變質(zhì)巖第8章.變質(zhì)相及變質(zhì)相系課件

1、變質(zhì)巖的化學(xué)成分特征變質(zhì)巖是原巖經(jīng)變質(zhì)作用形成的，所以變質(zhì)巖的化學(xué)成分取決于原巖的化學(xué)成分和變質(zhì)作用特征。當(dāng)原巖的化學(xué)成分不變時(shí)隨著變質(zhì)程度的變化可形成一系列變質(zhì)巖石，這一系列變質(zhì)巖石稱(chēng)為等化學(xué)系列。Turner以這一概念為基礎(chǔ)把常見(jiàn)的變質(zhì)巖石分為五個(gè)等化學(xué)系列：富鋁（泥質(zhì)）系列、基性（鎂鐵）系列、長(zhǎng)英質(zhì)系列、碳酸鹽巖（鈣質(zhì)）系列、超基性（超鎂鐵系列）系列. 2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相1第1頁(yè)，共47頁(yè)。表1 五個(gè)等化學(xué)系列的代表性化學(xué)成分五個(gè)等化學(xué)系列的代表性化學(xué)成分 代表性化學(xué)成分見(jiàn)表12022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相2第2頁(yè)，共47頁(yè)。變質(zhì)巖的礦物成分特征2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相

2、3第3頁(yè)，共47頁(yè)。五個(gè)等化學(xué)系列特征對(duì)比表2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相4第4頁(yè)，共47頁(yè)。 變質(zhì)作用：類(lèi)型和各種影響因素類(lèi)型：區(qū)域變質(zhì)作用 溫度、壓力、應(yīng)力、流體 熱接觸變質(zhì)作用 溫度 動(dòng)力變質(zhì)作用 應(yīng)力 氣液變質(zhì)作用 流體 沖擊變質(zhì)作用 應(yīng)力 洋底變質(zhì)作用 溫度和；流體 埋藏變質(zhì)作用 2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相5第5頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相6第6頁(yè)，共47頁(yè)。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變質(zhì)巖鏡下特征2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相7第7頁(yè)，共47頁(yè)。quartzite. Note the sutured grain boundaries between the quatz grains in this rock變質(zhì)巖鏡下特征2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相8第8頁(yè)，共47頁(yè)。第8章 變質(zhì)相及變質(zhì)相系一、變質(zhì)帶二、變質(zhì)相*三、變質(zhì)相的劃分四、變質(zhì)相系2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相9第9頁(yè)，共47頁(yè)。一、變質(zhì)帶的概念 在變質(zhì)巖分布區(qū)，變質(zhì)程度不同的巖石在空間上往往呈有規(guī)

4、律的帶狀分布。根據(jù)變質(zhì)巖礦物、礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特點(diǎn)，可將這些變質(zhì)程度不等的帶劃分出來(lái)。同一個(gè)帶的變質(zhì)巖在一個(gè)基本相同的P-T-X范圍內(nèi)形成，這些指示變質(zhì)程度的帶稱(chēng)為變質(zhì)帶（metamorphic zone）。帶與帶之間的界線稱(chēng)為等變線（isograd）。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相10第10頁(yè)，共47頁(yè)。變質(zhì)帶劃分 英國(guó)地質(zhì)測(cè)量學(xué)家喬治巴洛（George Barrow）于1893年第一個(gè)成功地在蘇格蘭高地加里東造山帶東南部Dalradian地區(qū)繪制出遞增變質(zhì)帶圖。他是以變泥質(zhì)巖中隨變質(zhì)程度（溫度）增高而依次出現(xiàn)的新礦物（稱(chēng)為指示礦物）為標(biāo)志劃分變質(zhì)帶的，因而稱(chēng)該變質(zhì)帶為指示礦物帶（ind

5、ex mineral zone）。是以指示礦物出現(xiàn)的線作為等變線劃分變質(zhì)帶的。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相11第11頁(yè)，共47頁(yè)。巴洛式變質(zhì)帶 在蘇格蘭高地共標(biāo)繪出黑云母、石榴石、十字石、藍(lán)晶石、夕線石等5條等變線（圖18-8），這五條等變線將該變質(zhì)區(qū)劃分為綠泥石帶（黑云母等變線低溫側(cè)）、黑云母帶、石榴石帶、十字石帶、藍(lán)晶石帶、夕線石帶等6個(gè)指示礦物帶，通稱(chēng)為巴羅式區(qū)域變質(zhì)帶。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相12第12頁(yè)，共47頁(yè)。等變線 舊礦物消失、新礦物出現(xiàn)是變質(zhì)反應(yīng)的結(jié)果。因此，上述指示礦物等變線實(shí)質(zhì)是發(fā)生在自然界的變質(zhì)反應(yīng)線。等變線記錄的是巖石在熱峰時(shí)發(fā)生的變質(zhì)反應(yīng)。因?yàn)橐粋€(gè)地區(qū)熱峰是

