第四章 变质带
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石油地质基础题库
《石油地质基础》题库第一章地球概况及地质作用1、地球的形状是指大地水准面所圈闭的形状。
2、所谓大地水准面是指：由平均海平面所构成、延伸通过陆地的封闭曲面。
3、地球的形状为：扁率不大的三轴椭球体。
4、地球表面高低起伏，地表形态可分为海洋和陆地两大地形单元。
5、根据海拔高程和地形起伏特征，陆地地形主要可划分为山地、高原、盆地、丘陵、平原等多种地形单元。
6、根据海底地形的基本特征，可分为大陆边缘、深海盆地及大洋中脊三部分。
7、地球的主要物理性质包括：地球的密度、地球的重力、地球的磁性、地球的内部温度、地球的弹性及塑性。
8、常温层以下，温度随深度而逐渐增加。
9、地温梯度：常温层以下，深度每增加100m时所升高的温度值称为地温梯度。
10、地温级度：常温层以下，温度每升高1℃所增加的深度值称为地温级度。
11、地球的外部圈层由大气圈、水圈和生物圈构成。
12、地球内部划分为地壳、地幔和地核三个主要圈层。
13、由于软流层温度约为700～1300℃，已接近地幔物质熔点。
据推测，地幔物质已部分熔融，故此认为软流圈是岩浆的发源地。
14、克拉克值：把化学元素在地壳中的平均含量百分比（即地壳中元素的丰度），称为克拉克值。
15、自然界中岩石种类虽然很多，但根据其成因可分为岩浆岩、变质岩、沉积岩等三大类型。
16、地质作用：把自然界引起地壳岩石圈的物质组成、内部结构、构造和地表形态变化和发展的各种作用过程，称为地质作用。
17、地质营力：把引起地质作用的各种自然动力称为地质营力。
18、根据地质作用的动力来源，可将地质作用分为内动力地质作用和外动力地质作用两大类型。
19、内力地质作用：是指由地球内部的能量（高温、高压）和地球自转的动能所引起的地质作用。
20、内力地质作用的表现形式有地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用等。
21、外力地质作用：是指以外能为主要能源而引起地表形态和物质成分发生变化的地质作用。
22、外力地质作用主要在地球表面进行，包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用。
变质带变质相
(after Miyashiro,1994)
Buchan’s Area
Barrow’s Area 变 质 带
夕 线 石 带
蓝 晶 石 带
红 柱 石 带
(十字石)
石 榴 石 带 黑 云 母 带 绿 泥 石 带
第一节 变 质 带
• 巴洛式递增变质带
G. Barrow 根据泥质变质岩中首次出现的特征变质矿物划 分出六个变质带:
2. 钠长石—阳起石带:
阳起石的出现是进入这个带的标志. 阳起石主要由绿 泥石脱水反应形成. Chl + Cc + Q Act + C2O + H2O 典型矿物组合: Ab + Act + Epi + Chl ± Cc ± Q ±
第一节 质 带
• 基性变质岩的递增变质带 3. 钠长石—普通角闪石带: 标志是出现蓝绿色的普
第二节 变 质 相
(二). 变质相分类
变质相的划分方案 Eskola(1939), Turner(1969), 都城(1973)等. “中国1:400万变质地 质图”划分方案
图4.变质相分类 P-T 图 （Winter，2001)
第二节 变 质 相
(二). 变质相分类
“中国1:400万变质地质图”划分方案
Chl Bi Ga St Ky Sill
Chl
Bi
Ga
St
Ky
Sill
T0C 图 1 . 巴 洛 式 递 增 变 质 带 示 意 图
第一节 变 质 带
• 巴洛式递增变质带
(1). 绿泥石带: 典型矿物组合是 (2). 黑云母带:
Chl + Ser + Q + Ab
变质岩重点
变质岩复习总结第一章：变质作用的基本概念1.如何理解变质作用？在地壳形成和发展、演化过程中，先存岩石（包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩）在地壳一定深处，为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的改变称为变质作用（metamorphism）。
其内涵包括以下几点：1. 变质作用的发生与地壳的形成演化、壳幔耦合有关。
2. 变质作用是一种内力地质作用，与岩浆作用、构造运动有内在联系，它们之间是平行关系。
3.变质作用基本是在固态下发生的。
4. 一般地，变质作用进行的环境是封闭（Close system)的,即变质前后的化学成分基本相同(isochemical) 。
5.在变质温度不断升高的情况下，原岩中若有一定的流体含量，则可发生重熔（溶）及交代，呈现为开放系统（open system) 。
2.变质作用的界限，与成岩作用、岩浆作用的区别和联系变质作用发生于一定的温度和压力范围，通常指温度T介于（150-200）—（700--900）℃，压力介于0.02-1.5Gpa之间。
