第六章---共生分析和变质相-变质岩岩石学课件.ppt

《第六章---共生分析和变质相-变质岩岩石学课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章---共生分析和变质相-变质岩岩石学课件.ppt（64页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第六章第六章 共生分析和变质相共生分析和变质相第一节第一节 矿物相律矿物相律 一、共生分析的基本思路一、共生分析的基本思路 二、矿物相律二、矿物相律第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解 一、矿物组合及其确定标志一、矿物组合及其确定标志 二、组分分析二、组分分析 三、成分三、成分/共生图解共生图解第三节第三节 变质相变质相 一、共生分析的基本思路一、共生分析的基本思路（一）共生分析的基础（一）共生分析的基础-吉布斯相律吉布斯相律第一节第一节 矿物相律矿物相律从热力学角度看，变质岩就是一个复杂的非均匀体系，其热峰条从热力学角度看，变质岩就是一个复杂的非均匀体系，其热

2、峰条件下形成的矿物组合非常接近化学平衡。因此件下形成的矿物组合非常接近化学平衡。因此,变质岩中的矿物变质岩中的矿物组合（相）与岩石化学成分（组分）和物理化学条件（自由度）组合（相）与岩石化学成分（组分）和物理化学条件（自由度）之间的关系应服从之间的关系应服从吉布斯相律吉布斯相律P P（相相相相数）数）数）数）+F F（自由度数）自由度数）自由度数）自由度数）=C C（组分数）组分数）组分数）组分数）+2+2（二）共生分析的基本概念（二）共生分析的基本概念从研究变质矿物共生组合特征及其变化规律出发，应用相律，分从研究变质矿物共生组合特征及其变化规律出发，应用相律，分析矿物组合与岩石化学成分和物理

3、化学条件之间的关系，这是变析矿物组合与岩石化学成分和物理化学条件之间的关系，这是变质岩岩石学研究的基本方法质岩岩石学研究的基本方法 代表人物代表人物代表人物代表人物:V.M.Goldschmidt And D.S.KorzhenskiiV.M.Goldschmidt And D.S.Korzhenskii（三）（三）基布斯相律的应用基布斯相律的应用-以以Al2SiO5单组分体系为例单组分体系为例第一节第一节 矿物相律矿物相律 该体系可能出现该体系可能出现 的矿物有红柱石、的矿物有红柱石、兰晶石、矽线石兰晶石、矽线石1.F1.F=0=0PP=3=3 (不变平衡不变平衡)2.2.FF=1=1PP=

4、2=2 (单变平衡单变平衡)3.3.FF=2=2PP=1=1 (双变平衡双变平衡)PP=CC+2-+2-FF二、二、矿物相律矿物相律（一）（一）封闭体系封闭体系V.M.GoldschmidtV.M.Goldschmidt矿物相律矿物相律第一节第一节 矿物相律矿物相律变质作用经常是在温度和压力都在发生变化的区间内进行并达变质作用经常是在温度和压力都在发生变化的区间内进行并达到平衡的，即至少有到平衡的，即至少有两个自由度（两个自由度（F F2)2)。根据根据:P（相相数）数）+F（自由度数）自由度数）=C（组分数）组分数）+2可得：可得：F=C+2-P2，即：即：PC（V.M.Goldschmid

5、tV.M.Goldschmidt矿物相律）矿物相律）基本含义：基本含义：在一定温度和压力区间内平衡的矿物相数不在一定温度和压力区间内平衡的矿物相数不大于该岩石系统的独立组分数大于该岩石系统的独立组分数。应用前提：应用前提：封闭体系；封闭体系；无流体相；无流体相；自由度不少于两个。自由度不少于两个。（二）开放体系（二）开放体系 D.S.Korzhenskii D.S.Korzhenskii 矿物相律矿物相律第一节第一节 矿物相律矿物相律（1 1）组分分类）组分分类 在开放体系中，根据在开放体系中，根据 D.S.KorzhenskiiD.S.Korzhenskii的组分差异活动学说，的组分差异活动

6、学说，组分可以分为惰性组分组分可以分为惰性组分(C Ci i)和完全活动组分和完全活动组分(C Cm m)1 1）惰性组分）惰性组分(C Ci i)惰性组分与外部环境无质量交换，其化学位（惰性组分与外部环境无质量交换，其化学位（）由体系内部的）由体系内部的 浓度所决定浓度所决定；2 2）完全活动组分）完全活动组分(C Cm m)与外部环境有质量交换，其化学位（与外部环境有质量交换，其化学位（）由外部条件所控制，因）由外部条件所控制，因 此，此，C Cm m 的化学位（的化学位（）与温度压力等都是控制平衡的独立因素。）与温度压力等都是控制平衡的独立因素。（二）开放体系（二）开放体系 D.S.Ko

