《巖漿巖與變質(zhì)巖巖石學(xué)》重點(diǎn)筆記

《巖漿巖與變質(zhì)巖巖石學(xué)》重點(diǎn)筆記目錄1.引言 11.1研究意義 11.2研究目標(biāo)與內(nèi)容 12.巖漿巖巖石學(xué)基礎(chǔ) 12.1巖漿巖定義與分類 12.2巖漿巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 23.巖漿巖的礦物組成 33.1主要礦物特征 33.2礦物相關(guān)系 34.巖漿巖的化學(xué)組成 44.1主量元素分析 44.2微量元素分析 55.巖漿巖的成因 65.1巖漿來(lái)源與形成過(guò)程 65.2巖漿分異作用 76.巖漿巖的地質(zhì)作用 86.1侵入巖與噴出巖 86.2巖漿巖與地質(zhì)構(gòu)造 87.變質(zhì)巖巖石學(xué)基礎(chǔ) 97.1變質(zhì)巖定義與分類 97.2變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 108.變質(zhì)巖的礦物組成 108.1主要礦物特征 118.2礦物相關(guān)系 119.變質(zhì)巖的化學(xué)組成 129.1主量元素分析 129.2微量元素分析 1310.變質(zhì)巖的成因 1410.1變質(zhì)作用類型與機(jī)制 1410.2變質(zhì)巖與大地構(gòu)造 141.引言1.1研究意義巖漿巖與變質(zhì)巖巖石學(xué)是地質(zhì)學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科，它研究地球內(nèi)部的巖漿活動(dòng)、巖石的形成與演化過(guò)程。這一領(lǐng)域的研究對(duì)于理解地殼和地幔的物質(zhì)組成、動(dòng)力學(xué)過(guò)程以及地球資源的勘探與開(kāi)發(fā)具有重要意義。通過(guò)對(duì)巖漿巖和變質(zhì)巖的系統(tǒng)研究，可以揭示地球內(nèi)部的物理化學(xué)條件，為地質(zhì)找礦、地震預(yù)測(cè)和環(huán)境變化提供科學(xué)依據(jù)。1.2研究目標(biāo)與內(nèi)容本教材旨在為地質(zhì)學(xué)專業(yè)的學(xué)生和研究人員提供一個(gè)全面的巖漿巖與變質(zhì)巖巖石學(xué)知識(shí)體系。研究目標(biāo)包括：掌握巖漿巖和變質(zhì)巖的基本特征、分類和命名原則。理解巖漿巖和變質(zhì)巖的形成過(guò)程、演化機(jī)制及其與地球動(dòng)力學(xué)的關(guān)系。學(xué)習(xí)巖漿巖和變質(zhì)巖的野外識(shí)別方法和實(shí)驗(yàn)室分析技術(shù)。探討巖漿巖和變質(zhì)巖在資源勘探、環(huán)境治理和工程應(yīng)用中的實(shí)際意義。跟蹤巖漿巖與變質(zhì)巖巖石學(xué)的最新研究進(jìn)展，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新思維。2.巖漿巖巖石學(xué)基礎(chǔ)2.1巖漿巖定義與分類巖漿巖，又稱火成巖，是由地球內(nèi)部的巖漿冷卻凝固形成的一類巖石。它們是構(gòu)成地殼的主要巖石類型之一，根據(jù)形成環(huán)境和化學(xué)成分的不同，巖漿巖可以分為多種類型。定義：巖漿巖是由巖漿直接形成的巖石，巖漿是地球內(nèi)部熔融狀態(tài)的物質(zhì)，主要由硅酸鹽礦物組成，含有多種元素和化合物。分類：巖漿巖的分類主要依據(jù)其礦物組成、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等因素。常見(jiàn)的分類包括：按化學(xué)成分分類：酸性巖（如花崗巖）、中性巖（如安山巖）、基性巖（如輝長(zhǎng)巖）和超基性巖（如橄欖巖）。按礦物組成分類：如石英閃長(zhǎng)巖、輝石巖等。