重要的意义。
变质岩中矿物,除了五大类造岩矿物即石英、长石、云母、角闪石、辉石之外,还有一些特征的铝硅酸盐变质矿物如:红柱石、蓝晶石、夕线石、硬绿泥石、堇青石、十字石、石榴石等。同是云母、角闪石和辉石,这些矿物在岩浆岩中的特征和变质岩中的特征也有差异。变质岩中特征矿物的化学成分和主要鉴定特征参见附表1。
对于常见的变质矿物要求学生掌握下列基本特征:
1、矿物的手标本和显微镜下鉴定特征;
2、矿物的化学成分特征;
3、与相似矿物的区别及矿物的次生变化特征;
4、矿物的可能形成条件。
每次实习的记录要妥善保存,以备在后面观察同类变质岩时参考。
三、变质岩的结构与构造
变质岩的结构和构造是变质岩形成的历史记录。所以结构和构造可以帮助了解变质岩的形成过程及其所经历的变质作用类型、变质程度等;同时可以帮助恢复变质岩原岩特征;此 外,结构和构造还是变质岩定名的重要依据之一。
一)、变余结构、构造的观察
变余结构是指变质程度较低,变质不完全,而残余原岩的部分矿物和结构。
一般地说接触变质岩比区域变质岩更易于出现变余结构和构造;轻微变质的岩石比中高级变质岩石更易于保存变余结构和构造;但某些原岩较为粗大的岩石中在中高级变质作用下 也可以得以保存原岩结构和构造。
变余结构和构造的命名原则是:在被保存的原岩结构构造名称前加“变余”二字。
(1)变质的岩浆岩中常见变余斑状结构、变余辉绿结构、变余花岗结构、变余火山碎屑结构、变余气孔构造、变余杏仁构造等。
观察变余结构,要宏观和微观相结合,标本和薄片反复对照。
在含有大个长石晶体的岩石中,要着重观察长石晶体的自形程度,在变质岩中除了混合岩的某些交代斑晶较为自形以外,大部分长石变晶都是他形的,所以如果是在变质岩(不是 混合岩)中发现自形长石斑晶或者自形长石的某种假象集合体,那么这种变质岩的原岩可能为岩浆岩。
对绢云母片岩等浅变质岩中较粗大的石英,要注意其形态是否保存双锥体的断面轮廓,有无变余熔蚀的特征等。如果存在这些特征,说明原岩为石英斑岩或其他酸性火山岩。
对于变余气孔、杏仁构造,要注意杏仁体有否同心圈层,有否气孔壁的残余等加以佐证,防止将假气孔、假杏仁当成真的。
(2)沉积变质岩中常见变余碎屑结构、变余泥质结构、变余层理构造、变余结核、变余波纹、变余递变层理、变余斜层理等。
变余岩屑、变余韵律微层、变余细小副矿物集中成层分布,结合成分特征常可有效地确定沉积变质岩及其原岩类型。
要注意:变质分异造成假层理,由应变滑劈理或破辟理造成的假斜层理,由压碎作用造成的假碎屑结构,由变质聚结造成的假砾岩等。这些在变质岩中颇为常见,要防止鱼目混珠。
二)、变晶结构构造的观察
变晶结构是变质作用进行较为彻底的岩石所具有的结构,变晶结构的描述常常从不同的侧面来进行,如:变晶粒度大小、变晶形态、变晶间的相互关系等方面。为了与岩浆岩类似 的结构构造相区别,常在结构二字之前加“变晶”二字。变晶结构主要是按变质岩中矿物的形状来描述,常按一定顺序,含量多的矿物放在后面。
例:①白云母变粒岩的结构是: 细粒鳞片粒状变晶结构
②十字石云母石英片岩: 斑状变晶结构,基质为细粒鳞片花岗变晶结构,变斑晶十字石具有筛状变晶结构。
变晶结构观察中要注意:
(1)变晶结构是变质过程中结晶或重结晶而形成的,是固态下同时生长的,因此矿物间的相对大小,自形好坏,包裹关系等有它自身的意义,如结晶能力的大小决定自形程度, 矿物晶核的数目多少、物质供应是否充足决定矿物的相对粒度等等。他们不能反映矿物的结晶顺序。
(2)由于变质作用不彻底或多种变质的迭加,变晶结构和其他类型结构可互相渗透,岩石总体为变晶结构的,不排斥局部为变余结构、压碎结构或反应交代结构,在变晶结构中 应注意发现变余结构的痕迹,例如石榴石变晶中的残余结构,显示了变余层理及早期岩石受力的状况。
(3)注意变晶矿物间的反应和世代关系,例如后成合晶结构反映矿物之间发生的变质反应关系(图1)。
图1反应边(冠状体)结构示意图
(a) A+B=C; (b) A+B=C+D; (c) A+..=B+..; (d) A+Q=C+D
四、变质岩的命名原则
(一)对于变质作用轻微,变质岩原岩结构、构造仍能确切辨认,能够恢复其原岩的变 质岩,变质岩命名原则是:在其原岩名称前加“变质”二字作为前缀,即:“变质”+原岩 名称,如变质砂岩,变质枕状玄武岩等。
(二)对于原岩结构、构造没有保留的变质岩命名的基本原则是:
次要矿物+主要矿物+基本名称,且含量多的矿物离基本名称近。
矿物含量为5-10%时前面加“含”。但对于特征变质矿物当其含量小于5%时,才在其 前冠以“含”字;
矿物含量>10%时直接参加命名。
岩石命名时,矿物名称可以缩写,一般可以缩减一个字至两个字,用两个字为宜。如黑 云母缩写为“黑云”,紫苏辉石缩写为“紫苏”,钾长石与斜长石含量相近时,可称“二长” 等。<5%的一般矿物一般不参加定名;石英一般不参加命名;特征变质矿物(如石榴石、蓝 晶石、夕线石、红柱石等)不论含量多少均应参加命名。 变质岩中经常出现的特征变质矿物有:红柱石、蓝晶石、硬绿泥石、夕线石、堇青石、 十字石、绿泥石、阳起石、透闪石、蛇纹石、镁橄榄石等。
岩石中含有两种以上的特征变质矿物时,应以前少后多的顺序排列,如十字石榴二云母片岩。
特殊的构造和颜色可以参加定命
某些变质岩的特殊颜色和构造可以作为它的鉴别标志时,这些颜色和构造作为附加名词 参与岩石的定名,如灰色透闪石大理岩、条带状磁铁石英岩等。
矿物粒度、层的厚度可以参加定命
有时变质矿物的粒度粗细、层的厚度也可作为岩石命名的次要依据,如厚层粗粒大理岩。
(三)叠加变质和蚀变岩石的命名
这类岩石的定名原则是:“××化”+原来变质岩石名称
如糜棱岩化斜长角闪岩、绿泥石化黑云母片岩。
总之,变质岩的定名顺序,一般是主要矿物放在基本名称之前,若有数种矿物参加命名 时,其顺序以前少后多为原则。如岩石具片状构造,主要矿物为白云母,岩石中含有石榴子 石和蓝晶石,且前者含量大于后者,故完整的岩石定名是蓝晶石榴白云母片岩。
五、常见类变质岩的主要特征
变质岩中基本名称主要是根据变质岩中结构、构造、矿物组成及变质相而确定的。常见 的18 类变质岩基本名称主要特征如下:
(1)板岩(slate):多具变余结构、变余构造及板状构造。它主要由页岩、粉砂岩及凝灰岩 经非常低级的变质作用而成,矿物成分只有部分重结晶,极细粒,肉眼难以鉴别;岩石具完 好的平面面理,面理主要由极细粒绿泥石,或云母等片状矿物平行排列而成的,几无光泽, 与页岩比较具有明显的“粗糙”感和“坚硬”特征。
(2)千枚岩(phyllite):具细粒鳞片变晶结构,千枚状构造,与板岩相比,千枚岩中矿物 如云母和绿泥石等颗粒加粗,片理面上显示丝绢光泽。主要由细小的绢云母、绿泥石、黑云 母、钠长石及石英组成。
(3)片岩(schist):岩石中片柱状矿物含量较多,片柱状矿物定向排列组成显著面理。片 岩中片状和柱状矿物之和一般大于15%,而长石含量一般小于25%。且岩石中常常发育有 线理,粒度比板岩、千枚岩粗,因此单个矿物颗粒能用肉眼鉴定与千枚岩相区别(千枚岩中 矿物不能用肉眼鉴定)。
(4)蓝片岩(blue schist):含蓝闪石片岩的总称。一般具细粒鳞片变晶结构或纤状变晶结 构,片状构造,主要由蓝闪石、硬柱石、硬玉及文石等高压低温矿物组成。可含绿纤石、红帘石、硬绿泥石、阳起石、绿帘石、钠长石、石英等。
(5)片麻岩(gneiss):是一种长英质变质岩,具有断续的面理即片麻状构造,颗粒较粗 (一般大于1mm),长石含量>25%,含片状、柱状矿物较少,片状、柱状矿物定向排列。
(6)混合岩(migmatite):混合岩是变质岩向岩浆岩过渡的一种岩石类型,混合岩由基体 (substrate)和脉体(vein material)或新成体(neosome)和古成体(paleosome)两个基本组 成部分构成。基体是角闪岩相或麻粒岩相变质岩,代表混合岩原岩,脉体是长英质或花岗质 物质,代表混合岩中新生的部分。基体与脉体的空间排布方式决定了混合岩构造特点。最常 见的混合岩有角砾状混合岩、眼球状混合岩、条带状混合岩和云染状混合岩(云染岩)等4 类。
(7)大理岩(marble):岩石一般为无色,粒柱状变晶结构,块状构造,主要由方解石、 白云石等矿物组成,含量大于50%。原岩是石灰岩或白云岩,如果原岩成分不纯,则变质 形成大理岩中可含少量镁橄榄石、钙铝榴石、透辉石等硅酸盐矿物,这种大理岩可称斑花大 理岩(calciphyre)。如果硅酸盐矿物含量很大超过了碳酸盐的含量,则属钙硅酸盐粒岩类(calcsilicate fels)。大理岩多半是块状构造的,但可承袭原岩的层理而具有条带状构造。
