泥质岩类 泥质变质岩类的概述有哪些？

泥质岩由于粒度很细，故用肉眼鉴定其成分是十分困难的，对泥质岩的研究必须采取一系列仪器的测验手段与方法，如：差热分析法、扫描电镜法、X射线粉晶衍射法、红外线吸收光谱法、有机试剂染色法、油浸法及化学分析等。但最基本的还是肉眼及显微镜的观察。

一、露头和手标本的肉眼观察

1.颜色

决定于泥质岩的矿物成分和所含的杂质，质纯的单矿物黏土岩多呈浅色（白色、浅绿色、浅黄色或浅红色）。当混入有杂质时，颜色就会改变，如混入有机质变为黑色，混入铁的氧化物或氢氧化物时，则呈黄色、红色。颜色还能反映其工业性质，如鲜红色、紫红色或褐色黏土不能作为耐火黏土，而白色、浅灰色则可作耐火材料。

2.结构

肉眼观察泥质岩的结构只能根据断口的粗糙程度加以确定。常见的结构主要是根据含粉砂及砂的情况而划分五种类型。

◎ 泥质结构：用手触摸岩石有滑腻感，用小刀切割的切面光滑，断口呈贝壳状，或平坦状。

◎ 含粉砂泥质结构及粉砂泥质结构：断口较粗糙，手触摸微有粗糙感，用放大镜可见粉砂碎屑，小刀切面不光滑。

◎ 含砂泥质结构及砂泥质结构：手触摸有明显的粗糙感觉，肉眼见有砂粒，断口粗糙，呈参差状。

3.构造

泥质岩常见有水平层理、泥裂、雨痕、虫迹、结核等构造；具有沿层理方向易剥裂成页状的页理构造。凡具页理构造的泥质岩称为页岩，无页理构造的泥质岩则称为泥岩。

4.矿物成分

泥质岩的矿物成分，肉眼难以鉴别，只能根据一些物理性质初步确定。例如，高岭石黏土岩，断口贝壳状，润湿后具可塑性，膨胀性不明显；蒙脱石黏土岩吸水膨胀性特强，具有强的黏舌性，放入水中立即散开。尽管黏土矿物难鉴定，但混入物可通过其他方法确定，如加盐酸起泡，说明有碳酸钙混入；岩石致密坚硬则有硅质混入；机械混入物石英、云母等肉眼可以直接观察。

5.含生物化石情况

有或无生物化石，是实体生物化石还是遗迹化石，属种划分和保存状况描述。

6.手标本命名

主要根据肉眼观察结果，依据泥质岩的固结程度、结构、矿物成分、混入物及颜色等进行综合命名，即：颜色+混入物+黏土矿物成分+基本名称。其中：基本名称按有无纹层或页理分为泥岩和页岩两种。黏土矿物成分单一时，直接参加命名；有两种或两种以上黏土矿物，按少前多后的原则进行命名。简单命名和陆源碎屑混入物命名标准参看表2-6。

