变质岩石学复习总结
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大陆碰撞造山带的P-T-t 轨迹(a)造山带的变质带剖面构造演化两个阶段陆壳(或岩石圈)增厚阶段侵蚀阶段热演化三个阶段埋藏期加热期冷却期P-T-t 轨迹包括相应的三个段落野外野外PP -T 曲线热峰条件进变质递增变质退变质退化变质变质作用P/T 比类型(b)变质作用P-T-t 轨迹以视地热梯度划分高P/T 型(高压型):<20℃/km 中P/T 型(中压型):20~40℃/km 低P/T 型(低压型):40~80℃/km 很低P/T 型(很低压型):>80℃/km1230结晶程度可劈性易难劈开面平整光滑矿物肉眼不可分辩粗糙矿物肉眼可分辩黯淡丝绢光泽无微褶皱、褶劈强烈丝绢光泽微褶皱、褶劈定向且连续定向但不连续其它ACF 图:And Al 2O 3‧SiO 2A =1002(Mg Fe)O‧2Al 2共生分析、变质相和变质相系[Al 2O 3]+[Fe 2O 3]Crd 2(Mg, Fe)O‧2Al O 3‧5SiO 2A =50, F =50An CaO‧Al 2O 3‧2SiO 2A =50, C =50DiCaO‧(Mg, Fe)O‧2SiO 2C =50, F =50Gro 3CaO‧Al 2O 3‧3SiO 2A =25, C =75Wo CaO‧SiO 2C =100[CaO]An –钙长石; Ant -直闪石; Cum -镁铁闪石; Gro -钙铝榴石; Hb-普通角闪石; Mi -微斜长石; Crd -堇青石; Ms –白云母[FeO]+[MgO]+[MnO]A’KF 图——矿物的标绘SiO 2过剩的岩石;泥质变质岩常含Pl或Ab和Ep(低3Al 2O 3·SiO 2·H 2O K :A ’=1:3的位温时取代Pl)不是标在的位置,而是在:A’=1:2(K =33、’=67)标在F =86位置,其成分可渐Ant -直闪石Cum -镁铁闪石红柱石变到K =14、F =71处堇青石Hb-普通角闪石Mi -微斜长石白云母ACF 与A’KF 图解联用共生分析、变质相和变质相系121岩石成分在ACF -ACF 图上不表示含钾矿物Ms、Bi; 图解外有Q、Ab2ACF图的A An-F 小三角形内时(泥质、长英质岩),以A ’KF 图为主,其它情况以ACF 图为主。
变质岩复习整理1.变质作用和变质岩概念变质作用:由于地球内动力作用,原始条件发生改变,已形成的(原有的)岩石为了适应新的环境在基本保持固态的情况下发生的结构、构造和矿物成分(有时甚至化学成分)的变化和调整,甚至局部发生部分熔融。
从原始岩石到形成新的岩石类型所发生的一系列变化过程统称为变质作用变质岩: 由变质作用形成的一种新的岩石2.变质作用控制因素?温度的作用、来源、在变质作用过程中的范围变质作用控制因素:温度,压力,具化学活性的流体温度的作用:1、促进重结晶;2、促进变质反应;3、导致原岩部分重熔温度的来源:1地热增温;2放射性衰变;3机械能转变;4岩浆侵入或上地幔热流活动温度在变质作用中的范围:200~800℃3.压力的分类及定义,压力对变质反应的影响,构造超压压力的分类:负荷压(固体岩石所承受的上覆岩石的压力,是一种均向性的静压力)、流体压(岩石系统中流体所具内压)、定向压(应力,物体遭受定向外力作用时其内部产生的一种抵抗力)压力对变质反应的影响:构造超压:是应力的垂直分压,作用相同于负荷压,即为超出正常负荷压的那部分静压力。