(8)石英岩(quartzite):粒状变晶结构,块状构造。是石英砂岩或燧石重结晶的产物, 主要由石英所组成,含量大于85%。颗粒细而均匀的石英岩俗称“油石”,可做高级磨料; 不纯的石英岩常常含有白云母、绿泥石和少量不透明矿物如镜铁矿、磁铁矿等。多数石英岩 是块状构造的,但如变质过程中有应力参与时,则具片状构造,可称片状石英岩。
(9)绿岩(greenstone):为细粒低级变质的镁铁质岩石,绿色,具块状构造、变余枕状构 造或变余杏仁构造,片理不发育。主要由钠长石、绿帘石、阳起石和绿泥石组成。其原岩主 要为基性火成岩。
(10)角闪岩(amphibolite):岩石一般为深色,多具柱状变晶结构,块状构造、片状构造、 片麻状构造或条带状构造,主要由普通角闪石和斜长石组成,一般情况下两类矿物含量大致 相等,称为斜长角闪岩。如果岩石中斜长石含量很少或不存在,主要由角闪石构成时称角闪 石岩(hornblendite);如果片理发育,线理显著,则可称角闪片岩;反之,如果斜长石含量超 过角闪石而岩石中又含显著的石英,且具片麻状构造者,则称角闪斜长片麻岩,无石英者, 可称浅色斜长角闪岩。
(11)麻粒岩(granulite):麻粒岩是指经受了麻粒岩相变质作用的长英质、镁铁质及超镁铁 质变质岩。一般为细粒到中粒粒状变晶结构,块状或片麻状构造,主要由长石及铁镁矿物(紫苏辉石、透辉石及石榴石)组成,含或不含石英。麻粒岩中常含有透镜状石英颗粒集合体(即所谓“圆盘状石英”)。
(12)榴辉岩(eclogite):岩石主要呈深红色,粒柱状变晶结构,主要由绿辉石和石榴子 石两种矿物所组成的高压基性变质岩。榴辉岩中还可以出现石英、蓝晶石、斜方辉石、金红 石及柯石英等。
榴辉岩可依据其中出现的特征原生矿物进一步命名,如柯石英榴辉岩、蓝晶石榴辉岩和 斜方辉石榴辉岩等。
(13)变粒岩(leptynite):主要为中细粒等粒变晶结构,块状构造,有时具有不显著的面理 或弱的片麻状构造。是一种主要由长石、石英所组成的岩石,其中长石含量一般大于石英含 量,暗色矿物含量小于30%,又称长英粒岩。暗色矿物小于10%者称为浅粒岩(Leptite), 对于其中有紫苏辉石或石榴子石等矿物者,其变质程度已达麻粒岩相,应称麻粒岩。
(14)紫苏花岗岩(charnockite):紫苏花岗岩是含紫苏辉石的中酸性岩石,它们有和麻粒 岩一样的矿物成分,却有和岩浆岩一样的结构、构造和外貌,有时甚至有岩浆岩的产状。常 具有花岗结构,片麻状构造,主要由紫苏辉石、石榴石、角闪石、黑云母、微斜长石、条纹 长石、斜长石及石英组成。紫苏花岗岩经常与麻粒岩相变质岩紧密伴生,是深部地壳的一个 重要组成部分。
(15)角岩(hornfels):是接触变质中特有而且常见的岩石,细粒粒状变晶结构或斑状变 晶结构,肉眼下一般为致密均匀的块状构造。主要由细粒长石、石英、云母及角闪石等组成, 角岩中由于矿物颗粒较细,致密坚硬,不具定向构造,表面光滑,很象“牛角”,因此得名。 一般按斑晶矿物可进一步命名,如红柱石角岩、堇青石角岩等。
(16)玻化岩(buchite):在岩体与围岩接触带靠近岩体一侧围岩中由于变质温度很高,且 冷却速度很快的情况下,大部分物质来不及结晶而形成玻璃。这种在岩体边部且全部由玻璃 组成的岩石叫玻化岩。
(17)糜棱岩(mylonite):是动力变质岩的典型岩石之一。细粒至微细基质含量50-90%。 具显著剪切面理,可称糜棱面理。糜棱面理与韧性剪切变形的运动学图象相适应。基质之间 为未受塑性变形的原岩物质称为“残斑”。残斑矿物因流变学性质不同有着不同形态。原岩 中石英晶粒易于因晶内塑性拉长呈扁豆状甚至呈纹带状,长石类多呈透镜状,常沿内部解理 移动形成多米诺骨牌一样的构造,可借以判定局部剪切作用的方向。云母,角闪石的残斑常 被拉断呈布丁或成鱼状,称“云母鱼”。残斑矿物晶内常有塑性变形,如石英残斑中的变形 纹、变形带和“毕姆纹”,其他矿物残斑也有明显的晶内塑性应变如波状消光、机械双晶、双晶页理和解理的弯曲、扭折以及晶粒边缘的颗粒化等现象。
(18)碎裂岩(cataclasite),碎裂岩不同于糜棱岩,成因上以脆性变形为主。岩石无明显 的定向构造。碎基含量50-90%,主要碎裂物质粒径在0.1-0.5mm 之间。碎斑矿物常见显微 裂隙等脆性破裂的特征,重结晶作用相对微弱。
六、变质岩鉴定报告的要求
1 、手标本观察和描述
标本编号和产地
(1)岩石的颜色指岩石的总体颜色,描述时不仅要描述颜色种类,还须描述岩石的 深浅,如暗黑色,浅肉红色。有时岩石新鲜面和风化面的颜色得分别描述。
(2)矿物成分可分为特征变质矿物、主要矿物和次要矿物。特征变质矿物应描述其 晶形、颜色、光泽、解理、硬度、大小和含量。对主要矿物则简要描述其主要特征、大小和 含量。矿物颗粒大小是指矿物平均粒度大小,也可指矿物粒度变化范围;对于斑状变晶结构 的岩石,变斑晶与基质特征分开描述并估计其含量。
(3)结构构造根据岩石中矿物颗粒大小和形态特征,确定岩石的结构;根据岩石中 矿物空间排列的特征,确定岩石的构造。观察变质岩构造特点时要注意岩石有无定向性、有 无条带或细脉等。
(4)其它特征如岩石中矿物次生蚀变等。
(5)岩石定名
2、显微镜下观察和描述
薄片编号
(1)矿物成分每种矿物分别描述各自的最主要鉴定特征、形态、大小、百分含量、 与其他矿物的关系及次生变化等。
对薄片中特征变质矿物或未知矿物应作系统的光学特征的描述,其内容是: 单偏光下晶形、颜色(多色性和吸收性)、突起、解理(几组、解理完全程度)及解 理夹角。
正交偏光下最高干涉色级和色序、消光类型、消光角数值(只能在定向切面上测得,
并应在锥光系统下检查该切面是否是定向切面,应写明是哪个结晶轴与哪个光学主轴之间的 夹角),如蓝晶石的消光角C∧Ng=30°(是在锐角等分线的切面上测得)、延性符号和双晶特征。
锥光下轴性、光性符号、2V 大小。
对岩石中常见的矿物成分,则描述其最主要的光性特征,一般不需要描述锥光系统的光 学特征。
用显微镜的目镜微尺测量矿物颗粒大小,估计岩石中矿物含量。
(2)结构构造
根据岩石中矿物颗粒大小及其形态特征定出主要结构,详细描述矿物之间的相互关系和 矿物受应力作用影响而呈现的局部结构等特征。描述岩石中矿物空间排列分布的特征以反映 岩石的构造。
(3)其它特征有关退化变质、叠加变质等现象。
(4)岩石的详细定名。
(5)成因分析:
①根据重结晶程度、矿物共生组合、特征变质矿物等分析变质相条件。
②根据可能存在的变余结构构造特征、矿物共生组合的化学类型、特征变质矿物的 化学成分来判断可能的原岩类型。
(6)岩石素描图素描图共有两种,一种是局部素描,重点表示矿物之间的关系,或 特殊足够的特征;另一种是镜下岩石素描图。绘图时应注意选择有意义和有代表性的局部视 域;应显示出矿物的基本而明显的镜下特征,如突起、晶形、解理、双晶等,并注明矿物代 号;矿物之间的接触关系;矿物的含量比例;单偏光和正交偏光的选择。在素描图下应说明 岩石名称、图中反映的问题、偏光情况、视域直径、产地(资料来源)等。
七、鉴定变质岩应注意的问题
变质岩是不同原岩经各种变质作用后形成的产物。同一原岩经受不同的变质作用可形成 不同的变质岩;同时,在相同的变质条件下,由于原岩不同也可形成不同的变质岩。这些都 对变质岩的准确定名带来困难。尽管如此,在变质岩鉴定中,还是有一些准则可以遵循的, 只要掌握其变化规律,对变质岩的鉴定是很有帮助的。
1、首先应该掌握各大类变质岩的主要特征(包括矿物成分、含量、结构、构造和定名 原则)。这是鉴定变质岩的基础。
2、在变质岩命名时,首先应该鉴定岩石中主要矿物成分。对大多数变质岩来说,主要矿物不外乎石英、长石、云母、角闪石、辉石、碳酸盐矿物等。确定了岩石的主要矿物成分 和含量,也就等于确定了变质岩的基本名称(即岩石大类)。
3、遇到不认识的特征变质矿物时,可利用矿物共生组合的规律,判断可能出现哪些变 质矿物,尽量缩小要鉴定矿物的范围。如原岩为富铝系列变质岩时其特征变质矿物可能有红 柱石、蓝晶石、夕线石、十字石、石榴子石、堇青石、硬绿泥石等。然后,根据岩石的变质 程度和矿物共生组合规律,再进一步鉴别。如低级变质岩石中可能有硬绿泥石、石榴子石; 中级变质岩石中低压条件下可能有红柱石、堇青石;中压条件下应有蓝晶石、十字石和石榴 子石等矿物;高级变质岩石中可能有夕线石、堇青石、石榴子石和紫苏辉石等。
4、岩石的定名原则
变质岩石定名原则主要是:次要(特征变质)矿物+主要矿物+基本名称。而对于有些 特殊的定名原则,如麻粒岩中暗色和浅色麻粒岩的含义和区别,应与其它岩石的定名原则区 分开来。
5、除了准确鉴定和命名变质岩以外,在显微镜下还应注意矿物之间的关系。矿物之间 平衡和不平衡关系对划分变质作用期次,确定平衡矿物共生组合具有非常重要的意义。
总之,鉴定变质岩,必须多观察,多实践,多思考,不断总结其主要鉴定特征。

