當前位置: 華文世界 > 科學

變質巖的結構和構造的基本概念與結構

2024-01-27科學

變質巖的結構是指構成巖石的各礦物顆粒的大小、形狀以及它們之間的相互關系;構造是指巖石中各組分在空間上的排列、分布方式。

變質巖的結構和構造可以具有繼承性,既可保留原巖的部份結構和構造,也可以在不同變質作用下形成新的結構和構造。

研究變質巖的結構和構造特點有著重要的意義。變質巖的結構和構造可以反映變質巖的形成過程、變質作用的型別、因素、方式以及變質的程度和變形特征。如動力變質作用形成的巖石大多具碎裂結構。結構構造的研究還可為原巖恢復提供重要的證據,如變質火山巖常具變余杏仁構造。另外,變質巖的結構構造有的可作為變質巖命名的依據,如具片麻構造的巖石的命名為片麻巖,具角巖結構的巖石命名為角巖。更重要的是,變質巖的結構構造特征,也與巖漿巖及沈積巖的一樣,對巖石的水文和工程效能有極大的影響。大部份變質巖都是在具有一定應力的條件下形成的,這就形成了變質巖所特有的面理,包括板狀、片狀、片麻狀構造,另外還有碎裂結構等。這些結構構造一方面可以增強巖石的儲水性和透水性,但這種結構構造也使巖石的強度減弱,並使巖石的物理力學性質具有明顯的各向異性及不均一性,造成不良的工程地質條件。例如,在斷裂帶或片理發育的千枚巖、片巖地區,很易發生嚴重的塌方、滑坡等現象。故必須認真研究,以便采取有效措施,避免損失和不利影響。

變質巖的結構,根據成因可分為四大類。

1.變余結構

由於變質重結晶作用進行得不完全,原來巖石的礦物成分和結構特征被部份地保留下來,這樣形成的結構,稱為變余結構(palimpsesttexlure)。變余結構常見於變質程度較淺的變質巖中,但在較深的變質巖中,當溫度和壓力分布不均勻時,也可出現變余結構。變余結構是恢復原巖的重要依據。此外,變余結構的形成還與原巖性質有一定的關系,一般地說,原巖的粒度愈粗,礦物成分愈穩定,愈易形成變余結構。

變余結構的命名可在原巖結構之前加字首「變余」二字。

(1)原巖為巖漿巖的變余結構,有變余輝綠結構、變余花崗結構、變余凝灰結構、變余斑狀結構等,其中最常見的是變余斑狀結構。

變余斑狀結構 :基性噴出巖經變質後,基質可能重結晶變成互相鑲嵌的角閃石和斜長石,但原巖中的斜長石或輝石斑晶,雖有某些變形或碎裂,有時內部已為角閃石、綠簾石、綠泥石、絹雲母、方解石等礦物集合體所代替;但斜長石或輝石的斑晶外形仍然保留。而在石英斑巖、流紋巖等較酸性的噴出巖變質後,其基質中的礦物成分可能已完全變為石英、絹雲母、明礬石、綠泥石等,但石英斑晶仍然較好地保存。

(2)原巖為沈積巖的變余結構。原巖為砂、礫巖等的變質巖中,常保留礫石或砂粒的外形,但膠結物已變為絹雲母、綠泥石等礦物或有明顯的重結晶,稱為變余礫狀結構或變余砂狀結構。在某些變質礫巖中,有時雖經高溫重結晶及強烈變形,礫石內部的物質成分可能有所改變,但礫石的外形輪廓往往仍清晰可見。

2.變晶結構

變晶結構(blastietexture)是巖石在固態條件下由重結晶和變質結品作用形成的結構因它與巖漿由熔融的熔體中結品的條件不同,故變品結構在外貌上雖然與巖漿巖的結晶結構相似,但卻有它自己的許多不同的特點:

①變晶結構的各礦物顆粒幾乎是同時生長的,變斑品與變基質同時,甚至稍晚一些形成,這與巖漿巖的斑狀結構顯然不同;

②變品礦物中常含有較多的包體,特別是變斑晶中更是如此;

③變晶結構中礦物的自形程度並不表示結品的先後順序,而是代表礦物結品能力的大小。

根據變質巖中礦物自形程度的高低排列的順序稱為變晶系,在區域變質作用條件下,不同成分的原巖有不同的變晶系,但主要的趨勢大致相似,其順序大體上是:屑石→金紅石→石榴子石→電氣石→十字石→藍晶石→紅柱石→綠簾石→輝石→角閃石→鐵礦→石英→斜長石→正長石→方解石。