成岩后生作用与变质作用之间没有截然的界限。
因为在后生成岩过程中也会产生一些在变质作用中形成的矿物，但变质作用中会出现典型矿物共生组合。
变质作用的发生过程主要是一个升温过程，先存岩石伴随温度升高发生变质反应形成新的矿物组合，或者发生重结晶改变原有的结构构造；岩浆作用主要是降温过程，是高温岩浆在温度下降条件下不断晶出矿物的过程。
变质作用主要是在固态条件下的矿物转变，岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。
在岩石结构上。
变质岩是固态下矿物成核、生长的产物，多呈变晶结构，晶粒的自形程度取决于矿物的结晶势或成面能，而与矿物的结晶顺序无关；岩浆岩中晶出的矿物，其自形程度与矿物自熔体中结晶出的顺序关系密切。
变质作用与岩浆活动之间也没有一条截然的界线。
当温度升高、变质岩中存在一定量流体的情况下，岩石可能发生“部分重熔”，出现数量不等的熔体，这就是所谓的“混合岩化”。
岩石学课后习题
火成岩岩石学思考题第一章岩浆及岩浆活动1、如何理解岩浆的含义。
2、岩浆的粘度受哪些因素的控制。
3、岩浆中的挥发分对火山作用具有怎样的影响。
4、简述岩浆作用的主要类型及其产物。
第二章火成岩的基本特征与分类1、说明火成岩中的SiO2、Al2O3与（K2ONa2O）的含量对矿物成分及共生组合的影响。
2、火成岩形成环境对矿物组合具有怎样的影响。
3、火成岩的主要化学成分是什么？4、火成岩的结构是如何划分的？5、根据结构与构造如何区分侵入岩与喷出岩。
6、判断矿物结晶顺序的标志有哪些？7、如何区分不同相的火山岩？8、简述常见火成岩岩石类型的矿物组合与结构构造特征。
第三章岩石化学1、CIPW标准矿物是岩石中实际出现的矿物吗？2、化学分析结果在火成岩研究中有哪些用途？第四章火成岩结构成因分析1、以过冷却条件下岩浆中晶体的成核与生长过程，说明不同深度火成岩的结构变化。
2、请用Di－An二元系相图阐明辉长结构、辉绿结构、间粒结构与嵌晶含长结构的形成。
3、请用相关二元系相图说明斜长石正环带、反环带与韵律环带的形成。
4、在花岗斑岩中常见到石英斑晶的熔蚀现象，试用相图加以解释。
第五章岩浆的起源与演化1、如何理解部分熔融作用？2、原生岩浆可以通过哪些方式演化为进化岩浆？3、岩浆房中的结晶分异作用有哪几种方式，其特点如何？4、鲍文（Bowen）反应系列可以解释哪些岩石学现象？5、岩浆混合作用受控于哪些因素？6、如何识别同化混染作用？7、岩浆侵位机制主要有哪些，各有什么特点？第六章火成岩共生组合与成因1、总结一下安山岩的成因。
2、花岗岩的成因类型主要有哪些，其鉴别标志是什么？3、总结不同构造背景下花岗质岩石的组合特征。
4、不同构造背景的玄武岩成分与成因有哪些不同？5、超镁铁质－镁铁质岩的研究意义何在？6、何为蛇绿岩，其有何研究意义？7、如何区分不同成因的超镁铁质岩？实验一酸性岩类：花岗岩－流纹岩类1、根据斜长石与钾长石的含量比例，花岗岩可进一步划分为哪几种类型，其特征如何？2、碱长花岗岩与碱性花岗岩有何区别？3、如何区分花岗岩、花岗斑岩、流纹岩与英安岩？4、对比片麻状构造与流纹构造。
变质作用
地 质 作 用 小 结
16.6
构造运动 主导下， 内外力地 质作用的 相互关系 以及岩石 的循环
侵入作用
地幔岩浆侵入
结晶作用
地幔岩浆
地壳重熔
地壳岩浆侵入结晶作用 岩浆岩
变质作用 搬风 运化 作剥 用蚀
变质岩
变质作用
风化剥蚀搬运作用
沉积物
风化剥蚀搬运作用 成岩作用
沉积岩
本章学习要求
了解变质作用的概念、因素、类型及有关矿产；初 步掌握变质岩的一般特征和常见变质岩；掌握内、外 力地质作用在地壳演变中的作用及它们之间的关系。
变 质 作 用 的 因 素
（ 化 学 活 动 性 流 体 ）
三、具有化学活动性的流体 1.来源：主要来自岩浆和深层热水溶液，也可以是原来的岩 石中的流体。
16.1
2.成分：主要是水、二氧化碳以及氧、氟、氯、硼、磷等易挥 发性组分。 3.作用方式：流体与温度、压力等共同作用，活动在岩石的破 碎带、接触带以及矿物颗粒间的空隙中，与周围物质进行一 系列反应，将岩石中的一些元素熔滤出来，引起岩石物质成 分的变化。如： 橄榄石
矿 ——原来不一定是矿或原来是别 床 的矿，在变质过程中形成新的变
质矿床。 如：石墨矿、石棉矿、刚玉、蓝晶石、矽线石、透辉石等矿 床以及滑石矿、蛇纹石矿、大理石矿等。
16.5
第六节 地质作用小结
一、内力地质作用小结 1.动力能源来自地球内部，作用范围包括整个岩石圈。 2.以构造运动为主导，互相联系，只是在某一区域某一时期以某种内力地 质作用为主。 3.内力地质作用不但促使地壳内部物质运动，而且改造、控制地表形态 （总的轮廓和海陆变迁）。 二、内、外力地质作用的相互关系（岩石的循环） 各种地质作用是相对独立的，又是相互依存的，是对立的又是统一的。 对地球既产生破坏作用，同时也产生建造作用。
04第四章 煤的变质作用类型.