八、变质岩岩石学实验课具体安排
实验一、接触热变质岩-动力变质岩-气液变质岩(手标本)
一、目的
了解接触热变质岩-动力变质岩-气液变质岩手标本的基本特征、描述方法以及特 征变质矿物在肉眼下的主要鉴定特征。学会变质岩手标本描述方法。
二、内容和要求
1. 实验材料
(1) 红柱石角岩;(2) 糜棱岩;(3) 构造角砾岩;(4) 石榴石透辉石矽卡岩;(5). 云英岩;(6) 蛇纹岩
2. 要求
(1) 认识特征变质矿物红柱石、石榴石及透辉石;
(2) 学会变质岩的分类命名原则和方法
(3) 学会观察接触热变质岩的特征和描述方法;
(4) 学会观察糜棱岩及构造角砾岩的构造特征和描述方法。
三、提示
矿物肉眼的主要鉴定特征可参考附录一。

实验二、接触热变质岩(显微镜)
一、目的
了解接触热变质岩的基本特征、主要内容和共生分析方法。
二、内容和要求
1. 实验材料
(1) 堇青石角岩;(2) 硅灰石大理岩
2. 要求
(1) 认识特征变质矿物堇青石、透闪石及透辉石在显微镜下特征;
(2) 学会观察堇青石角岩和透闪石大理岩的结构、构造特征;
(3) 掌握描述接触热变质岩的方法。
三、提示
1. 堇青石角岩整个岩石的结构为斑状变晶结构,基质结构为角岩结构;
2. 堇青石和长石的最主要区别是具有特征的三连晶或六连晶。

