变质作用基本概念

变质作用的基本概念

图17-9P2591--白云母花岗岩在过量水条件下的固相线2--白云母花岗岩在过量水条件下的液相线

3--白云母花岗岩在无水添加条件下的固相线4--白云母花岗岩在无水添加条件下的液相线

5--拉斑玄武岩在过量水条件下的固相线6--拉斑玄武岩在过量水条件下的液相线

7--拉斑玄武岩在无水添加条件下的固相线8--拉斑玄武岩在无水添加条件下的液相线岩浆作用与变质作用的过渡关系白云母花岗岩在过量水条件下的固相线白云母花岗岩在过量水条件下的液相线图17-9P2591--白云母花岗岩在过量水条件下的固相线2--白云母花岗岩在过量水条件下的液相线

3--白云母花岗岩在无水添加条件下的固相线4--白云母花岗岩在无水添加条件下的液相线

5--拉斑玄武岩在过量水条件下的固相线6--拉斑玄武岩在过量水条件下的液相线

7--拉斑玄武岩在无水添加条件下的固相线8--拉斑玄武岩在无水添加条件下的液相线岩浆作用与变质作用的过渡关系白云母花岗岩在无水添加条件下的固相线白云母花岗岩在无水添加条件下的液相线图17-9P259

可见：1）流体的加入可以显著降低部分熔融的起始温度

2）在流体的作用下岩浆作用与变质作用之间的界线将显著偏向低温方向岩浆作用与变质作用的过渡关系白云母花岗岩在过量水条件下的固相线白云母花岗岩在过量水条件下的液相线白云母花岗岩在无水添加条件下的固相线白云母花岗岩在无水添加条件下的液相线图17-9P259

可见：1）基性岩的部分熔融和完全熔融均难于酸性岩

2）流体作用异常显著地降低了基性岩的熔融温度岩浆作用与变质作用的过渡关系拉斑玄武岩在过量水条件下的固相线拉斑玄武岩在过量水条件下的液相线拉斑玄武岩在无水添加条件下的固相线拉斑玄武岩在无水添加条件下的液相线一、变质作用

定义(definition)

指岩石为适应物理化学条件的变化,在基本保持固态条件下发生的矿物组成,结构构造和化学组成等方面的调整.***注意点(pointstoconsider)

1)基本保持固态(subsolidus),但是不排除有少量的流体相(如熔体)2)变质作用发生时的物化条件不同于地表条件,也不同于地表以下的成岩环境.3)变质以前的岩石称为原岩(protolith),变质以后的岩石称为变质岩(metamorphicrock)

二、变质作用方式

1.变质结晶（metamorphiccryatallization）

2.变形(deformation)3.变质分异(metamorphicdifferentiation)变质作用的方式

1.变质结晶（metamorphiccryatallization）

2.变形(deformation)3.变质分异(metamorphicdifferentiation)

定义:岩石在变质条件下的结晶作用称变质结晶作用（metamorphiccrystallization）。★重结晶作用(recrystallization)

等化学变质作用：变质前后岩石的总化学成分不发生改变的变质作用★交代作用(metasomatism)

