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文檔簡介

1、變質(zhì)巖石學(xué)各章重點:第一章:變質(zhì)巖與變質(zhì)作用;變質(zhì)作用方式 第二章:變質(zhì)反應(yīng)的類型;變質(zhì)因 素對變質(zhì)反應(yīng)的制約;脫水、 脫碳 酸反應(yīng);連續(xù)反應(yīng)與不連續(xù)反應(yīng)第三章:變質(zhì)原理和成分一共生圖解概念;acf、akf、afm圖;變質(zhì)相第四章:變質(zhì)巖的化學(xué)成分、礦物成分特征;等物理、化學(xué)系列區(qū)別,變質(zhì) 巖類型的劃分第五章:變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造類型第六章:接觸變質(zhì)巖定義,形成物理化學(xué)條件;接觸變質(zhì)巖主要結(jié)構(gòu),構(gòu)造,礦物組合特征;接觸變質(zhì)暈定義,形成的影響因素第七章:交代作用;氣-液 變質(zhì)作用以及基本特征;主要氣-液變質(zhì) 巖;巴爾特“氧”法第九章:變質(zhì)相 變質(zhì)帶 變質(zhì)相系概念,區(qū)別;區(qū)域變質(zhì)巖主要類型第十 章:

2、混合巖定義;脈體、基體定義;混合巖分類第十一章:原巖恢復(fù)第一章:緒論1、變質(zhì)巖:在地殼發(fā)展演化過程中,已存在的各種巖石,由于地殼構(gòu) 造運 動 巖漿活動,地?zé)崃鞯淖兓葍?nèi)力地質(zhì)作用,使原來巖石所處的地質(zhì)環(huán)境及 物理化學(xué)條件發(fā)生改變,為了適應(yīng)這種變化,在基本保持固態(tài)的情況下, 巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、 物質(zhì)成分發(fā)生變化而形成的一種新的巖石。這一使巖石發(fā) 生變化的地質(zhì)過程就總稱變質(zhì)作用。2、變質(zhì)作用:在地殼形成和演化過程中,由于地球內(nèi)力的變化,使已存的地 殼巖石,在基本保持固態(tài)的條件下,從原巖的化學(xué)成分、礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造 等方面進行了調(diào)整,在特殊情況下,還可產(chǎn)生重熔或重溶,形成部分流體相 的各種作用的總和

3、。3、變質(zhì)作用的影響因素:溫度:溫度是體系的熱狀態(tài)的直接標(biāo)志。熱狀態(tài)的改變是導(dǎo)致變質(zhì)作用發(fā)生的最 重要的因素之一。溫度范圍:150c-250 c 650 -1100 指示礦物:濁沸石、藍(lán)閃石、硬柱石、葉臘石誘發(fā)熱狀態(tài)改變的原因:(1)地?zé)嵩鰷兀?)上地幔熱流的運動(3)巖漿活動帶來的熱能(4) 摩擦作用產(chǎn)生的熱能(5)放射性元素衰變釋放熱能的積累 壓力:1) .靜壓力:(1 )負(fù)荷壓力(2)流體壓力2) .應(yīng)力:(1)可更新應(yīng)力(2)不可更新應(yīng)力。主要有:撓曲應(yīng)力 薄膜應(yīng)力、熱應(yīng)力。具化學(xué)活動性流體:1)流體相組成:h2o, co2, k, na, si , mg, 02,a1, fe, c1

4、,f, s, ch3, ch42)流體相存在狀態(tài):(1)低溫-氣態(tài)或液態(tài)(2)超臨界狀態(tài)-高密度 氣體3)流體相來源:(1)巖漿活動(2)變質(zhì)作用提供的流體(3)板塊 俯沖帶入的海水(4)未變質(zhì)的原巖中會保存流體 時間:1)變質(zhì)作用發(fā)生的地質(zhì)時代2)變質(zhì)作用發(fā)生到終止所經(jīng)歷的時間4、變質(zhì)作用的作用方式:1 )重結(jié)晶作用特征:粒度不斷加大,相對大小均勻化,顆粒外形變得規(guī) 則。2)變質(zhì)結(jié)晶作用:在變質(zhì)作用的溫度、 壓力范圍內(nèi),在原巖基本保持固 態(tài)條件下,新礦物相的形成過程,與此同時必有相應(yīng)的原有礦物趨于消失。 特征:變質(zhì)反應(yīng)前后,巖石的總成分保持不變3)交代作用:在變質(zhì)條件下,由變質(zhì)原巖以外的物質(zhì)

