第四章变质岩的形成作用-4.ppt

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1、 现今出露于地表的变质岩是如何形成的现今出露于地表的变质岩是如何形成的 ？即在变质条？即在变质条件下地壳已存岩石是如何形成变质岩的？件下地壳已存岩石是如何形成变质岩的？ 1变质重结晶作用变质重结晶作用 2变质结晶作用（变质反应）变质结晶作用（变质反应） 3变形作用变形作用 4变质分异作用变质分异作用 5 5交代作用（岩石交代作用（岩石- -流体相互作用）流体相互作用） 第一节第一节 变质重结晶作用变质重结晶作用 概念概念: : 指在变质条件下，同种矿物间的溶解、组分迁移、再沉淀结晶的改造作用。在此过程中,只有矿物颗粒形状和大小的变化，没有新的矿物相出现。重结晶前后岩石总化学成分（除H2O、CO

2、2等挥发分外）保持不变。 特点特点: 原岩中某些矿物的个体形态、大小、空 间位置等发生变化, 即造成岩石结构构造方面的变化。 一般发生于组成矿物单一的岩石中，如灰岩和石英净砂岩。 实例实例:灰灰 岩岩大理岩大理岩重重 结结 晶晶T. P石英净砂岩石英净砂岩 石英岩石英岩 重重 结结 晶晶T. P第一节第一节 变质重结晶作用变质重结晶作用(1) 原岩成分原岩成分: 成分越简单、越纯净, 越利于重结晶作用.(2) 粒度粒度: 同种矿物的粒度越小, 表面能就越高, 稳定性越差，也就越利于重结晶作用.(3) 形态形态: 外形不规则的矿物颗粒易于发生重结晶作用.(4) 温度温度: 温度升高促使矿物溶解增

3、大,组分在溶液中的扩散速度、扩散距离随之增大, 利于发生大规模的重结晶作用.(5) 应力应力: 应力使岩石破碎、变形, 颗粒变细表面能增大，利于发生重结晶作用.第一节第一节 变质重结晶作用变质重结晶作用 一般发生在低应变区或应力消失以后, 是在没有应力或应力较弱的条件下发生的重结晶作用.v 产物特点产物特点: : 形成的矿物近等轴粒状形成的矿物近等轴粒状, , 边界平直，无定向组构边界平直，无定向组构, , 同种矿物之间往往发育三边平衡结构同种矿物之间往往发育三边平衡结构. . 花岗变晶结构花岗变晶结构(粒状粒状) 花岗变晶结构花岗变晶结构(鳞片粒状鳞片粒状) 花岗变晶结构花岗变晶结构(柱状粒

4、状柱状粒状) 穿插变晶结构穿插变晶结构(1) 穿插变晶结构穿插变晶结构(2) 球粒变晶结构球粒变晶结构 斑状变晶结构斑状变晶结构 嵌状变晶结构嵌状变晶结构 骸晶变晶结构骸晶变晶结构图图4-1 接触变质岩（静态重结晶）典型结构素描接触变质岩（静态重结晶）典型结构素描A-A边界能与边界能与A-B边边界能接近时界能接近时, 形成三形成三边平衡结构边平衡结构 = 1200A-A边界能大于边界能大于A-B边界能时边界能时, 减小。减小。图图4-2 颗粒边界能与颗粒边界能与矿物接触关系示意图矿物接触关系示意图第一节第一节 变质重结晶作用变质重结晶作用 一般发生在强应变区, 是在有较强应力作用条件下伴随变形

5、而发生的重结晶作用。主要是由于变形晶体有大量位错，储集了变形施加的应变能，因而不稳定而力图通过重结晶以消除应变能恢复到稳定的无应变状态。可以分为两个阶段：无应变的新颗粒取代具有 高应变能的变形颗粒，产生细粒化作用。新生无应变能颗粒取代具 高应变能变形颗粒后继续生长，颗粒加粗加大的过程。第一节第一节 变质重结晶作用变质重结晶作用 作用方式(机制)一般可以分为两种类型:已变形的矿物颗粒开始溶解并被新生的同种矿物定向生长取代的过程，结果产生定向组构。在剪应力作用下，矿物旋转变形与重结晶作用同时发生，结果形成一种独立的亚颗粒结构（由许多细小的同种矿物颗粒组成，它们光性不同，界限不清）。照片照片4-1.