异化学变质作用：变质前后岩石的总化学成分发生改变的变质作用矿物重新组合变质反应1．1重结通晶作崖用重结成晶作感用（re昏cr到ys浇ta拉ll钢iz求at究io锤n）指岩顷石在颈基本影保持切固体谅状态渣下的矿物悦重新册组合和通惭过化学返反应形成手新矿赌物的牛过程规。重慎结晶艰前后抖，岩血石总虏化学蚁成分凶（除H2蜡O、CO蛇2等挥宏发分貌外）波保持跃不变(即岩碌石为酒封闭阴系统)。只涉哗及矿伶物形荷状、衫大小康、空瞒间位骄置变你化而贩无新握矿物土的生使成.重新卫组合苏使得冲同种励矿物烧颗粒甜粒度陕增大像，相舌对大井小均不匀，悄颗粒死外形策规则战。在理临想的讨单矿板物岩击石中赢，三屠连点浑结构劳，即抛相邻谦颗粒班间的公晶面梯夹角根为12壳0º，是洁结构插最稳美态的遍表现糕，也温是化妨学平歼衡的扶表现项。Ex宾p.争1矿物罗重新挂组合Fi槐g.宴1辉长色岩体善周围伯的变诱燧石彻岩中,粒度柿与距湖岩体泳距离感之间叨的关纸系Fi闪g.杨2含石序英大枣理岩录的结变构随砖温度震的演甲化a.低温称下Cc弊+Q平衡念结构暂；b.温度跨超越Cc钱+Q请=W杂o+境C捡O2欧↑反应队温度折时，沙粒度破增大站的同韵时Q与Cc反应毕，形筑成Wo反应梯边。皂在Wo集合粮体内芦有少君量Q残留怠，不含平衡蜻结构竖；c.反应励完全母，粒划度进割一步孝增大秩，形杠成新择的高北温条顺件下赴稳定疾的矿仔物组罚合Cc牢+W比o和平摔衡结来构Ex谷p.清2变质逝反应石英方解宽石硅灰弃石补充世一：廉变亡质反萝应的找基本钻类型:固-固反希应有流局体参葱加的反达应★多形拴转变★固肯溶体麦出溶★纯阳固相蒙之间叮的反刘应(连续允反应逐与不班连续表反应)★H社2O昂,C耕O2参与蠢的反伍应★化抱学活铅动性翅流体织参与范的反版应方解锈石+石英=硅灰例石+醋CO置2白云明母+石英=钾长误石+夕线虫石+膛H2瞒O石墨讨＝金兆刚石程石咐英淋＝防柯石呀英方解艳石＝凯硅灰革石＋激石谋英条纹因长石练的生犁成反呢应补充识二赤：连怎续反栗应和驾不连伙续反勺应根据爪反应飘物与祸生成山物之色间的白关系间，变袋质反妥应可悬分为补不连领续反湖应和摊连续青反应蕉两类樱。不连吐续反跃应：偏离证了平煌衡条壳件，誓不是姨反应维物消补失（丙生成纹物稳遗定）铺就是禾反应功物稳方定（腐生成粉物消梨失）拴。连续巷反应或滑动恰反应：在双币变区捧中，峡成分芒不断的调整炊，反比应的P-使T条件基取决罢于岩古石成恰分。硬玉+石英=钠长业石不连毫续反煌应石榴号石+夸H2袄O习=绿泥鸦石+石英连续吹反应1.贱2交代速作用（me浸ta宪so埋ma茶ti抢sm酱/阁r涉ep拨la甘ce晴me孕nt）定义字：指固告体岩该石在绩化学少活动扯性流否体作援用下呈通过样组分哭带入匪带出敲而使住岩石软总化乓学成跟分（汪除H2序O、CO螺2等挥急发分欢外）污和矿向物成哥分发角生变所化的劝过程裙。岩门石在俭交代弯过程躬中为申一开绪放系洁统,但系猜统保疼持体克积不庭变。交代热作用果的方孔式:渗透（in励fi朋lt罩ra咳ti谱on）:组分秀在压力福差驱动联下，剥借助战溶液验的流听动，窗从压苹力高祥处向旗压力纸低处嗽迁移拿。扩散（di纵ff页us叮io戴n）:组分柴在浓度鹅差驱动弦下，颂从浓修度高路处向筹浓度驶低处遣迁移绢。二、踪蝶变质榴作用墙方式1.变质绒结晶诵（me陷ta俯mo胳rp默hi责c公cr板ya护ta炉ll抓iz狱at哪io伍n）2.变形(d定ef液or切ma蔽ti的on帐)：岩石乱在应缩慧力作也用发壳生形家变应吸变。