第四章 煤的变质作用类型
§2 岩浆变质作用
第四章 §2岩浆变质作用
岩浆变质作用：由于岩浆热、挥发分气体 和压力的影响，使煤发生的变质作用。 这种变质作用形成的条件是由于岩浆的侵 入、穿过或靠近煤层或煤系。 两种类型：一种是与浅成侵入岩有关的接触 变质作用；另一种是与地下庞大的深成侵入体 有关的区域岩浆热力变质作用。
第四章 §2岩浆变质作用
黑 龙 江 双 鸭 山 煤 田 的 煤 质 分 带
双 鸭 山
无烟煤
焦煤 气煤
贫煤 瘦煤
第四章 §2岩浆变质作用
二、接触变质作用
1.概念
接触变质作用是指各种岩床、岩墙、岩脉等浅 成岩体侵入或接近煤层，这些侵入体的热能使煤层 达1000℃以上而发生变质。这种热影响多是局部的、 多变的，地质时间上是短暂的。
第四章 §3动力变质作用
2.特点
（1）一般来说，在构造变动比较强烈，煤、岩 层导热性较差的情况下易发生动力变质。如：煤 及围岩在压扭应力作用下的构造强烈活动地区常 常形成动力变质作用带，且多呈条带状分布。
（2）构造变动对煤的物理性质、结构影响较明 显。由于构造应力的作用，煤的密度增大，水分 减少；在高变质阶段，可导致石墨晶体结构的形 成。
煤层 煤层 等变质线 等变质线
(a)
(b)
图4-4 图7-15 根据剖面中等变质线与煤层交角判断构造变 根据剖面中等变质线与煤层交角判断构造变形前后煤化作用的强弱 形前后煤化作用的强弱 a--褶皱期和褶皱期后的煤化作用较强； a--褶皱期和褶皱期后的煤化作用较弱，
褶皱期前的煤化作用较强
第四章 §1深成变质作用
第四章 §1深成变质作用
威斯特发阶C 威斯特发阶B 2 威斯特发阶B 1 威斯特发阶A 2
大地构造学 第四章 变质、变形作用与大地构造环境
第四章 变质、变形作用与大地构造环境变质岩全部是次生的，有正变质、副变质岩。
所有的变质岩都发生了一定的重结晶，重定向，出现大量新生矿物，面每种矿物和岩石在一定的物理、化学环境下保持稳定，所以变质岩反映了温度、压力及流体状态等物理化学条件的变化，因而变质矿物组合和结构的研空对区域构造分析具有重要意义。
第一节 变质作用与大地构造环境一 变质相带变质带是Barrow在苏格兰东南部的达拉德多（Dalradian）中首次证实卫区域变质作用的递增性质。
1893年Barrow（巴罗式变质带）提出递增变质带：绿泥石带――黑云母带――石榴石――十字石带――蓝晶石带――夕线石带变质带的分界线是古变质面与地表的交线（图1）。
图1 变质带变质带的划分是根据单个变质矿物的出现为标志的，但单一矿物的出现可以在较宽的P －T条件下，这样就难以记变质矿物形成时的P－T环境，如：钾长石，矽线石，石榴石各自具有较宽的P－T稳定区，但是正长石＋矽线石＋铁铝榴石组合确实只在最高级的变质作用中出现，因此，爱斯科拉提出了变质相的概念。
变质相――是变质岩中一套在空间上多次出现的变质矿物组合。
它的矿物成分和化学成分之间存在着恒定的和可以预测的关系，爱斯科拉共提出了八个变质相（图2）。
其中警戒变质有5个：1蓝片岩相：高压－低温条件蓝闪石＋硬玉蓝闪石＋绿辉石蓝闪石＋硬玉＋石英2 绿片岩相：低级变质钠长石＋绿帘石白云母＋绿泥石＋或－榍石（泥质岩）阳起石＋绿泥石＋硬绿泥石（基性岩）3 绿帘石－角闪岩相：介于绿片岩相与角闪岩相之间绿泥石＋绿帘石＋角闪石＋钠长石4 角闪岩相：中高级变质石英＋白云母＋黑云母＋矽线石（泥质）角闪石＋斜长石＋和（epsod）+矽线石（基性）方解石＋透闪石＋和方解石＋石榴石＋帘石（钙质）透闪石＋镁橄栏石和＋蛇纹石等（镁质）5 麻粒岩相：高温变质石英＋钾长石＋矽线石＋石榴石（泥质）方解石＋透辉石＋镁橄栏石（方柱石、刚玉）（钙质）镁橄栏石＋顽火辉石＋尖晶石（镁质）图2变质相二 变质带1变质相系变质相系：压力控制或影响变质矿物组合。
普通地质学4第四章变质作用及变质岩
变质作用的影响因素
重结晶作用 指岩石在固态状态下，同一种矿物经过有限的颗 粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶成较粗大颗粒的作用， 在这一过程中矿物成分不发生变化。 例如 石灰岩（CaCO3) 温度 大理岩（CaCO3）
变 质 作 用 的 方 式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
变质结晶作用 指在原岩总体化学成分基本不变化的条件下， 形成新矿物或新矿物组合的作用。 例如 高岭石 >350℃ 叶腊石 交代作用 指化学活动性强的流体与固体岩石之间发生物质置 换与交换作用，产生新矿物，岩石总体化学成分发生变化。 例如 KAlSi3O8(钾长石)+Na+ NaAlSi3O8 (钠长石) +K+
200℃，直到700～900℃。
压力 变质压力可以从上百GPa到上千Gpa。根据压力的作 用特征分为静压力和定向压力。 化学活动性流体 流体以H２O与CO２为主，溶解了许多 易挥发的物质及SiO２等许多矿物质。
变质作用的影响因素
温度是控制和影响变质作用的重要因素之一。多数变质作用是随温度升高而进
