实验六变质作用的时空演化分析课件(一).ppt

综合实习 变质作用的时空演化分析 1、研究意义 2、实验目的 3、实验内容 4、实习报告 变质作用研究的两个主要方面-时空演化 v 研究意义 1、空间演化特征-变质强度带研究 2、时间演化特征-变质作用PTt轨迹 相平衡与相转化分析是研究变质作用时空 演化的基础 v 研究意义 相关术语回顾-变质作用PTt轨迹 1、术语解释 岩石从其变质历史的 起点到被捕剥露于地 表所经历的P-T条件 的连续变化历程。这 种连续变化的历程在 P-T图解上表现为一 条连续的曲线，称变 质作用 P-T-t 轨迹 。 v 研究意义 相关术语回顾-变质作用PTt轨迹 2、研究方法 1. 正演法-热模拟 设定一定的构造环境，引用一些基本的热参数估算 值，通过计算来确定岩石可能经历的 P-T-t 轨迹。 2.反演法-岩石学方法 利用矿物演化资料再造P-T-t 轨迹 （1）利用矿物环带确定P-T-t 轨迹 （2）利用不同矿物的演化关系确定P-T-t 轨迹 v 研究意义 相关术语回顾-变质作用PTt轨迹 2、研究方法-再造P-T-t 轨迹的岩石学方法 确定不同演化阶 段矿物共生组合 及所代表的温度 压力条件 锋期前矿物组合锋期前矿物组合 锋期矿物组合锋期矿物组合 锋期后矿物组合锋期后矿物组合 v 实验目的 1、了解相平衡和相转化研究的基本的基本原理 和基本方法。 2、掌握显微镜下矿物组合、矿物世代划分的组 构标志 3、训练学生利用所学知识，分析变质作用随时 间演化关系的综合能力：如矿物组合所标定 的物化条件，相转化的有关变质反应等。 v 实验内容 1、岩石薄片的观测与鉴定（4号薄片） 2、组分分析有效惰性组分的确定 3、矿物共生、矿物世代分析 4、矿物组合世代的划分及主要依据 5、矿物组合之间演化关系（变质反应） 6、选择并编制合适的成分-共生图解 7、总结变质作用随时间的演化特征 v 实验内容 岩石薄片鉴定（21号薄片） 1、矿物成分： 黑云母、石榴石、斜长石、矽线石、堇青石、石英、红柱石、 钠长石（？）、十字石（？）。 其中堇青石和石榴石以变斑晶存在。 2、结构： 岩石总体斑状变晶结构，基质中细粒柱状鳞片粒状变晶结构。 局部结构有筛状变晶结构（石榴石变斑晶里的包体）、残缕结 构（堇青石大变斑晶里有很多的定向的小柱状的矽线石包体） 3、构造：片麻状构造 4、定名：矽线石榴堇青黑云斜长片麻岩 v 实验内容 组分分析有效惰性组分的确定 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, FeO, MnO, K2O, Na2O, H2O, 主要组分有 H2O-完全活动组分： SiO2-过剩组分。 Na2O-在斜长石中出现，只影响斜长石号码，可不考虑。 Al2O3、Fe2O3-类质同象 FeO、MgO、MnO-类质同象 K2O-只涉及含钾矿物（黑云母），可视为活动组分 v 实验内容 组分分析有效惰性组分的确定 有效惰性组分为 A-Al2O3、Fe2O3 C-CaO F-FeO、MgO、MnO 注：K2O也可以选为有效惰性组分 v 实验内容 组分分析有效惰性组分的确定 矿物相律（P C）的应用 岩石中矿物有8种，如果不考虑钠长石，黑云母，石英 ，则由A、C、F所决定的矿物有五种，即石榴石、斜长 石、矽线石、堇青石、红柱石。 根据矿物相律可知，如果矿物达到了平衡，由这些组 分决定的矿物相数要小于或等于有效惰性组分数。 所以这五种矿物之间必然存在不平衡的反应关系。 v 实验内容 矿物组合、矿物世代的划分 1、矿物（共生）组合的确定标志 （1）平衡共生的矿物都有相互接触关系（早期包裹体除外） （2）平衡共生的矿物之间无反应或交代关系。 （3）同种矿物不同颗粒的化学成分及光性特征相近。如果 有环带，则其边部的化学成分及光性特征相近。 （4）岩石不同部位共生矿物对之间的元素分配系数近相等。 （5）矿物数目符合矿物相律，即不超过惰性组分数。 