按結(jié)構(gòu)和構(gòu)造分類：如斑巖、細(xì)晶巖等。2.2巖漿巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造是其識(shí)別和分類的重要依據(jù)，它們反映了巖漿冷卻凝固過(guò)程中的物理化學(xué)條件。結(jié)構(gòu)：指的是巖石中礦物的形態(tài)、大小和相互關(guān)系。巖漿巖的結(jié)構(gòu)可以分為：顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：礦物晶體較大，肉眼可見(jiàn)，如花崗巖。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：礦物晶體細(xì)小，肉眼難以分辨，如玄武巖。玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)：巖石中存在大量的玻璃質(zhì)，如黑曜石。構(gòu)造：指的是巖石中礦物的排列方式和空間分布。巖漿巖的構(gòu)造包括：塊狀構(gòu)造：礦物均勻分布，無(wú)明顯的定向排列，如花崗巖。流紋構(gòu)造：礦物和巖石碎片呈流狀排列，如流紋巖。枕狀構(gòu)造：巖石表面呈枕狀，常見(jiàn)于海底噴發(fā)的玄武巖。通過(guò)對(duì)巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的研究，可以推斷其形成環(huán)境和地質(zhì)歷史，為地質(zhì)找礦和環(huán)境治理提供重要信息。3.巖漿巖的礦物組成3.1主要礦物特征巖漿巖的礦物組成是其分類和識(shí)別的關(guān)鍵，主要礦物的特征可以反映巖漿巖的化學(xué)成分和形成條件。石英：石英是巖漿巖中常見(jiàn)的礦物，尤其在酸性巖中含量較高。石英的硬度為7，具有三方晶系，通常呈六方柱狀晶體。在巖漿巖中，石英的存在表明巖漿在高溫低壓條件下迅速冷卻。長(zhǎng)石：長(zhǎng)石是巖漿巖中最主要的礦物群，包括正長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石兩大類。長(zhǎng)石的化學(xué)成分變化較大，可以從鈉長(zhǎng)石（Na[AlSi3O8]）變化到鈣長(zhǎng)石（Ca[Al2Si2O8]）。長(zhǎng)石的類型和含量是巖漿巖分類的重要依據(jù)。云母：云母族礦物在巖漿巖中以黑云母和白云母的形式出現(xiàn)。云母的層狀結(jié)構(gòu)使其具有良好的電絕緣性和潤(rùn)滑性，因此在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。輝石：輝石是基性巖和超基性巖中的主要礦物，包括單斜輝石和斜方輝石。輝石的晶體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通常呈短柱狀或針狀，顏色從綠色到黑色不等。橄欖石：橄欖石是超基性巖中的特征礦物，化學(xué)式為(Mg,Fe)2SiO4。橄欖石的顏色從黃綠到深綠，具有較高的密度和折射率，是重要的寶石材料。3.2礦物相關(guān)系礦物相關(guān)系是指在特定溫度和壓力下，礦物之間的共生關(guān)系和相轉(zhuǎn)變。巖漿巖的礦物相關(guān)系可以揭示巖漿的冷卻歷史和物理化學(xué)條件。礦物共生：在巖漿巖中，不同礦物的共生關(guān)系反映了巖漿的分異過(guò)程。例如，石英和鉀長(zhǎng)石通常在酸性巖中共生，而輝石和橄欖石則在基性巖中共生。這種共生關(guān)系可以幫助我們理解巖漿的演化過(guò)程。相轉(zhuǎn)變：巖漿巖中的礦物在特定的溫度和壓力下會(huì)發(fā)生相轉(zhuǎn)變。例如，隨著溫度的降低，單斜輝石可以轉(zhuǎn)變?yōu)樾狈捷x石。