(三)大理岩类的递增变质作用

如题所述

在递增变质作用中,原岩组分不同的大理岩,其矿物和典型岩石类型的变化特征如表3-13所示。对表中的相关内容分述如下。

表3-13 大理岩类在递增变质作用的矿物和典型岩石

1.原岩为纯石灰岩

成分很纯的石灰岩的矿物是方解石,经变质作用形成方解大理岩,从低级到高级变质方解石稳定不变,其岩石类型均是方解大理岩,唯一的变化是随着变质作用温度的增加,方解石的粒径会相应变粗。只有在高压条件下,可由三方晶系的方解石转变为斜方晶系的文石,形成文石大理岩(照片3-126)。文石又名霰石,成分与方解石相同为CaCO3,其与方解石的主要区别是晶体呈柱状、针状,一组解理不完全。在显微镜下,平行柱面为平行消光,负延性,二轴晶负光性。

2.原岩为纯白云岩

白云岩的矿物为白云石经变质作用形成白云石大理岩,与方解石一样,从低级到高级变质,白云石的粒径变粗,在大多数情况下,均是白云石大理岩,但高温低压(pCO2很低)条件下白云石分解,形成方镁石和方解石。这一变质反应要求pCO2很低,或是富xCO2的流体相已被H2O大大冲淡的条件下才能进行。在上述条件下,由白云石分解而形成的岩石类型为方镁方解大理岩,在一般的高级变质岩石中最常见的还是白云石大理岩。

3.原岩为菱镁岩

在低级、中级和高级变质作用,均形成菱镁大理岩。只有在高温、pCO2低时,菱镁矿分解形成方镁石,但这种变化十分少见。

4.原岩为硅质灰岩

原岩为硅质灰岩经变质作用形成石英+方解石组合,其典型的岩石类型是石英方解大理岩(照片3-127)。在低级—高级变质条件下,这一矿物组合和岩石类型都不发生变化。只有在高温低压条件下,方解石+石英经变质反应形成硅灰石+方解石组合的硅灰方解大理岩。但在高温压力较高的条件形成硅灰石的变质反应不能进行,仍是由石英和方解石组成的石英大理岩。由此可见,含有硅灰石的变质岩石主要产于接触变质作用(很低压类型)、高温的变质岩石和矽卡岩中,而在区域变质的岩石中硅灰石相对要少得多。

硅灰石是浅色柱状矿物,其颜色多为白色、灰白色。在柱状晶体的表面有弱的丝绢光泽,有三组解理。显微镜下无色,正中突起,柱面干涉色为一级灰白和黄白,柱面近平行消光,延性可正可负(干涉色为一级暗灰的柱面为负延性、干涉色为一级黄白的柱面为正延性),二轴晶负光性。

5.原岩为硅质白云岩

硅质白云岩经低级变质作用由石英+白云石经变质反应形成滑石和方解石,其岩石类型为滑石大理岩。滑石与白云母的特征十分相似,经常易被误认为白云母。两者的区别是:在显微镜下,滑石的光轴角小,为0°~30°;白云母的光轴角中等为35°~50°,另外,可用化学分析的方法区分,滑石含镁而白云母含有钾和铝。

随着变质程度的增加,可相继形成透闪石、透辉石和镁橄榄石,其中透闪石多稳定在中低级变质条件,而透辉石和镁橄榄石多产于中高级变质的大理岩中、其相应的岩石类型是透闪大理岩(照片3-128,129,130)、透辉大理岩(照片3-131)和镁橄大理岩(照片3-132)。

透闪石与硅灰石十分相似,两者均为浅色的柱状矿物,肉眼很难将它们区分。在显微镜下,透闪石的横切面具有两组角闪石式的解理且对称消光,而硅灰石的横切面有三组解理,为斜消光;另外,透闪石柱面的最高干涉色为二级,大多为斜消光,消光角c∧Ng=16°~21°,且为正延性,而硅灰石的柱状切面干涉色低,消光角小,近平行消光,其延性可正可负。

透辉石多呈浅绿色、灰绿色,呈短柱状或粒状,具有两组完全解理。显微镜下无色或浅绿色,在横切面上有两组近正交的辉石式解理,正高突起,斜消光,消光角c∧Ng=38°~44°,二轴晶正光性。

在高级变质条件下,透辉石、镁橄榄石、有时还有方镁石等矿物形成(方镁)镁橄大理岩。镁橄榄石为浅绿色、浅黄绿色粒状矿物,一组解理不完全。显微镜下呈无色,正高突起,干涉色二级—三级,平行解理方向为平行消光,延性可正可负,二轴晶正光性。镁橄榄石经常被蛇纹石置换,蛇纹石沿着镁橄榄石的边缘、解理,呈细脉状、网脉状交代,形成交代网脉、交代残余结构(照片3-133)乃至整个镁橄榄石全部转变为蛇纹石的交代假象结构(照片3-134)。

方镁石是一种均质体矿物,与石榴子石和尖晶石十分相似,但它的颜色为灰黄白色粒状晶体,其与石榴子石、尖晶石最大的区别是方镁石具有解理,在显微镜下的切面内显示有相交呈三角形及方形的解理,且方镁石经常转变为水镁石(或纤水镁石)和蛇纹石。

6.原岩为含杂质(硅、铝、铁、钾、钠等组分)的碳酸盐岩

这类岩石经变质作用形成的大理岩中矿物较复杂。在低级变质作用形成云母类、滑石、透闪石和帘石类等(照片3-136)矿物的大理岩。随着温度升高在中高级变质条件下,大理岩中除可形成透闪石、透辉石、镁橄榄石等矿物以外,经常有黝帘石、钙铝榴石、金云母、中基性斜长石、方柱石(照片3-137)、硅镁石(照片3-135)和尖晶石等矿物。当原岩中含有磷,则可形成磷灰大理岩(照片3-138)。

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