【预习内容】

区域变质作用的概念、区域变质岩的类型及特征、不同变质相的主要岩石类型。

【实验目的及要求】

1.掌握区域变质岩常见岩石的基本特征、物质组合及结构构造特征。

2.掌握各类岩石的分类命名原则与定名方法。

3.了解区域变质岩的原岩建造。

【实验内容】

1.肉眼识别主要的变质成因矿物:沸石、绿泥石、绿帘石、石榴子石、蓝晶石、硬柱石、矽线石、透闪石、硬绿泥石等。

2.熟悉埋藏变质岩、造山变质岩、混合变质岩类中主要的岩石类型———板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、大理岩、混合岩的基本特征。

3.区域变质岩的分类命名方法。

【实验指导】

一、区域变质岩的分类和命名

与化学分类和物理分类不同,岩相学分类是基于岩石的矿物成分、结构构造等岩相学特征把岩石划分成不同类型,不同岩石类型有不同的基本名称。与火成岩和沉积岩的岩相学分类不同,在变质岩分类中,常可找到一些名称是基于岩石构造的,如片岩;而另一些则基于矿物成分,如大理岩。这是地质学家约定俗成的结果。一些教科书中,仅以简单的列表介绍变质岩岩石名称。

变质岩岩相学分类方案有两类:一类建立在矿物成分基础上称为矿物学分类,通常限于结晶质的区域变质岩,用矿物含量在双三角形分类图解上的投影点位置得出岩石的基本名称,称为矿物学分类,最著名的是Winkler(1976)的分类;另一类主要考虑结构构造,用岩石最显著的结构构造等特征划分岩石的基本类型,称为结构分类,Best(1982)的分类和Raymond(1995)的分类是结构分类的代表。由于矿物学分类基本名称采用片岩、片麻岩等结构构造名称,会出现岩石名称与岩石构造不符合的问题。而结构分类中岩石的基本名称与结构构造等最显著的特征一致,容易掌握,便于野外工作。近十年来国外岩石学教材均采用变质岩的结构分类,已成为变质岩岩相学分类的主流,因而我们亦采用变质岩的结构分类。所有分类在命名岩石时都遵循以下两个原则:①“以矿物名称+基本名称命名岩石,基本名称前矿物以含量多少为序排列,含量高的矿物靠近基本名称”的原则,基本名称前不同矿物之间在英文文献中通常用连字符“-”隔开,如Gt-Ch-Ms-Qschist(石榴子石-绿泥石-白云母-石英片岩);②当岩石的变余结构构造非常发育,原岩十分清楚时,则以“变质(meta-)××岩”命名之,其中“××岩”是原岩名称,如变质长石砂岩、变质砾岩、变质玄武岩、变质辉长岩等。

我们建议的变质岩岩相学分类是在Best(1982)和Raymond(1995)的分类基础上拟定的。把变质岩分为面理化和无面理至弱面理化两大类。进一步按结构构造和矿物成分特征划分基本类型。该分类像Raymond分类一样,力图最大限度地反映基本岩石类型的岩相学特征,同时又像Best分类一样,避免使用不常用的岩石名称。分类中保持了板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等基本名称的构造定义,也保持了大理岩、石英岩、蛇纹岩、榴辉岩等基本名称的矿物成分定义。一些岩石类型如片岩、角岩中,列出了一些有特殊定义的亚类名称,如绿片岩、蓝片岩、钙硅酸盐角岩、钠长-绿帘角岩等。值得特别指出的是,粒岩或××岩岩类的定义范围较宽,其中具花岗变晶结构者称粒岩,具其他结构者称××岩。前者相当于Raymond的“花岗变晶岩”,后者相当于他的“横交变晶岩”。粒岩或××岩的这个宽松的定义的方便之处是使我们可以用它来命名其他基本名称不好命名的岩石。如由蓝晶石、绿泥石、白云母组成的无面理岩石,叫蓝晶石-绿泥石-白云母片岩显然不合适,可叫做蓝晶石-绿泥石-白云母岩。由刚玉、正长石组成的具花岗变晶结构的岩石,可称为刚玉-正长石粒岩等。

