1、变质作用机制的主要类型:变质结晶,变形和变质分异。 2、主要的变质作用机制:重结晶作用,交代作用。
3、重结晶作用:岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合和通过化学反应形成新矿物的过程,重结晶前后,岩石总化学成分保持不变。
交代作用:-指固体岩石在化学活动性流体作用下通过组分带入带出而使岩石总化学成分和矿物成分发生变化的过程,岩石在交代过程中保持体积不变。 4、变质分异作用:使原先均匀的岩石发育成分层的变质过程。 5、变质作用的因素:温度,压力,化学活动性流体,时间。
6、温度对变质反应的作用:温度升高可提高活化分子比例,克服活化能障碍,大大加快变质反应速率和晶体生长,是重结晶的决定性因素。温度升高还可以改岩石的变形行为,从脆性变形像塑性变形转化。温度升高还会通过脱水反应,脱碳酸反应形成变质热液,它作为催化剂,搬运剂和热媒介对变质作用施加影响。 7.P-T-t轨迹的概念,地质意义,应用
概念:P-T-t轨迹就是“岩石在变质作用过程中P-T条件随时间(t)的变化而变化的历程或在P-T图解中表示该历程的曲线” 地质意义:P-T-t轨迹的提出,是变质作用理论研究的重大突破,它使得人们从动态的观点,重新审视变质岩石学领域的一些重大问题和基本概念,是标志着变质作用研究进入地球动力学阶段的里程碑。
应用: 变质地体的热模拟和变质岩经历的P-T-t轨迹,热演化及构造演化之间的关系研究成果表明,岩石经历的实际P-T-t轨迹的特点与变质作用构造环境密切相关 8变质作用的分类及各种变质作用的特征 局部变质作用:局部变质作用是分布局限的变质作用。它局限分布在一个具体的地质构造中,往往一个因素起主导作用。在局部变质地区可清楚观察到变质岩与未变质岩的渐变过渡。 区域变质作用:区域变质作用是在岩石圈范围,规模巨大的变质作用。变质因素复杂,往往是温度,压力,偏应力和流体综合作用,P/T比范围很大,高,中,低,很低都有。变质机制也多样,主要是重结晶和变形,有时还伴有明显的交代和部分熔融。在区域变质地区,很难找到变质岩与未变质岩的界线。区域变质作用地址环境多样,可发生在大陆地壳,大样地壳甚至发生在岩石圈地幔中。 9变质反应的基本类型
固-固反应(多形转变 固溶体的出熔 纯固相之间的反应),有流体参加的反应(水和二氧化碳参加的反应 分类及x对平衡温度的影响 脱水反应 脱碳酸反应 脱水—脱碳酸反应)。
10解释图18-1(P272)
在P-T图解上3条反应线相交于一点,点上And,Ky,Sil三相共生,所以称三相点。3条反应线上相应的两相共生。3条反应线将P-T空间分为3个区,每个区仅一相稳定:And在低压区稳定,Ky在高压区稳定,Sil在高温区稳定。这个反应的岩石学意义是非常清楚的:And,Ky,Si是富Al矿物,它们在岩石中出现说明岩石富铝。 11,成岩格子
一个化学成分在一定范围的岩石系统,在一定P-T条件范围内遭受变质作用时,随着外界条件的变化,岩石系统内通常发生一系列变质作用。在P-T图解上,这些反应的单变线通常彼此会相交。这种在P-T空间上单变线相交的网状系统称为成岩格子。 12,Barrow变质带的概念,划分方案,等边反应方程式
巴罗式变质带:是以变泥质岩中随变质程度(温度)增高而依次出现的新矿物(称为指示矿物)为标志划分变质带的,因而称为变质带为指示矿物带。
1
划分方案:他是以指示矿物出现的线作为等变线划分变质带的。 1) 黑云母等变线反应
Stp(黑硬绿泥石)+Phn(多硅白云母)=Bi(黑云母)+Ch(绿泥石)+Q+H2o(v,蒸汽) 2)石榴子石等变线反应 Cld(硬绿泥石)+Bi=Gt(石榴子石)+H2o(v) Fe-Cld+Ann(羟铁云母)=Alm(铁铝榴石)+H2o 3)十字石等变线反应 Ms(白云母)+Ch=St(十字石)+Bi+Q+H2O(v) 4)蓝晶石等变线反应 St+Q=Gt+Ky(蓝晶石)+H2o(v) 5)夕线石等变线反应 Ky=Sil(夕线石)
13.变质岩化学类型的划分(掌握大类划分即可) 1)泥质:导源于泥质沉积物
