變質(zhì)相-變質(zhì)相系列

1、 二、成分共生圖解和組分分析1. 礦物組合及其確定標(biāo)志 在共生分析中，把一定化學(xué)成分巖石達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)的礦物組合礦物組合（mineral assemblage）稱為礦物礦物共生組合共生組合（mineral paragenesis）(P311)。確定礦物共生組合的主要標(biāo)準(zhǔn)確定礦物共生組合的主要標(biāo)準(zhǔn)（1）一個(gè)礦物共生組合中各種礦物相互接觸；（2）一個(gè)礦物共生組合的各礦物，相互間無(wú)反應(yīng)和交代現(xiàn)象；（3）一個(gè)礦物共生組合中，同種礦物的化學(xué)成分及光性特征應(yīng)相近。如有環(huán)帶，則其邊部化學(xué)成分及光性特征近似；（4）一個(gè)礦物共生組合中的一對(duì)礦物之間元素的分配符合Nernst 分配定律，即各處元素的分配系數(shù)近相等

2、；（5）礦物共生組合中礦物共生關(guān)系應(yīng)符合礦物相律，即礦物相數(shù)不超過(guò)惰性組分?jǐn)?shù)。 共生與共存是兩個(gè)完全不同的概念。共存：具有不同物理特征和/或化學(xué)特征的相，同時(shí)間、空間呈集合體存在，相之間的關(guān)系不一定服從熱力學(xué)定律。共生：同時(shí)空呈集合體存在的相，在相同物理化學(xué)條件下形成，并達(dá)到熱力學(xué)平衡。體系的內(nèi)能最低。2. 成分-共生圖解3. 組分分析1）. 完全活動(dòng)組分2）. 惰性組分 (1) 雜質(zhì)組分， (2) 類質(zhì)同象組分， (3) 孤立組分， (4) 過(guò)剩組分， (5) 有效惰性組分：決定礦物共生組合多樣性同樣，對(duì)于三元系來(lái)說(shuō)，它的最大相數(shù)就是3，這是一般情況，如圖中的P點(diǎn)。所謂最大相數(shù)就是說(shuō)體系中共

3、生的相的數(shù)目最大可以與獨(dú)立組分?jǐn)?shù)相等，當(dāng)然也可以小于這個(gè)數(shù)目。AEPDGBFC推而廣之，可以得出礦物相律的普遍表達(dá)式：PC文字表述為：達(dá)到平衡時(shí)，體系的相數(shù)等于或小于獨(dú)立組分?jǐn)?shù)。3.共生圖解1）. ACF圖解2）. AKF圖解3）. AFM圖解4）. 其他共生圖解三、ACF組分共生圖解 ACF圖解A=Al2O3+Fe2O3C=CaOF=MgO+FeO+MnO A=Al2O3Fe2O3 C=CaO F=FeOMgOMnO ACF=100. And（紅柱石） Al2O3SiO2 A=100 Crd（堇青石） 2(Mg, Fe)O2Al2O35SiO2 A=50, F=50 An（鈣長(zhǎng)石） CaOA

4、l2O32SiO2 A=50, C=50 Di（透輝石） CaO(Mg, Fe)O2SiO2 C=50, F=50 Gro（鈣鋁榴石） 3CaOAl2O33SiO2 A=25, C=75 Wo（硅灰石） CaOSiO2 C=100 A=Al2O3+Fe2O3-（Na2O+K2O）C=CaO-（3.3P2O5+CO2）F=MgO+FeO+MnOThe AKF DiagramFigure 24-6. After Ehlers and Blatt (1982). Petrology. Freeman. AKF compatibility diagram (Eskola, 1915) illustra

5、ting paragenesis of pelitic hornfelses, Orijrvi region FinlandAfter Eskola (1915) and Turner (1981) Metamorphic Petrology. McGraw Hill.A(K)FM DiagramA = Al2O3K = K2OF = FeOM = MgOA(K)FM DiagramAKFM Projection from Mu. After Thompson (1957). Am. Min. 22, 842-858.A(K)FM DiagramAKFM Projection from Kfs

