变质岩第8章.变质相及变质相系课件

1、变质岩的化学成分特征变质岩是原岩经变质作用形成的，所以变质岩的化学成分取决于原岩的化学成分和变质作用特征。当原岩的化学成分不变时随着变质程度的变化可形成一系列变质岩石，这一系列变质岩石称为等化学系列。Turner以这一概念为基础把常见的变质岩石分为五个等化学系列：富铝（泥质）系列、基性（镁铁）系列、长英质系列、碳酸盐岩（钙质）系列、超基性（超镁铁系列）系列. 2022/8/5变质带和变质相1第1页，共47页。表1 五个等化学系列的代表性化学成分五个等化学系列的代表性化学成分 代表性化学成分见表12022/8/5变质带和变质相2第2页，共47页。变质岩的矿物成分特征2022/8/5变质带和变质相

2、3第3页，共47页。五个等化学系列特征对比表2022/8/5变质带和变质相4第4页，共47页。 变质作用：类型和各种影响因素类型：区域变质作用 温度、压力、应力、流体 热接触变质作用 温度 动力变质作用 应力 气液变质作用 流体 冲击变质作用 应力 洋底变质作用 温度和；流体 埋藏变质作用 2022/8/5变质带和变质相5第5页，共47页。2022/8/5变质带和变质相6第6页，共47页。metagabbro. Note how the interlocking plagioclase grains in this rock meet at 120 degree triple junction

3、s. This feature is characteristic of granoblastic texture变质岩镜下特征2022/8/5变质带和变质相7第7页，共47页。quartzite. Note the sutured grain boundaries between the quatz grains in this rock变质岩镜下特征2022/8/5变质带和变质相8第8页，共47页。第8章 变质相及变质相系一、变质带二、变质相*三、变质相的划分四、变质相系2022/8/5变质带和变质相9第9页，共47页。一、变质带的概念 在变质岩分布区，变质程度不同的岩石在空间上往往呈有规

4、律的带状分布。根据变质岩矿物、矿物组合、结构构造等特点，可将这些变质程度不等的带划分出来。同一个带的变质岩在一个基本相同的P-T-X范围内形成，这些指示变质程度的带称为变质带（metamorphic zone）。带与带之间的界线称为等变线（isograd）。2022/8/5变质带和变质相10第10页，共47页。变质带划分 英国地质测量学家乔治巴洛（George Barrow）于1893年第一个成功地在苏格兰高地加里东造山带东南部Dalradian地区绘制出递增变质带图。他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，因而称该变质带为指示矿物带（ind

5、ex mineral zone）。是以指示矿物出现的线作为等变线划分变质带的。2022/8/5变质带和变质相11第11页，共47页。巴洛式变质带 在苏格兰高地共标绘出黑云母、石榴石、十字石、蓝晶石、夕线石等5条等变线（图18-8），这五条等变线将该变质区划分为绿泥石带（黑云母等变线低温侧）、黑云母带、石榴石带、十字石带、蓝晶石带、夕线石带等6个指示矿物带，通称为巴罗式区域变质带。2022/8/5变质带和变质相12第12页，共47页。等变线 旧矿物消失、新矿物出现是变质反应的结果。因此，上述指示矿物等变线实质是发生在自然界的变质反应线。等变线记录的是岩石在热峰时发生的变质反应。因为一个地区热峰是

6、穿时的，所以一个地区各等变线，也不是同时形成的，也是穿时的。2022/8/5变质带和变质相13第13页，共47页。巴罗式变质带的反应等变线黑云母、石榴石、十字石、蓝晶石、夕线石等变线。P-T轨迹（带箭头的点线）和野外P-T曲线（FPC）2022/8/5变质带和变质相14第14页，共47页。变质相的概念变质相的划分变质相系的概念典型变质相系分析二、变质相及变质相系2022/8/5变质带和变质相15第15页，共47页。挪威地质学Goldschmidt芬兰地质学家Escola19111915年 的工作. 2022/8/5变质带和变质相16第16页，共47页。2022/8/5变质带和变质相17第17页

7、，共47页。三、变质相的划分2022/8/5变质带和变质相18第18页，共47页。2022/8/5变质带和变质相19第19页，共47页。2022/8/5变质带和变质相20第20页，共47页。变质相的划分2022/8/5变质带和变质相21第21页，共47页。2022/8/5变质带和变质相22第22页，共47页。各变质相系的地热梯度和矿物特征接触变质相系 60C/Km 硅灰石、堇青石、红柱石低压区域变质相系 60-25C/Km 红柱石、矽线石、堇青石中压区域变质相系 25-16C/Km 浊沸石、蓝晶石、矽线石、十字石高压区域变质相系 16-7C/Km 硬柱石、蓝晶石、蓝闪石、硬玉2022/8/5变

8、质带和变质相23第23页，共47页。2022/8/5变质带和变质相24第24页，共47页。区域变质作用的变质相2022/8/5变质带和变质相25第25页，共47页。2022/8/5变质带和变质相26第26页，共47页。2022/8/5变质带和变质相27第27页，共47页。2022/8/5变质带和变质相28第28页，共47页。2022/8/5变质带和变质相29第29页，共47页。泥质岩和基性岩矿物组合2022/8/5变质带和变质相30第30页，共47页。2022/8/5变质带和变质相31第31页，共47页。2022/8/5变质带和变质相32第32页，共47页。2022/8/5变质带和变质相33第

9、33页，共47页。2022/8/5变质带和变质相34第34页，共47页。四、变质相系的概念2022/8/5变质带和变质相35第35页，共47页。为什么不同的变质地区有不同的变质相的系列？以前 Miyashiro（1961，1976）认为变质相系反映的是地热梯度，不同变质地区地热梯度不同，导致它们的变质相系不同。自从P-T轨迹概念提出后，人们逐渐认识到这个看法是不正确的。变质相系反映的是变质作用或变质地区的PT峰期变质条件的连线，而不是其地热梯度。应称之为野外地温梯度。2022/8/5变质带和变质相36第36页，共47页。2022/8/5变质带和变质相37第37页，共47页。都城秋穗划分出五个变

10、质相系2022/8/5变质带和变质相38第38页，共47页。Miyashiro(1962)变质相系的概念2022/8/5变质带和变质相39第39页，共47页。2022/8/5变质带和变质相40第40页，共47页。双变质带的概念及成因双变质带 是指并排分布的地质时代相近的高压低温变质带和高温低压变质带，如日本岛弧大洋一侧为高压低温带，大陆一侧为高温低压变质带。在板块俯冲带，冷的洋壳和表层沉积物被带至深处，负荷压力大，地热梯度又急剧下降，导致高压低温变质。在岛弧附近，地壳、下地幔部分熔融形成岩浆侵入和火山喷发导致高温低压变质。2022/8/5变质带和变质相41第41页，共47页。由变质相、变质相系到PTt轨迹 变质地质学的形成和发展 PTt 轨迹概念的产生2022/8/5变质带和变质相42第42页，共47页。PTt 轨迹的概念2022/8/5变质带和变质相43第43页，共47页。大陆碰撞造山带的P-T-t轨迹 埋藏热模拟模式一个大陆碰撞造山带构造演化通常由两个阶段组成：先是陆壳（或岩石圈）增厚阶段，接着是侵蚀阶段