4.流体的成分、含量及变化规律,来源和作用流体的成分:H2O, CO2, CH4, S, N2, Cl, F……含量及变化规律:总量不超过1~2% 随岩石变质程度的增高而减少来源:1、继承原岩中的;2、岩浆侵入和地幔去气作用;3、大气降水进入底下在循环;4、原有含挥发份矿物的分解作用:1、控制反应;2、携带活动组分导致交代作用;3、提高反应速率;4、降低熔融温度5.变质作用方式及含义,以及各种变质作用发生的控制因素变质作用方式:1、重结晶作用;2、变质结晶作用;3、变质分异作用;4、交代作用;5、变形与碎裂作用6.变质作用类型;区域、接触、气液、动力(断裂)、埋深、洋底;各种变质作用类型的主要变质作用因素和变质作用方式7.正变质岩、副变质岩,进变质、退变质正变质岩:原岩为火成岩的变质岩副变质岩:原岩为沉积岩的变质岩进变质或退变质:由原来的变质岩又一次遭受新的变质作用8.影响脆性或韧性变形的因素:温度、压力; 韧性变形的三阶段,不同矿物韧性变形相对难易(强弱)韧性变形的三阶段:滑移、恢复、重结晶不同矿物韧性变形相对难易(强弱):由易到难石英>长石>云母9.变质岩的基本特征(结构构造、矿物成分、化学成分),它们受什么因素控制(原岩特征,变质类型及强度)10.正、副变质岩的化学特征、等化学系(列)、等物理系(列)(p19, 25)等化学系列:不论原岩类型如何,但其原始总化学成分特征相同的所有变质岩等物理系列:主要按温度高低来划分,包括在特定变质条件下形成的所有变质岩的系列11.特征变质矿物、贯通矿物特征变质矿物:形成温压条件窄,能灵敏地反映外界条件变化,并能较好地指示原岩化学成分特征的变质矿物。
试题1.热接触变质岩石是岩石的一种构造。
主要在受轻微热接触变质作用的泥质岩石中,由炭质、铁质或空晶石、堇青石、云母等矿物的雏晶,集中成不同形状和大小的斑点,不均匀分布于基本未重结晶的致密状泥质基质中。
热接触变质岩由热接触变质作用(也称热变质作用)形成。
它是在岩浆体散发的热量和挥发份作用下,使围岩发生重结晶和变质结晶形成的。
2.接触变质晕的发育程度取决于以下因素:(1)岩体的规律大小规模大、热量多,则晕圈宽度大。
(2)岩体的侵入深度喷出地表,岩浆冷却迅速,散热快,使底板围岩烧烤变质(称烘烤或高热变质作用)晕圈宽度窄。
中深条件下,热能散失慢,晕圈发育宽度大。
(3)岩体成分酸性岩因富含挥发份,易促进化学反应,因而晕圈发育。
(4)围岩的成分、结构和产状泥质岩和碳酸岩类易变化;石英长石质的岩石难以变化。
原岩结构细小疏松比结构致密的容易发生变质。
此外围岩的片理和层理与接触面垂直,在这方向上晕圈发育宽度也大。
(5)岩体和围岩的接触关系接触面平缓则晕圈发育。
3.命名热接触变质岩的命名一般采用次要矿物+主要矿物+岩石基本名称的方法。
岩石的基本名称根据矿物成分,结构构造的不同,有:1.具变余结构、构造的,在原岩名称前冠以“变质”二字和主要新生矿物的名称。
如二云母变质石英砂岩。
2.具变晶结构或变成构造的(1)具定向构造的:根据构造特征分别定名为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。
(2)不具定向构造的:角岩(hornfels),具角岩结构或显微变晶结构,矿物成分作散布状或其它非定向排列的热变质岩都可称为角岩。
大理岩(marble)。
主要由碳酸盐矿物组成。
石英岩(quartzite)。
石英含量>85%。
如含长石15-25%,则称长石石英岩。
以上的进一步命名根据矿物含量。
<5%的不参加命名;含量5-10%的,冠以含字;含量>10%的,直接参加命名。
含量较多的矿物名称放在后面,含量较少的放在前面。
例如夕线石红柱石云母片岩。
变质岩复习名词解释1.变质作用:变质作用是一个亚固态的过程,由于物理或化学条件的改变,导致了矿物及其结构发生了改变,常常引起某个岩石的化学成分发生变化。
这些变化可与部分熔融共存。
2.重结晶作用:指岩石在保持固体状态下的矿物重新组合和通过化学反应形成新的矿物过程。
重结晶前后,岩石总化学成分保持不变。
3.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使岩石总组分和矿物成分发生变化的过程。
岩石在交代过程中体积不变。
4.晶内塑性变形:主要包括直线滑移、双晶滑移、单个晶体的扭折,它们与晶体位错移动相联合。
直线滑移:晶格滑移距离是结晶学基本单位的整数倍,滑移结果改变晶体形状但不改变晶格方位。
双晶滑移:滑移距离是结晶学基本单位的分数,滑移结果产生机械双晶。
单晶扭折:由于晶内变形不均匀而在滑移中发生旋转,导致滑移面弯曲扭折形成。
位错:是晶体内原子排列不完整造成的线缺陷。
