板塊構(gòu)造與變質(zhì)作用

板塊構(gòu)造與變質(zhì)作用第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)裂谷帶的變質(zhì)作用自1966年以來，在大西洋中脊和印度洋中脊上多處挖掘到了變質(zhì)巖。從此，人們認識到變質(zhì)作用不僅發(fā)生在造山帶，而且也發(fā)生在洋中脊。這種發(fā)生在洋脊的區(qū)域變質(zhì)作用，Miyashiro稱之為洋底變質(zhì)作用。第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)俯沖帶的區(qū)域變質(zhì)作用一、區(qū)域變質(zhì)作用的壓力類型我們知道，區(qū)域變質(zhì)作用主要受溫度和壓力控制的，一個地區(qū)，由于反映溫度和壓力之間關(guān)系的地溫梯度一定，通常將出現(xiàn)由低溫到高溫的一系列變質(zhì)相，這一套變質(zhì)相序列叫做變質(zhì)相系。每一個變質(zhì)相系都有一套相應(yīng)的變質(zhì)礦物組合及其變化系列。Miyashiro（1982）根據(jù)地溫梯度將變質(zhì)相系劃分為高壓型、中壓型和低壓型等三種，其詳細劃分見后表。第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、雙變質(zhì)帶（對變質(zhì)帶Pairedmetamorphicbelts）Pairedmetamorphicbelts是指變質(zhì)時代相近的兩條在空間上平行的高壓相系和低壓相系的區(qū)域變質(zhì)帶。Pairedmetamorphicbelts是俯沖帶的重要標志之一，低壓帶一般位于靠大陸一側(cè)，而高壓帶則位于靠海一側(cè)。第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月Pairedmetamorphicbelts的特征①、高壓區(qū)域變質(zhì)帶通常表現(xiàn)為藍閃石相，其中含蘭色致密片狀藍閃石類礦物，它是氧化鈉和鈣鋁硅酸鹽礦物，包括藍閃石、鋁鐵榴石、鎂鈉閃石等，伴生礦物可有硬玉、硬柱石、多硅白云母和白云母、鈉長石、硬綠泥石、簾石類以及石榴石、電氣石等，所構(gòu)成的片巖稱藍片巖。實驗表明，藍片巖的形成環(huán)境相當于25公里深處（5—7Kb壓力），而溫度不超過250°—400°C。低壓區(qū)域變質(zhì)帶是由巖漿弧的火山巖和沉積巖在高地溫梯度下區(qū)域變質(zhì)而形成的，在近地表淺處發(fā)生高溫低壓變質(zhì)，而在深處將出現(xiàn)高溫高壓變質(zhì)。淺變質(zhì)時形成紅柱石—矽線石型綠片巖—角閃片巖。深變質(zhì)時則為蘭晶石—矽線石型綠片巖—角閃片巖—麻粒巖。無論在高壓帶和低壓帶中都可形成中壓地體。第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月②、高壓和低壓帶之間有一條大的斷層，常為thrust。③、變質(zhì)帶的結(jié)構(gòu)在高壓帶是不對稱的，變質(zhì)程度向大陸方向增強。變質(zhì)重結(jié)晶年齡和沉積物年齡向大陸方向變老。相反，在低壓帶則比較對稱，變質(zhì)程度自熱軸（最高溫度線）向兩側(cè)遞降。④、變質(zhì)帶內(nèi)共生的火成巖及其與變質(zhì)作用的關(guān)系：高壓帶常常伴有蛇綠巖，它的年齡比變質(zhì)時代要老，許多高壓變質(zhì)礦物組合就形成于蛇綠巖中。在低壓帶，總是伴有安山質(zhì)—花崗質(zhì)深成巖和火山巖。因此，低壓帶可以看成是一條花崗質(zhì)深成作用和安山質(zhì)火山作用帶?；◢徺|(zhì)巖石的侵位多半發(fā)生在區(qū)域變質(zhì)作用晚期或變質(zhì)結(jié)束之后。