6、 石英的波状消光石英的波状消光石英波状消光石英波状消光指示的动态重结晶指示的动态重结晶照片照片4-2.4-2.石英的石英的亚颗粒结构亚颗粒结构石英石英亚颗粒结构指示的亚颗粒结构指示的恢复阶段的动态重结晶恢复阶段的动态重结晶照片照片4-3.4-3.石英的石英的亚颗粒结构亚颗粒结构石英石英亚颗粒结构指示的恢复阶段的动态重结晶亚颗粒结构指示的恢复阶段的动态重结晶照片照片4-4.4-4.齿状齿状石英石英斜长石的斜长石的 “S” 形残形残斑斑齿状齿状石英石英指示的动态重结晶指示的动态重结晶条纹长石的条纹长石的亚颗粒结构指示的恢复阶段的动态重结晶亚颗粒结构指示的恢复阶段的动态重结晶照片照片4-5.4-5.

7、条带状条带状石英及条纹长石的石英及条纹长石的亚颗粒结构亚颗粒结构第二节第二节 变质反应（变质结晶作用变质反应（变质结晶作用 metamorphic crystallization ）指在变质作用的温度压力范围内指在变质作用的温度压力范围内, 原岩在基本保持固态的条件下原岩在基本保持固态的条件下, 岩石中原有矿物被新生矿物所取代的过程。变质结晶前后，岩石总岩石中原有矿物被新生矿物所取代的过程。变质结晶前后，岩石总化学成分（除化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）保持不变。等挥发分外）保持不变。 变质结晶作用多是通过特定的反应来实现的,因此变质结晶作用也称变质反应。变质反应的研究意义在于可以了解矿

8、物成分的变化过程并获取变质条件信息。 代表人物 Winker，根据实验资料确定了14个特定的变质反应，使变质作用物理化学条件的测定由定性研究转为定量研究。 原岩成分；结构构造原岩成分；结构构造; 环境的物化条件。环境的物化条件。第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） 变质反应是在一定的体系内，一定的温度、压力、组分浓度等条件下进行的，当变质反应达到平衡时，遵从的基本热力学方程为： d（ G）= 0 = VdP- SdT 即 dP / dT = S /V （Clausius-Clapeyron方程）方程） G -反应的吉布斯自由能变化，反应的吉布斯自由能变化， S - 反

9、应的熵变，反应的熵变， V 反应的体积变化反应的体积变化 式中的式中的dP / dT是是P-T图解上变质反应曲线的斜率，根据图解上变质反应曲线的斜率，根据S 和和V 的变化可以的变化可以确定确定P-T图解反应曲线的斜率图解反应曲线的斜率，正，正向反应向反应S一般为正值，所以斜率的正负取决于一般为正值，所以斜率的正负取决于V 。第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） 变质反应是变质岩形成的最主要方式，变质岩中新矿物的变质反应是变质岩形成的最主要方式，变质岩中新矿物的形成和旧矿物的消失可通过多种途径完成。根据反应物与生形成和旧矿物的消失可通过多种途径完成。根据反应物与生成物

10、的状态，可以将变质反应作用类型划分为以下成物的状态，可以将变质反应作用类型划分为以下 6 种类型：种类型： 1. 固体固体反应固体固体反应 2 脱吸流体相（脱吸流体相（H2O和和CO2) )反应反应 3 氧化还原反应氧化还原反应 4 4 不连续反应和连续反应不连续反应和连续反应 5 离子交换反应离子交换反应 6 去水熔融反应去水熔融反应第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） （1）反应物与生成物都是固相，没有流体相出现；反应物与生成物都是固相，没有流体相出现； （2）变质反应因素只有 T、P，是比较好的P-T指示计； （3）固体的S 和V 变化很小， 计算时可近似看作

11、常数；dP / dT近似为常数，反应曲线为直线； （4）变质岩石中的固固反应曲线无论具有正斜率，还 是负斜率，其斜率的绝对值都比较低，在P-T图上 这些反应的单变线比较平缓，因此常用这类反应确定变质岩石的压力类型 。第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） （1）多形转变反应）多形转变反应 Al2SiO5（AndKySiil） Q Cos Gra Dia 柯石英和金刚石出现的压力在3.0GPa以上(100km)是良好的超高压指示矿物图图4-3 多形转变反应多形转变反应第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） （2 2）一般的固态反应）一般的固态反应这