7、rzhenskii D.S.Korzhenskii 矿物相律矿物相律第一节第一节 矿物相律矿物相律（2 2）Korzhenskii Korzhenskii 矿物相律矿物相律 1 1）Korzhenskii Korzhenskii 矿物相律的推导矿物相律的推导 对开放体系来说：自由度对开放体系来说：自由度对开放体系来说：自由度对开放体系来说：自由度 F F F F C C C Cm m m m+2 2 2 2 ,联系联系联系联系吉布斯相律吉布斯相律吉布斯相律吉布斯相律 FF=C C+2-+2-PP 可得：可得：可得：可得：PC Ci i （D.S.Korzhenskii D.S.Korzhens

8、kii 矿物相律）矿物相律）2 2）Korzhenskii Korzhenskii 矿物相律的含义：矿物相律的含义：在一定的温度、压力和活动组分化学位的范围内，能稳定共存在一定的温度、压力和活动组分化学位的范围内，能稳定共存于一开放体系的矿物相数不大于惰性组分数而与活动组分无关。于一开放体系的矿物相数不大于惰性组分数而与活动组分无关。（易于解释单矿物岩的成因）（易于解释单矿物岩的成因）一、矿物组合及其确定标志一、矿物组合及其确定标志（一）（一）矿物（共生）组合矿物（共生）组合第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解（1 1）矿物（共生）组合的含义矿物（共生）组合的含

9、义一定化学成分的岩石达到化学平衡时的矿物成分称一定化学成分的岩石达到化学平衡时的矿物成分称矿物组合或矿物共生组合。矿物组合或矿物共生组合。矿物组合是化学成分和变质条件的反映。对于进变矿物组合是化学成分和变质条件的反映。对于进变质而言，多代表热峰变质条件。质而言，多代表热峰变质条件。第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解对于成分复杂的变质岩而言，需要对组分进行分析以确定在一定对于成分复杂的变质岩而言，需要对组分进行分析以确定在一定变质条件下对矿物组合起主要控制作用的变质条件下对矿物组合起主要控制作用的组分（有效惰性组分），组分（有效惰性组分），以此达到简化组分数，便

10、于以此达到简化组分数，便于编制变质相图的目的。编制变质相图的目的。（二）组分分类（二）组分分类组分按性状和行为可分两类组分按性状和行为可分两类:完全活动组分和完全活动组分和完全活动组分和完全活动组分和惰性组分惰性组分惰性组分惰性组分 1.1.完全活动组分完全活动组分:与外部环境有质量交换，其化学位与外部环境有质量交换，其化学位由外部条件所控制，属于外部由外部条件所控制，属于外部 条件，如条件，如H H2 2O O、COCO2 2等。等。二、组分分析二、组分分析（一）组分分析的目的（一）组分分析的目的第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解 与外部环境无质量交换，其化

11、学位与外部环境无质量交换，其化学位由体系内部的浓度所决定。进由体系内部的浓度所决定。进 一步划分为五类。一步划分为五类。1）杂质组分）杂质组分:含量甚微，以类质同象形式赋存于造岩矿中，不改变矿含量甚微，以类质同象形式赋存于造岩矿中，不改变矿物共生关系，可以忽略不计物共生关系，可以忽略不计。2）类质同象组分）类质同象组分:某些组分（某些组分（FeOFeO、MgOMgO、MnO MnO）在矿物晶格中可以互相替代，一般在矿物晶格中可以互相替代，一般不影响矿物共生关系，在共生分析时，常将它们合并成一个组分。不影响矿物共生关系，在共生分析时，常将它们合并成一个组分。注意，如果类质同象替代是有限的，则它们

12、都是独立组分，需要注意，如果类质同象替代是有限的，则它们都是独立组分，需要分别对分别对待。待。2.2.惰性组分惰性组分第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解该类岩石通常包括十三种组分：该类岩石通常包括十三种组分：SiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO,MnO,CaO,Na2O,K2O,CO2,H2O,TiO2,P2O5。（1）完全活动组分：）完全活动组分：CO2,H2O（2）过剩组分）过剩组分：SiO2(形成过剩形成过剩矿物石英），矿物石英），可不考虑。可不考虑。（3）孤立组分）孤立组分：TiO2,P2O5(形成副矿物金红石形成副矿物金红石,锆石）。锆石

13、）。（4 4）类质同象）类质同象组分：组分：(Al，Fe)2O3;(Fe,Mg,Mn)O。Na2O仅在斜长石中以仅在斜长石中以类质同象出现，可不考虑。类质同象出现，可不考虑。（5 5）有效惰性组分有效惰性组分：经过分析确定四个有效惰性组分：经过分析确定四个有效惰性组分：(Al，Fe)2O3、(Fe,Mg,Mn)O、CaO、K2O。同理同理:含有杂质大理岩有效惰性组分为含有杂质大理岩有效惰性组分为：MgO、Al2O3、SiO2。（三）组分分析实例（三）组分分析实例-以含石英的变质岩石为例以含石英的变质岩石为例以含石英的变质岩石为例以含石英的变质岩石为例:第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及