区域变质岩是由区域变质作用形成的一大类岩石,是变质岩中分布最广、成因复杂、岩石类型繁多的一类变质岩。

对区域变质岩的分类,从不同的研究角度有不同的分类方案。从岩石学的角度则是以体现变质程度的变质构造为前提的分类,即由板状-片麻状构造所体现的变质程度由浅到深进行分类,详见表16-1。

表16-1 区域变质岩的分类简表

区域变质岩的命名是在以构造所体现的基本岩类的基础上按主要组分或组合矿物的种属及其含量比,遵循“少前多后”的基本原则来命名。在命名中,一般矿物(非特殊矿物)当其含量大于20%则参与命名,小于10%则不参与命名,对具有特殊意义(如成矿、变质相的典型指示相矿物等)的矿物(如石墨、蓝闪石等),尽管其含量小于10%甚至5%,均应视研究的需要参与命名。

二、区域变质岩主要影响因素

区域变质岩是温度和压力共同作用于区域岩石而变质形成的,典型的、代表特定温度和压力条件的矿物种类和构造、结构(对混合岩尤其)是确定岩类的重要标志,是分析岩石成因—大地构造条件—乃至成矿条件的重要依据。

三、常见区域变质岩的类型及主要特征

板岩 多具变余结构、变余构造及板状构造。它主要由页岩、粉砂岩及凝灰岩经非常低级的变质作用而成,矿物成分只有部分重结晶,极细粒,肉眼难以鉴别;岩石具完好的平面面理,面理主要由极细粒绿泥石,或云母等片状矿物平行排列而成,几乎无光泽,与页岩比较具有明显的“粗糙”感和“坚硬”特征。

千枚岩 具细粒鳞片变晶结构,千枚状构造,与板岩相比,千枚岩中矿物如云母和绿泥石等颗粒加粗,片理面上显示丝绢光泽。主要由细小的绢云母、绿泥石、黑云母、钠长石及石英组成。

片岩 岩石中片柱状矿物含量较多,片柱状矿物定向排列组成显著面理。片岩中片状和柱状矿物之和一般大于15%,而长石含量一般小于25%。且岩石中常常发育有线理,粒度比板岩、千枚岩粗,因此单个矿物颗粒能用肉眼鉴定,可与千枚岩相区别(千枚岩中矿物不能用肉眼鉴定)。

蓝片岩 含蓝闪石片岩的总称。一般具细粒鳞片变晶结构或纤状变晶结构,片状构造。主要由蓝闪石、硬柱石、硬玉及文石等高压低温矿物组成,可含绿纤石、红帘石、硬绿泥石、阳起石、绿帘石、钠长石、石英等。

片麻岩 是一种长英质变质岩,具有断续的面理即片麻状构造,颗粒较粗(一般大于1mm),长石含量>25%,含片状、柱状矿物较少,片状、柱状矿物定向排列。

大理岩 岩石一般为无色,粒柱状变晶结构,块状构造,主要由方解石、白云石等矿物组成,含量大于50%。原岩是石灰岩或白云岩,如果原岩成分不纯,则变质形成的大理岩中可含少量镁橄榄石、钙铝榴石、透辉石等硅酸盐矿物,这种大理岩可称斑花大理岩。如果硅酸盐矿物含量很大,超过了碳酸盐的含量,则属钙硅酸盐粒岩类。

大理岩 多半为块状构造,但可承袭原岩的层理而具有条带状构造。

石英岩粒状变晶结构,块状构造。是石英砂岩或燧石重结晶的产物,主要由石英所组成,含量大于85%。颗粒细而均匀的石英岩俗称“油石”,可做高级磨料;不纯的石英岩常常含有白云母、绿泥石和少量不透明矿物如镜铁矿、磁铁矿等。多数石英岩为块状构造,但如变质过程中有应力参与时,则具片状构造的,可称片状石英岩。

绿岩 为细粒低级变质的镁铁质岩石,绿色,具块状构造、变余枕状构造或变余杏仁构造,片理不发育。主要由钠长石、绿帘石、阳起石和绿泥石组成。其原岩主要为基性火成岩。

角闪岩 岩石一般为深色,多具柱状变晶结构,块状构造、片状构造、片麻状构造或条带状构造,主要由普通角闪石和斜长石组成,一般情况下两类矿物含量大致相等,称为斜长角闪岩。如果岩石中斜长石含量很少或不存在,主要由角闪石构成的,称角闪石岩;如果片理发育,线理显著,则可称角闪片岩;反之,如果斜长石含量超过角闪石而岩石中又含显著的石英,且具片麻状构造者,则称角闪斜长片麻岩,无石英者,可称浅色斜长角闪岩。

麻粒岩 麻粒岩是指经受了麻粒岩相变质作用的长英质、镁铁质及超镁铁质变质岩。一般为细粒—中粒粒状变晶结构,块状或片麻状构造,主要由长石及铁镁矿物(紫苏辉石、透辉石及石榴子石)组成,含或不含石英。麻粒岩中常含有透镜状石英颗粒集合体(即所谓“圆盘状石英”)。

榴辉岩 岩石主要呈深红色,粒柱状变晶结构,主要由绿辉石和石榴子石两种矿物所组成的高压基性变质岩。榴辉岩中还可以出现石英、蓝晶石、斜方辉石、金红石及柯石英等。

榴辉岩 可依据其中出现的特征原生矿物进一步命名,如柯石英榴辉岩、蓝晶石榴辉岩和斜方辉石榴辉岩等。

变粒岩 主要为中细粒等粒变晶结构,块状构造,有时具有不显著的面理或弱的片麻状构造。是一种主要由长石、石英所组成的岩石,其中长石含量一般大于石英含量,暗色矿物含量小于30%,又称长英粒岩。暗色矿物小于10%者称为浅粒岩,对于其中有紫苏辉石或石榴子石等矿物者,其变质程度已达麻粒岩相,应称麻粒岩。

紫苏花岗岩 紫苏花岗岩是含紫苏辉石的中酸性岩石,它们有和麻粒岩一样的矿物成分,却有和岩浆岩一样的结构、构造和外貌,有时甚至有岩浆岩的产状。常具有花岗结构、片麻状构造,主要由紫苏辉石、石榴子石、角闪石、黑云母、微斜长石、条纹长石、斜长石及石英组成。紫苏花岗岩经常与麻粒岩相变质岩紧密伴生,是深部地壳重要的组成部分。