12、种反应在变质岩中出现很多，例如：Ab = Jd + Q（单一固体分解反应）（单一固体分解反应）Grs + 2Ky + Q = An（多相固体合成反应）（多相固体合成反应）Hy + Pl = Cpx + Ga + Q（多相固体反应）（多相固体反应）图图4-4 一般固态反应一般固态反应第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） （3）固溶体的出溶（分解、溶离）反应）固溶体的出溶（分解、溶离）反应 高温时相互混溶的固溶体，在温度降低至固溶体分解曲线之下时，就会分解为成分不同的两相。如由K、Na交换构成的碱性长石固溶体在温度降低时分解为富钠碱性长石和富钾碱性长石两种固溶体。第二节第

13、二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用）（4） 一些重要变质反应指示的一些重要变质反应指示的P-T条件变化条件变化 n照片照片4-6.4-6.固体固体反应固体固体反应照片照片4-7.4-7.固体固体反应固体固体反应照片照片4-8.4-8.固体固体反应固体固体反应照片照片4-9.4-9.固体固体反应固体固体反应第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） 脱（吸）流体反应的一般特征脱（吸）流体反应的一般特征（1）变质反应中出现了流体相，影响因素复杂，要考虑流体相的浓度。（2）流体相比固体相有较大的熵值，反应熵变S0，反应的体积变化V则随压力变化而不同。在低压下（3

14、kb）时，V很小，反应单变线近于与压力轴平行，反应温度不随压力变化而变化；当反应压力很大时，V0，这类反应单变线变为负斜率。 （3）在中压区域变质作用范围内（3-10 kb），脱水反应单变线与压力轴近平行，这些脱水反应是划分变质作用温度范围主要依据。Figure 26-6. Schematic T-XCO2 phase diagram illustrating the general shapes of the five types of reactions involving CO2 and H2O fluids. After Greenwood (1967). In P. H. Abels

15、on (ed.), Researches in Geochemistry. John Wiley. New York. V. 2, 542-567. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. 第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） 脱（吸）流体反应的一般特征脱（吸）流体反应的一般特征 （1）简单脱水反应（2）简单脱碳酸反应（3）脱水-脱碳酸反应（4）水化-脱碳酸反应（5）碳酸盐化-脱水反应 Greenwood ,1967. 引自引自Winter,

16、2001H2OCO2Figure 26-2. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. 第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用）（1）脱水反应）脱水反应 Figure 26-4. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. 第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） 脱（吸）水反应的常见类型脱（吸）水反应的常见

17、类型 Mus + Q = Kf + Al2SiO5 + H2O Hb + Q = Hy + Cpx + Pl + H2O Hb = Cpx + Gt + H2O 注意：正向反应注意：正向反应-脱水反应一般指示温度升高脱水反应一般指示温度升高照片照片4-10 4-10 反应结构反应结构照片照片4-11 4-11 反应结构反应结构Figure 26-1. A portion of the equilibrium boundary for the calcite-aragonite phase transformation in the CaCO3 system. After Johannes an

18、d Puhan (1971), Contrib. Mineral. Petrol., 31, 28-38. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. Figure 26-5. T-XCO2 phase diagram for the reaction Cal + Qtz = Wo + CO2 at 0.5 GPa assuming ideal H2O-CO2 mixing, calculated using the program TWQ by Berman (1988,

19、 1990, 1991). Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. 第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用）（2）脱碳酸（碳酸盐化）反应的）脱碳酸（碳酸盐化）反应的: 第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） 脱碳酸（酸盐化）反应的常见类型脱碳酸（酸盐化）反应的常见类型: Cc + Q = Wo + CO2 Dol + Q = Di + CO2 （3）脱水）脱水-脱碳酸反应脱碳酸反应: Tr +Cc + Q = Di + CO

