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变质岩的结构和构造的基本概念与结构

2024-01-27科学

变质岩的结构是指构成岩石的各矿物颗粒的大小、形状以及它们之间的相互关系;构造是指岩石中各组分在空间上的排列、分布方式。

变质岩的结构和构造可以具有继承性,既可保留原岩的部分结构和构造,也可以在不同变质作用下形成新的结构和构造。

研究变质岩的结构和构造特点有着重要的意义。变质岩的结构和构造可以反映变质岩的形成过程、变质作用的类型、因素、方式以及变质的程度和变形特征。如动力变质作用形成的岩石大多具碎裂结构。结构构造的研究还可为原岩恢复提供重要的证据,如变质火山岩常具变余杏仁构造。另外,变质岩的结构构造有的可作为变质岩命名的依据,如具片麻构造的岩石的命名为片麻岩,具角岩结构的岩石命名为角岩。更重要的是,变质岩的结构构造特征,也与岩浆岩及沉积岩的一样,对岩石的水文和工程性能有极大的影响。大部分变质岩都是在具有一定应力的条件下形成的,这就形成了变质岩所特有的面理,包括板状、片状、片麻状构造,另外还有碎裂结构等。这些结构构造一方面可以增强岩石的储水性和透水性,但这种结构构造也使岩石的强度减弱,并使岩石的物理力学性质具有明显的各向异性及不均一性,造成不良的工程地质条件。例如,在断裂带或片理发育的千枚岩、片岩地区,很易发生严重的塌方、滑坡等现象。故必须认真研究,以便采取有效措施,避免损失和不利影响。

变质岩的结构,根据成因可分为四大类。

1.变余结构

由于变质重结晶作用进行得不完全,原来岩石的矿物成分和结构特征被部分地保留下来,这样形成的结构,称为变余结构(palimpsesttexlure)。变余结构常见于变质程度较浅的变质岩中,但在较深的变质岩中,当温度和压力分布不均匀时,也可出现变余结构。变余结构是恢复原岩的重要依据。此外,变余结构的形成还与原岩性质有一定的关系,一般地说,原岩的粒度愈粗,矿物成分愈稳定,愈易形成变余结构。

变余结构的命名可在原岩结构之前加前缀「变余」二字。

(1)原岩为岩浆岩的变余结构,有变余辉绿结构、变余花岗结构、变余凝灰结构、变余斑状结构等,其中最常见的是变余斑状结构。

变余斑状结构 :基性喷出岩经变质后,基质可能重结晶变成互相镶嵌的角闪石和斜长石,但原岩中的斜长石或辉石斑晶,虽有某些变形或碎裂,有时内部已为角闪石、绿帘石、绿泥石、绢云母、方解石等矿物集合体所代替;但斜长石或辉石的斑晶外形仍然保留。而在石英斑岩、流纹岩等较酸性的喷出岩变质后,其基质中的矿物成分可能已完全变为石英、绢云母、明矾石、绿泥石等,但石英斑晶仍然较好地保存。

(2)原岩为沉积岩的变余结构。原岩为砂、砾岩等的变质岩中,常保留砾石或砂粒的外形,但胶结物已变为绢云母、绿泥石等矿物或有明显的重结晶,称为变余砾状结构或变余砂状结构。在某些变质砾岩中,有时虽经高温重结晶及强烈变形,砾石内部的物质成分可能有所改变,但砾石的外形轮廓往往仍清晰可见。

2.变晶结构

变晶结构(blastietexture)是岩石在固态条件下由重结晶和变质结品作用形成的结构因它与岩浆由熔融的熔体中结品的条件不同,故变品结构在外貌上虽然与岩浆岩的结晶结构相似,但却有它自己的许多不同的特点:

①变晶结构的各矿物颗粒几乎是同时生长的,变斑品与变基质同时,甚至稍晚一些形成,这与岩浆岩的斑状结构显然不同;

②变品矿物中常含有较多的包体,特别是变斑晶中更是如此;

③变晶结构中矿物的自形程度并不表示结品的先后顺序,而是代表矿物结品能力的大小。

根据变质岩中矿物自形程度的高低排列的顺序称为变晶系,在区域变质作用条件下,不同成分的原岩有不同的变晶系,但主要的趋势大致相似,其顺序大体上是:屑石→金红石→石榴子石→电气石→十字石→蓝晶石→红柱石→绿帘石→辉石→角闪石→铁矿→石英→斜长石→正长石→方解石。