這種相轉(zhuǎn)變不僅影響巖石的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，還可以提供巖漿冷卻速率的信息。礦物反應(yīng)：在巖漿巖的形成過(guò)程中，礦物之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成新的礦物或礦物組合。例如，長(zhǎng)石和云母在高溫下可以反應(yīng)生成輝石。這些反應(yīng)對(duì)巖石的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)有重要影響。礦物穩(wěn)定性：不同礦物在不同的物理化學(xué)條件下具有不同的穩(wěn)定性。例如，橄欖石在高溫高壓下穩(wěn)定，而輝石在較低溫度下更穩(wěn)定。通過(guò)研究礦物的穩(wěn)定性，可以推斷巖漿巖的形成環(huán)境和地質(zhì)歷史。4.巖漿巖的化學(xué)組成4.1主量元素分析巖漿巖的主量元素是指在巖石中含量較高的元素，通常包括硅(Si)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鈉(Na)、鉀(K)和鈦(Ti)等。這些元素的含量和比例對(duì)巖漿巖的分類、形成機(jī)制以及地球化學(xué)循環(huán)具有重要意義。硅(Si)：硅是巖漿巖中含量最高的元素，通常以硅酸鹽礦物的形式存在。硅的含量可以反映巖漿巖的酸度，酸性巖中硅含量高，而基性巖中硅含量相對(duì)較低。鋁(Al)：鋁在巖漿巖中主要以長(zhǎng)石礦物形式存在，其含量與巖石的化學(xué)成熟度有關(guān)。高鋁含量的巖石通常具有較高的粘度，影響巖漿的流動(dòng)性和噴發(fā)特性。鐵(Fe)和鎂(Mg)：鐵和鎂的含量比例是巖漿巖分類的重要參數(shù)，也與巖石的密度和顏色有關(guān)?；院统詭r中鎂含量高，而酸性巖中鐵含量相對(duì)較高。鈣(Ca)：鈣在巖漿巖中主要存在于鈣長(zhǎng)石和輝石中，其含量與巖石的鈣堿性有關(guān)。鈣堿性系列的巖石具有較高的鈣含量。鈉(Na)和鉀(K)：鈉和鉀的含量比例影響巖漿巖的堿度。鈉長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石的含量變化反映了巖漿分異和結(jié)晶作用的進(jìn)程。鈦(Ti)：鈦在巖漿巖中主要與鐵形成鈦鐵礦，其含量可以作為巖漿巖分類和地球化學(xué)循環(huán)的指標(biāo)。通過(guò)對(duì)主量元素的分析，可以揭示巖漿巖的源區(qū)特征、部分熔融程度以及巖漿演化過(guò)程中的物理化學(xué)條件。4.2微量元素分析微量元素在巖漿巖中的含量雖低，但對(duì)理解巖漿巖的源區(qū)特征、巖漿演化過(guò)程以及巖漿巖的地球化學(xué)屬性具有重要作用。稀土元素(REE)：稀土元素在巖漿巖中的行為可以反映巖漿的分異程度和結(jié)晶歷史。輕稀土元素(LREE)與重稀土元素(HREE)的比值可以揭示巖漿源區(qū)的性質(zhì)和部分熔融過(guò)程。高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)：如鋯石(Zr)、鈮(Nb)、鉭(Ta)等，這些元素在巖漿巖中的行為與它們的離子場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)，可以用于追蹤巖漿巖的源區(qū)和巖漿演化過(guò)程。大離子親石元素(LILE)：如鋇(Ba)、鍶(Sr)、銣(Rb)、鉀(K)等，這些元素在巖漿巖中的遷移性強(qiáng)，可以用于研究巖漿巖的分異作用和巖漿混合過(guò)程。不相容元素：如鈾(U)、釷(Th)、鉀(K)等，這些元素在巖漿巖中的不相容性反映了巖漿的結(jié)晶分異和巖漿房的演化。相容元素：如鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈷(Co)等，這些元素在巖漿巖中的相容性高，可以用于研究巖漿的源區(qū)和巖漿的氧化還原狀態(tài)。