5.晶界塑性变形:包括颗粒边界的滑移和扩散流动(压溶)。
扩散流动:较大应力下的颗粒边界→较小应力边界;晶体形状改变化学迁移→晶体生长;晶体形状改变。
这一过程可以有流体,也可以无流体。
压溶:有粒间流体参与时,通过粒间流体相的扩散流动。
6.变质分异:使原先均匀的岩石发育成分层的变质过程。
形成机理:1.成分层代表扩散反应带。
化学不相容的两种岩石之间的化学位梯度自发引起;均匀岩石中粒间溶液活动化学组分化学位梯度引起。
2.成分层的发育是构造重结晶的结果。
先存岩石中的先存成核的结果(Bramwell, 1985)。
3.成分层是强烈压扁的结果。
7.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 图解中表示历程的曲线。
8.进变质:岩石在热峰前,温度随时间而增加的过程中发生的变质结晶作用。
递增变质:一个变质地区,地表沿一定方向,热峰温度连续有规律地增加的变质作用。
退变质:岩石在热峰后,伴随温度降低发生的变质重结晶作用。
一.名词解释.变质作用:由地球内力作用引起的物理、化学条件的改变,使地壳中已形成的岩石在基本保持固态的状态下,原岩组分、矿物组合、结构、构造等方面发生转化的作用,称为变质作用。
变质岩:由变质作用所形成的岩石称为变质岩。
正变质岩:原岩为岩浆岩,经变质作用后形成的变质岩称为正变质岩;副变质岩:原岩为沉积岩,经变质作用后形成的变质岩称为副变质岩。
均向压力:一般指地壳一定深处岩石所承受的上覆岩层重力,因而可以认为均向压力是深度和上覆岩层的相对密度的函数。
定向压力:又叫应力,主要指由构造运动或岩浆活动所引起的侧向挤压力。
流体(压力)主要由岩石中存在的挥发分,特别是H20和C02所引起的(以Pco2和P H2o表示)。
等化学系列:指具有相同原始化学成分的所有岩石,这些岩石的矿物组合不同,取决于变质作用类型和强度。
特纳将变质岩划分为五个等化学系列。
即:石英长石质岩类、泥质岩类、碳酸盐岩类、基性岩类、镁质岩类。
等物理系列:指同一变质条件下形成的所有变质岩,其矿物共生组合的不同,取决于原岩的化学成分。
新生矿物:又称变晶矿物,在变质作用过程中新生成的矿物。
如泥质岩经过变质后生成红柱石。
原生矿物:在变质作用过程中保留下来的原岩中的稳定矿物。
一部分石英就是花岗岩在云英化过程中保留下来的原生矿物。
变质相:指反映多种原岩成分,在一定的P,T条件下,与变质矿物组合之间的对应关系。
变质级:根据常见岩石中,反映矿物共生组合重要变质变化的特定矿物反应来划分变质带,称为变质级。
变质带:在变质岩区,常见变质程度不同的变质岩成带状分布,其成因主要与变质程度有关,我们把变质岩的这种分带现象称之为变质带或变质程度带。
双变质带:指环太平洋沿岸 (如日本岛弧) 可见并排分布着地质时代相近的高压低温变质带和高温低压变质带,前者位于太平洋一侧,后者位于靠大陆一侧,由于总是成对出现,故称为双变质带。
变质岩的结构:指岩石组分的形状、大小和相互关系,它着重于矿物个体的性质和特征。
变质岩石学练习题第一章绪论变质岩:变质岩石学:变质作用:重结晶作用:变质结晶作用:交代作用:变质分异作用:变形及碎裂:机理:变质作用的类型:第二章变质反应变质反应:变质反应的类型:连续反应:第三章共生分析和变质相吉布斯相律:单变线:双变区:共生分析:Goldschmidt矿物相律:开放系统的Korzhenskii矿物相律:矿物组合:共生组分判定标志:组分分析:过剩组分:有效独立组分:ACF图解:变质相:特征矿物:第四章变质岩的成分特征和化学类型简答题等化学变质作用:异化学变质作用:等化学系列:等物理系列:变质岩按化学类型划分: 不稳定矿物与稳定矿物:第五章变质岩的结构构造填空题:变质构造分为和(偏应力) 变质岩的化学成分主要反映;变质岩的矿物成分主要反映;变质岩结构构造则主要反映。
名词解释变质岩的结构:粒间结构:粒内结构:变晶:变晶结构:变形结构:变余结构:简答题论述变质岩结构的三大类型。
交代结构的类型与特点:变质岩的构造:判断矿物稳定平衡的结构标志:第六章接触变质岩名词解释:接触变质作用:接触热变质岩:接触变质晕:简答题按变质温度,可将变质相划分为几个变质相:根据等化学系列将接触变质岩按原岩化学成分的不同分为几类:第七章交代作用和气-液变质岩简答题:裂隙溶液与间隙溶液:渗透作用:渗透速度与什么相关:扩散作用与影响因素:交代结晶作用:气液变质作用及其形成的岩类矽卡岩:巴尔特“氧”法第八章区域变质岩名词解释:变质相:变质带:双变质带:简答题变质相系:区域变质岩分类:埋藏变质岩的一般特征:论述题论述造山变质岩的一般特征:第九章混合岩化作用于混合岩名词解析:混合岩:基体:脉体:简答题混合岩的构造混合岩的交代结构:混合岩的分类:混合片麻岩主要类型有:混合花岗岩第十章变质岩的研究方法变质岩的原岩恢复:原岩类型的划分地质温度计或地质压力计:。
变质岩知识点总结一、基本概念变质岩:是经过来自地球内部的能量对早先形成的岩石进行改造使其结构构造发生变化的作用而形成的岩石。
变质作用:原岩在新的物理,化学,环境下为建立新的平衡以达到相对稳定的自然现象。
二、变质作用的外部因素温度:是主要因素:表现在:温度升高,岩石内部质点的活动能力升高,促进物质成分迁移,从而形成新的矿物。
如高岭石经过高温吸热形成红柱石和石英的作用,并且可以促进重结晶压力:静水压力、定向压力、粒间流体压力挥发物质的作用:除水的作用外,还有CO2, 、F、Cl、S、P等挥发物质的影响,分布于矿物的溶液中,称间隙溶液三、变质作用的方式:重结晶作用:在高温下,矿物在固态的情况下,重新生长的过程,或是岩石中的化学组分重新分配形成新矿物的过程。
变质结晶作用:是指在变质作用的温度、压力范围内,原岩基本保持固态条件下,新矿物相的形成过程,同时还有相应的原有矿物质相消失。
由于这种作用常常造成岩石中各种组分的重新组合,所以又称为重组合作用交代作用:是指变质条件下,由变质原岩以外的物质的带入和带出,而造成的一种矿物被另外一种化学成分上与其不同的矿物所置换的过程变质分异作用变质分异作用是指在岩石总成分不变的前提下,造成矿物组合不均匀的一种变质作用。
变形和碎裂作用变形和碎裂作用是动力变质作用过程中岩石变质的主要方式。
各种岩石在应力作用下,当应力超过弹性极限时,就会出现塑性变形或破裂现象。
在较高的温度和静压力条件下,岩石应变以塑性变形为主,此过程岩石保持着连续性和整体性。
在地壳浅部低温低压条件下,多数岩石具有较大脆性。
当其受应力超过弹性限度时,就会出现碎裂现象。
四、变质岩的特征及分类变质岩的物质成分主要由SiO2 、 Al2O3 、 Fe2O3 、MgO 、 FeO 、 MnO 、CaO 、Na2O 、K2O、H 2O、 CO2和TiO2、 P2O5 等氧化物组成根据原岩的化学组成在变质作用过程中是否发生改变,把变质作用分为两类:一类是等化学变质作用,另一类是异化学变质作用。
变质岩石学各章重点:第一章:变质岩与变质作用;变质作用方式第二章:变质反应的类型;变质因素对变质反应的制约;脱水、脱碳酸反应;连续反应与不连续反应第三章:变质原理和成分—共生图解概念;ACF、AKF、AFM图;变质相第四章:变质岩的化学成分、矿物成分特征;等物理、化学系列区别,变质岩类型的划分第五章:变质岩的结构、构造类型第六章:接触变质岩定义,形成物理化学条件;接触变质岩主要结构,构造,矿物组合特征;接触变质晕定义,形成的影响因素第七章:交代作用;气液变质作用以及基本特征;主要气液变质岩;巴尔特“氧”法第九章:变质相、变质带、变质相系概念,区别;区域变质岩主要类型第十章:混合岩定义;脉体、基体定义;混合岩分类第十一章:原岩恢复第一章:绪论1、变质岩:在地壳发展演化过程中,已存在的各种岩石,由于地壳构造运动、岩浆活动,地热流的变化等内力地质作用,使原来岩石所处的地质环境及物理化学条件发生改变,为了适应这种变化,在基本保持固态的情况下,岩石的结构构造、物质成分发生变化而形成的一种新的岩石。
这一使岩石发生变化的地质过程就总称变质作用。
2、变质作用:在地壳形成和演化过程中,由于地球内力的变化,使已存的地壳岩石,在基本保持固态的条件下,从原岩的化学成分、矿物组成和结构构造等方面进行了调整,在特殊情况下,还可产生重熔或重溶,形成部分流体相的各种作用的总和。
3、变质作用的影响因素:温度:温度是体系的热状态的直接标志。
热状态的改变是导致变质作用发生的最重要的因素之一。
温度范围:150℃-250 ℃~ 650℃-1100 ℃指示矿物:浊沸石、蓝闪石、硬柱石、叶腊石诱发热状态改变的原因:(1)地热增温(2)上地幔热流的运动(3)岩浆活动带来的热能(4)摩擦作用产生的热能(5)放射性元素衰变释放热能的积累压力:1).静压力:(1)负荷压力(2)流体压力2).应力:(1)可更新应力(2)不可更新应力。
变质岩岩石学课复习提纲第一讲:变质作用与变质岩的形成一、概念变质作用与变质岩、变质岩原岩、正变质岩、副变质岩;变质作用机制(方式、途径)、变质重结晶(重结晶和变质反应)、变形与碎裂、变质交代变质作用因素变质作用类型二、问题1、理解变质作用与岩浆作用和沉积作用的异同与关系?2、变质岩的如何形成的?3、变质作用的影响因素有哪些,它们是如何影响变质岩的形成的?第二讲:变质反应与变质带一、概念固-固反应、有挥发份参加的反应、连续反应与不连续反应、离子交换反应、递增变质带、指示矿物带、等变线、巴罗变质带、巴肯变质带二、问题1、变质反应的一般表达形式?如何在p-T图解、T-X图解上表达一个变质反应?2、记住一些典型的变质反应形式和地质意义或岩石学意义;3、成岩格子的概念及其应用。
第三讲:变质岩的基本特征与岩石分类一、概念等化学变质、异化学变质、封闭体系、开放体系、等物理系列、等化学系列、特征变质矿物、贯通矿物、变质岩结构和构造、变晶结构、变余结构、变成构造、变余构造二、问题1、变质岩本身的岩石化学成分具有何种特点,为什么?2、五大化学类型变质岩的化学成分特点?可能来自什么原岩类型?3、五大化学类型变质岩的矿物成分特点?4、五大化学类型变质岩在ACF图解和A’CF图解上的位置如何?注意泥质变质岩中铝过剩亚类和铝不足亚类的图解中的位置及其与其它类似岩石类型的区别?5、变质矿物的控制因素有那些?记住一些可以反映原岩成分特点和变质温压条件的变质矿物。
6、变成构造中的定向构造都有那些?它们在手标本上或薄片里的特征如何?7、如何区别斑状变斑结构和变余斑状结构?8、请问从那些方面入手,判别某一长英质片麻岩的原岩是岩浆岩还是沉积岩?9、本课程讲了几个大类的变质岩?每一种变质岩大类又是如何进一步分类和命名的?第四讲:共生分析与变质相概念一、概念矿物共生分析、矿物共生原理、哥尔德斯密特矿物相律、柯尔仁斯基矿物相律、组分分析、成分共生图解、共生线、变质相、变质相系(P/T类型)、变质作用P-T-t 轨迹、野外变质梯度(P-T阵列)、ACF图解、A’KF图解二、问题1、如何判别矿物的共生关系?2、为什么说变质岩中共生矿物的数目一般不超过5个?3、如何将共生的矿物标注在共生图解上,在连结共生矿物当出现共生线交叉时,可能的原因是什么?请举例表达之。
变质岩总结1.变质作用:是指在地下特定的地质环境中,由于物理、化学条件的改变,使原有岩石基本上在固体状态下发生物质成分与结构、构造变化而形成新岩石的地质作用。
由变质作用所形成的新岩石称为变质岩。
2.引起变质作用的主要外部因素是:温度、压力、化学活动性流体和时间。
其中a温度引起的变质作用主要表现为:(1)引起岩石的重结晶作用(如微晶灰岩热变质为汉白玉)(2)促进矿物成分间的化学反应。
b.按压力的来源可分负荷压力、流体压力和应力。
其作用为(1)静压力对变质反应的主要作用是有利于生成分子体积较小的矿物组合;(2)流体压力升高,导致颗粒分离产生破裂;(3)应力主要表现为对岩石和矿物进行机械改造,如地壳浅部岩石的变形,板状流劈理和碎裂构造的形成等。
c.化学活动性流体所起的作用主要有以下几个方面:(1)流体溶液可以起溶剂作用;(2)水化和脱水反应是很重要的变质反应(3)以水为主的流体相对于重熔(溶)作用也很重要。
3.变质作用的方式是指变质作用过程中,导致岩石的矿物成分和结构构造转变的机制。
主要有以下几种:a.重结晶作用:指同种矿物经过重溶使组分迁移,然后再沉淀结晶而不形成新矿物相的变质方式。
一般来说,原岩的成分愈单一、粒度愈小,则愈易发生重结晶作用。
岩石经重结晶作用后,主要表现为晶粒由小变大。
b.变质结晶作用:指变质作用过程中,原岩中的化学成分重新组合而形成新矿物的作用。
矿物相的转变是通过变质反应来实现的。
c.交代作用:在变质作用过程中由于流体相运移,发生物质组分的带入、带出,引起组分的复杂置换的作用。
结果是使原岩的化学成分发生改变。
d.变质分异作用:指成分、结构构造均匀的原岩,经变质作用形成矿物成分、结构构造不均匀的各种作用。
这是由于温度、压力、应力和溶液的影响,使岩石中某些组分发生局部迁移、聚集和结晶形成的。
e.变形作用:指在应力作用下,由于应力超过了弹性极限,矿物和岩石就会出现变形;而当超过强度极限时,则发生破裂和破碎,使其粒度减小。
变质岩石学复习总结第一章绪论变质岩:在地壳发展演化过程中,已存在的各种岩石,由于地壳的构造运动、岩浆活动,地热流的变化等内力地质作用,使原来岩石所处的地质环境及物理化学条件发生改变,为了适应这种变化,在基本保持固态的情况下,岩石的结构构造、物质成分发生变化而形成的一种新的岩石。
(正变质岩系指原岩是岩浆岩形成的变质岩;副变质岩是原岩为沉积岩的变质岩;复变质岩是指原岩为变质岩后经过再次变质作用形成的变质岩)变质岩石学:是研究变质岩的成分、结构、构造、产状、分布、分类、命名、共生组合和变质岩的形成、演化的机制与条件以及其在地球(天体)形成、演化中的地位及作用、与矿产的关系等内容的独立的学科。
变质作用:在地壳形成和演化过程中,由于地球内力的变化,使已存的地壳岩石,在基本保持固态的条件下,从原岩的化学成分、矿物组成和结构构造等方面进行了调整,在特殊情况下,还可产生重熔或重溶,形成部分流体相的各种作用的总和。
沉积岩成岩作用—-150℃-250℃-→变质作用—-650℃-1100℃-→岩浆作用(互相联系的毛细空间完全堵塞) (一个真正的变质矿物共生组合的首次出现) (少量的熔融作用) 变质作用的控制因素:温度、压力、具化学活动性的流体、时间。
温度:温度是体系的热状态的直接标志。
温度的改变意味着体系热状态的改变。
指示矿物:浊沸石、蓝闪石、硬柱石、叶腊石原因:1).地热增温2).上地幔热流的运动3).岩浆活动带来的热能4).摩擦作用产生的热能5).放射性元素衰变释放热能的积累压力:(一)静压力(二)应力(一)静压力:1).负荷压力2).流体压力2).流体压力:流体相P f= P H20+P CO+…P f = P l (地壳深部)P f <P l (地壳浅部)P f >P l (侵入体附近)(二)应力:1).可更新应力2).不可更新应力具化学活动性流体:流体相的组成:以硅酸盐矿物为主的的岩石变质作用中,流体相的主要成分是H2O。
在硅酸盐岩地层变质作用中,还会释放出CO2。
其中包括:H2O,CO2,K,Na,Si,Mg,O2,A1,Fe,C1,F,S,CH3,CH4等。
流体相的存在状态: 低温-气态或液态超临界状态-一种具许多液体性质的高密度气体流体相的来源: 1).岩浆活动2).变质作用提供的流体3).板块俯冲带入的海水4).未变质的原岩中会保存流体时间:含义: 1).变质作用发生的地质年代2).变质作用发生到终止所经历的时间变质作用的方式:重结晶作用、变质结晶作用和变质反应、交代作用、变质分异作用、变形及碎裂。
重结晶作用:在变质作用条件下,原先存在的矿物颗粒的重新组合,只有形状大小的变化,而不涉及新矿物的生成。
类型:初始重结晶、次生重结晶影响因素: 1).原岩成分和结构的控制2).外界因素-温度、压力、活动性流体特征:粒度不断加大,相对大小均匀化,颗粒外形变得规则。
变质结晶作用:在变质作用的温度、压力范围内,在原岩基本保持固态条件下,新矿物相的形成过程,与此同时必有相应的原有矿物趋于消失。
特征:变质反应前后,岩石的总成分保持不变交代作用:在变质条件下,由变质原岩以外的物质带入和原岩物质的带出,而造成的一种矿物被另外一种化学成分上与其不同的矿物所置换的过程。
特征:变质反应前后,岩石的总成分保持不变新矿物形成与旧矿物消失是同时进行固态为主,有流体相的存在注:交代作用有流体相参与反应,起着物质搬运、迁移的媒介和催化剂的双重作用变质分异作用:指成分均匀的原岩,在岩石总成分不变的前提下,造成矿物组合不均匀的一种变质作用。