v 实验内容 矿物组合、矿物世代的划分 2、矿物世代划分的组构标志 （1）变斑晶与基质一般属于同一世代的矿物 （2）构成包含变晶结构的矿物常属于同一世代 （3）构成交代结构的矿物分属于两个世代 （4）横切面理的矿物与组成面理的矿物属于不同的世代 （5）绝大多数具有反应关系的矿物属于不同的世代 （6）变斑晶中的 ( Si ) 和岩石片理( Se ) 之间的关系。 （注意单变平衡、连续反应、反应剩余-过稳定状态） v 实验内容 矿物组合、矿物世代的划分 3、重点观察内容 （1）各种矿物的形态特点（有几种？） （2）不同矿物之间的接触关系 （3）变斑晶矿物中的包体特征 （4）不同矿物的变形特点 v 实验内容 矿物组合、矿物世代的划分 4、矿物组合的世代划分（参考） （1） 钠长石+黑云母石英（ 白云母 ？或 绿泥石？） （2） 红柱石石榴石黑云母（白云母 ？）斜长石石英 （3） 堇青石矽线石斜长石石英 黑云母石榴石+红柱石 （4） （冠状）堇青石斜长石石英 矽线石石榴石黑云母+红柱石 （5）（毛发状）矽线石磁铁矿 红柱石黑云母 注：红色-特征变质矿物，黑色-贯通矿物，绿色-过稳定矿物 Sill+Cord+Bio And=Sill 石榴石周围的冠状堇青石 Cord Grt 同构造期变质结晶 同构造期变质结晶 构造期后变质结晶 构造期前变质结晶 v 实验内容 矿物组合的演化（变质反应） 从组合（1）到组合（2）： 温度升高，中低压（25.5kb）条件，可能的变质反应为： 绿泥石白云母石英红柱石黑云母H2O 绿泥石石英铁铝榴石H2O 绿泥石白云母十字石黑云母石英H2O （ ？） 从组合（2）到组合（3）： 温度升高，压力降低的条件，可能的变质反应为： 黑云母白云母堇青石+含K 流体（解释岩石中没有钾长石） 白云母 石英矽线石+含K 流体（解释岩石中没有钾长石） 从组合（3）到组合（4）： 温度升高，低压条件，可能的变质反应为： 石榴石矽线石石英（冠状）堇青石 v 实验内容 矿物组合的演化（变质反应） 从组合（4）到组合（5）： 温度升高，压力更低条件，可能的变质反应为： 红柱石 矽线石（毛发状） 黑云母磁铁矿+矽线石（毛发状） +含K 流体 说明：明确的变质反应关系有、。其他变质反应主要是根据 矿物组合以及已有岩石学实验资料推断所得，是否合理，还需 要做更深入详细的研究工作。 一、岩石类型鉴定 v 实验报告 1、矿物成分： 黑云母、石榴石、斜长石、矽线石、堇青石、石英、红柱石。 其中堇青石和石榴石以变斑晶存在。 2、结构 岩石总体斑状变晶结构，基质中细粒柱状鳞片粒状变晶结构。 局部结构有筛状变晶结构（石榴石变斑晶里的包体）、残缕结构 （堇青石大变斑晶里有很多的定向的小柱状的矽线石包体） 3、构造：片麻状构造 4、定名：矽线石榴堇青黑云斜长片麻岩 二、组分分析及矿物相律的应用 三、 矿物组合（矿物世代）分析 v 实验报告 （1）各种矿物的形态特点（有几种？） （2）不同矿物之间的接触关系 （3）变斑晶矿物中的包体特征 （4）不同矿物的变形特点 1、对于每一种矿物都要注意描述以下内容 三、 矿物组合（矿物世代）分析 v 实验报告 以石榴石为例：以石榴石为例： 呈变斑晶存在，石榴石内有很多包体矿物，如石英、黑云母、斜长 石，这些包体多呈定向排列，且中间多而密，边部少而稀疏，包体内 的定向排列片理与晶体外部的片理斜交（示意图），石榴石和堇青石 、石英、黑云母、斜长石接触。 石榴石大变斑晶的中心部位包体大而多、种类也多、有的呈定向 排列，而向外部包体少而小、种类也少，边部没有包体、且边部多被 堇青石包围。可见石榴石的生长也是多世代的。 1、对于每一种矿物都要注意描述以下内容 2、根据矿物之间的相互关系划分矿物组合 Bi Alm 四、 成分-共生图解的编制 v 实验报告 五、 矿物共生组合之间的演化关系 -用变质反应表示 v 实验报告 六、讨论变质作用随时间的演化特征 八、谈谈你对本次实习的看法及建议 七