表2-6 泥质岩的分类

二、薄片的显微镜下观察

在显微镜下进行薄片观察时，着重观察与描述显微结构、构造及矿物成分。

1.泥质岩的显微结构

◎ 非晶质结构。

◎ 隐晶质结构：最为常见，在偏光显微镜下难以识别黏土矿物晶形，但在电子显微镜下可见有超微片状、管状、纤维状、针状、束状、球粒状等结构。

◎ 显微晶质结构：黏土矿物因重结晶而晶粒变大，在偏光显微镜下可按晶形分为显微鳞片状、粒状、纤维状等结构。

◎ 粗晶结构：强烈重结晶或深部地下水结晶而呈粗大晶体，如呈粗大的蠕虫状高岭石晶体。

◎ 由黏土矿物集合体形状所构成的结构：鲕粒结构、豆粒结构、同生泥屑结构、生物泥状结构等。

2.泥质岩的显微构造

◎ 鳞片状构造。

◎ 毡状构造。

◎ 定向构造。

3.主要黏土矿物的显微镜下特征

◎ 高岭石：无色，鳞片状，或构成蠕虫状、片状集合体。正低突起，Ⅰ级灰白干涉色，平行{001}解理清楚，近于平行消光。

◎ 蒙脱石：无色，含铁的蒙脱石带淡绿或粉红色，显微鳞片状，负低突起，干涉色Ⅰ级黄白，最高达Ⅱ级，平行消光，正延性。与高岭石、水云母的区别是蒙脱石具负低突起。

◎ 水云母：无色透明，显微鳞片状，正低突起，干涉色Ⅰ级黄至Ⅱ级绿，近于平行消光，正延性。与高岭石的区别是干涉色较高，与蒙脱石的区别为正突起。

◎ 机械混入物或新生矿物：观察与描述成分、大小、形状和百分含量。

4.成岩后生作用及次生变化

特别重视黏土的固结程度、重结晶作用、黏土矿物的交代作用和矿物相转化，以及新矿物的生成，如黄铁矿、菱铁矿和钙结核、磷结核等。

5.定名

命名原则与手标本命名基本一致，即按肉眼观察的定名原则进行综合定名，即：颜色+混入物+黏土矿物成分+基本名称。

泥质变质岩类（pelitic metamorphic rocks）的原岩类型主要是沉积岩的泥质岩、粉砂质或砂质泥质岩，也可能有部分中酸性的火山凝灰岩类。在自然界中，泥质岩与粉砂岩（或砂岩）呈渐变过渡形成粉砂质（或砂质）泥质岩—泥质粉砂岩（或砂岩）—粉砂岩（或砂岩）。同样，如果泥质岩石中方解石或白云石等碳酸盐矿物的含量增加，则可渐变为钙质泥岩—泥灰岩—石灰岩（或白云岩）。致使在变质岩石中泥质变质岩类与长英质变质岩类、钙质变质岩类及钙镁硅酸盐变质岩类在矿物及矿物含量和岩石类型之间呈渐变过渡。
由于泥质变质岩类的原岩化学成分Al2O3和K2O含量高，CaO含量低，而与其他化学类型变质岩类相区别。泥质岩主要由粘土矿物组成，粘土矿物中化学成分不同，则泥质变质岩中的矿物也会发生变化，但基本上可分为两类。
其一，原岩中的粘土矿物以高岭石、迪开石、蒙脱石等为主，其化学成分中Al2O3过剩，K2O不足。经变质作用形成云母类矿物、蓝晶石、红柱石、矽线石、堇青石、硬绿泥石等富铝矿物。属Al2O3过剩的泥质变质岩。
其二，原岩中粘土矿物以伊利石（水白云母）为主，其化学成分中 K2O 过剩，但Al2O3不足。经变质作用形成云母类和钾微斜长石，在中低级变质岩石中它们不与富铝矿物共生。属K2O过饱和的泥质变质岩。
1.矿物泥质变质岩类的矿物最常见的是云母类矿物，还有石英和长石，并常有富铝的特征变质矿物。云母类矿物主要有细小鳞片状的绢云母、多硅白云母、白云母和黑云母。长石类矿物中常见的有斜长石、微斜长石、正长石和条纹长石等。在不同变质条件下常有绿泥石、硬绿泥石、黑硬绿泥石、红柱石、蓝晶石、矽线石、石榴子石、十字石、堇青石和紫苏辉石等特征变质矿物，偶尔还有假蓝宝石。在贫SiO2的岩石中，还可有刚玉、尖晶石。如原岩中含有碳质，在中高级的富铝变质岩石中也会有石墨产出。由高压变质作用所形成的蓝闪石，有时也存在于绢云千枚岩和云母片岩中。若泥质岩石中含有碳酸盐矿物时，在泥质变质岩石中也有少量的方解石（或白云石）。在泥质变质岩石中常有电气石呈副矿物产出。
2.结构构造岩石的结构类型较多，主要有由云母等片状矿物组成的片状（或鳞片）变晶结构。但在中、低级变质岩石中，最常见的是云母类片状矿物与长石、石英等粒状矿物组成的粒状片状（片状粒状）变晶结构。在高级变质岩石中，云母类矿物明显减少，主要由长石、石英及石榴子石、堇青石等矿物组成粒状变晶结构的岩石。变质岩石中经常含有硬绿泥石、石榴子石、堇青石、蓝晶石、红柱石、十字石等变斑晶矿物，形成斑状变晶结构。当变质程度很低，变晶作用和重结晶作用不完全时，在泥质板岩、绢云千枚岩和部分云母片岩中经常有变余砂状（粉砂状）结构或变余泥质结构。
泥质变质岩石大多具有明显的定向构造。随着递增变质作用，岩石中的构造也相应发生明显变化，由低级变质的板状构造逐渐变化为千枚状构造和片状构造，在中高级变质岩石中形成片麻状或弱片麻状构造，上述定向构造也是泥质变质岩类的基本名称。如具有板状构造的泥质板岩、千枚状构造的绢云千枚岩、片状构造的云母片岩和含有富铝特征变质矿物的富铝片麻岩等。此外，在泥质板岩、绢云千枚岩、有时在云母片岩中常有粉砂质（细砂质）或碳质的细薄层理，形成变余层理构造。