14、相关图解组分分析及相关图解确定矿物投影点确定矿物投影点连接共生线连接共生线确定岩石成分投影点确定岩石成分投影点1.1.确定矿物投影点确定矿物投影点确定矿物投影点确定矿物投影点（二）成分（二）成分/共生图解的编制共生图解的编制 根据矿物化学分析根据矿物化学分析资料或矿物分子式资料或矿物分子式计算出各组分的摩计算出各组分的摩尔百分含量，据此尔百分含量，据此将各个矿物标绘在将各个矿物标绘在相应的位置上相应的位置上（如右图）（如右图）第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解确定矿物投影点确定矿物投影点连接共生线连接共生线确定岩石成分投影点确定岩石成分投影点2.2.连接共生线

15、连接共生线连接共生线连接共生线（二）成分（二）成分/共生图解的编制共生图解的编制 根据观察，将平衡根据观察，将平衡共生的矿物分别用共生的矿物分别用直线连接起来，这直线连接起来，这些直线（共生线）些直线（共生线）一般不能交叉。一般不能交叉。第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解确定矿物投影点确定矿物投影点连接共生线连接共生线确定岩石成分投影点确定岩石成分投影点4.4.不同岩石类型的不同岩石类型的不同岩石类型的不同岩石类型的成分成分成分成分/共生图解共生图解共生图解共生图解（二）成分（二）成分/共生图解的编制共生图解的编制 每一种组分（岩石类型）每一种组分（岩石类型）

16、一般对应一套由三种不同一般对应一套由三种不同矿物构成的矿物组合，矿物构成的矿物组合，例如例如A成分的岩石的三个共成分的岩石的三个共生矿物为生矿物为x,xy,x2z(f=2,p=c)(f)成分点的岩石矿物组合成分点的岩石矿物组合如何？如何？第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解确定矿物投影点确定矿物投影点连接共生线连接共生线确定岩石成分投影点确定岩石成分投影点5.5.固溶体矿物投影固溶体矿物投影固溶体矿物投影固溶体矿物投影（二）成分（二）成分/共生图解的编制共生图解的编制 不再是一个点不再是一个点,而是一个区域而是一个区域F=C-F=C-f f f f+2=4+2=

17、4第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解 ACF图图A/KF图图AFM图图（三）成分（三）成分/共生图解的类型共生图解的类型第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解Eskola(1915)(1915)设计的表示含石英变质岩的成分设计的表示含石英变质岩的成分/共生三角图解共生三角图解（如图）并以三角形顶点组分命名（如图）并以三角形顶点组分命名。（1）组分分析组分分析1.ACF图图+Ms+Bi+Q+AbAnAnEskola将将K2O处理为过剩组分处理为过剩组分,含含 石英变质岩的有效惰性组分为石英变质岩的有效惰性组分为 (Al,Fe)2O3

18、-(Fe,Mg,Mn)O-CaOA=Al2O3+Fe2O3C=CaOF=FeO+MgO+MnOA+C+F=100第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解1.ACF图图（2）矿物）矿物ACF值的计算及标定值的计算及标定And(红柱石红柱石)Al2O3SiO2A=100Cord(堇青石堇青石)2(Fe,Mg)O2Al2O35SiO2A=50F=50An(斜长石斜长石)CaOAl2O32SiO2A=50C=50Di(透辉石透辉石)CaO(Fe,Mg)O2SiO2C=50F=50Gro(钙铝榴石钙铝榴石)3CaOAl2O33SiO2A=25C=75Wo(硅灰石硅灰石)CaO

19、SiO2C=100（3）连接共生线及注意事项连接共生线及注意事项按矿物实际共生关系连接共生线即完成了按矿物实际共生关系连接共生线即完成了ACF图解。图解。第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解1.ACF图图（5）注意问题）注意问题1）An位置不是钙长石而是包含图解外位置不是钙长石而是包含图解外Ab的斜长石；的斜长石；2）不能表示含）不能表示含K2O的矿物，因此不能区分低温下泥的矿物，因此不能区分低温下泥质岩质岩中中K2O过剩与不足的两类组合。过剩与不足的两类组合。常见矿物在常见矿物在A C F A C F 图中的投影点图中的投影点第二节第二节 矿物共生矿物共生-组

20、分分析及相关图解组分分析及相关图解2.A AK F K F 图图补充补充ACFACF图中图中不能区分不能区分K2O过剩与过剩与K2O不足的两类矿物组合不足的两类矿物组合。Eskola(1915)(1915)认为，认为，泥质岩中通常贫钙，且泥质岩中通常贫钙，且CaO一般只一般只影响斜长石号码，因此可不考虑影响斜长石号码，因此可不考虑CaO，有效惰性组分简有效惰性组分简化为化为 (Al，Fe)2O3、K2O、(Fe,Mg,Mn)O。常见矿物在常见矿物在A K F A K F 图中的投影点图中的投影点第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解3.A F M A F M 图图