2)长英质:包括变质的砂岩,硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩
3)钙质:导源于灰岩和白云岩(可含石英,粘土矿物的物质)等钙质沉积物
4) 基性:由基性岩浆岩,凝灰岩及含显著数量的Ca,Al,Fe,Mg的不纯泥灰质沉积物转变而来的变质岩。
5)镁质:导源于超基性岩浆岩和绿泥石质及其它富含Mg,Fe的沉积物。 14、泥质变质岩的化学成分及矿物成分特点。
化学成分特点:Al2O3和K2O含量高,K2O/A2O3相对含量变化大。
化学成分特点:云母含量高,石英常见,两个亚类矿物成分有明显差别,一、AL2O3过剩的泥质变质岩特点是含富铝矿物、中低温时无钾长石,高温时出现钾长石。二、K2O过剩的泥质变质岩,含钾长石、中低温时无富铝矿物,高温时出现富铝矿物。中低温富铝矿物和钾长石不共生,两类泥质岩矿物明显组合明显不同,高温时富铝矿物和钾长石共生,两类泥质矿物组合相同,仅矿物含量有差别。 15、斑状变晶结构与斑状结构。 斑状结构:岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群,大的为斑晶小的和不结晶的玻璃质为基质。 斑状变晶结构:颗粒粒度呈双模式分布,大颗粒为细小颗粒包围,变晶和基质通常由不同矿物组成。
16、Gibs相律、Goldschmidt相律、Korzhenskii相律的意义及应用条件。
1)Gibbs的意义:从研究变质岩矿物共生组合特征及其变化规律出发,应用相律,可以分析矿物组合与岩石化学成分和物化条件的关系:应用条件:热峰条件下形成的矿物组合往往非常接近化学平衡,这使得岩石矿物组合与岩石化学成分和物理化学条件之间的关系应服从Gibbs
2)Goldschmidt相律的意义:它是Gibbs相律的地质学形式;应用条件:在一定温度、压力范围内平衡的矿物相数不大于该岩石系列的独立组分数
3)Korzhenskii相律的意义:使交代分带现象变得容易理解,即越接近热液活动中心,活动组分越多,惰性组分越少,因而共生矿物数目也越少,在热液活动中心可出现单矿物岩;应用条件:在温度、压力和活动组分化学位的一定范围内,能稳定平衡共存于一开放系统的矿物相数等于或小于惰性组分数,而与活动组分无关。 17、ACF图解的应用。
ACF图解的应用:ACF图解主要适用于含有石英蹦 SiO2过量的变质岩,石英不表示在图解上,但可以出现在所有的矿物组合中。图解上不能表示镁橄榄石、蛇纹石、刚玉等SiO2不饱和的矿物,严格地讲也不能表示含钾和含钠的硅酸盐矿物,但为了表示变质矿物的共生关系,常在图解上表示出白云母、黑云母、普通角闪石等矿物的大致位置。在某些变质岩中,钠长石可作为附加的独立矿物,但不能表示在图解上。 18、变质级划分及其与变质的对应关系。
2
变质级划分及其与变质相对应关系。
低级:钠长绿帘角岩相,绿片岩相,绿帘角闪岩相。中级:普通角闪石角岩相,角闪岩相。 高级:辉岩角岩相,透长岩相,麻粒岩相。很低级:沸石相,葡萄石—绿纤石相、硬柱石相—钠长石—绿泥石相,蓝片岩相
变质相系:一个递增变质地区观察到的变质相系列 1) 高P/T型:以蓝闪石为特征
2) 中P/T型:以低温出现的蓝晶石,高温出现矽线石为特征 3) 低P/T型:以低温出现红柱石,高温出现矽线石为特征 4) 很低P/T型
19、区域变质岩变质相的划分及临界矿物组合 产状 区域变质 变质相 沸石相 葡萄石—绿纤石相 硬柱石—钠长石—绿泥石相 蓝片岩相 绿片岩相 绿帘—角闪岩相 角闪岩相 麻粒岩相 榴辉岩相 代号 Z P—P LA BS GS EA A G E 基性变质岩的临界矿物共生组合 钠长石+浊沸石+葡萄石+绿泥石 钠长石+葡萄石+绿纤石+绿泥石 硬柱石+钠长石+绿泥石 钠长石+蓝闪石+绿泥石 钠长石+绿帘石+阳起石+绿泥石 晕长石+绿帘石+普通角闪石+阳起石 斜长石+普通角闪石 斜长石+透辉石+紫苏辉石 富镁铝榴石分子的石榴子石+绿辉石 20:变质岩相系的划分及代表性特征变质矿物:(1)高P/T型:以含蓝闪石为特征,又称蓝闪石型。典型的相系列为:Z-LA-BS-E。典型地区为加州地区。