行的。温度升高可使原来岩石中的一些矿物重结晶，更重要的是会使各种原始组 分重新组合成新矿物。 首先要确定变质作用发生的温度范围，既起始温度和终止温度。按研究者目前 的共同认识，变质作用不包括风化作用和沉积岩的成岩作用。而是以浊沸石、蓝 闪石、硬柱石、钠云母、叶腊石等变质矿物的首次出现，作为变质作用的开始。 这些矿物出现时的温度范围为是在150℃—250℃之间。这就是变质作用发生的起 始温度。而由于变质作用不包括原岩的大规模的熔融，终止温度就是原岩发生大 规模熔融时的温度，现确定为为650℃—100℃之间。 其次是关于温度变化的原因，导致温度变化的地质因素和热源具有多样性。主 要有下列几种因素： 地热增温：岩石随埋葬深度的增加，而温度逐渐增高，但其幅度一般不大，按 地区的地质环境有所不同，从每千米十几度到一百多度，然而其空间范围较大。 地质工作者称此种变化为地热增温率或地温梯度。 放射性元素衰释放的热量：其特点是总量大，不均匀，有时也极可观。 岩浆活动带来的热能：其强度和岩浆活动的规模有关，有时范围很小，仅限接 触带，即是所谓的接触变质，有 时也可能影响一个区域。 应力作用下的摩擦热：其较为局部，如断裂带。
023变质带及变质相
2013-7-9 35
样品 SiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MgO
CaO
Na2O
K2O
CO2
H2O
其它
1
2 3
21.41 1.89
99.10 5.04
0.96
1.07
14.91 24.32
20.27 0.48 0.38 0.25 4.31 0.94 0.68 0.72 1.62 4.02
沸石相 葡萄石-绿纤石相
编 号 1 2
蓝闪片岩相
区域变 质相 绿片岩相 绿帘角闪岩相 角闪岩相
蓝闪石-硬柱石片岩相*
钠长绿帘角闪岩相* 绿片岩相 绿帘角闪岩相
3
4 5 6
麻粒岩相
榴辉岩相 钠长绿帘角岩相* 接触变 质相 普通角闪石角岩相* 角岩相 透闪石相 辉石角岩相
7
8 9 10 11 12
2013-7-9
2013-7-9
9
2013-7-9
10
第二节
一、变质相的概念
变质相和变质相系
变质相是指在变质作用过程中同时形成的一套矿 物共生组合及其所反映的形成时的物理化学条件。
变质相的几点说明：
同一变质相具有相同的P-T区间，属于一个等物 理系列
同一变质相的岩石是由一套各种化学成分的原 岩形成的变质矿物组合组成的，这些变质矿物 组合在时间和空间上密切共生。
2013-7-9
质岩区的原岩建造，主要由成层的沉积、火山 一沉积岩系,侵入岩、岩脉（墙）等组成。它们在经 受多期变形变质后，在矿物组合、结构构造、化学 成分、形态及原始空间等方面，都发生不同程度的 改造和变化。
研究变质岩的原岩建造类型主要为:
变质沉积岩-火山沉积岩系=表壳岩
样品 SiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MgO
CaO
Na2O
K2O
CO2
H2O
其它
1
2 3
21.41 1.89
99.10 5.04
0.96
1.07
14.91 24.32
20.27 0.48 0.38 0.25 4.31 0.94 0.68 0.72 1.62 4.02
沸石相 葡萄石-绿纤石相
编 号 1 2
蓝闪片岩相
区域变 质相 绿片岩相 绿帘角闪岩相 角闪岩相
蓝闪石-硬柱石片岩相*
钠长绿帘角闪岩相* 绿片岩相 绿帘角闪岩相
3
4 5 6
麻粒岩相
榴辉岩相 钠长绿帘角岩相* 接触变 质相 普通角闪石角岩相* 角岩相 透闪石相 辉石角岩相
7
8 9 10 11 12
2013-7-9
2013-7-9
9
2013-7-9
10
第二节
一、变质相的概念
变质相和变质相系
变质相是指在变质作用过程中同时形成的一套矿 物共生组合及其所反映的形成时的物理化学条件。
变质相的几点说明：
同一变质相具有相同的P-T区间，属于一个等物 理系列
同一变质相的岩石是由一套各种化学成分的原 岩形成的变质矿物组合组成的，这些变质矿物 组合在时间和空间上密切共生。
2013-7-9
质岩区的原岩建造，主要由成层的沉积、火山 一沉积岩系,侵入岩、岩脉（墙）等组成。它们在经 受多期变形变质后，在矿物组合、结构构造、化学 成分、形态及原始空间等方面，都发生不同程度的 改造和变化。
研究变质岩的原岩建造类型主要为:
变质沉积岩-火山沉积岩系=表壳岩
新疆西南天山超高压变质带的形成与演化
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%&"# ’!"()$)*+&# ,+-+&#" 岩石学报 )**F ， )! （J）
图 !" 新疆西南天山超高压变质带分布地质图 （ 据 #$%&’ !" #$( ， )**)% 修改）
图中小框示南天山造山带在中亚地区的分布
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造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京大学地球与空间科学学院，北京! =>>?@=