混合岩 混合岩是变质岩向岩浆岩过渡的一种岩石类型,混合岩由基体和脉体或新成体和古成体两个基本组成部分构成。基体是角闪岩相或麻粒岩相变质岩,代表混合岩原岩,脉体是长英质或花岗质物质,代表混合岩中新生的部分。基体与脉体的空间排布方式决定了混合岩构造特点。最常见的混合岩有角砾状混合岩、眼球状混合岩、条带状混合岩和云染状混合岩(云染岩)等4类。

四、区域变质岩中常出现的变质矿物的鉴定特征

尖晶石 MgAl2O4等轴晶系

肉眼下鉴定特征:绿色、蓝色、黑色、褐色,{111}不完全解理。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,淡绿或淡褐色,极高正突起(n=1.71~1.83),糙面显著,无解理,均质体,在钙镁质变质岩中与透辉石、金云母等共生。

石榴子石 M2+3R3+2[SiO43M(Ca2+,Mg2+,Fe2+,Mn2+)

R(Al3+,Fe3+,Cr3+)等轴晶系

肉眼下鉴定特征:颜色变化较大,常呈红褐色、玫瑰色、黄绿色及黑色,常呈菱形十二面体、四角三八面体。断口为油脂光泽,无解理,硬度大。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,粉红色或黄褐色,等轴粒状或不规则粒状,极高正突起(n=1.71~1.89),糙面显著,无解理,具裂纹,通常为均质体。含钙石榴子石常见光性异常,可见Ⅰ级灰干涉色、锥状双晶和由不同干涉色交替组成的同心环带状构造。二轴晶,2V一般比较小。钙质石榴子石多产于大理岩和矽卡岩中。铁铝、镁铝榴石多见于区域变质岩中,常呈筛状变晶,含有大量包裹体。

方柱石 (Na,Ca)4[Al(Al,Si)Si2O83(Cl,CO3,SO4)四方晶系

肉眼下鉴定特征:无色,灰色,少数呈天蓝色和浅红色,晶体呈柱状。集合体为不规则粒状,{100}解理完全,{110}解理中等。

偏光镜下鉴定特征:柱状或粒状晶体,单偏镜下无色或混浊状,低中正突起,柱面解理,平行消光,负延性,双折率随成分而异:最高干涉色Ⅰ级灰白(钠柱石)-Ⅱ级顶部(钙柱石,随钙柱石成分增加而干涉色增高),有时可见斑点状干涉色。横断面呈正方形(晶形完好),其中{100}两组正交解理较完全,但也可见{110}的解理。在该切面上可测得一轴晶负光性。

符山石 Ca10(Mg,Fe)2Al4[SiO45[Si2O72(OH,F)4四方晶系

肉眼下鉴定特征:黄褐色或淡绿色,而红色或蓝色很少见,柱状、粒状或放射状集合体。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,浅绿、淡棕色,具有多色性,高正突起,干涉色极低,常见褐色或蓝色异常干涉色,同一切面有时干涉色也并不均匀,有时见环带构造。一轴晶负光性,有时见光性异常变为二轴晶负光性或正光性。

刚玉 Al2O3三方晶系

肉眼下鉴定特征:黄色、红色、绿色、紫色、蓝色、棕色及黑色。桶状、柱状、锥状及腰鼓状。晶面上常见有斜的或横的条纹。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色或浅蓝色,无解理,有裂开,高正突起,Ⅰ级灰干涉色,但由于硬度大,薄片不易磨薄,可达Ⅱ级蓝干涉色,一轴晶负光性,常见于SiO2不足的岩石中。

绿泥石 (Mg,Fe)4Al2[AlSi3O10](OH)8单斜晶系

肉眼下鉴定特征:绿色、暗绿色,片状、鳞片状集合体,{001}解理完全,硬度小。

偏光镜下鉴定特征:片状或鳞片状集合体,单偏光镜下不同程度的浅绿色,有弱多色性,低正突起,片状,一组解理完全。有两种不同的切面:一种切面正交或斜交{001}解理,呈长条状,具明显的绿-浅黄色多色性和一组完全解理;另一种切面与{001}平行,绿色,多色性不明显,无解理。2V较小,近平行消光,二轴晶光性正负都有,延性与光性符号相反。斜绿泥石干涉色Ⅰ级灰-黄,经常可见聚片双晶;叶绿泥石有墨水蓝或锈褐色异常干涉色。

硬绿泥石 (Mg,Fe)2(Al,Fe3+)Al3O2[SiO4]2(OH)4单斜晶系

肉眼下鉴定特征:呈暗绿色,晶体为板状,几何体呈束状、放射状,断面呈六边形及菱形,{001}解理完全,硬度5~6,接近或稍大于小刀。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下呈片状或蒿束状集合体,灰蓝色至暗绿色,有多色性,晶体中有时有石英及炭质包裹物构成砂钟构造。高正突起,纵切面呈板条状,一组完全解理,最高干涉色Ⅰ级橙红,斜消光,消光角a∧Np=3°~30°,负延性。经常具有简单双晶或聚片双晶。横断面六边形或菱形,干涉色Ⅰ级暗灰,无解理。二轴正晶,2V=36°~60°。

黑硬绿泥石 K(Al,Fe3+,Fe2+,Mg)4[Si4O10](OH)2·2H2O单斜晶系

肉眼下鉴定特征:呈暗褐色,片状,集合体呈束状和放射状。

偏光镜下鉴定特征:片状集合体,单偏镜下暗褐至亮黄强多色性,(-)2V小,这些都与黑云母极其相似,区别是:黑硬绿泥石底面解理较差,还有一组{001}相垂直的断断续续{010}解理;(-)2V=0°~40°,变化范围大于黑云母;黑硬绿泥石突起比黑云母高,为中-高正突起。

绿帘石 Ca2Fe3+Al2[Si2O7][SiO4]O(OH)单斜晶系

肉眼下鉴定特征:草绿色及暗绿色,沿b轴延长呈柱状,晶面有纵纹,集合体呈放射状及粒状,{001}解理完全,{100}解理次之。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下浅黄-黄绿色,多色性显著,极正高突起,垂直柱面方向晶形完好时呈六边形,两组解理夹角65°。Ⅱ-Ⅲ级鲜艳干涉色,在同一切面上干涉色不均匀,有时呈环带状,干涉色为Ⅰ级时,经常出现灰蓝、姜黄等异常干涉色。柱状切面平行消光,延性正负不定,其他切面斜消光,消光角a∧Ng=25°~30°。二轴晶负光性,(-)2V大。