21、 (选讲选讲)（1）A F M A F M 图的构想：图的构想：在在ACF图图和和AKF图中，均将图中，均将FeO和和MgO合并为一个组分，合并为一个组分，在许多泥质岩石中，在许多泥质岩石中，FeO/MgO比值不同会形成不同的矿物组合，比值不同会形成不同的矿物组合，FeO和和MgO应作为两个独立组分来考虑。应作为两个独立组分来考虑。J.B.Thompson(1957)J.B.Thompson(1957)：将将泥质岩石中泥质岩石中FeO和和MgO分别作为两个独立组分来处理，经过分分别作为两个独立组分来处理，经过分析和筛选确定有效惰性组分为四种组分：析和筛选确定有效惰性组分为四种组分：Al2O3-

22、FeO-MgO-K2O第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解（2）A F M A F M 图的构成：图的构成：3.A F M A F M 图图 (选讲选讲)A=Al2O3K=K2OF=FeOM=MgOA=(Al2O3-3K2O)(Al2O3-3K2O+FeO+MgO)M=MgO/(FeO+MgO)第二节第二节 矿物共生矿物共生-组分分析及相关图解组分分析及相关图解4.选择选择合适合适的图解的图解第三节第三节 变变 质质 相相一、变质相概念的提出一、变质相概念的提出1911年年，戈戈尔尔德德斯斯密密特特研研究究挪挪威威奥奥斯斯陆陆地地区区的的高高级级变变质质角角岩岩

23、时时，发发现现这这一一地地区区变变质质岩岩的的矿矿物物组组合合随随原原岩岩化化学学成成分分的的变变化化而而变变化化。首首次次把把相相律律应应用用到变质岩的研究中。到变质岩的研究中。1915年年芬芬兰兰地地质质学学家家爱爱斯斯克克拉拉，在在研研究究芬芬兰兰奥奥里里耶耶维维地地区区的的接接触触变变质质岩岩石，同样发现矿物组合随岩石化学成分的变化而变化。石，同样发现矿物组合随岩石化学成分的变化而变化。爱斯克拉到戈尔德斯密特的实验室工作，对比了两个地区的变质矿物组爱斯克拉到戈尔德斯密特的实验室工作，对比了两个地区的变质矿物组合。发现两个地区化学成分基本相同的岩石具有不同的矿物组合（见表合。发现两个地区

24、化学成分基本相同的岩石具有不同的矿物组合（见表1）。）。他认为是其物理化学条件不同所致。他认为是其物理化学条件不同所致。第三节第三节 变变 质质 相相变变质质带带是是以以特特定定原原岩岩中中的的特特征征变变质质矿矿物物的的首首次次出出现现来来划划分分的的.对对于于一一个个变变质质地地区区,变变质质岩岩的的原原岩岩类类型型及及总总的的化化学学成成分分是是多多种种多多样样的的,在在相相同同的的变质条件下变质条件下,将形成不同的矿物组合将形成不同的矿物组合,即出现不同的变质带名称即出现不同的变质带名称.例如：例如：变质条件相似的蓝晶石带和基性岩石中的斜长石变质条件相似的蓝晶石带和基性岩石中的斜长石-

25、角闪石带角闪石带为了表示相同变质条件下形成的所有变质岩为了表示相同变质条件下形成的所有变质岩,引入了变质相的概念引入了变质相的概念.芬兰奥里耶维地区芬兰奥里耶维地区挪威奥斯陆地区挪威奥斯陆地区白云母石英白云母石英红柱石钾长石红柱石钾长石白云母黑云母白云母黑云母堇青石钾长石堇青石钾长石黑云母普通角闪石黑云母普通角闪石紫苏辉石斜长石紫苏辉石斜长石直闪石直闪石紫苏辉石紫苏辉石表表1芬兰奥里耶维和挪威奥斯陆地区接触变质岩石矿物组合对比芬兰奥里耶维和挪威奥斯陆地区接触变质岩石矿物组合对比第三节第三节 变变 质质 相相二、变质相的基本概念二、变质相的基本概念 1.Eskola 1.Eskola（1920)

26、1920)的定义：的定义：一个变质相是指类似的温度、压力条件下达到化学平衡的所有岩石的一个变质相是指类似的温度、压力条件下达到化学平衡的所有岩石的总和（不论其结晶方式），一个变质相内部，随着岩石总体化学成分的改总和（不论其结晶方式），一个变质相内部，随着岩石总体化学成分的改变，其矿物组合作有规律的改变变，其矿物组合作有规律的改变”2.Turner（1966）的提法）的提法：“一个变质相指一定的温度、压力区间内的一整套变质矿物共生组合，一个变质相指一定的温度、压力区间内的一整套变质矿物共生组合，它们在时、空上反复出现并密切伴生在一起，一个变质相内部其矿物组合它们在时、空上反复出现并密切伴生在一起

27、，一个变质相内部其矿物组合和岩石总体化学成分之间有着固定的因而也是可以预测的对应关系和岩石总体化学成分之间有着固定的因而也是可以预测的对应关系”。第三节第三节 变变 质质 相相3.3.变质相的现代概念变质相的现代概念变质作用过程中同时形成的一套矿物共生组合及其形成时的物理变质作用过程中同时形成的一套矿物共生组合及其形成时的物理化学条件化学条件.每个变质相都是一个等物理系列。其每个变质相都是一个等物理系列。其矿物组合和岩石化学成分之矿物组合和岩石化学成分之间在达到化学平衡后间在达到化学平衡后,有着可以预测的对应关系有着可以预测的对应关系.一个变质相应包括一套具有各种原岩化学成分的矿物组合一个变质