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（ &=YYY>@BB>? ） 、 国家自然科学基金项目 （ X>aAB>>B ， X>AA?>>a ， X>A@A>a= ） 和教育部高校青年教师奖励 ! 本文得到国家基础研究 Y@a 项目 项目联合资助， 测试工作得到北京大学造山带及地壳演化教育部重点实验室测试基金的资助Q 第一作者简介：张立飞，男， =YUa 年生，教授，博士生导师，变质地质学专业，:cK0(I： ILP70./e JR3Q *83Q E.
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Stp(黑硬绿泥石) + Phn = Bi + Chl + Q + H2O
(连续反应)
(连续反应)
注意: 不同反应的条件不同. 另外对于连续反应而言, 黑云母出现的早晚取决于原岩中的铁/镁比值.
•
巴洛式递增变质带
(3). 铁铝榴石带: 典型矿物组合 Gt+Bi+Ms+Chl+Pl+Qz
特征是铁铝榴石开始出现，它和黑云母，白云母， 石英等共生。
注意巴肯式递增变质与巴洛式递增变质带的对比
图3 苏格兰高地巴洛式和巴肯式递增变质带
( Miyashiro,1994)
Buchan’s Area
Barrow’s Area 变 质 带
夕 线 石 带 蓝 晶 石 带
红 柱 石 带
石 榴 石 带 黑 云 母 带 绿 泥 石 带
(十字石)
•
巴洛式递增变质带
•
堇青石—石榴石—正长石带
当温度进一步升高时，黑云母变的不稳定，将出现堇青石、石榴石、 正长石共生。代表着更高级的变质条件。
• 其等变线反应为
Al2SiO5 +Biotite+ quartz = cordierite + garnet+ K-feldspar + H2O
• 巴肯式递增变质（选讲）
（1）黑云母带 矿物组合： biotite +chlorite +muscovite + quartz.
• 主要内容
巴洛式递增变质带、中压高温变质带、巴肯式递增变质
•
巴洛式递增变质带
英国地质学家George Barrow (1893)，在研究苏格兰高地加里东期的 Dalradian 片岩时，以泥质岩石中新矿物的首次出现为标志划分了三个变 质带，即十字石带、蓝晶石带和夕线石带。后来Barrow（1912）、Tilley (1925)和Harker (1932)进一步肯定并扩展了这一研究工作，在Dalradian片 岩中划分出六个变质带： 绿泥石带－黑云母带－石榴石带－十字石带－蓝晶石带 －夕线石带
Hb和Q或 Hb、Alm和Q反应形成. 典型矿物组合是 Opx + Cpx + Pl (An > 30)
• 变质带、变质相和变质级对应关系
变质相（Eskola,1920) 浊沸石相 葡萄石－绿纤石相 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 变质带
富Al系列
(Barrow,1893)
（2）堇青石带
矿物组合： cordierite + biotite + quartz
等变线反应： chlorite + muscovite = cordierite + biotite + quartz + H2O （3）红柱石带 矿物组合： cordierite+andalusite+biotite
通角闪石. 普通角闪石可由阳起石等反应形成. 典型矿物组合是: Ab+Hb+Epi ± BI±Alm
4. 斜长石—普通角闪石带:
标志是斜长石(An>17)
的出现. 一般认为斜长石由钠长石和帘石反应生成. 典型矿物组合是:Pl(An>17)+Hb± Alm±Bi
5. 二辉石带: 标志是斜方辉石的出现. 斜方辉石可由
等变线反应： chl+mus+quartz = cordierite+andalusite+biotite+ H2O
（4）夕线石带 矿物组合： cordierite+ sillimanite +biotite 等变线反应： andalusite = sillimanite （5）夕线石-正长石带 矿物组合： sill+cord +bio+ K-feldspar+Qz 等变线反应： Muscovite + quartz = Al2SiO5 + K-feldspar + H2O
•
巴洛式递增变质带
• 巴洛式递增变质带的局限性
1、只代表中P/T型地区, 随温度升高, 在特定化学成分的泥 质岩中, 矿物成分依次变化的一种模式. 但不是唯一模式. 2、用以划分变质带的特征变质矿物可以通过不同的变质反 应形成于不同的P-T条件, 因此, 不同地区这些特征变质 矿物是否出现及其出现的相对顺序等必定有所不同. 3、不同地区的压力条件及相应的温度 -- 压力梯度各有不同, 所以可以出现不同的矿物组合. 例如, 低P/T型地区, 常 缺绿泥石带, 黑云母提早出现, 铁铝榴石不发育, 其位置 常为堇青石+红柱石代替.