黝帘石和斜黝帘石 Ca2Al3[SiO4][Si2O7]O(OH)斜方晶系/单斜晶系

肉眼下鉴定特征:呈浅灰色或灰绿色,其他特征与绿帘石相近。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下均无色,高正突起,Ⅰ级干涉色,α-黝帘石Ⅰ级灰,β-黝帘石Ⅰ级灰白-Ⅰ级黄,斜黝帘石不超过Ⅰ级黄,这几种黝帘石均有异常干涉色。黝帘石与斜黝帘石区别在于:①黝帘石为平行消光,斜黝帘石为斜消光;②黝帘石2V较小,斜黝帘石2V较大。

蓝晶石 Al2SiO5三斜晶系

肉眼下鉴定特征:浅蓝色,风化后呈灰白色,长柱状或长板状,解理{100}完全、{010}中等。硬度因方向而异,在解理最发育的{100}面上平行晶体延长方向为4.5(小于小刀),垂直晶体延长方向则为6(大于小刀)。上述特征为肉眼鉴别蓝晶石的重要标志。

偏光镜下鉴定特征:无色,有时略呈淡蓝色,高正突起,沿c轴延长柱状集合体柱面有(001)横裂开,c∧Ng≈30°,底面上,Np几乎⊥(100)解理,因此呈近平行消光(不像红柱石、透闪石那样呈对称消光),干涉色Ⅰ级顶部,(-)2V大,正延性。

矽线石 Al2SiO5斜方晶系

肉眼下鉴定特征:浅黄色,浅褐色,风化面灰白色。个体较大者呈细长柱状、针状,但多为纤维状或毛发状集合体。﹛010﹜解理完全,在柱状晶面上可见到纵纹。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,常呈纤维状,束状集合体,{010}柱状切面无解理,{001}裂开发育,使晶体呈“竹节”状,干涉色Ⅰ级紫红-Ⅱ级蓝绿,正延性;⊥c轴横切面近方形,具特征的对角线方向解理,Ⅰ级灰干涉色。中正突起,平行消光,二轴晶正光性,(+)2V<30°。

阳起石 Ca2(Mg,Fe)5[Si8O22](OH)2单斜晶系

肉眼下鉴定特征:浅绿色、暗绿色,长柱状、针状,集合体为放射状。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下浅绿色-无色多色性,柱状、纤维状或放射状集合体,中正突起,横断面具角闪石式解理。最高干涉色Ⅰ级顶部-Ⅱ级中部,斜消光,c∧Ng=11°~15°。正延性,有时具双晶。二轴晶负光性,2V较大。

透闪石 Ca2Mg5[Si8O22](OH)2单斜晶系

肉眼下鉴定特征:白色或浅灰色,晶体呈长柱状、针状,集合体为放射状、纤维状。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色,柱状或放射状集合体,中正突起,c∧Ng=16°~21°。其他特征与角闪石类矿物一致。

蓝闪石 Na2(Mg,Fe)3Al2[Si4O112(OH)2单斜晶系

肉眼下鉴定特征:蓝闪石和青铝闪石以其颜色呈暗蓝色与其他角闪石相区别。

偏光镜下鉴定特征:多色性特殊:Ng—深蓝色,Nm—红紫色,Np—无色或浅黄绿色,正吸收。干涉色Ⅰ级,常因自身颜色影响而不易判别。消光角小:c∧Ng=4°~14°。正延性,二轴晶负光性,(-)2V较小,为12°~65°。

十字石 (Mg,Fe2+)2(Al,Fe3+)6O6[SiO44(O,OH)2斜方晶系

肉眼下鉴定特征:褐色,短柱状,{010}解理不完全,经常具有正交(十字)或斜交双晶。

偏光镜下鉴定特征:柱状或粒状晶体,常含大量包裹物,筛状变晶,单偏镜下呈亮黄色,有明显的金黄-浅黄多色性,高正突起,柱状切面平行消光,正延性,Ⅰ级橙黄干涉色。横断面呈菱形或六边形,对称消光。有{010}解理,有时可见十字形穿插双晶。二轴晶正光性,(+)2V很大。

绿纤石 Ca2(Al,Mg,Fe)3[SiO4][Si2O7]O(OH)·H2O斜方晶系

绿纤石是绿帘石的变种,成分上Al显著超过Mg,Fe2+,Fe3+趋近于斜黝帘石,含水量高,常沿b轴延长呈纤维状、针状、放射状集合体,显微镜下无色-浅黄绿色多色性,Nm具特征的亮绿色或蓝绿色,吸收性Nm>Ng>Np,延性可正可负,(+)2V≈26°~85°。与绿帘石区别在于:①绿纤石干涉色较低,在Ⅰ级顶部和Ⅱ级底部;②绿纤石为正光性。

红帘石 Ca2(Mn,Fe,Al)2Al[SiO4][Si2O7]O(OH)单斜晶系

肉眼下鉴定特征:红褐色、红黑色、黑色,含MnO2达15%,晶形与绿帘石相似,柱状或粒状。{001}解理完全,{100}解理不完全。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下Ng—鲜红色,Nm—玫瑰红色,Np—橙黄色。平行于b轴切面平行消光,{010}面上Ng∧{001}≈30°,延性可正可负,(+)2V=64°~85°。

天蓝石 (Mg,Fe)Al2[PO4](OH)2单斜晶系

肉眼下鉴定特征:蓝色、靛蓝色,尖锥状、粒状及不规则状。解理{110}及{101}中等。

偏光镜下鉴定特征:单偏镜下无色-天蓝色,吸收性Ng>Nm>Np,常呈他形晶,b∥Nm,a∧Ng=12°,c∧Np=9~10°,2V=61~70°,常见于富铝岩石中。

五、变质岩观察与描述

(一)手标本观察和描述

(标本编号:×××;产地:×××)

1.岩石的颜色

指岩石的总体颜色,描述时不仅要描述颜色种类,还须描述岩石的深浅,如暗黑色,浅肉红色。有时岩石新鲜面和风化面的颜色需分别描述。

2.矿物成分

可分为特征变质矿物、主要矿物和次要矿物。特征变质矿物应描述其晶形、颜色、光泽、解理、硬度、大小和含量。对主要矿物则简要描述其主要特征、大小和含量。矿物颗粒大小是指矿物平均粒度大小,也可指矿物粒度变化范围;对于斑状变晶结构的岩石,变斑晶与基质特征分开描述并估计其含量。