(2)中P/T型:以低温出现蓝晶石、高温出现夕线石为特征,又称为蓝晶石-夕线石型。典型的相系列为:Z-P-P-GS-EA-A-G。典型地区为苏格兰高地巴罗式地区。
(3)低P/T型:以低温出现红柱 石,高温出现夕线石为特征,又称为红柱石-夕线石型。典型的相系列为Z-P-P-GS-A-G。典型地区为苏格兰高地巴肯式地区。
(4)很低P/T型:接触变质带称为接触型,典型的相系列为AEH-HH-PH;洋底变质也是很低P/T 型,其相系列与低P/T型相同
21糜棱岩:具糜棱结构,定向构造;碎斑通常呈卵圆状,眼球状 ,透镜状,常发育波状消光,变形纹,变形带,扭折带等晶内和晶界塑性变形结构;基质主要由亚颗粒和细小的重结晶颗粒组成,具有明显的面理,且常呈条带状绕过碎斑,显示塑性流动图像,因而常称为流状构造。
碎裂岩:主要由碎基组成,具碎裂结构,块状构造。.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。
3
两者异同点:碎裂岩和糜棱岩均为动力变质岩。不同的是,碎裂岩为脆性变质产物,而糜棱岩为韧性变形的产物。碎裂岩根据碎基含量由少到多分为碎裂结构、碎斑结构、碎粒结构,受强烈挤压而发生部分熔融时可形成极细颗粒组成的玻化结构;糜棱岩根据矿物韧性变形和重结晶由弱到强分为初(粗)糜棱结构、糜棱结构和超糜棱结构,发育各种显微变形结构和眼球状、条纹状或假流纹构造。
22糜棱岩的分类:根据大小可分:细粒糜棱岩、中粒糜棱岩和粗粒糜棱岩3个类型; 根据原岩名称或者原岩矿物划分:如花岗糜棱岩或长英质糜棱岩; 根据基质含量可分为:初级糜棱岩(基质体积分数<50%);糜棱岩(基质体积分数50%-90%)
超糜棱岩(基质体积分数>90% )
23大型韧性剪切带中糜棱岩的分布: 随深度的分布:宏观脆性断裂(碎裂岩 到 假玄武玻璃),过渡带(交替的假玄武玻璃糜棱岩),准脆性变形(糜棱岩),完全晶质塑性变形(变余糜棱岩)。
24接触—热变质岩的一般特点:1、局限在侵入体与围岩接触带附近围岩之中围绕侵入体分布,具有烘烤边和接触晕
2、由于变质因素主要是温度,缺乏偏应力,因而接触-热变质岩一般具有变晶结构和无定向 结构为特征,在接触变质晕外带变余结构发育。
3、接触-热变质属于很低P/T变质,形成深度浅,因而矿物成分以红柱石、堇青石、硅灰石、等低压矿物为特征。
4、由于导致接触-热变质的热和流体来自侵入体,因为接触变质晕中出现自侵入体接触带向外变质程度逐渐降低的变质分带围绕侵入体呈同心圈状分布,
5、由于岩浆流体的作用,接触-热变质岩往往有矽卡岩等交代岩伴生。 埋藏变质岩 25角岩: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。
矽卡岩:是一种主要由钙硅酸盐、钙镁硅酸盐或钙的铝硅酸盐矿物组成的变质岩,为接触交代变质作用的产物。
特征:①非常好的晶形(自形)②斑杂状构造 ③金属硫化物丰富 ④形成矽卡岩型矿床 钙质矽卡岩的原岩为灰岩;镁质矽卡岩原岩为白云岩或白云质灰岩 命名:1~2主要矿物+矽卡岩,如石榴透辉石矽卡岩、硅灰石矽卡岩
26埋藏变质岩的一般特点;
(1) 出现在造山变质和洋低变质的很低部分,或独立出现在强烈凹陷盆地沉积下部,与未变
质沉积岩,火成岩渐变过渡。
(2) 变质因素以低温低压为特点,流体成分是一个重要因素,常常伴随低温交代作用。 (3) 由于温度很低,矿物成分已含沸石,葡萄石,绿纤石混层状粘土矿物等很低问的矿物以
及大量原岩中残留矿物为特征。
(4) 岩石无片理,变余结构发育,原生沉积,火山或火山碎屑结构等结构原生的层理,气孔
等构造保存较好,外貌上与为遭遇变质的原岩很难区分。 (5) 由于温度很低,通常缺乏埋藏变质相关的岩浆活动。 27.造山岩的一般特点
(1) 广泛分布在前寒武纪结晶基底和显生宙造山带,面积往往达数千公里,,变质区外形
可分为面状和带状。
4
相关推荐: