4 变质共生分析变质相系
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变质相的矿物组合
(一) 浊沸石相
是变质作用的开始相,它和成岩作用之间的界线,主要是以浊沸石开始出现,而方沸石、片沸石等开始分解,温度梢高时,还有葡萄石开始出现.这个相的典型组合为:
1.浊沸石+绿泥石十石英;
2.浊沸石+葡萄石+绿泥石+石英;
3.葡萄石+绿泥石+方解石+石英;
(二)葡萄石—绿纤石相
它和浊沸石相之间的界线是以绿纤石的开始出现,浊沸石,斜钙沸石的完全分解作为标志.其典型矿物组合为:
1、绿纤石十葡萄石十绿泥石+钠长石十石英(变质硬砂岩);
2、绿纤石十绿泥石+绿帘石十钠长而十石英(变质基性岩);
3.绿纤石+葡萄石+绿泥石+方解石十钠长石(变质基性岩);
4.绿纤石+阳起石+绿泥石十钠长石十石英(变质基性岩);
(三)蓝闪石-硬柱石相(蓝片岩相)
这个相带和绿片岩相或浊沸石相、葡萄石—绿纤石相过渡,且可有过渡性的矿物组舍,属低温高压变质相,大致相当于高压低绿片岩相.典型矿物组合随压力递增而变化.常见的矿物组合有:
1.硬柱石+钠长石+绿泥石(±方解石、石英,多硅白云母) (中压)
2 硬柱石十钠长石十绿泥石十霰石(中高压)
3.硬柱石+蓝闪石+钠长石+霰石(无石英时可出现硬玉) (高压) 4.硬柱石十蓝闪石+硬玉+石英(极高压)
(四)低绿片岩相
低绿片岩相和葡萄石—绿纤石相之间及蓝闪石—硬柱石片岩相之间的界线,只能根据变质基性岩中出现的特征矿物组合来进行划分,在变质泥质岩中没有明确的划分标志.特征是斜黝帘石开始出现,葡萄石,绿纤石和硬柱石的完全分解.其典型的矿物组合有:
1、黝帘石/斜黝帘石+阳起石+绿泥石+钠长石(基性岩)
2、绿泥石+绿帘石+钠长石+方解石+石英(基性岩)
3、云母(白云母,黑云母)十绿泥石+酸性斜长石+石英(泥质岩)
4、硬绿泥石+绿泥石+白云母十石英(泥质岩)
5、方解石+绿帘石+透闪石/阳起石+石英(灰岩)
6、滑石+蛇纹石+透闪石/阳起石(超基性岩)
一、名词解释
1、变质岩:是指由于温度、压力、剪切应力、活动性流体参与等一种或多种物理化学条件的变化,使地壳中已经存在的岩石(火成岩、沉积岩或先前的变质岩)在基本为固态的情况下,相应出现岩石外貌(产状、结构构造等)和物质组成(矿物成分、化学成分)的变化而形成的新的岩石。
2、正变质岩:由岩浆岩经过变质作用形成的变质岩。
3、副变质岩:由沉积岩经过变质作用形成的变质岩.
4、麻粒岩:是在麻粒岩相变质条件下形成的含有紫苏辉石等高温变质矿物组合的区域高级变质岩石。是麻粒岩相的代表性岩石
5、榴辉岩:是一种主要由绿辉石和含钙的铁镁铝榴石组成的区域变质岩石。是超高压、高压条件下形成的变质岩,可以达到6 GPa(120-180km以上)。
6、TTG片麻岩(TTG岩系)
7、孔兹岩;主要由矽线石、石榴子石、石英、长石组成的泥质变质岩习惯称为孔兹岩。
8、矽卡岩:属于接触—交代变质岩类.主要由石榴石(钙铝榴石-钙铁榴石)、辉石(透辉石-钙铁辉石)、符山石、方柱石、硅灰石等含钙高的硅酸盐矿物组合。
9、云英岩—酸性阶段形成的交代岩。定义—-主要是酸性侵入岩,特别是黑云母花岗岩受到气液变质作用后形成的岩石,主要由白云母和石英组成(石英>50%,白云母45—50%)。
10、变质作用:是指在地球内力作用下,早先形成的岩石(包括火成岩、沉积岩和变质岩)适应新的地质环境和物理化学条件,在基本保持固体状态下(可有流体的参与)所发生的矿物成分、结构构造甚至化学成分变化的过程,称为变质作用.