6、. After Thompson (1957). Am. Min. 22, 842-858.A(K)FM DiagramA(K)FM DiagramA(K)FM DiagramAFM Projection from Ms for mineral assemblages developed in metapelitic rocks in the lower sillimanite zone, New Hampshire After Thompson (1957). Am. Min. 22, 842-858.Mg-enrichment typically in the order: cordier

7、ite chlorite biotite staurolite garnet4）. 其他共生圖解Eskola（ 1920 ）：一個(gè)變質(zhì)相是指類似的溫度、壓力條件下達(dá)到化學(xué)平衡的所有巖石總和(不論其結(jié)晶方式），一個(gè)變質(zhì)相內(nèi)部，隨著巖石總體化學(xué)成分的改變，其礦物組合作有規(guī)律的改變。Fyfe and Turner（1966）：一個(gè)變質(zhì)相是指一定的溫度、壓力區(qū)間內(nèi)的一整套變質(zhì)礦物共生組合，它們?cè)跁r(shí)間上、空間上反復(fù)出現(xiàn)并緊密地伴生在一起，一個(gè)變質(zhì)相內(nèi)部其礦物組合與巖石總體化學(xué)成分之間有著固定的、因而也是可以預(yù)測(cè)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 Turner 1981年提出變質(zhì)相的分類接觸變質(zhì)相： （以溫度增高為序）鈉長(zhǎng)綠簾

8、角巖相，普通角閃石角巖相 ，輝石角巖相，透長(zhǎng)石相。 區(qū)域變質(zhì)相 : 沸石相，葡萄石綠纖石相 ，綠片巖相，藍(lán)閃石硬柱石相，綠簾角閃巖相，角閃巖相，麻粒巖相，榴輝巖相 接觸變質(zhì)巖相1. 鈉長(zhǎng)綠簾角巖相（AEH）：低溫,溫度約為300-400。C，壓力0.1-0.4GPa,特征礦物組合：鈉長(zhǎng)石+綠簾石+透閃石或陽(yáng)起石。沒(méi)有鈣質(zhì)斜長(zhǎng)石和鋁質(zhì)角閃石。鐵質(zhì)堇青石和黑云母出現(xiàn)于低溫部分，紅柱石出現(xiàn)溫度稍高，有時(shí)又葉蠟石。特征巖石是斑點(diǎn)板巖。2. 普通角閃石角巖相（HH）：中溫,溫度約400-650。C，壓力為0.1-0.3GPa,特征礦物組合：斜長(zhǎng)石+普通角閃石,可以有透輝石，而沒(méi)有斜方輝石。變質(zhì)泥質(zhì)巖與長(zhǎng)

9、英質(zhì)巖石中紅柱石，堇青石不與鉀長(zhǎng)石共生。3. 輝石角巖相（PH）: 高溫,溫度約650-800。C，壓力不超過(guò)0.2GPa,夕線石，正長(zhǎng)石，紫蘇輝石或硅灰石為標(biāo)志礦物,白云母+石英不穩(wěn)定。紅柱石，堇青石，夕線石開(kāi)始與正長(zhǎng)石穩(wěn)定共存。特征礦物組合:斜長(zhǎng)石+透輝石+紫蘇輝石4. 透長(zhǎng)石相（S）: 極高溫溫度約800-1100。C，壓力極低，0.02-0.08GPa,黃長(zhǎng)石，鈣鎂橄欖石，斜硅鈣石和透長(zhǎng)石等為特征礦物,特征礦物組合:斜長(zhǎng)石+普通輝石+易變輝石。區(qū)域變質(zhì)巖相 沸石相(Z或ZE)：很低溫溫度約200-300。C，壓力為0.2-0.3GPa。特征礦物組合：鈉長(zhǎng)石+濁沸石+綠泥石+葡萄石石英。