20、2 + H2O （4）水化（吸水）水化（吸水）- 脱碳酸反应脱碳酸反应:Dol + Q+H2O = Tr + Cc + CO2 第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用）羟铁云母 + O2 钾长石 + 磁铁矿 + H2O （氧化）（氧化） 紫苏辉石 + O2 + H2O 滑石 + 磁铁矿（氧化）（氧化） 2磁铁矿 + 3石英 = 3Fe-橄榄石 + O2 （还原）（还原）第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用）根据反应物与生产物之间的关系可将变质反应划分根据反应物与生产物之间的关系可将变质反应划分 为：为： 1 1、不连续反应、不连续反应 反应物与生成

21、物间是一种反应物与生成物间是一种突变关系。突变关系。 在给定压力和流体成分条件下，反应在一个特定的温度发生，在T-P、P-x、T-x双变量图解上反应物和生成物只能在单变反应线上共生。当反应脱离了平衡的P-T条件(单变线)后,不是反应物稳定就是生成物稳定，其性质是不连续。Fig. 26-9. Schematic isobaric T-XMg diagram representing the simplified metamorphic reaction Chl + Qtz Grt + H2O. From Winter (2001) An Introduction to Igneous and M

22、etamorphic Petrology. Prentice Hall. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall. 第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用）2、连续反应连续反应 例如例如: 3(Mg,Fe)2Al4Si5O18=2(Mg,Fe)3Al2Si3O12+4Al2SiO5+5SiO2 Cord Ga Sill Q 实验表明，Ga的生成并没有导致Cord 的立即消失, 二者有一个共存区，共存区的宽度取决于原岩的成分。反应物与生成物间是一种渐变

23、关系，反应物与生成物间是一种渐变关系，在给定压力和流体成分条件下，反应在一个温度范围内连续发生。在T-P、P-x、T-x双变量图解上，反应物和生成物在双变反应区内共存。在双变区中成分不断调整，反应的P-T条件取决于岩石成分。第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） 2 2、连续反应、连续反应 图示一个连续反应图示一个连续反应 Chl + Qtz Grt + H2O 组合组合Chl + Qtz + Grt 在在 一定的一定的 P-T范围内共存。范围内共存。.第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用） 1 1、净转移反应净转移反应反应前后矿物的原子数发生变

24、化。 2、交换反应：交换反应：反应前后矿物的原子数不发生变化，仅引起共存矿物间原子（如Fe、Mg)交换。交换反应引起的系统体 积改变小，对压力不敏感，是很好的 例如例如: 共存的共存的 Bi-Gt 之间的之间的Fe/Mg交换反应交换反应 Mg3Al2Si3O12+KFe3Al2Si3O1 0 = Fe3Al2Si3O12+KMg3Al2Si3O10 （镁铝榴石）（镁铝榴石） （羟铁云母）（羟铁云母） （铁铝榴石）（金云母）（铁铝榴石）（金云母） 第二节第二节 变质反应（变质结晶作用）变质反应（变质结晶作用）第三节第三节 变质分异作用变质分异作用一、概念：一、概念：指原来矿物成分均匀的岩石经历变

25、质作用后指原来矿物成分均匀的岩石经历变质作用后, 转变为矿物成分不均匀的岩石的各种作用的总和。转变为矿物成分不均匀的岩石的各种作用的总和。特特点是原岩本身的某些矿物组分经扩散作用而不均匀聚点是原岩本身的某些矿物组分经扩散作用而不均匀聚集的过程，集的过程，它以组分在空间上有一定范围的迁移而不同于一般的重结晶作用，又以没有组分从系统中带出或从系统外带入而不同于交代作用。二、变质分异作用的方式：二、变质分异作用的方式： 1 压力不均匀引起的侧分泌作用 2 表面能差异引起的变质分异作用 3 与剪应力有关的变质分异作用 4 与变质反应有关的变质分异作用（如条带状石榴斜长角闪岩、变斑晶）照片照片4-12.