微量元素的分析對(duì)于理解巖漿巖的成巖環(huán)境、巖漿源區(qū)的性質(zhì)以及巖漿巖的地球化學(xué)循環(huán)具有重要的指示作用。通過(guò)微量元素的地球化學(xué)研究，可以為巖漿巖的成因提供更多的線索。5.巖漿巖的成因5.1巖漿來(lái)源與形成過(guò)程巖漿巖的成因涉及巖漿的起源、形成過(guò)程以及演化機(jī)制。巖漿主要來(lái)源于地幔和地殼的部分熔融，這一過(guò)程受到溫度、壓力和化學(xué)成分等因素的影響。巖漿的起源：地幔中的橄欖巖在高溫條件下部分熔融形成玄武質(zhì)巖漿，而地殼中的花崗巖在較低溫度下熔融形成酸性巖漿。巖漿的起源與地殼和地幔的物質(zhì)組成密切相關(guān)，不同地區(qū)的巖漿巖具有不同的源區(qū)特征。部分熔融：部分熔融是指在一定的溫度和壓力條件下，巖石只發(fā)生部分熔化，形成巖漿。這個(gè)過(guò)程受到巖石的組成、溫度和流體壓力的影響。例如，地幔中的石榴石在高溫下會(huì)分解，導(dǎo)致橄欖巖的部分熔融。巖漿的形成過(guò)程：巖漿的形成過(guò)程包括巖漿的生成、上升和冷卻凝固。巖漿在地幔中生成后，由于密度較低，會(huì)上升至地殼。在上升過(guò)程中，巖漿可能會(huì)發(fā)生分異作用，形成不同成分的巖漿。最終，巖漿在地殼中冷卻凝固，形成巖漿巖。巖漿房的形成與演化：巖漿房是巖漿在地殼中聚集的區(qū)域，其形成與演化對(duì)巖漿巖的性質(zhì)有重要影響。巖漿房中的巖漿可能會(huì)發(fā)生結(jié)晶分異、巖漿混合和同化作用，導(dǎo)致巖漿成分的變化。5.2巖漿分異作用巖漿分異作用是指巖漿在冷卻過(guò)程中，由于不同礦物的結(jié)晶溫度和溶解度差異，導(dǎo)致巖漿成分發(fā)生變化的過(guò)程。結(jié)晶分異：巖漿冷卻時(shí)，不同礦物按照一定的順序結(jié)晶，先結(jié)晶的礦物與剩余巖漿的化學(xué)成分不同，導(dǎo)致巖漿成分的變化。例如，石英比長(zhǎng)石先結(jié)晶，會(huì)導(dǎo)致剩余巖漿中硅的含量降低。液態(tài)分異：液態(tài)分異是指巖漿中的不同成分在液態(tài)狀態(tài)下發(fā)生分離，通常與巖漿的溫度和壓力變化有關(guān)。例如，酸性巖漿在高溫下可能會(huì)分離出富硅的熔融體。重力分異：重力分異是指在巖漿房中，由于密度差異，較重的礦物下沉，較輕的礦物上浮，導(dǎo)致巖漿成分的分層。這種分異作用在大型巖漿房中尤為明顯。壓力分異：壓力分異是指在高壓條件下，巖漿中的某些礦物溶解度增加，導(dǎo)致巖漿成分的變化。例如，在高壓下，石榴石的溶解度增加，可能導(dǎo)致地幔橄欖巖的部分熔融。巖漿混合：巖漿混合是指不同成分的巖漿相互混合，形成新的巖漿。這種混合作用可以發(fā)生在地幔和地殼的不同深度，對(duì)巖漿巖的成分和性質(zhì)有重要影響。巖漿分異作用是巖漿巖多樣性的主要原因之一，通過(guò)研究巖漿分異作用，可以更好地理解巖漿巖的形成機(jī)制和演化歷史。6.巖漿巖的地質(zhì)作用6.1侵入巖與噴出巖巖漿巖根據(jù)其形成過(guò)程和地質(zhì)作用可以分為侵入巖和噴出巖兩大類，它們?cè)诘刭|(zhì)學(xué)中具有重要的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際應(yīng)用。侵入巖：侵入巖是巖漿在地殼內(nèi)部冷卻凝固形成的巖石。由于冷卻速度較慢，侵入巖通常具有較大的晶體和更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。侵入巖的礦物晶體較大，如花崗巖和輝長(zhǎng)巖，它們?cè)诘刭|(zhì)上表現(xiàn)為巖基、巖脈和巖墻等地質(zhì)結(jié)構(gòu)。噴出巖：噴出巖是巖漿通過(guò)火山活動(dòng)噴發(fā)到地表后冷卻凝固形成的巖石。