机理:结核原理-说明变斑晶的形成过程中,不稳定组分的局部溶解,最稳定组分的沉淀及局部富集变形及碎裂:各种岩石在应力的作用下,当应力超过塑性屈服强度时,就会出现塑性变形现象,当应力超过其弹性极限时就会发生破碎裂开。
机理:应力作用下组分运动的结果(山德)变质作用的类型:局部变质作用规模区域变质作用类型温度退变质压力中压型第二章变质反应变质反应:岩石在变质过程中最主要的变化是矿物成分的变化,而矿物成分变化都是通过特定的化学反应实现的。
这种发生在变质作用条件下的化学反应称作变质反应变质反应的影响因素:1).原岩成分2).结构构造3).环境的物化条件分类:参与反应的物相种类反应物与生成物关系固-固反应有流体相参加的反应不连续反应书写变质反应方程式原则高温矿物组合写在右侧,低温矿物组合写在左侧正向反应:升温过程从左至右的反应逆向反应:降温过程自右至左的反应变质反应的类型:同质多相变体反应固-固反应固溶体的出溶(P/T图解为直线) 矿物有序状态的转变变纯固相间的反应质反水化和脱水反应应有流体相存在的反应碳酸化和脱碳酸类(P/T图解是斜率水+二氧化碳型不断变化的曲线) 氧化还原反应连续与不连续反应有流体相存在的反应:✪简单的脱水反应标准式为B=D+H2O平衡温度随着X H2O增加而增高,当X H2O =1时平衡温度最高。
例:Al2Si4O10(OH)2=Al2SiO5+3SiO2+H2OPrL(叶腊石)And(红柱石)KAl2[AlSi3O10](OH)2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2OMS(白云母)Q Or(正长石)Als(铝硅酸盐)✪简单的脱碳酸反应标准式为B=D+CO2平衡温度随着X CO2增加而增高,当X CO2 =1时平衡温度最高。
例:CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2Cc Wo(硅灰石)CaMg(CO3)2+2SiO2=CaMgSi2O6+2CO2Dol(白云石) Di(透辉石)✪脱水-脱碳酸反应标准式为B=D+H2O+CO2T-x平衡曲线为上凸形。
当X CO2= n CO2/(n H2O+n CO2)时平衡温度最高。
例:Ca2Mg5Si8O22(OH)2+3CaCO3+2SiO2=5CaMgSi2O6+3CO2+H2OTr(透闪石)Cc Q Di(透辉石)当X CO2= n CO2/(n H2O+n CO2)=3/4时平衡温度最高。
✪碳酸盐化-脱水反应标准式为B+CO2=D+H2OT-x平衡曲线为S形。
平衡温度随X H2O增加而增加,X H2O=1时平衡温度最高水化-脱碳酸反应标准式为B+H2O=D+CO2T-x平衡曲线为反S形。
平衡温度随X CO2增加而增加,X CO2=1时平衡温度最高固定压力下各种反应平衡曲线主要形状的T-X概略图解高级变质与中级变质的临界反应:KAl2[AlSi3O10](OH)2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2OMs(白云母)Q Or(正长石)Als(铝硅酸盐)中级变质组合高级变质组合中级变质与高级变质的临界反应:CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2Cc Q Wo(硅灰石)中级变质组合高级变质组合低级变质与中级变质的临界反应:CaMg(CO3)2+2SiO2=CaMgSi2O6+2CO2Dol(白云石) Q Di(透辉石)低级变质组合中级变质组合低级变质与中级变质的临界反应:Ca2Mg5Si8O22(OH)2+3CaCO3+2SiO2=5CaMgSi2O6+3CO2+H2OTr(透闪石)Cc Q Di(透辉石)低温矿物组合不连续反应:反应物和生成物之间的关系是突变的,在给定压力和流体成分条件下,反应在一个特定的温度发生。
在P-T,P-x,T-x等双变量图解上反应物、生成物只能在单变反应线上共生。
