变质岩石学复习总结

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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，在基本保持固态的状况下，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，在特别状况下，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

(相互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Pf=PH20＋PCO＋?Pf=Pl（地壳深部）Pf＜Pl（地壳浅部）Pf＞Pl（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-一种具大量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

前进变质类型温度退变质复变质

高压型

压力中压型低压型

其次章变质反应

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-固反应连续反应有流体相参与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XH2O增加而增高，当XH2O=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+H2O

MS(白云母）QOr(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XCO2增加而增高，当XCO2=1时平衡温度最高。

例：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CcWo(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XCO2=nCO2/(nH2O+nCO2)时平衡温度最高。

例：Ca2Mg5Si8O22（OH)2+3CaCO3+2SiO2=5CaMgSi2O6+3CO2+H2OTr(透闪石）CcQDi(透辉石）当XCO2=nCO2/(nH2O+nCO2)=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XH2O增加而增加，XH2O=1时平衡温度最高

?水化-脱碳酸反应标准式为B+H2O=D+CO2

T-x平衡曲线为反S形。平衡温度随XCO2增加而增加，XCO2=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）QOr(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+CO2CcQWo(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)QDi(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）CcQDi(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