6、穿時(shí)的，所以一個(gè)地區(qū)各等變線，也不是同時(shí)形成的，也是穿時(shí)的。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相13第13頁(yè)，共47頁(yè)。巴羅式變質(zhì)帶的反應(yīng)等變線黑云母、石榴石、十字石、藍(lán)晶石、夕線石等變線。P-T軌跡（帶箭頭的點(diǎn)線）和野外P-T曲線（FPC）2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相14第14頁(yè)，共47頁(yè)。變質(zhì)相的概念變質(zhì)相的劃分變質(zhì)相系的概念典型變質(zhì)相系分析二、變質(zhì)相及變質(zhì)相系2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相15第15頁(yè)，共47頁(yè)。挪威地質(zhì)學(xué)Goldschmidt芬蘭地質(zhì)學(xué)家Escola19111915年 的工作. 2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相16第16頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相17第17頁(yè)

7、，共47頁(yè)。三、變質(zhì)相的劃分2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相18第18頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相19第19頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相20第20頁(yè)，共47頁(yè)。變質(zhì)相的劃分2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相21第21頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相22第22頁(yè)，共47頁(yè)。各變質(zhì)相系的地?zé)崽荻群偷V物特征接觸變質(zhì)相系 60C/Km 硅灰石、堇青石、紅柱石低壓區(qū)域變質(zhì)相系 60-25C/Km 紅柱石、矽線石、堇青石中壓區(qū)域變質(zhì)相系 25-16C/Km 濁沸石、藍(lán)晶石、矽線石、十字石高壓區(qū)域變質(zhì)相系 16-7C/Km 硬柱石、藍(lán)晶石、藍(lán)閃石、硬玉2022/8/5變

8、質(zhì)帶和變質(zhì)相23第23頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相24第24頁(yè)，共47頁(yè)。區(qū)域變質(zhì)作用的變質(zhì)相2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相25第25頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相26第26頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相27第27頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相28第28頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相29第29頁(yè)，共47頁(yè)。泥質(zhì)巖和基性巖礦物組合2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相30第30頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相31第31頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相32第32頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相33第

9、33頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相34第34頁(yè)，共47頁(yè)。四、變質(zhì)相系的概念2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相35第35頁(yè)，共47頁(yè)。為什么不同的變質(zhì)地區(qū)有不同的變質(zhì)相的系列？以前 Miyashiro（1961，1976）認(rèn)為變質(zhì)相系反映的是地?zé)崽荻?，不同變質(zhì)地區(qū)地?zé)崽荻炔煌?，?dǎo)致它們的變質(zhì)相系不同。自從P-T軌跡概念提出后，人們逐漸認(rèn)識(shí)到這個(gè)看法是不正確的。變質(zhì)相系反映的是變質(zhì)作用或變質(zhì)地區(qū)的PT峰期變質(zhì)條件的連線，而不是其地?zé)崽荻取?yīng)稱(chēng)之為野外地溫梯度。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相36第36頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相37第37頁(yè)，共47頁(yè)。都城秋穗劃分出五個(gè)變

10、質(zhì)相系2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相38第38頁(yè)，共47頁(yè)。Miyashiro(1962)變質(zhì)相系的概念2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相39第39頁(yè)，共47頁(yè)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相40第40頁(yè)，共47頁(yè)。雙變質(zhì)帶的概念及成因雙變質(zhì)帶 是指并排分布的地質(zhì)時(shí)代相近的高壓低溫變質(zhì)帶和高溫低壓變質(zhì)帶，如日本島弧大洋一側(cè)為高壓低溫帶，大陸一側(cè)為高溫低壓變質(zhì)帶。在板塊俯沖帶，冷的洋殼和表層沉積物被帶至深處，負(fù)荷壓力大，地?zé)崽荻扔旨眲∠陆?，?dǎo)致高壓低溫變質(zhì)。在島弧附近，地殼、下地幔部分熔融形成巖漿侵入和火山噴發(fā)導(dǎo)致高溫低壓變質(zhì)。2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相41第41頁(yè)，共47頁(yè)。由變質(zhì)相、變質(zhì)相系到PTt軌跡 變質(zhì)地質(zhì)學(xué)的形成和發(fā)展 PTt 軌跡概念的產(chǎn)生2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相42第42頁(yè)，共47頁(yè)。PTt 軌跡的概念2022/8/5變質(zhì)帶和變質(zhì)相43第43頁(yè)，共47頁(yè)。大陸碰撞造山帶的P-T-t軌跡 埋藏?zé)崮M模式一個(gè)大陸碰撞造山帶構(gòu)造演化通常由兩個(gè)階段組成：先是陸殼（或巖石圈）增厚階段，接著是侵蝕階段