28、相应包括一套具有各种原岩化学成分的矿物组合,它们在它们在时间和空间上彼此之间密切共生时间和空间上彼此之间密切共生,且在不同地区重复出现且在不同地区重复出现变质相的划分标志变质相的划分标志:矿物组合矿物组合,通常用基性变质岩的矿物组合划分通常用基性变质岩的矿物组合划分变质相变质相,并以相应的基性变质岩命名并以相应的基性变质岩命名一个变质相往往具有一个较宽的温度压力区间一个变质相往往具有一个较宽的温度压力区间,可以进一步划分不可以进一步划分不同的亚相同的亚相第三节第三节 变变 质质 相相4.相关术语提示相关术语提示:变质级（变质带）变质级（变质带）Winkler(1974)按温度将变质强度划分为四

29、个变质级按温度将变质强度划分为四个变质级(等物理系列等物理系列):很低级很低级,低级低级,中级中级,高级高级.1)很低级变质很低级变质:特征是变质基性岩中出现浊沸石浊沸石,硬柱石硬柱石,葡萄石葡萄石,绿纤石绿纤石等矿物的出现为标志,温度区间为200-3500C.2)低级变质低级变质:以变质基性岩中硬柱石,葡萄石,绿纤石等矿物反应形成黝帘石和阳起石黝帘石和阳起石为标志,温度区间为350-5500C3)中级变质中级变质:标志是泥质岩石中十字石十字石(堇青石堇青石)出现和绿泥石消失.在变质基性岩中以普通角闪石+斜长石(An17)为特征.温度区间为550-6500C.4)高级变质高级变质:标志是泥质岩

30、石中白云母和石英反应形成矽线石和钾长石矽线石和钾长石组合组合(变质成因的紫苏辉石代表高级变质条件),温度区间 6500C.第三节第三节 变变 质质 相相三、变质相的划分方案三、变质相的划分方案1.Escola（1920）最最初初提提出出的的是是五五个个变变质质相相：绿绿片片岩岩相相、角角闪闪岩岩相相、角角岩岩相相、透透长长石石相相和和榴榴辉辉岩岩相相。1939年年Escola又又增增加加了了三三个个变变质质相相：绿绿帘帘角角闪闪岩岩相相、麻麻粒粒岩岩相相和和蓝蓝闪闪石石片片岩岩相相，并并把把角角岩岩相相改改为为辉辉石石角角岩岩相相，还还附带了一个附带了一个“沸石的结晶作用沸石的结晶作用”，蓝闪

31、石片岩相蓝闪石片岩相榴辉岩相榴辉岩相压压麻粒岩相麻粒岩相力力绿片岩相绿片岩相绿帘角闪岩相绿帘角闪岩相角闪岩相角闪岩相辉石角岩相辉石角岩相升升沸沸石石结结晶晶作用作用透长石相透长石相高高温温度度升升高高表表2变质相与温度和压力的关系变质相与温度和压力的关系（据（据Escola,1939）第三节第三节 变变 质质 相相三、变质相的划分方案三、变质相的划分方案2.Coombs（1960年年）根根据据新新西西兰兰很很低低温温变变质质岩岩的的研研究究成成果果，提提出出了了沸沸石石相、葡萄石绿纤石变质杂砂岩相。相、葡萄石绿纤石变质杂砂岩相。3.长春地院董申葆等长春地院董申葆等：“中国中国1:400万变质地

32、质图万变质地质图”划分方案划分方案4.Turner变变质质相相分分类类：Turner（1960）建建议议把把接接触触变变质质和和区区域域变变质质两两个个系系列列的的变变质质相相名名称称分分开开，在在接接触触变变质质相相中中分分出出了了钠钠长长绿绿帘帘角角岩岩相相和和普普通通角角闪闪石石角角岩岩相相。1968年年Turner将将绿绿帘帘角角闪闪岩岩相相改改为为绿绿片片岩岩相相之之中中的的一一个个高高温温亚亚相相，把把蓝蓝闪闪石石片片岩岩相相改改为为蓝蓝闪闪石石硬硬柱柱石石片片岩岩相相。这这样样共共分分出出十一个变质相，它们在十一个变质相，它们在PT图上的位置见图上的位置见图图1。Turner的分

33、类在世界各国出版的有关书籍中得到了广泛应用的分类在世界各国出版的有关书籍中得到了广泛应用第三节第三节 变变 质质 相相图图1-1.1-1.变质相分类的变质相分类的 P-T 图图 （TurnnerTurnner，1968)1968)四、主要区域变质相特征四、主要区域变质相特征（一）沸石相（一）沸石相第三节第三节 变变 质质 相相标志标志是浊沸石和钠长石开始出现为下限，温度稍高可以出现葡萄石。是浊沸石和钠长石开始出现为下限，温度稍高可以出现葡萄石。主要变质反应有主要变质反应有方沸石方沸石+石英石英=钠长石（钠长石（200，2kb）片沸石片沸石=浊沸石浊沸石+3石英石英+2H2O（稍低于（稍低于20