10、 葡萄石-綠纖石相（PP）：很低溫溫度約360-400。C，壓力為0.25-0.35GPa。特征礦物組合：鈉長(zhǎng)石+葡萄石+綠纖石+綠泥石多硅白云母石英。1. 藍(lán)閃石-硬柱石片巖相（GL）：很低溫溫度200-450。C，壓力0.3-0.8GPa.特征礦物組合：（低壓）硬柱石+鈉長(zhǎng)石+綠泥石；（高壓）藍(lán)閃石+硬柱石+硬玉質(zhì)輝石+石英。是一個(gè)范圍很寬的低溫高壓變質(zhì)相，有時(shí)含有文石，完全不含黑云母。壓力有時(shí)可達(dá)到1GPa或更高。4. 綠片巖相(GS）: 低溫,溫度約400-500。C，壓力0.3-0.8GPa。特征礦物組合：（泥質(zhì)巖石）鈉長(zhǎng)石+綠簾石+白云母+綠泥石+石英 （基性巖石）鈉長(zhǎng)石+綠簾石+

11、綠泥石+陽(yáng)起石；高溫部分出現(xiàn)黑云母，高壓部分出現(xiàn)黑硬綠泥石，硬綠泥石和鐵鋁榴石。葉蠟石和硬綠泥石等不與鉀長(zhǎng)石共生。5. 綠簾角閃巖相(EA): 低溫,特征礦物組合：鈉長(zhǎng)石+綠簾石+普通角閃石（+鐵鋁榴石）.低壓條件下，鈣質(zhì)斜長(zhǎng)石的形成溫度低于普通角閃石時(shí)，便不能生成綠簾角閃巖相的共生。而形成斜長(zhǎng)陽(yáng)起石相。6. 角閃巖相(A或AM): 中溫溫度約500-700。C，壓力0.3-0.8GPa,普通角閃石和斜長(zhǎng)石的共生是本相的標(biāo)志,可以有透輝石沒(méi)有斜方輝石。泥質(zhì)巖中除了石英，白云母和黑云母外，低壓相系含紅柱石，堇青石和夕線石，中壓相系含十字石，藍(lán)晶石和鐵鋁榴石。高溫部分夕線石，鐵鋁榴石開(kāi)始與正長(zhǎng)石穩(wěn)

12、定共生。7. 麻粒巖相(G): 高溫溫度700-900。C，壓力0.3-1.2GPa,出現(xiàn)斜方輝石為標(biāo)志巖石主要由無(wú)水礦物所組成，少量黑云母和普通角閃石一般是富Ti的變種。8. 榴輝巖相(E): 高壓溫度300-900。C，壓力大于1GPa,特征礦物組合：綠輝石+石榴子石不含長(zhǎng)石。一般呈不大的塊體在其它巖石中作為包體。溫度范圍很寬，壓力極大。變質(zhì)相系 接觸變質(zhì)相系: dT/dP=80 ,硅灰石，堇青石，紅柱石，（基本不含硅線石，不含十字石） 低壓區(qū)域變質(zhì)相系, dT/dP=80-40,紅柱石，硅線石，堇青石，（不含硅灰石，藍(lán)晶石，基本不含十字石） 中壓區(qū)域變質(zhì)相系, dT/dP=20-40,濁

13、沸石，藍(lán)晶石，硅線石，十字石（不含紅柱石，堇青石，藍(lán)閃石，硬玉）1.高壓區(qū)域變質(zhì)相系, dT/dP=20-5, 硬柱石，藍(lán)晶石，藍(lán)閃石，硬玉（不含硅線石，濁沸石） 同一地區(qū)通常不止一個(gè)變質(zhì)相，可以由許多不同的變質(zhì)相組成，構(gòu)成變質(zhì)相的系列；并且不同地區(qū)甚至同一地區(qū)不同地段變質(zhì)相系列不一樣。最著名的是本世紀(jì)50年代末期，日本地質(zhì)學(xué)家都城秋穗在研究日本三波川帶 和領(lǐng)家?guī)r(shí)，發(fā)現(xiàn)同一地區(qū)可以存在兩個(gè)不同的變質(zhì)相組合。他指出，。并且他認(rèn)為，這就是變質(zhì)相系列的實(shí)質(zhì)。 熱接觸變質(zhì)巖 北京房山地區(qū)概略變質(zhì)圖 1.第四系；2侏羅系；3石炭系至三疊系；4寒武系和奧陶系； 5青白口系； 6長(zhǎng)城系； 7太古宇；8燕山晚期花崗閃長(zhǎng)巖； 9