3.变质耐分异(m迁et破am名or槐ph短ic晓d育if删fe稍re唇nt芹ia做ti雕on激)形变珠类型:弹性疾变形:永久葛变形:应变佳在应蜻力施澡加时奋立即幼发生胸，应泻力撤毕消时等，岩听石立戚即恢嗽复至奖原先巡寿未变承形状塌态脆性陷变形(b猛ri锯tt笼le灿d辟ef袜or丈ma代-t酒io缺n)塑性吐变形(p稼la通st苗ic悄d湿ef赛or保ma阅ti抄on圆)当应羡变增故加并来超越军弹性受极限暗时岩赶石产携生不鉴可恢莫复的变形。晶内估塑性习变形晶界餐塑性差变形恢复谁作用动态蓬重结岩晶作黑用静态墓重结魔晶作幼用直线华滑移双晶扭折位错闷蠕变压溶颗粒软边界浴滑移塑性殃变形纺机制Fi恋gu洋re酬2捎3-吗27宅.Pr牙op夸os春ed惩m仰ec粱ha殃ni迷sm反s怖fo袍r紧th殊e瓶de塞ve核lo呈pm桂en搜t冒of说f米ol庆ia厉ti哗on议s.你A火ft学er络P黎as芝sc匀hi菊er磨a落nd凶T特ro显uw逢(郑19今96穴)欺Mi赏cr阳ot琴ec浅to灭ni隙cs拨.毕Sp脊ri浪ng弯er屡-V踏er败la刺g.二、虽变质扛作用巨方式1.变质修结晶拴（me怀ta蛇mo游rp以hi奔c柔cr爷ya水ta伴ll因iz避at凳io洞n）2.变形(d元ef哗or逃ma采ti房诚on车)3.变质脸分异(m粥et耀am真or庆ph程ic晋d捕if闷fe夹re督nt钉ia蓄ti牲on忘)：使原己先均兰匀的偶岩石连发育挥成分聚层的愚变质敢过程（Ra嘉ym谣on爽d,环1历99膏5）变质碍分异挺产生捡成分要层的班机理务主要然有下押列三下种解匹释（1）成徐分层绸代表延扩散雀反应旺带（2）成陡分层办的发搁育是既构造孤重结冤晶的涂结果（3）成找分层劳是强割烈压都扁（定塑性榆变形灯）的外结果变质醋分异掉作用午实质妈上是偶微观敞尺度孝的离呆子扩捆散。不同既元素窑离子旋的迁守移能砌力存役在差凯异，站从而扁导致督在空支间上中元素叶结合扰和矿度物成它核生翅长能董力的泛差异差。扩散院的发滤生可酷以发队生在:化学捏上不向相容贝的两夏种岩墓石之精间（装浓度珍梯度芒自发衣引起)一个苦均匀谎岩石艺中由叨于温伯度梯挽度产塞生的妄粒间炊溶液日中活问动组勤分化恩学位队梯度孕引起侦。局部毛应力丘场（和如剪炊切）汪控制翁的物基质溶诱解和虫再沉果淀（盆扩散问流动奔）。三、攀变质饱作用氏因素温度边（Te轿mp犯er语at按ur站e）压力棍（Pr缝es建su饼re）化学部活动敌性流多体（ac融ti勿ve重f笋lu户id矛s）时间熔（ti绍me）原岩唉性质(叹bu车lk坦c锐om齐po宋si鱼ti负on晃)差异哭应力(d茂ev袄ia粘to棋ri陈c手st个re塌ss盲)变质烈作用=复杂违化学衣体系饭内的珠物理爬化学夺反应+/刚-变形1.温度(T)和压委力(P)1.油1温度跳（T）温度落升高核有利清于吸南热反州应(如脱竿水反抖应)，温册度降园低反岔应向洲放热管方向宰进行数。温度升高兽还可熊改变叠岩石缘瑞的变喊形行黄为，异从脆演性变蹦形向如塑性骑变形捷转化演。温度睁升高掠还会坛通过巩脱水肯反应挣、脱辉碳酸悼反应罚形成蠢变质晒热液潜作为蹈催化螺剂、涉搬运文剂和扶热媒队介对猾变质锻作用凝施加挤影响竹。温度作升高洞还会波导致膨部分铁熔融棕而发系生混伤合岩草化。变质梁作用盯温压旦范围1.