34、0，2kb）典型矿物组合典型矿物组合：（1）浊沸石浊沸石+绿泥石绿泥石+钠长石钠长石+石英；石英；（2）浊沸石）浊沸石+葡萄石葡萄石+绿泥石绿泥石+钠长石钠长石+石英；石英；（3）葡萄石）葡萄石+绿泥石绿泥石+方解石方解石+石英石英形成条件形成条件（实验资料）：（实验资料）：PH2O=1-3kb，T=200-300。极低级变质极低级变质（二）葡萄石（二）葡萄石-绿纤石相绿纤石相第三节第三节 变变 质质 相相标志标志是浊沸石分解形成绿纤石，温度稍高绿纤石（是浊沸石分解形成绿纤石，温度稍高绿纤石（400）将分解。）将分解。要变质反应有要变质反应有浊沸石浊沸石+绿泥石绿泥石+方解石方解石=葡萄石葡萄

35、石+石英石英+CO2+H2O（温度稍低）（温度稍低）浊沸石浊沸石+葡萄石葡萄石+绿泥石绿泥石=绿纤石绿纤石+石英石英+H2O（360，2kb）典型矿物组合典型矿物组合：（1）绿纤石）绿纤石+葡萄石葡萄石+绿泥石绿泥石+钠长石钠长石+石英（变质硬砂岩）石英（变质硬砂岩）（2）绿纤石）绿纤石+绿泥石绿泥石+绿帘石绿帘石+钠长石钠长石+石英（变质基性岩）石英（变质基性岩）形成条件形成条件（实验资料）：（实验资料）：PH2O=1-3kb，T=300-360。极低级变质极低级变质（三）蓝闪石（三）蓝闪石-硬柱石相（蓝片岩相）硬柱石相（蓝片岩相）第三节第三节 变变 质质 相相特征特征：基性变质岩中出现蓝闪

36、石、硬柱石、硬玉、霰石等。：基性变质岩中出现蓝闪石、硬柱石、硬玉、霰石等。要变质反应（多）：例如要变质反应（多）：例如浊沸石浊沸石=硬柱石硬柱石+石英石英+H2O（200-300，2.6-3.3kb）绿泥石绿泥石+阳起石阳起石+钠长石钠长石=蓝闪石蓝闪石+H2O（200-350，5-7kb）钠长石钠长石=硬玉硬玉+石英石英(硬砂岩硬砂岩)(（200-300，7.5-9.5kb）典型矿物组合：典型矿物组合：中压：中压：硬柱石硬柱石+钠长石钠长石+绿泥石绿泥石+（石英，方解石，多硅白云母）（石英，方解石，多硅白云母）高压：高压：硬柱石硬柱石+蓝闪石蓝闪石+钠长石钠长石+霰石（无石英时可以出现硬玉）

37、霰石（无石英时可以出现硬玉）极高压：极高压：硬柱石硬柱石+蓝闪石蓝闪石+硬玉硬玉+石英石英形成条件形成条件（实验资料）：温度（实验资料）：温度200-450压力压力3-5kb，可达，可达10kb。注：注：近来实验研究表明：蓝闪石对压力并不敏感，是否出现主要取决与岩石的化学成分。硬柱石是典型的低温中高压矿物，霰石代替方解石出现代表更高压力，硬玉+石英代替钠长石指示极高压力。第三节第三节 变变 质质 相相c图图1-2.1-2.矿物共生图解矿物共生图解a.沸石相沸石相b.葡萄石葡萄石-绿纤石相绿纤石相c.蓝闪石蓝闪石-硬柱石相硬柱石相浊沸石浊沸石帘石帘石绿纤石绿纤石片沸石片沸石绿泥石绿泥石葡萄石葡萄

38、石文石文石硬柱石硬柱石钠云母钠云母硬玉，蓝闪石硬玉，蓝闪石（四）低绿片岩相（四）低绿片岩相相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带.第三节第三节 变变 质质 相相标志是变质基性岩中的绿纤石消失，出现黝帘石标志是变质基性岩中的绿纤石消失，出现黝帘石/斜黝帘石斜黝帘石(Winkler,1976)，可能的变质反应为：，可能的变质反应为：绿纤石绿泥石石英绿纤石绿泥石石英黝帘石黝帘石阳起石阳起石H2O这一反应的实验条件（这一反应的实验条件（Nitsch，1977）为：）为：0.25GPa,34520;0.4GPa,35020;0.7GPa,37020.不同岩石系列在绿片岩