由于冷卻速度較快，噴出巖通常具有較小的晶體或玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。噴出巖包括玄武巖、安山巖和流紋巖等，它們?cè)诘刭|(zhì)上表現(xiàn)為火山巖層、熔巖流和火山灰等。侵入巖和噴出巖的研究有助于理解地殼和地幔的物質(zhì)循環(huán)、巖漿活動(dòng)的歷史以及地質(zhì)構(gòu)造的演化。例如，侵入巖的年代學(xué)研究可以提供地殼冷卻歷史的信息，而噴出巖的分布則與板塊邊界和熱點(diǎn)活動(dòng)密切相關(guān)。6.2巖漿巖與地質(zhì)構(gòu)造巖漿巖與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系密切，它們可以反映區(qū)域的構(gòu)造活動(dòng)和演化歷史。板塊構(gòu)造：巖漿巖的分布與板塊構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)。在板塊邊界，如洋中脊和俯沖帶，巖漿活動(dòng)尤為活躍。洋中脊以玄武質(zhì)巖漿巖為主，而俯沖帶則常見(jiàn)安山巖和花崗巖等巖漿巖類型。地殼伸展與壓縮：地殼的伸展和壓縮作用會(huì)影響巖漿的生成和上升。在地殼伸展區(qū)，地殼變薄，巖漿容易上升形成侵入巖和噴出巖；在地殼壓縮區(qū)，地殼加厚，巖漿活動(dòng)相對(duì)較少。巖漿巖的定位機(jī)制：巖漿巖在地殼中的定位與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。例如，巖墻和巖脈通常沿著地殼中的裂隙和斷層分布，這些構(gòu)造為巖漿的上升提供了通道。巖漿巖與礦產(chǎn)資源：巖漿巖與多種礦產(chǎn)資源的形成有關(guān)，如銅、鐵、金等。巖漿巖的侵入作用可以導(dǎo)致周?chē)鷰r石的熱液蝕變，形成礦化帶；噴出巖的風(fēng)化作用則可以形成鋁土礦等沉積礦床。通過(guò)對(duì)巖漿巖與地質(zhì)構(gòu)造的研究，可以更好地理解地殼的物理化學(xué)過(guò)程、巖漿活動(dòng)的時(shí)空分布以及礦產(chǎn)資源的勘探和開(kāi)發(fā)。7.變質(zhì)巖巖石學(xué)基礎(chǔ)7.1變質(zhì)巖定義與分類變質(zhì)巖是一類經(jīng)歷高溫高壓條件下物理化學(xué)變化而形成的巖石，它們?cè)醋韵瘸蓭r石（如沉積巖、巖漿巖）在地殼深處的重結(jié)晶和變質(zhì)作用。定義：變質(zhì)巖的特征是其結(jié)構(gòu)、礦物組合和化學(xué)成分因變質(zhì)作用而發(fā)生變化，但巖石的原始礦物和巖石結(jié)構(gòu)可能得以保留。分類：變質(zhì)巖的分類依據(jù)其原巖類型、變質(zhì)程度和變質(zhì)作用的物理化學(xué)條件。主要分類包括：區(qū)域變質(zhì)巖：如片巖、片麻巖和混合巖，它們由區(qū)域變質(zhì)作用形成，通常與地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)。熱接觸變質(zhì)巖：如角巖和云英巖，它們由巖漿侵入體附近的熱力作用形成。動(dòng)力變質(zhì)巖：如碎裂巖和糜棱巖，它們由強(qiáng)烈的構(gòu)造應(yīng)力作用形成。氣液變質(zhì)巖：如綠巖和藍(lán)閃石片巖，它們由含礦熱水溶液的交代作用形成。7.2變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造是其識(shí)別和分類的重要依據(jù)，它們反映了變質(zhì)作用過(guò)程中的物理化學(xué)條件。結(jié)構(gòu)：變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)類型包括：變晶結(jié)構(gòu)：礦物晶體在變質(zhì)作用中重新生長(zhǎng)，形成新的晶體形態(tài)，如變晶石英和變晶長(zhǎng)石。