泰2压力(P)压力继的标饮准国孕际单感位为Pa蔽(帕斯隆卡)、GP箭a(膜=1直09胜Pa神)，地圾质上艳也常帝用ba绪r(巴)和Kb激ar剃(=动10晌3b胀ar熔)。它诞们之高间的谊关系摘为：1b伟ar春=1绪05哲Pa辜,1乔Kb怎ar仍=0皆.1执GP忌a.概念静水壁压力(h眉yd途ro穷st滔at众ic斧p锻re示ss详ur权e)负荷压涂力(l岸it帝ho晴st号at收ic妈p籍re钻ss框ur扔e)定向下压力(d掌ir寨ec努te吧d个pr语es宋su王re监)流体您压力(f没lu底id柿p模re哗ss寺ur昨e)1k赶m厚的萌岩石嫩柱产惰生的联压力拒增值渠估算赢：花岗爸岩：P=育27阅00锯kg键m-3·9.兔8m尤s-2·10回00挨m=2屯64申×1重05Pa笋=2惨64余ba奏r玄武岩醉：P=兴30坦00跌kg虑m-3·9.尼8m棋s-2·10兔00滚m=2辉94普×1勒05Pa悬=2塑94愿ba免r橄榄岩叮：P=冲33哭00银kg爱m-3·9.扮8m落s-2·10圆00叉m=3停23锯×1修05Pa等=3族23占ba拿r洋壳（资以5k顿m厚计常）底视部的邪负荷睡压力米约为0.溉15郑GP纸a。陆壳懒的(平均炕厚度33表km计)底部陪的负冒荷压驳力约盗为1.磁0G每Pa。增厚积陆壳(以70萌-8绒0k混m计)，底首部的疮负荷样压力严可达2G仓pa左右普。作用佣于单梨位岩僵石的向不同仆压力任类型唤简图偏应防力平均衡应力构造作超压流体葬超压超高友压俯冲制带或扩大陆大碰撞晓带及绩其附锤近变中质的谈岩石蛋，看药来似滩乎在10吐0k绒m或更窜深的帆地幔汗深度抚结晶蹲。指胶示如第此超高羽压（ul宾tr眨ah播ig捆h-稳pr袄es振su舱re）条惕件的改矿物尼是柯部石英热（Co余e）和窑金刚俱石（Di吉a）。些它们歼在约3.妈0G宝Pa以上误的压牲力下溜稳定耗（图17症-9）。2．流舰体成轮分（x）变质缎岩中崇含H2验O矿物途（云差母、预角闪垂石等篇）、丑碳酸长盐矿蒙物及偿这些慌矿物建包裹孙体的炉存在纽奉，特害别是罢流体蜻包裹亚体的类存在冰，是笨变质取作用切过程摧中存妙在流绿体相优的直苹接证门据。变质命作用P—俊T条件忽通常纺大于恩临界新点（CP），腰因此炎流体克相呈超临惭界状晌态（su厘pe固r-侍cr径it割ic恒al砍s拴ta造te）。简在这够种状贫态下捞，区相分不拦出流执体和闪气体堤。0.壶05债GP盾a（1）和0.续1G谱pa（2）下强随着字温度泉降低不流体区不混框溶图炮解3．时柜间（t）变质自作用毫时间厕因素虾通常贺从两稼个角伴度理傅解：袋一是逗变质鱼作用萍发生燥的地慌质时药代，鸽即不脉同时控代变辩质作摸用的广特点米不同板，这借是由开地球划发展桶的方彻向性呈和不突可逆别性决夕定的皇；二梢是一母次变恭质作决用自周始至眯终所题经历恨的时坏间，舌不同趁时间侮变质嚷作用筋的特总点不分同，跌关于婶这一郊点下豆面进谅一步片阐述凝。一个帖基本离保持格固体械状态他下的宅转变梢过程岩石宇是如齿何在屡这种修状态设下实致现矿绩物成俘分、框结构撞构造庭甚至挑化学置成分抖变化贵的呢自？这茫就是悠变质暗作用桂机制厉问题意。与营岩浆氧作用扮、沉启积作猛用相减比，趟变质针作用仅机制午较复筹杂多把样，净主要奋包括呀变质菌结晶待、变族形和亡变质祥分异是等3类。对此外尖，在间高级魔变质抓中还役可出拖现部挎分熔让融，貌在埋剑藏变院质中垃甚至寨可出碍现压则实作讯用，愤它们首主要状分属碍于岩胳浆作塔用和桃沉积死作用班范畴葛，故敏不在指此叙璃述。三、桐变质箩