39、相的矿物组合为：不同岩石系列在绿片岩相的矿物组合为：基性岩石：基性岩石：绿帘石阳起石绿泥石钠长石绿帘石阳起石绿泥石钠长石石英石英方解石方解石泥质岩石：泥质岩石：白云母绿泥石石英白云母绿泥石石英硬绿泥石硬绿泥石泥质岩石：泥质岩石：白云母黑云母绿泥石石英白云母黑云母绿泥石石英硬绿泥石硬绿泥石（四）低绿片岩相（四）低绿片岩相相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带.第三节第三节 变变 质质 相相相关资料相关资料:Winkler(1976)在讨论从很低级到低级变质作用的转变时，特别强调了帘石类矿物的变化，即在很低级变质作用条件下，帘石为富铁的绿帘石，而在低级变质条件下，

40、帘石为贫铁的黝帘石或斜黝帘石。在国内目前教科书中也都以黝帘石或斜黝帘石的出现作为绿片岩相的标志，但是实际上自然界中大多数绿片岩中的帘石都是富铁的绿帘石，并非贫铁的黝帘石或斜黝帘石（魏春景，1993）。因因此此绿绿片片岩岩相相开开始始的的标标志志应应强强调调矿矿物物组组合合的的变变化化，即出现绿帘石阳起石共生，并伴随着绿纤石的消失（Liou et al.,1985)。图图1-3.1-3.低绿片岩相的低绿片岩相的 ACF ACF 和和 AKF AKF 图图第三节第三节 变变 质质 相相ACFEpChtChlCcActTcMusBiMicFAPyrKCht-硬绿泥石硬绿泥石Pyr叶蜡石叶蜡石Tc滑石

41、滑石Mic微斜长石微斜长石（五）高绿片岩相（五）高绿片岩相相当于巴洛变质带的铁铝榴石带相当于巴洛变质带的铁铝榴石带第三节第三节 变变 质质 相相特征是基性岩中出现普通角闪石，泥质岩中出现铁铝榴石。特征是基性岩中出现普通角闪石，泥质岩中出现铁铝榴石。可能的变质反应为：可能的变质反应为：阳起石斜黝帘石绿泥石石英普通角闪石阳起石斜黝帘石绿泥石石英普通角闪石H2O硬绿泥石绿泥石石英铁铝石榴石硬绿泥石绿泥石石英铁铝石榴石H2O白云母绿泥石石英铁铝石榴石黑云母白云母绿泥石石英铁铝石榴石黑云母H2O据据Liou等（等（1982）对第一个反应的实验条件为）对第一个反应的实验条件为0.5GPa时，时，T约约50

42、0不同岩石系列在高绿片岩相的矿物组合为：不同岩石系列在高绿片岩相的矿物组合为：基性岩石：基性岩石：普通角闪石绿帘石绿泥石钠长石普通角闪石绿帘石绿泥石钠长石石英石英泥质岩石：泥质岩石：铁铝石榴石黑云母白云母石英铁铝石榴石黑云母白云母石英泥质岩石在这一变质条件下硬绿泥石和绿泥石都可能出现。这一变质相的泥质岩石在这一变质条件下硬绿泥石和绿泥石都可能出现。这一变质相的温度为温度为500560，压力为，压力为0.31.0GPa。图图1-4.1-4.高绿片岩相的高绿片岩相的 ACF ACF 和和 AKF AKF 图图 第三节第三节 变变 质质 相相AACKFFMusEpHbCcTcBiGrtChtMicP

43、yr（六）低角闪岩相（六）低角闪岩相相当于巴洛变质带的蓝晶石带相当于巴洛变质带的蓝晶石带第三节第三节 变变 质质 相相标标志志是是泥泥质质岩岩石石中中出出现现十十字字石石（中中压压）和和堇堇青青石石（低低压压）和在白云母存在时富铁绿泥石及硬绿泥石的消失为标志，可能的变质反应为：可能的变质反应为：绿泥石白云母十字石黑云母石英绿泥石白云母十字石黑云母石英绿泥石白云母十字石黑云母石英绿泥石白云母十字石黑云母石英HH2 2OO 该反应的实验条件为：PH2O0.4GPa时 T54015 PH2O0.7GPa时 T56515绿泥石白云母石英堇青石黑云母绿泥石白云母石英堇青石黑云母绿泥石白云母石英堇青石黑云

44、母绿泥石白云母石英堇青石黑云母AlAl2 2SiOSiO5 5HH2 2OO 实验条件为：PH2O0.1GPa T51510 PH2O0.2GPa T52510 PH2O0.4GPa T55510低角闪岩相的温度为低角闪岩相的温度为550650，压力为，压力为0.31.0GPa。（六）（六）低角闪岩相低角闪岩相第三节第三节 变变 质质 相相在变质基性岩中，Turner&Verhoogen（1960）强调斜长石从An=5到An=17的成分的跃迁为标志，Turner（1966）又以斜长石An30 为界限。泥质岩石和基性岩石的特征矿物组合为：泥质岩石和基性岩石的特征矿物组合为：泥质岩石（中压）泥质岩