26、4-12. 组分扩散形成的堇青石组分扩散形成的堇青石照片照片4-134-13. 角闪质基体与钠长石细脉组成的条带状混合岩角闪质基体与钠长石细脉组成的条带状混合岩第四节第四节 变形作用变形作用脆性变形和塑性变形脆性变形和塑性变形 在应力作用下，岩石将会发生变形，当岩石遭受的应力作用在应力作用下，岩石将会发生变形，当岩石遭受的应力作用超过其塑性屈服强度时，岩石就会发生塑性变形；当应力超过其超过其塑性屈服强度时，岩石就会发生塑性变形；当应力超过其弹性极限时，岩石就会发生破裂脆性变形。弹性极限时，岩石就会发生破裂脆性变形。岩石性质、应力状态和强度、温度、压力和流体，等岩石性质、应力状态和强度、温度、压

27、力和流体，等 岩石能否变形及岩石变形性质，主要取决于岩石本身的物理性质岩石能否变形及岩石变形性质，主要取决于岩石本身的物理性质 和其所处的外部环境。例如和其所处的外部环境。例如, 长英质岩石比铁镁质岩石易发生塑长英质岩石比铁镁质岩石易发生塑 性变形；较高的温度和静压力条件利于发生塑性变形等。性变形；较高的温度和静压力条件利于发生塑性变形等。第四节第四节 变形作用变形作用 1、 变形条件：变形条件：在地壳浅部低温低压和较高应变速率条件下； 2、变形特点：、变形特点：组成岩石的矿物来不及调整颗粒的形状及本身的位置，甚至来不及拆开颗粒边界上彼此铰合的结构就发生了总体破裂。 3、表现形式：、表现形式：

28、岩石表现为沿裂缝破裂，产生碎裂和断裂，形成断层角砾和断层泥，固结后形成各种断层角砾岩和碎裂岩。第四节第四节 变形作用变形作用 1、变形条件：、变形条件： 发生在地壳深部，较高的围压、温度和应变速率较低的条件下。 2、变形特点：、变形特点：变形岩石不发生破裂而仅改变其形状，岩石保持空间的整体性和连续性，如发生褶曲和扭曲等。 3、表现形式：、表现形式：（1）塑性变形可引起矿物晶体出现内部晶格滑动和位错，发育。（2）由于岩石内部所受的应力不均匀引起组分化学位的梯度变化，从而形成岩石内部的扩散流。与之有关的结构现象有如：（3）在应力作用下，变质岩石中的矿物出现优选定向，从而形成变质岩石所特有的第四节第

29、四节 变形作用变形作用 4、变形方式：、变形方式： 包括晶体颗粒之间的滑动和扩散流动包括晶体颗粒之间的滑动和扩散流动,特点如下特点如下: a. 颗粒边界具有较大的颗粒边界具有较大的Gibbs自由能，比起其他部位不稳定；自由能，比起其他部位不稳定； b. 化学迁移从应力较大的颗粒边界向其他部位迁移并生长扩散流动；化学迁移从应力较大的颗粒边界向其他部位迁移并生长扩散流动； c. 改变了晶体的形状，但没有改变晶体的内部结构；改变了晶体的形状，但没有改变晶体的内部结构； d. 通常有粒间流体相参加，通过粒间流体相的扩散流动称压溶。通常有粒间流体相参加，通过粒间流体相的扩散流动称压溶。第四节第四节 变形

30、作用变形作用 4、变形方式：、变形方式： 包括直线滑移、双晶滑移、单个晶体的扭包括直线滑移、双晶滑移、单个晶体的扭折，它们与晶体位错移动相联合。折，它们与晶体位错移动相联合。a. 直线滑移直线滑移： 特点是晶格滑移的距离是结晶学基本单位的整数倍，滑移结果是仅改变矿物外形, 不改变晶格方位。b. 双晶滑移双晶滑移：特点是晶格滑移的距离是结晶学基本单位的分数，结果产生机械双晶。c. 扭折扭折：是由于晶内变形不均匀而在滑移中发生旋转，导致滑移面弯曲产生扭折。第四节第四节 变形作用变形作用 5、组分运动、组分运动（知识扩充）（知识扩充） 包括晶体内部的滑动和晶体颗粒之间的相对运动包括晶体内部的滑动和晶

31、体颗粒之间的相对运动a. 刚性矿物颗粒的旋转刚性矿物颗粒的旋转 例如石榴石变斑晶的旋转及其内部产生的“S”形残缕结构b. 晶内晶内塑性变形塑性变形 晶体各组成部分通过晶体内部的一些脆弱面做相对滑动. 结晶片理的成因：结晶片理的成因： 随着应力增强, 颗粒之间将发生相对旋转, 引起相邻矿物晶 格方位的改变, 又将出现新的滑动 面, 如此反复,将使矿物的 外形和光性方位出现不同的定向特征而形成第四节第四节 变形作用变形作用 5、组分运动、组分运动（知识扩充）（知识扩充） 在应力的作用下, 造岩组分以离子或原子形式, 通过在间隙溶液中溶解, 扩散及再次沉淀等方式进行的一种运动形式。a.矿物在较大压应