原岩主要是沉积岩中的泥质岩、粉砂（或砂）质泥岩，也有部分是中酸性火山凝灰岩类。其主要岩石类型有：斑点板岩类（接触千枚岩类）、瘤状板岩类（接触千枚岩类）、云母角岩类（接触片岩类）、矽线堇青正长角岩或紫苏堇青正长角岩类（接触片麻岩类）；若岩石中矿物具定向分布形成千枚状构造、片状构造和片麻状构造，其相应的接触变质岩分别是接触千枚岩、接触片岩和接触片麻岩。
1.斑点板岩类
斑点板岩（spotted slate）具有斑点状构造（照片1-59，60）。岩石表面肉眼可见有小米粒状的斑点，在风化面上有小凹坑或小突起。显微镜下观察这些小斑点大多是岩石中的碳质或铁质组分的集合体，也有的是绢云母、绿泥石、雏晶黑云母等细小矿物集合体，或是空晶石、堇青石等新生变质矿物的微小雏晶。由于重结晶和变质结晶作用较弱，除了斑点以外，原岩中的粘土矿物可部分保留下来，并与少量的绢云母、绿泥石和雏晶黑云母等新生变质矿物一起构成变余泥质结构，形成空晶（或堇青）变质泥岩。也常有以石英为主、少量长石的粉砂（或砂）粒，形成变余含粉砂（砂）泥质结构。原岩中的变余层理构造常保存完好。上述新生变质矿物，在岩石中无定向分布形成块状构造，如定向分布则形成板状构造。空晶斑点板岩（照片5-2）是接触变质岩中变质程度很低的产物。
2.瘤状板岩类、空晶堇青变质泥岩类和接触千枚岩类
瘤状板岩（nodular slate）具有瘤状构造，镜下可见空晶石、堇青石、黑云母和绢云母等微小矿物的斑晶或它们的集合体，呈椭圆形或圆形的小粒状突起。基质矿物大多已重结晶形成绢云母、绿泥石、石英、钠长石，它们在岩石中无定向分布形成块状构造，如定向分布则形成板状构造和千枚状构造，小瘤也呈长椭圆形，长轴定向排列与千枚状方向一致。原岩的层理仍被保留，形成变余层理构造。若岩石具斑点构造，斑点之间由定向分布的绢云母组成，形成绢云斑点接触千枚岩（照片5-1）。当岩石含有空晶石、堇青石等变斑晶矿物，岩石具有千枚状构造时，则形成空晶堇青绢云接触千枚岩（照片5-3），若岩石具有变余泥质结构和块状构造，则形成空晶变质碳质泥岩（照片5-4）、堇青变质碳质泥岩（照片5-5）和堇青空晶变质碳质泥岩（照片5-6）。总的看来，瘤状板岩（或瘤状接触千枚岩）的变质程度略高于斑点板岩，但仍属于低级接触变质的岩石。
3.云母角岩类和接触片岩类
云母角岩（micaceous hornfels，mica hornfels）中的矿物已全部重结晶，具有细粒或显微晶质等粒粒状片状（或片状粒状）变晶结构（角岩结构）。云母角岩的主要矿物为白云母、黑云母、石英及少量微斜长石、斜长石等。当原岩的粘土矿物以高岭石为主时，则岩石中可出现红柱石和白云母；当粘土矿物含有铁、镁较高的胶岭石为主时，则云母角岩中堇青石、绿泥石和黑云母等矿物较多。在云母角岩中有时还有石榴子石、十字石、硬绿泥石和碳质。
红柱石呈柱状晶体，其新鲜面呈浅粉色，风化面呈灰白色，两组解理完全，解理夹角近90°。显微镜下无色，有时有浅红色多色性，颜色分布不均匀，多集中在晶体中部。正中突起，干涉色为一级黄，平行消光，负延性，二轴晶负光性。红柱石的横切面近方形，若在该切面上如有细小碳质、粘土质的黑色包裹体沿对角线分布，形成黑十字形，在其柱状纵切面中呈平行柱面的黑色条带（照片5-3，4，5，10-13），具有上述特征的红柱石称为空晶石。空晶石大多产于低级接触变质岩石中。红柱石经常被绢云母（或白云母）、叶蜡石置换，形成假象结构，若红柱石有部分残留则形成残余结构。在有的角岩中，红柱石大的柱状晶体形成放射状集合体称为菊花石，可以作为观赏石或工艺品。有时在云母角岩中出现十字石和石榴子石，这并不反映它们形成在压力较高的条件，也可能与原岩成分中FeO的含量较高有关。