偏离了平衡条件,不是反应物消失(生成物稳定)就是反应物稳定(生成物消失),这样的反应称为不连续反应。
连续反应:成分可变的固溶体,反应物与生成物之间的关系是渐变的,再给定压力和流体成分条件下,反应在一个温度范围内连续发生。
在P-T、P-X、T-X等双变量图解上,反应物和生成物在双变区内共存。
在双变区中,成分不断调整,反应的P-T条件取决于岩石成分。
这样的反应称为连续反应。
第三章共生分析和变质相吉布斯相律:在平衡体系中相的数目p、自由度f 和组分数c有如下关系:p+f=c+2式中: p为平衡共生相的数目,岩石系统的相数等于该系统共生组合中矿物数。
f为自由度数,即相平衡系统内能在一定范围内独立改变而不引起相的种类和数目发生改变的独立变量数。
c为组分数,即描述系统各相组成所需独立物质的最小数目。
单变线:若f=1,则p=2,这是三条线上的情况,两相共生,通常称这些线为单变线。
双变区:温度,压力均可在一定范围内独立改变而不至于引起相的变化。
通常称这些区域为双变区。
共生分析: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。
Goldschmidt矿物相律:在一定温度、压力范围内平衡的矿物相数不大于该岩石系统的独立组分数。
它是Gibbs相律的地质学形式。
p≤c开放系统的Korzhenskii矿物相律: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。
p≤cic = c i+c mc—组分数,c i—惰性组分数,c m—活动组分数。
矿物组合:在共生分析中,把一定化学成分岩石达化学平衡时的矿物成分称为矿物组合或矿物共生、矿物共生组合。
共生组分判定标志:标志1:只有相互接触的矿物才可以看作是一个矿物共生组合。
标志2:一个矿物共生组合的各矿物,相互间无反应和交代现象标志3:一个矿物共生组合中,同种矿物的化学成分及光性常数特征应相近,如有环带,则其边部化学成分及光性特征近似。
标志4:一个矿物共生组合中的一对矿物之间元素的分配符合Nernst 分配定律,即各处元素的分配系数近相等标志5:矿物共生组合中矿物共生关系应符合矿物相律,即矿物相数不超过惰性组分数。
组分分析:为了对成分复杂的岩石作共生分析,有必要对岩石系统各组分作具体分析,找出对矿物共生组合影响最大的三、四个组分把多组分岩石系统简化为三组分或四组分系统,才有可能作出成分-共生图解,表示岩石化学成分与矿物组合的关系,这一过程叫做组分分析。
过剩组分:原岩中大量存在的组分。
类质同象组分:是互成类质同象替换的组分,它们的相对含量一般可在一定范围内变化而不致于影响其它矿物的共生关系。
有效独立组分:除上述几类组分之外的其它组分(包括由类质同象组分合并的独立组分)。
它们之间的比例对矿物共生组合起决定性的作用。
Eskola将三个有效惰性组分为顶点的成分-共生图解命名为ACF图解。
其中:A=[Al2O3]+[Fe2O3]C=[CaO]F=[FeO]+[MgO]+[MnO]A+C+F=100.ACF图解一个明显的缺点:区分不了低温下泥质变质岩中K2O过剩与K2O不足的两类组合。
用钾长石、钠长石校正摩尔数[Al2O3],用磷灰石校正[CaO],用方解石校正[CaO]:副矿物校正后岩石的ACF值计算方案总结如下:A=[Al2O3]+[Fe2O3]-([Na2O] +[K2O])C=[CaO]-(3.3[P2O5] +[CO2])F=[FeO]+[MgO] +[MnO]A’KF图解三组分为端元:A’= [A12O3]+ [Fe2O3 ]–[K2O]K= [K2O]F= FeO+ MgO+ MnOA’+K+F=100校正后岩石的A’KF值的计算方案为:A’=[A12O3]+[Fe2O3]- ([Na2O]+[K2O]+ [CaO])K =[K2O]F =[FeOl+[MgO]+[MnO]A’+K+F=100变质相1:是在热峰附近一定P-T-μH2O范围内达到化学平衡的所有变质岩,其矿物组合与岩石化学成分之间有固定的、可以预测的关系。