碎屑結(jié)構(gòu)：原巖中的碎屑礦物在變質(zhì)作用中被重新膠結(jié)，形成碎屑結(jié)構(gòu)，如碎屑石英和碎屑長(zhǎng)石。纖維結(jié)構(gòu)：某些礦物在變質(zhì)作用中形成纖維狀晶體，如石棉和纖維狀角閃石。構(gòu)造：變質(zhì)巖的構(gòu)造類型包括：片理構(gòu)造：礦物沿著一定的平面方向排列，形成片狀構(gòu)造，如片巖和片麻巖。條帶構(gòu)造：不同礦物或巖石的條帶狀交替出現(xiàn)，如條帶狀混合巖。褶皺構(gòu)造：巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生彎曲，形成褶皺構(gòu)造。斷層構(gòu)造：巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生破裂和錯(cuò)位，形成斷層構(gòu)造。通過(guò)對(duì)變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的研究，可以推斷其變質(zhì)作用的環(huán)境和歷史，為地質(zhì)構(gòu)造分析和礦產(chǎn)資源勘探提供重要信息。8.變質(zhì)巖的礦物組成變質(zhì)巖的礦物組成是其分類和識(shí)別的關(guān)鍵，主要礦物的特征可以反映變質(zhì)巖的化學(xué)成分和形成條件。8.1主要礦物特征變質(zhì)巖中的礦物在高溫高壓條件下發(fā)生重結(jié)晶，形成特征明顯的變質(zhì)礦物。石英：在變質(zhì)巖中，石英通常以變晶石英的形式出現(xiàn)，晶體形態(tài)較為粗大，是變質(zhì)巖中常見(jiàn)的礦物之一。長(zhǎng)石：長(zhǎng)石在變質(zhì)巖中以變晶長(zhǎng)石的形式出現(xiàn)，其化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)可能因變質(zhì)作用而發(fā)生變化，如斜長(zhǎng)石可能轉(zhuǎn)變?yōu)檎L(zhǎng)石。云母：云母族礦物在變質(zhì)巖中以黑云母和白云母的形式出現(xiàn)，它們?cè)趨^(qū)域變質(zhì)作用中具有重要的指示作用，如黑云母的多相出現(xiàn)可以指示變質(zhì)程度。輝石：輝石在變質(zhì)巖中以斜方輝石和單斜輝石的形式出現(xiàn)，它們是基性和超基性巖漿巖變質(zhì)后的主要礦物。角閃石：角閃石是區(qū)域變質(zhì)巖中常見(jiàn)的礦物，其顏色和化學(xué)成分的變化可以反映變質(zhì)巖的形成環(huán)境和變質(zhì)程度。石榴石：石榴石在變質(zhì)巖中以鋁質(zhì)石榴石和鐵質(zhì)石榴石的形式出現(xiàn)，它們?cè)诟邏鹤冑|(zhì)巖中尤為常見(jiàn)，如藍(lán)片巖和榴輝巖。8.2礦物相關(guān)系礦物相關(guān)系是指在特定溫度和壓力下，礦物之間的共生關(guān)系和相轉(zhuǎn)變。變質(zhì)巖的礦物相關(guān)系可以揭示變質(zhì)巖的冷卻歷史和物理化學(xué)條件。礦物共生：在變質(zhì)巖中，不同礦物的共生關(guān)系反映了變質(zhì)作用的過(guò)程。例如，石榴石和藍(lán)閃石的共生可以指示高壓變質(zhì)環(huán)境。相轉(zhuǎn)變：變質(zhì)巖中的礦物在特定的溫度和壓力下會(huì)發(fā)生相轉(zhuǎn)變。例如，隨著壓力的增加，石榴石可以轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏旱牡V物相。礦物反應(yīng)：在變質(zhì)巖的形成過(guò)程中，礦物之間會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成新的礦物或礦物組合。