• 蓝晶石带等变线反应:
St + Q = Gt + Ky + H2O (连续反应)
6. 夕线石带:
石英等共生。
典型矿物组合 Sil+Gt+Bi+Ms+Kfs+Pl+Qz
特征夕线石开始出现，它和铁铝榴石，黑云母、钾长石、斜长石、
• 夕线石带等变线反应:
Ky = Sill (不连续反应)
•
巴洛式递增变质带
• 巴洛式递增变质带术语解释
Barrow认为: 上述六个变质带中的每个变质带都大致代表了 类似的变质作用条件,并强调了温度的作用,把每个变质带看 成是等温带. 这些带在地质图上构成了递增变质带. 它们代 表了当时变质作用的强度(梯度)变化. 这种模式称巴洛式递 增变质带. 巴洛式递增变质带是以特定的原岩(泥质岩石)经过特定的变 质作用(中 P/T 型)后形成的特征变质矿物的首次出现来划分 的, 这是递增变质带的划分原则.
不同带的岩石以矿物成分、结构构造等特征相区别。
• 如何认识变质岩石的空间分带现象？
曾经提出过不同的理论，例如深度带 / 变质带 / 变质级 / 变质反应级等，其中变质带这一术语得到了广泛的应用。
• 变质带的概念及划分标志
术语解释: 在一定变质时期形成的变质岩系中，根据特定
变质原岩中出现的特征变质矿物，可以将这些变质程度不同 的带划分出来，同一个带的变质岩大致代表相同的变质条件， 这些指示变质程度的带称为变质带。
划分标志: 特定原岩中出现的特征变质矿物(需特别注意）
代表人物: G.Barrow(1893),Tilley (1925), Harker (1932)等
变质带是研究变质作用强度空间变化的最有效最方便的方法
• 泥质变质岩的递增变质带
• 研究意义
泥质变质岩源于富铝的沉积岩，对研究变质作用、变形作用的动力 学过程具有重要意义。因为 泥质变质岩的原岩由细粒含水的矿物组成，随温度和压力的升高不 稳定；含有流体相，促进变质反应和部分熔融的规模和速度。 经历了如下过程：原岩形成于地球表面----被埋藏到地壳深部并保 持 一段时间——抬升到地壳表面
巴洛式递增变质带
Chl + Ser + Q + Ab Bi+Chl+Ms+Qz+Ab
(1). 绿泥石带: 典型矿物组合
典型矿物组合
特征是红棕色的黑云母开始出现。
• 黑云母等变线反应:
6Ms + 3Chl = 6Bi + 3 (富铝) mg-Chl + 14Q + H2O (连续反应)
Phn (多硅白云母) + Chl = Bi + Ms + Q + H2O
图4. 苏格兰高地巴洛式递增变质带和巴肯式递增变质带的对比 (Berman, 1988, 1990, 1991).
• 基性变质岩的递增变质带
• 在中压变质地区常可划分为以下几个变质带 典型矿物组合: Ab + Epi + Chl ± Cc ± Q ± Ser 这些矿物可由辉石和基性斜长石的水化作用形成, 也可 由其它变质反应形成.