云母角岩另一个重要的特征变质矿物是堇青石，其晶形多为粒状或卵形，多呈变斑晶产出，晶体中常有大量细小的基质（如云母，石英或长石）矿物的包裹体。而与堇青石十分相似的长石和石英很少有包裹体矿物，且不呈变斑晶产出。如果堇青石中有六连晶（照片5-5）、三连晶及不止一组的聚片双晶，则较容易将其与长石、石英区别开。
空晶石与堇青石在低级接触变质岩石中就开始出现，到中级接触变质岩石的空晶石晶体中呈对角线分布的包裹体消失，形成红柱石，在中级变质的云母角岩中以红柱石和堇青石最为常见，并一直延续到高级变质岩石中仍可稳定存在，红柱石＋堇青石是接触变质岩石十分普遍的标志性矿物共生组合。尽管在低压相系的泥质区域变质岩石中，有时也有红柱石或堇青石的云母片岩，但它们在一起产出的岩石相对较少。
云母角岩典型的结构是细粒（或显微）等粒粒状片状（或片状粒状）变晶结构，当红柱石（或空晶石）、堇青石呈变斑晶产出时，形成斑状变晶结构。在上述变斑晶中含有云母、石英和长石等细小基质矿物包裹体时形成包含嵌晶变晶结构、筛状变晶结构，若堇青石、红柱石晶体中矿物包裹体定向分布时，可形成残缕结构。当红柱石被绢云母（或白云母）、堇青石被绢云母和胶蛇纹石等晚期矿物置换时，形成残余和假象结构。
云母角岩的构造以块状构造为主，也有条带状构造，浅色条带是以石英为主，有少量云母和长石，而在云母富集的条带中有少量石英，红柱石多集中生长于富云母条带中，反映了变质矿物受原岩成分控制的特征（照片1-49）。上述条带状构造显示了原岩中富粉（细）砂质和富粘土质相间互层的层理，实际上也是变余层理。当接触变质岩石中的云母定向分布，形成片状（或片麻状）构造，则形成云母接触片岩（或接触片麻岩）。
相当于中、低级变质条件形成的云母角岩是，白云母角岩、黑云角岩（照片5-8，9）和二云角岩（照片5-7）。低级变质的云母角岩中含有绿泥石和硬绿泥石、空晶石，有时也有红柱石和堇青石与它们共生。中级变质的云母角岩中，不含有绿泥石、硬绿泥石和空晶石，与云母、长石、石英共生的矿物主要是红柱石（照片5-12）和堇青石（照片5-13），有时有石榴子石（照片5-10，11）和十字石。当其具有片状构造，则形成白云母接触片岩、二云接触片岩和黑云接触片岩，关于云母角岩和云母接触片岩的命名原则是：
（颜色＋）次要矿物（前少后多）＋云母种类＋角岩（块状构造）
（颜色＋）次要矿物（前少后多）＋云母种类＋接触片岩（片状构造）
如灰色红柱二云角岩、灰黑色红柱堇青黑云接触片岩（照片5-17）。
4.云母正长角岩类和接触片麻岩类
在高级变质的辉石角岩相中，白云母不稳定（石英存在时）转变为矽线石和正长石。红柱石可在高级接触变质岩石中存在，但随着温度继续升高，红柱石不稳定转变为矽线石，矽线石多呈毛发状、纤维状和细针柱状的集合体产出。当原岩成分中铁、镁等组分较高，则稳定的矿物为紫苏辉石和堇青石。若原岩富含Al2O3而贫SiO2，则岩石中可出现刚玉或尖晶石。由此可见，在高级变质泥质接触变质岩中，其矿物主要是以矽线石、钾长石（正长石或条纹长石）、堇青石、石英、斜长石（如岩石中无石英，则岩石中的白云母仍可存在），黑云母和红柱石在低温的辉石角岩相的岩石中也可存在。有时岩石中可出现紫苏辉石、刚玉和尖晶石等。由于岩石中白云母消失，片状矿物的数量减少，而粒状的长石增加，所以岩石的结构以细粒粒状变晶结构为主，也有柱状（纤状）粒状变晶结构，堇青石呈变斑晶产出时具有斑状变晶结构和块状构造，若岩石中黑云母、矽线石定向排列，形成片麻状构造（接触片麻岩）。常见的岩石有：红柱钾长角岩（照片5-14）、矽线（堇青）正长角岩（照片5-15）（接触片麻岩）、紫苏堇青正长角岩（接触片麻岩）或矽线红柱堇青黑云正长（钾长）角岩（接触片麻岩）（照片5-18）。

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