例如，長(zhǎng)石和云母在高溫下可以反應(yīng)生成輝石。礦物穩(wěn)定性：不同礦物在不同的物理化學(xué)條件下具有不同的穩(wěn)定性。例如，石榴石在高壓下穩(wěn)定，而輝石在較低壓力下更穩(wěn)定。通過(guò)研究礦物的穩(wěn)定性，可以推斷變質(zhì)巖的形成環(huán)境和地質(zhì)歷史。9.變質(zhì)巖的化學(xué)組成變質(zhì)巖的化學(xué)組成是理解其成巖過(guò)程和地質(zhì)背景的重要線索。通過(guò)分析變質(zhì)巖的主量元素和微量元素，可以揭示其源區(qū)特征、變質(zhì)過(guò)程以及地球化學(xué)循環(huán)。9.1主量元素分析主量元素在變質(zhì)巖中的含量和比例對(duì)變質(zhì)巖的分類、形成機(jī)制以及地球化學(xué)循環(huán)具有重要意義。硅(Si)：硅是變質(zhì)巖中含量最高的元素，通常以硅酸鹽礦物的形式存在。硅的含量可以反映變質(zhì)巖的酸度，酸性變質(zhì)巖中硅含量高，而基性變質(zhì)巖中硅含量相對(duì)較低。鋁(Al)：鋁在變質(zhì)巖中主要以云母和長(zhǎng)石礦物形式存在，其含量與巖石的化學(xué)成熟度有關(guān)。高鋁含量的巖石通常具有較高的粘度，影響變質(zhì)巖的變形特性。鐵(Fe)和鎂(Mg)：鐵和鎂的含量比例是變質(zhì)巖分類的重要參數(shù)，也與巖石的密度和顏色有關(guān)?；院统宰冑|(zhì)巖中鎂含量高，而酸性變質(zhì)巖中鐵含量相對(duì)較高。鈣(Ca)：鈣在變質(zhì)巖中主要存在于鈣長(zhǎng)石和輝石中，其含量與巖石的鈣堿性有關(guān)。鈣堿性系列的變質(zhì)巖具有較高的鈣含量。鈉(Na)和鉀(K)：鈉和鉀的含量比例影響變質(zhì)巖的堿度。鈉長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石的含量變化反映了變質(zhì)分異和結(jié)晶作用的進(jìn)程。鈦(Ti)：鈦在變質(zhì)巖中主要與鐵形成鈦鐵礦，其含量可以作為變質(zhì)巖分類和地球化學(xué)循環(huán)的指標(biāo)。通過(guò)對(duì)主量元素的分析，可以揭示變質(zhì)巖的源區(qū)特征、部分熔融程度以及變質(zhì)演化過(guò)程中的物理化學(xué)條件。9.2微量元素分析微量元素在變質(zhì)巖中的含量雖低，但對(duì)理解變質(zhì)巖的源區(qū)特征、變質(zhì)演化過(guò)程以及變質(zhì)巖的地球化學(xué)屬性具有重要作用。稀土元素(REE)：稀土元素在變質(zhì)巖中的行為可以反映變質(zhì)巖的分異程度和結(jié)晶歷史。輕稀土元素(LREE)與重稀土元素(HREE)的比值可以揭示變質(zhì)巖源區(qū)的性質(zhì)和部分熔融過(guò)程。高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)：如鋯石(Zr)、鈮(Nb)、鉭(Ta)等，這些元素在變質(zhì)巖中的行為與它們的離子場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)，可以用于追蹤變質(zhì)巖的源區(qū)和變質(zhì)演化過(guò)程。大離子親石元素(LILE)：如鋇(Ba)、鍶(Sr)、銣(Rb)、鉀(K)等，這些元素在變質(zhì)巖中的遷移性強(qiáng)，可以用于研究變質(zhì)巖的分異作用和巖漿混合過(guò)程。不相容元素：如鈾(U)、釷(Th)、鉀(K)等，這些元素在變質(zhì)巖中的不相容性反映了變質(zhì)巖的結(jié)晶分異和變質(zhì)巖房的演化。相容元素：如鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈷(Co)等，這些元素在變質(zhì)巖中的相容性高，可以用于研究變質(zhì)巖的源區(qū)和變質(zhì)巖的氧化還原狀態(tài)