• 十字石带等变线反应:
Ms + Chl = St (十字石) + Bi + Q + H2O (连续反应)
• 注意: 对于连续反应，起始温度与原岩中铁/镁比值有关。
•
巴洛式递增变质带
5. 蓝晶石带: 典型矿物组合 Ky+Gt+Bi+Ms+Pl+Qz
特征十字石消失，蓝晶石开始大量出现，它和铁铝榴石、黑云母、 白云母、石英等共生。
• 铁铝榴石带等变线反应:
Cld (硬绿泥石)+ Bi = Gt(石榴石）+ H2O (连续反应) Fe-Cld + Ann(羟铁云母）= Alm(铁铝榴石）+ H2O (不连续反应)
(4).十字石带:
典型矿物组合
St+Gt+Bio+Ms+Pl+Qz
特征是十字石开始出现，它和铁铝榴石/黑云母/白云母/石英等共生
变质岩石学
Metamorphic Petrology
第四章 变质带
（1）问题的提出及有关术语
（2）变质带的概念及带
• 问题的提出及有关术语
• 变质岩石的分带现象：
在一定变质时期形成的变质岩系中，变质程度不同的岩石, 在空间上往往呈有规律的带状分布特征，即所谓分带现象。
1. 钠长石—绿泥石带：
2. 钠长石—阳起石带:
阳起石的出现是进入这个带的标志. 阳起石主要由绿泥 石脱水反应形成. Chl + Cc + Q Act + C2O + H2O 典型矿物组合: Ab + Act + Epi + Chl ± Cc ± Q ± Bi
• 基性变质岩的递增变质带
3. 钠长石—普通角闪石带: 标志是出现蓝绿色的普
(连续反应)
(连续反应)
注意: 不同反应的条件不同. 另外对于连续反应而言, 黑云母出现的早晚取决于原岩中的铁/镁比值.
•
巴洛式递增变质带
(3). 铁铝榴石带: 典型矿物组合 Gt+Bi+Ms+Chl+Pl+Qz
特征是铁铝榴石开始出现，它和黑云母，白云母， 石英等共生。
注意巴肯式递增变质与巴洛式递增变质带的对比
图3 苏格兰高地巴洛式和巴肯式递增变质带
( Miyashiro,1994)
Buchan’s Area
Barrow’s Area 变 质 带
夕 线 石 带 蓝 晶 石 带
红 柱 石 带
石 榴 石 带 黑 云 母 带 绿 泥 石 带
(十字石)
•
巴洛式递增变质带
•
堇青石—石榴石—正长石带
当温度进一步升高时，黑云母变的不稳定，将出现堇青石、石榴石、 正长石共生。代表着更高级的变质条件。
• 其等变线反应为
Al2SiO5 +Biotite+ quartz = cordierite + garnet+ K-feldspar + H2O
• 巴肯式递增变质（选讲）
（1）黑云母带 矿物组合： biotite +chlorite +muscovite + quartz.
• 主要内容
巴洛式递增变质带、中压高温变质带、巴肯式递增变质
•
巴洛式递增变质带
英国地质学家George Barrow (1893)，在研究苏格兰高地加里东期的 Dalradian 片岩时，以泥质岩石中新矿物的首次出现为标志划分了三个变 质带，即十字石带、蓝晶石带和夕线石带。后来Barrow（1912）、Tilley (1925)和Harker (1932)进一步肯定并扩展了这一研究工作，在Dalradian片 岩中划分出六个变质带： 绿泥石带－黑云母带－石榴石带－十字石带－蓝晶石带 －夕线石带
Hb和Q或 Hb、Alm和Q反应形成. 典型矿物组合是 Opx + Cpx + Pl (An > 30)
• 变质带、变质相和变质级对应关系
变质相（Eskola,1920) 浊沸石相 葡萄石－绿纤石相 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 变质带
富Al系列
(Barrow,1893)
（2）堇青石带
矿物组合： cordierite + biotite + quartz
等变线反应： chlorite + muscovite = cordierite + biotite + quartz + H2O （3）红柱石带 矿物组合： cordierite+andalusite+biotite
通角闪石. 普通角闪石可由阳起石等反应形成. 典型矿物组合是: Ab+Hb+Epi ± BI±Alm
4. 斜长石—普通角闪石带:
标志是斜长石(An>17)
的出现. 一般认为斜长石由钠长石和帘石反应生成. 典型矿物组合是:Pl(An>17)+Hb± Alm±Bi
5. 二辉石带: 标志是斜方辉石的出现. 斜方辉石可由
等变线反应： chl+mus+quartz = cordierite+andalusite+biotite+ H2O
（4）夕线石带 矿物组合： cordierite+ sillimanite +biotite 等变线反应： andalusite = sillimanite （5）夕线石-正长石带 矿物组合： sill+cord +bio+ K-feldspar+Qz 等变线反应： Muscovite + quartz = Al2SiO5 + K-feldspar + H2O
•
巴洛式递增变质带
• 巴洛式递增变质带的局限性
1、只代表中P/T型地区, 随温度升高, 在特定化学成分的泥 质岩中, 矿物成分依次变化的一种模式. 但不是唯一模式. 2、用以划分变质带的特征变质矿物可以通过不同的变质反 应形成于不同的P-T条件, 因此, 不同地区这些特征变质 矿物是否出现及其出现的相对顺序等必定有所不同. 3、不同地区的压力条件及相应的温度 -- 压力梯度各有不同, 所以可以出现不同的矿物组合. 例如, 低P/T型地区, 常 缺绿泥石带, 黑云母提早出现, 铁铝榴石不发育, 其位置 常为堇青石+红柱石代替.