45、石（中压）十字石铁铝石榴石黑云母白云母石英斜长石 蓝晶石铁铝石榴石黑云母白云母石英斜长石 泥质岩石（低压）泥质岩石（低压）堇青石红柱石黑云母白云母石英斜长石铁铝石榴石 基性岩石基性岩石普通角闪石斜长石（An30）黑云母绿帘石石英图图1-5.1-5.中压低角闪岩相的中压低角闪岩相的 ACF ACF 和和 AKF AKF 图图第三节第三节 变变 质质 相相AACKFFMusAnHbCcBiGrtMicKyDiStauGroGrt石榴石石榴石Gro钙铝榴石钙铝榴石Stau十字石十字石图图1-6.1-6.低压低角闪岩相的低压低角闪岩相的 ACF ACF 和和 AKF AKF 图图第三节第三节 变变 质

46、质 相相AACKFFMusAnHbCcCumBiMicAndDiGroCord镁铁闪石（七）（七）高角闪岩相高角闪岩相第三节第三节 变变 质质 相相标志是泥质岩石中的白云母石英不稳定，转变为钾长石标志是泥质岩石中的白云母石英不稳定，转变为钾长石Al2SiO5，即：，即：白云母石英钾长石夕线石白云母石英钾长石夕线石/红柱石红柱石H2O这一反应的实验条件为：这一反应的实验条件为：PH2O0.1GPa T580 PH2O0.3GPa T660Winkler(1976)Winkler(1976)指指指指 出出出出 这 一 反 应 发 生 在 PH2O0.35GPa，岩石中有斜长石存在时，片麻岩就会发生

47、深熔作用。白白云云母母石石英英斜斜长长石石H2O熔熔体体（由钾长石钠质斜长石石英组成）钙钙质质斜斜长长石石或或石石英英（取决于其原始含量）Al2SiO5+H2O（溶解在熔体中）所以，片麻岩中发生深熔，出现混合岩化作用也是高角闪岩相开始的标志所以，片麻岩中发生深熔，出现混合岩化作用也是高角闪岩相开始的标志高角闪岩相的温度为高角闪岩相的温度为650700，压力为，压力为0.31.0GPa。（七）（七）高角闪岩相高角闪岩相第三节第三节 变变 质质 相相高角闪岩相的特征矿物组合为：高角闪岩相的特征矿物组合为：泥质岩石（中压）：泥质岩石（中压）：夕线石石榴石黑云母钾长石石英斜长石泥质岩石（低压）泥质岩石

48、（低压）红柱石堇青石黑云母钾长石石英斜长石 基性岩石基性岩石 普通角闪石斜长石透辉石石英图图1-7.1-7.低压高角闪岩相的低压高角闪岩相的 ACF ACF 和和 AKF AKF 图图第三节第三节 变变 质质 相相A ACKFFMusAnHbCcAnthBiGrtMicSillDiGroCord 图图1-8.1-8.中压高角闪岩相的中压高角闪岩相的 ACF ACF 和和 AKF AKF 图图第三节第三节 变变 质质 相相AACKFFAnHbCcAnthBiGrtOrKyDiGroMus（八）麻粒岩相（八）麻粒岩相第三节第三节 变变 质质 相相温度大于温度大于7000C.大致相当于基性岩中的二辉

49、石带大致相当于基性岩中的二辉石带,典型的高级变质典型的高级变质,都城按照压力变化分为都城按照压力变化分为:(1).低压麻粒岩相：低压麻粒岩相：以基性变质岩中橄榄石和斜长石共生为特以基性变质岩中橄榄石和斜长石共生为特征，不出现铁铝榴石。征，不出现铁铝榴石。(2).中压麻粒岩相：中压麻粒岩相：以基性变质岩中紫苏辉石透辉石和斜长石以基性变质岩中紫苏辉石透辉石和斜长石共生，出现铁铝榴石共生，出现铁铝榴石+蓝晶石组合为特征蓝晶石组合为特征.(3).高压麻粒岩相：高压麻粒岩相：以镁铝榴石以镁铝榴石+单斜辉石单斜辉石+石英代替紫苏辉石石英代替紫苏辉石+钙长石出现为特征。钙长石出现为特征。（八）麻粒岩相（八）

50、麻粒岩相第三节第三节 变变 质质 相相基性岩中以出现紫苏辉石为标志。基性岩中以出现紫苏辉石为标志。普通角闪石石英紫苏辉石透辉石斜长石普通角闪石石英紫苏辉石透辉石斜长石H2O压力较高时，出现：紫苏辉石斜长石石榴石透辉石石英压力较高时，出现：紫苏辉石斜长石石榴石透辉石石英泥质岩石进入麻粒岩相的标志泥质岩石进入麻粒岩相的标志夕线石黑云母不稳定，转变为石榴石堇青石。夕线石黑云母不稳定，转变为石榴石堇青石。麻粒岩相的特征矿物组合为：麻粒岩相的特征矿物组合为：基性岩石（中压）：基性岩石（中压）：紫苏辉石透辉石斜长石紫苏辉石透辉石斜长石石英石英角闪石角闪石基性岩石（高压）：基性岩石（高压）：透辉石石榴石斜长