⑤、高壓帶內(nèi)的原巖沉積時代與變質(zhì)時代高壓帶的沉積巖一般較低壓帶年輕，或時代相近。第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月三、Pairedmetamorphicbelts的成因1、高壓變質(zhì)帶的形成高壓帶的形成是大洋板塊在島弧或陸緣弧之下俯沖的結(jié)果。冷的大洋巖石圈板塊在海溝附近沿Benioff帶向下潛沒時，由于它較冷，又俯沖得比較深，使海溝地區(qū)的地溫梯度降低。異常低的地溫梯度，使拖入俯沖帶的沉積物和大洋的玄武巖層發(fā)生高壓低溫變質(zhì)作用。隨著俯沖的加深，依次從沸石相、葡萄石相—綠纖石相到藍片巖相，在更深處，藍片巖可轉(zhuǎn)變?yōu)榱褫x巖，從而形成高壓變質(zhì)帶。第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2、低壓變質(zhì)帶的形成低壓變質(zhì)帶發(fā)生在巖漿弧范圍內(nèi)，那里有極高的地溫梯度許多年輕火山弧實測的地溫梯度在40°—175°C/Km，甚至更高，這樣高的地溫梯度可能與上升的熱地幔有關(guān)。此外，在低壓高溫變質(zhì)帶都伴有大量的花崗巖，花崗巖漿和熱地幔上升形成了高的地溫梯度，由此而導(dǎo)致了高溫變質(zhì)作用。第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月3、對變質(zhì)帶的發(fā)育與板塊構(gòu)造上述高壓低溫變質(zhì)帶和高溫低壓變質(zhì)帶的成因解釋說明，這一對共生的變質(zhì)帶是在統(tǒng)一的板塊俯沖作用下形成的。板塊構(gòu)造學(xué)者認為，在板塊匯聚帶的兩邊，通常有一個高壓低溫和低壓高溫變質(zhì)帶，即對變質(zhì)帶。在兩個板塊相向移動的過程中，在相互碰撞的地方，在俯沖一側(cè)的上面和上沖一側(cè)的下面，由于擠壓應(yīng)力很大，并且因為俯沖一側(cè)帶著表面上冷的巖石向下俯沖，由此而形成了高壓帶；而在上沖板塊的一側(cè)，由于俯沖帶的熔化消失，引起揮發(fā)物和巖漿的上升，因而在這里常有火山作用發(fā)生，在地殼的表層，常形成侵入體。在侵入巖的接觸帶上便產(chǎn)生了高溫低壓變作用。利用對變質(zhì)帶的俯沖成因模式，可以解釋對變質(zhì)帶在空間上和時間上發(fā)育的差異性。第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)碰撞帶的區(qū)域變質(zhì)作用碰撞造山帶是一個復(fù)雜的區(qū)域變質(zhì)帶，它包括了記錄蛇綠巖套中的洋底變質(zhì)作用，俯沖階段產(chǎn)生的高壓低溫和高溫低壓變質(zhì)作用所組成的對變質(zhì)帶。碰撞階段的區(qū)域變質(zhì)作用以及早期褶皺基地發(fā)生的區(qū)域變質(zhì)作用，與轉(zhuǎn)換斷層有關(guān)的碎裂變質(zhì)作用等。第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月碰撞階段發(fā)生的區(qū)域變質(zhì)作用大部分屬于中壓型和低壓型變質(zhì)作用。大陸碰撞產(chǎn)生中、低壓區(qū)域變質(zhì)作用，顯然是與碰撞過程中產(chǎn)生的花崗巖漿的形成機制是一致的。其主要是：大陸碰撞產(chǎn)生極厚的花崗質(zhì)地殼可使其底部發(fā)生部分熔融；受阻的陸殼與地幔之間的水平滑動產(chǎn)生的摩擦熱而引起高熱流；沿巨大的剪切帶發(fā)生的斷裂重熔；如果受阻的陸殼與其下的地幔巖石圈脫離，或者深深的插進了軟流圈，受阻的陸殼可能直接接受軟流圈的加熱。這些機制都會使碰撞造