3.结构构造

根据岩石中矿物颗粒大小和形态特征,确定岩石的结构;根据岩石中矿物空间排列的特征,确定岩石的构造。观察变质岩构造特点时要注意岩石有无定向性、有无条带或细脉等。

4.其他特征

如岩石中矿物次生蚀变等。

5.岩石定名

(二)显微镜下观察和描述

(薄片编号:×××)

1.矿物成分

每种矿物分别描述各自的最主要鉴定特征、形态、大小、百分含量、与其他矿物的关系及次生变化等。

对薄片中特征变质矿物或未知矿物应作系统的光学特征的描述,其内容是:

单偏光:晶形、颜色(多色性和吸收性)、突起、解理(几组、解理完全程度)及解理夹角。

正交偏光:最高干涉色级和色序、消光类型、消光角数值(只能在定向切面上测得,并应在锥光系统下检查该切面是否是定向切面,应写明是哪个结晶轴与哪个光学主轴之间的夹角),如蓝晶石的消光角c∧Ng=30°(是在锐角等分线的切面上测得)、延性符号和双晶特征。

锥光:轴性、光性符号、2V大小。

对岩石中常见的矿物成分,则描述其最主要的光性特征,一般不需要描述锥光系统的光学特征。

用显微镜的目镜微尺测量矿物颗粒大小,估计岩石中矿物含量。

2.结构构造

根据岩石中矿物颗粒大小及其形态特征定出主要结构,详细描述矿物之间的相互关系和矿物受应力作用影响而呈现的局部结构等特征。描述岩石中矿物空间排列分布的特征以反映岩石的构造。

变晶结构的观察:

(1)变晶结构以矿物颗粒的生长为特征,变晶结构的观察与描述应从不同的角度(如变晶粒度的绝对大小、相对大小,变晶的形态、自形程度,变晶间的相互关系等)进行。为了与岩浆岩类似结构的区别,应在变质岩的“结构”二字之前加“变晶”二字。

(2)变晶结构一般按照下列原则进行:

矿物颗粒均匀的岩石:矿物粒度+(变晶自形程度)+变晶形态+“变晶结构”。例如:细粒鳞片变晶结构、细粒他形粒状变晶结构。

如果岩石中既有粒状矿物,又有片状矿物,则按照多者在后,少者在前的原则参加命名。矿物颗粒大小悬殊(有变斑晶)的岩石:变基质结构+“的斑状变晶结构”。如:基质具细粒鳞片变晶结构的斑状变晶结构。

矿物的相互关系、某些岩石中矿物的自形程度属于局部性的结构,应在描述该矿物的特征时来描述。

3.其他特征

有关退化变质、叠加变质等现象。

4.岩石的详细定名

5.成因分析

(1)根据重结晶程度、矿物共生组合、特征变质矿物等分析变质相条件。

(2)根据可能存在的变余结构构造特征、矿物共生组合的化学类型、特征变质矿物的化学成分来判断可能的原岩类型。

6.岩石素描图

素描图共有两种,一种是局部素描,重点表示矿物之间的关系,或足够特殊的特征;另一种是显微镜下岩石素描图。绘图时应注意选择有意义和有代表性的局部视域;应显示出矿物的基本而明显的镜下特征,如突起、晶形、解理、双晶等,并注明矿物代号;矿物之间的接触关系;矿物的含量比例;单偏光和正交偏光的选择。在素描图下应说明岩石名称、图中反映的问题、偏光情况、视域直径、产地(资料来源)等。

六、鉴定变质岩应注意的问题

变质岩是不同原岩经各种变质作用后形成的产物。同一原岩经受不同的变质作用可形成不同的变质岩;同时,在相同的变质条件下,由于原岩不同也可形成不同的变质岩。这些都对变质岩的准确定名带来困难。尽管如此,在变质岩鉴定中,还是有一些准则可以遵循的,只要掌握其变化规律,对变质岩的鉴定是很有帮助的。

(1)首先应该掌握各大类变质岩的主要特征(包括矿物成分、含量、结构、构造和定名原则),这是鉴定变质岩的基础。

(2)在变质岩命名时,首先应该鉴定岩石中主要矿物成分。对大多数变质岩来说,主要矿物不外乎石英、长石、云母、角闪石、辉石、碳酸盐矿物等。确定了岩石的主要矿物成分和含量,也就等于确定了变质岩的基本名称(即岩石大类)。

(3)遇到不认识的特征变质矿物时,可利用矿物共生组合的规律,判断可能出现哪些变质矿物,尽量缩小要鉴定矿物的范围。如原岩为富铝系列变质岩时其特征变质矿物可能有红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、石榴子石、堇青石、硬绿泥石等。然后,根据岩石的变质程度和矿物共生组合规律,再进一步鉴别。如低级变质岩石中可能有硬绿泥石、石榴子石;中级变质岩石中低压条件下可能有红柱石、堇青石;中压条件下应有蓝晶石、十字石和石榴子石等矿物;高级变质岩石中可能有矽线石、堇青石、石榴子石和紫苏辉石等。

(4)岩石的定名原则:变质岩石定名原则主要是:次要(特征变质)矿物+主要矿物+基本名称。而对于有些特殊的定名原则,如麻粒岩中暗色和浅色麻粒岩的含义和区别,应与其他岩石的定名原则区分开来。

(5)除了准确鉴定和命名变质岩以外,在显微镜下还应注意矿物之间的关系。矿物之间平衡和不平衡关系对划分变质作用期次,确定平衡矿物共生组合具有非常重要的意义。

总之,鉴定变质岩,必须多观察,多实践,多思考,不断总结其主要鉴定特征。

【编写实验报告】

按照变质岩鉴定描述方法及要求来鉴定描述以下岩石的标本及薄片:

1.手标本:千枚状板岩、千枚岩、角闪片岩、十字石榴云母片岩、蓝晶石片岩、蓝闪石片岩、白云母片岩、绿片岩、角闪斜长片麻岩、暗色麻粒岩、变粒岩、榴辉岩、次生石英岩、斜长角闪岩、条带状混合岩、条痕状混合岩、眼球状混合岩、混合岩化花岗岩、混合岩。

2.薄片:千枚状板岩、蓝晶石片岩、蓝闪石片岩、白云母片岩、角闪片岩、十字石榴云母片岩、暗色麻粒岩、变粒岩、榴辉岩、斜长角闪岩、眼球状混合岩、混合岩。

每次实习选2~3块标本系统观察描述手标本及薄片特征并编写实验报告。