32、力方向趋于溶解, 迁移扩散到低压应力地区沉淀结晶成新矿物. 结果, 矿物定向生长, 形成结晶片理。b. .晶体不同方向的生长速度不同, 如果某一结晶中心生长速度快的方向处于 “S” (片理面 ) 面内, 则易于快速生长, 其它方向的结晶中心则趋于消失, 结果, 产生定向构造.许多晶体的结构都具有力学非均一性, 抗压强度不同, 同种矿物 不同颗粒的结晶轴和应力轴的方位关系也不同, 因此, 只有某些特定方位的颗粒能稳定存在并不断生长, 其它方位的颗粒不稳定而趋于分解,结果产生矿物的优选方位.照片照片4-15 .4-15 .塑性变形组构及形成示意图塑性变形组构及形成示意图照片照片4-16.4-16.

33、塑性变形组构及形成示意图塑性变形组构及形成示意图五、五、 变质结晶作用与变形作用的相互关系变质结晶作用与变形作用的相互关系 变质结晶作用与变形作用的相对时序变质结晶作用与变形作用的相对时序 利用变斑晶内部包体排列方向 ( Si ) 和岩石片理或片麻 理( Se ) 之间的关系, 结合矿物的形态特征和空间分布 等特征, 可区分出: 1. 构造期前变质结晶作用构造期前变质结晶作用: 变质发生于变形作用之前。变质发生于变形作用之前。 2. 同构造期变质结晶作用：同构造期变质结晶作用：变质与变形基本同时发生。变质与变形基本同时发生。 3. 构造期后变质结晶作用：构造期后变质结晶作用：变质发生于变形结束

34、之后。变质发生于变形结束之后。五、五、变质结晶作用与变形作用的相互关系变质结晶作用与变形作用的相互关系 构造期前变质结晶作用构造期前变质结晶作用(1).矿物常出现变形现象矿物常出现变形现象, 如波状消光如波状消光, 双晶弯曲双晶弯曲,变形纹等变形纹等.(2).Se斜切变斑晶内的斜切变斑晶内的Si, 则变斑晶形成早于则变斑晶形成早于Se而晚于而晚于Si(3).早期形成的变斑晶被后期早期形成的变斑晶被后期Se所围绕所围绕, 变斑晶两端常见变斑晶两端常见有压力影构造。有压力影构造。(4).后期形成的后期形成的Se穿切早期形成的矿物。穿切早期形成的矿物。(5).变斑晶矿物具有压力溶解现象变斑晶矿物具有

35、压力溶解现象(溶蚀、压溶结构溶蚀、压溶结构)。图图4-11 构造期构造期前变质结晶作前变质结晶作用特点示意图用特点示意图照片照片4-17.4-17.刚性辉石周围的压力影现象刚性辉石周围的压力影现象五、五、变质结晶作用与变形作用的相互关系变质结晶作用与变形作用的相互关系 同构造期变质结晶作用同构造期变质结晶作用(1) 变斑晶中的变斑晶中的Si呈呈“S”形弯曲并与形弯曲并与Se相连相连, 表明变斑晶生表明变斑晶生长时发生了旋转应变长时发生了旋转应变.(2) 变斑晶中的变斑晶中的Si朝向晶体边缘逐渐发生偏转朝向晶体边缘逐渐发生偏转, 并与并与Se相连相连.(3) Si在变斑晶中间较平直在变斑晶中间较