• 蓝晶石带等变线反应:
St + Q = Gt + Ky + H2O (连续反应)
6. 夕线石带:
石英等共生。
典型矿物组合 Sil+Gt+Bi+Ms+Kfs+Pl+Qz
特征夕线石开始出现，它和铁铝榴石，黑云母、钾长石、斜长石、
• 夕线石带等变线反应:
Ky = Sill (不连续反应)
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巴洛式递增变质带
• 巴洛式递增变质带术语解释
Barrow认为: 上述六个变质带中的每个变质带都大致代表了 类似的变质作用条件,并强调了温度的作用,把每个变质带看 成是等温带. 这些带在地质图上构成了递增变质带. 它们代 表了当时变质作用的强度(梯度)变化. 这种模式称巴洛式递 增变质带. 巴洛式递增变质带是以特定的原岩(泥质岩石)经过特定的变 质作用(中 P/T 型)后形成的特征变质矿物的首次出现来划分 的, 这是递增变质带的划分原则.
不同带的岩石以矿物成分、结构构造等特征相区别。
• 如何认识变质岩石的空间分带现象？
曾经提出过不同的理论，例如深度带 / 变质带 / 变质级 / 变质反应级等，其中变质带这一术语得到了广泛的应用。
• 变质带的概念及划分标志
术语解释: 在一定变质时期形成的变质岩系中，根据特定
变质原岩中出现的特征变质矿物，可以将这些变质程度不同 的带划分出来，同一个带的变质岩大致代表相同的变质条件， 这些指示变质程度的带称为变质带。
划分标志: 特定原岩中出现的特征变质矿物(需特别注意）
代表人物: G.Barrow(1893),Tilley (1925), Harker (1932)等
变质带是研究变质作用强度空间变化的最有效最方便的方法
• 泥质变质岩的递增变质带
• 研究意义
泥质变质岩源于富铝的沉积岩，对研究变质作用、变形作用的动力 学过程具有重要意义。因为 泥质变质岩的原岩由细粒含水的矿物组成，随温度和压力的升高不 稳定；含有流体相，促进变质反应和部分熔融的规模和速度。 经历了如下过程：原岩形成于地球表面----被埋藏到地壳深部并保 持 一段时间——抬升到地壳表面
巴洛式递增变质带
Chl + Ser + Q + Ab Bi+Chl+Ms+Qz+Ab
(1). 绿泥石带: 典型矿物组合
典型矿物组合
特征是红棕色的黑云母开始出现。
• 黑云母等变线反应:
6Ms + 3Chl = 6Bi + 3 (富铝) mg-Chl + 14Q + H2O (连续反应)
Phn (多硅白云母) + Chl = Bi + Ms + Q + H2O
图4. 苏格兰高地巴洛式递增变质带和巴肯式递增变质带的对比 (Berman, 1988, 1990, 1991).
• 基性变质岩的递增变质带
• 在中压变质地区常可划分为以下几个变质带 典型矿物组合: Ab + Epi + Chl ± Cc ± Q ± Ser 这些矿物可由辉石和基性斜长石的水化作用形成, 也可 由其它变质反应形成.
• 十字石带等变线反应:
Ms + Chl = St (十字石) + Bi + Q + H2O (连续反应)
• 注意: 对于连续反应，起始温度与原岩中铁/镁比值有关。
•
巴洛式递增变质带
5. 蓝晶石带: 典型矿物组合 Ky+Gt+Bi+Ms+Pl+Qz
特征十字石消失，蓝晶石开始大量出现，它和铁铝榴石、黑云母、 白云母、石英等共生。
• 铁铝榴石带等变线反应:
Cld (硬绿泥石)+ Bi = Gt(石榴石）+ H2O (连续反应) Fe-Cld + Ann(羟铁云母）= Alm(铁铝榴石）+ H2O (不连续反应)
(4).十字石带:
典型矿物组合
St+Gt+Bio+Ms+Pl+Qz
特征是十字石开始出现，它和铁铝榴石/黑云母/白云母/石英等共生
变质岩石学
Metamorphic Petrology
第四章 变质带
（1）问题的提出及有关术语
（2）变质带的概念及带
• 问题的提出及有关术语
• 变质岩石的分带现象：
在一定变质时期形成的变质岩系中，变质程度不同的岩石, 在空间上往往呈有规律的带状分布特征，即所谓分带现象。
1. 钠长石—绿泥石带：
2. 钠长石—阳起石带:
阳起石的出现是进入这个带的标志. 阳起石主要由绿泥 石脱水反应形成. Chl + Cc + Q Act + C2O + H2O 典型矿物组合: Ab + Act + Epi + Chl ± Cc ± Q ± Bi
• 基性变质岩的递增变质带
3. 钠长石—普通角闪石带: 标志是出现蓝绿色的普