11、重结晶作用:指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;
12、变质结晶作用:岩石在变质条件下的结晶作用;
13、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(除H2O、CO2等挥发分外)和矿物成分发生变化的过程。
14、区域变质作用:是在岩石圈范围规模巨大(体积大于数千 立方米)的变质作用.其变质因素复杂,往往多个因素综合作用。
1第十二章 变质作用地球化学
变质作用是自然界早期形成的岩石,当外界物理化学条件产生变化后,形成了新
的岩石结构构造及矿物组合。这一变化过程记录了变质作用的发展及地壳演化的历史。
本章介绍变质作用的类型、影响变质作用的主要因素:温度(T)、压力(P)、流体(F)
及岩石的化学成分(X)。在不同的温度、压力物理化学条件下变质岩(X)形成的矿物
共生组合——变质相,变质相系与板块构造之间的关系以及变质流体的作用。着重阐明
如何将变质作用地球化学应用于区域构造演化历史的研究,通过P-T-t轨迹再造区域构
造历史以及变质岩原岩的恢复和构造环境的判别。
第一节 变质作用及其类型
一、变质作用
地壳形成及演化过程中,原来已存在的各种岩石(如沉积岩、岩浆岩等),由于地
质环境及物理化学条件的改变,使原来岩石的矿物成分及结构构造发生了改变,形成新
条件下的稳定矿物组合及结构构造,这一过程称为变质作用。变质作用是内动力地质作
用,使岩石在非地表特征温度、压力下发生的变化。一般这种变化是在固体状态下进行
的,如果岩石不发生化学成分变化,称为等化学变质作用,仅仅失去挥发分(H
2O,CO
2
等)的变质作用通常也被认为是等化学的。如果在变质过程中,由于有流体及物质的加
入而发生了化学变化,则属异化学变质作用。接触变质作用就属于后者,常包含了实质
性的物质增减。
二、变质作用的类型
为了阐明不同类型变质岩岩石组合,形成条件,成因机制及其与地壳形成演化的关
系,许多学者提出了各种变质作用分类方案,其中以基于地质背景及板块构造背景的分
类最具使用价值。现将基于地质背景的分类介绍如下:
1.区域变质作用
是指具有广泛扩展空间,大面积或是大的带状区域的变质作
用。他有三种基本类型:
埋藏变质作用:见于沉积盆地,由于上覆沉积岩随着深度增加,在稳定的温度,压
力梯度影响下发生的变质作用。这类岩石一般仅见低温重结晶作用,缺乏变形特征。
洋脊变质作用:它沿着洋中脊出现,由于洋底扩张、热流升高及流体循环而引起的
接触变质岩相
1. 钠长绿帘角岩相(AEH):低温,温度约为300-400。C,压力0.1-0.4GPa,特征矿物组合:钠长石+绿帘石+透闪石或阳起石。没有钙质斜长石和铝质角闪石。铁质堇青石和黑云母出现于低温部分,红柱石出现温度稍高,有时又叶蜡石。特征岩石是斑点板岩。
2. 普通角闪石角岩相(HH):中温,温度约400-650。C,压力为0.1-0.3GPa,特征矿物组合:斜长石+普通角闪石,可以有透辉石,而没有斜方辉石。变质泥质岩与长英质岩石中红柱石,堇青石不与钾长石共生。
3. 辉石角岩相(PH): 高温,温度约650-800。C,压力不超过0.2GPa,夕线石,正长石,紫苏辉石或硅灰石为标志矿物,白云母+石英不稳定。红柱石,堇青石,夕线石开始与正长石稳定共存。特征矿物组合:斜长石+透辉石+紫苏辉石
4. 透长石相(S): 极高温温度约800-1100。C,压力极低,0.02-0.08GPa,黄长石,钙镁橄榄石,斜硅钙石和透长石等为特征矿物,特征矿物组合:斜长石+普通辉石+易变辉石。
区域变质岩相
5沸石相(Z或ZE):很低温温度约200-300。C,压力为0.2-0.3GPa。特征矿物组合:钠长石+浊沸石+绿泥石+葡萄石石英。
6葡萄石-绿纤石相(PP):很低温温度约360-400。C,压力为0.25-0.35GPa。特征矿物组合:钠长石+葡萄石+绿纤石+绿泥石多硅白云母石英。
7蓝闪石-硬柱石片岩相(GL):很低温温度200-450。C,压力0.3-0.8GPa.特征矿物组合:(低压)硬柱石+钠长石+绿泥石;(高压)蓝闪石+硬柱石+硬玉质辉石+石英。是一个范围很宽的低温高压变质相,有时含有文石,完全不含黑云母。压力有时可达到1GPa或更高。
8. 绿片岩相(GS): 低温,温度约400-500。C,压力0.3-0.8GPa。特征矿物组合:(泥质岩石)钠长石+绿帘石+白云母+绿泥石+石英 (基性岩石)钠长石+绿帘石+绿泥石+阳起石;