36、平直, 向晶体边缘向晶体边缘, 其褶皱程度趋于其褶皱程度趋于紧密并与紧密并与Se相连相连. 表明变斑晶是基质发生褶皱时形成的表明变斑晶是基质发生褶皱时形成的.(4) 与变形同时生长的矿物常具有方向性排列与变形同时生长的矿物常具有方向性排列, 构成片理构成片理.(5) 变斑晶具有推开片理的生长现象变斑晶具有推开片理的生长现象, 变斑晶两端也具有变斑晶两端也具有压力影构造压力影构造, 这种现象与构造前变斑晶不易区别这种现象与构造前变斑晶不易区别.照片照片4-18.4-18.同构造期变质结晶作用同构造期变质结晶作用旋转的石榴石变斑晶旋转的石榴石变斑晶同构造期黄铁矿同构造期黄铁矿照片照片4-8.4-8

37、.同构造期变质结晶作用同构造期变质结晶作用同构造期石榴石同构造期石榴石照片照片4-19.4-19.同构造期变质结晶作用同构造期变质结晶作用石榴石变斑晶中同构造期夕线石包体石榴石变斑晶中同构造期夕线石包体照片照片4-20.4-20.五、五、变质结晶作用与变形作用的相互关系变质结晶作用与变形作用的相互关系 构造期后变质结晶作用构造期后变质结晶作用(1). 变斑晶中的变斑晶中的Si与与Se基质相连基质相连, 如果如果Se较平直较平直, Si也也 较平直较平直; 如果如果Se褶皱褶皱Si也具有相同程度的褶皱也具有相同程度的褶皱.(2). 矿物分布是任意的矿物分布是任意的, 无优选方位无优选方位, 常常

38、切割早期片理常常切割早期片理.(3). 具有定向构造的岩石中具有定向构造的岩石中,会出现晚期形成的呈放射状会出现晚期形成的呈放射状 排列的矿物集合体排列的矿物集合体,它是典型的构造期后矿物的特点它是典型的构造期后矿物的特点.(4). 变斑晶两端无压力影现象变斑晶两端无压力影现象.a.Helicitic folds b. Randomly oriented crystals c. Polygonal arcs d. Chiastolite e. Late, inclusion-free rim on a poikiloblast (?) f. Random aggregate pseudomor

39、ph照片照片4-21.4-21.构造期后石榴石变斑晶构造期后石榴石变斑晶早期石榴石早期石榴石(核部核部)具有叶理具有叶理, 构造期后生长边无叶理构造期后生长边无叶理图图4-14 4-14 不同构造期不同构造期石榴石变斑晶特点示意图石榴石变斑晶特点示意图五、五、变质结晶作用与变形作用的相互关系变质结晶作用与变形作用的相互关系 变质结晶作用与变形作用之间属于互相促进、互变质结晶作用与变形作用之间属于互相促进、互为依赖关系。例如：为依赖关系。例如： 变形作用使岩石破碎，为流体提供了通道；变形作用使矿物颗粒减小，增加了颗粒接触机会，增大了接触颗粒的自由能；应力增加了元素的扩散速度和扩散距离；它们都使变

40、质反应变得容易。 变质反应会产生一些更容易变形的新矿物，进变质反应会产生流体以及引起岩石体积的变化，这些都可以改变岩石的力学性质，从而促进变形作用的发生和发展。第五节第五节 交代作用交代作用一、概念：一、概念：指在变质条件下，由变质岩以外物质的带入指在变质条件下，由变质岩以外物质的带入和原岩物质的带出，而造成岩石中一种矿物被另一和原岩物质的带出，而造成岩石中一种矿物被另一种化学成分不同的矿物所置换的过程。种化学成分不同的矿物所置换的过程。其形成的产其形成的产物如：矽卡岩、混合岩、气热变质岩等。物如：矽卡岩、混合岩、气热变质岩等。二、交代作用的特征二、交代作用的特征1、交代作用是一种机理复杂的成岩成矿作用过程，自然界分布很广，并与不同的地质作用相联系。2、交代作用过程中岩石总的化学成分要发生不同程度的改变。第五节第五节 交代作用交代作用二、交代作用的特征二、交代作用的特征3 3、交代作用过程中，岩石中原有矿物的分解消失与新矿物的形成和生长基本同时进行，是一种物质逐渐置换的过程。4、交代作用过程中，岩石基本保持固态（刚性或塑性），但以以H2O和和CO2为主的流体相存在是为主的流体相存在是十分必要的。5、交代作用过程，岩石总体积基本不变，即交代反应的过程既遵守质量守恒的规律，又必须体积守恒。但有些情况下，交代过程中系统的体积并非完全不变。