5、帶入和原巖物質(zhì)的 帶出,而造成的一種礦物被另外一種化學(xué)成分上與其不同的礦物所置換的過 程。特征:變質(zhì)反應(yīng)前后,巖石的總成分保持不變,新礦物形成與舊礦物消失 是同時進行,固態(tài)為主,有流體相的存在。4)變質(zhì)分異作用:指成分均勻的原巖,在巖石總成分不變的前提 下,造成礦物組合不均勻的一種變質(zhì)作用。變質(zhì)分異作用機理:結(jié)核原理-說明變斑晶的形成過程,不穩(wěn)定組分的局 部溶解,最穩(wěn)定組分的沉淀及局部富集5)變形和碎裂變形和碎裂是變質(zhì)過程中的一種重要作用,它既與巖石(包括組成它們的礦 物)的力學(xué)性質(zhì)有關(guān),又與變形巖石所處的深度、應(yīng)力的大小強度等因素有 關(guān)。影響因素:1) 原巖成分和結(jié)構(gòu)的控制(碳酸鹽類巖石,硅

6、質(zhì)巖,砂巖和粉砂巖)2) 外界因素-溫度、壓力 活動性流體6、變質(zhì)作用的類型:局部變質(zhì)作用;沖擊變質(zhì)作用;交代變質(zhì)作用;區(qū)域變 質(zhì)作用;造山變質(zhì)作用;洋底變質(zhì)作用;埋藏變質(zhì)作用;混合巖化作用;前進 變質(zhì)作用;退變質(zhì)作用;復(fù)變質(zhì)作用交代礦物原巖特征保 留程度蝕變帶劃分命名舉例v5保留未蝕變原巖以原巖命名-+- lxj lj-i 花岡石5-50基本保留弱蝕變帶弱xx化原巖名 稱弱云英巖化花l-l-1 ll_l 因石50-95尚可辨認(rèn)強蝕變帶強xx化原巖名 稱強云英巖化花lxj ulj 因石95消失蝕變巖帶交代礦物蝕變巖白云母云英lxj 石第二章:變質(zhì)反應(yīng)1、變質(zhì)巖的形成方式:(1)變質(zhì)結(jié)晶作用;(

7、2)變質(zhì)重結(jié)晶作用;(3)變形作用;(4)變質(zhì)分異作用;(5)交代作用2、變質(zhì)反應(yīng):巖石在變質(zhì)過程中最主要的變化是礦物成分的變化,而礦物成分變化都是通過特定的化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)的。這種發(fā)生在變質(zhì)作用條件下 的化學(xué)反應(yīng)稱作變質(zhì)反應(yīng)。變質(zhì)反應(yīng)的影響因素:原巖成分;結(jié)構(gòu)構(gòu)造;環(huán)境的物化條件。3、書寫變質(zhì)反應(yīng)方程式原則:高溫礦物組合寫在右側(cè),低溫礦物組合寫在左 側(cè)正向反應(yīng):升溫過程從左至右的反應(yīng);逆向反應(yīng):降溫過程自右至左的反應(yīng)4、變質(zhì)反應(yīng)的類型:固體-固體反應(yīng);有流體相存在的反應(yīng);連續(xù)與不連續(xù) 反應(yīng)固體-固體的反應(yīng)特點:反應(yīng)物與生成物均為固體、受溫度 壓力控制- 溫壓指示計、p-t圖解為直線固體-固體反應(yīng)

8、類型:同質(zhì)多相變體反應(yīng);固溶體的出溶;礦物有序狀 態(tài)的轉(zhuǎn)變;純固相之間的反應(yīng)1)同質(zhì)多相變體反應(yīng):化學(xué)組成相同的固體,在不同的熱力學(xué)條件下, 常會形成晶體結(jié)構(gòu)不同的同質(zhì)異構(gòu)體,這種現(xiàn)象叫同質(zhì)多晶或同質(zhì)多相現(xiàn) 象。2)固溶體的出溶:高溫時固溶體礦物為均一的一相,當(dāng)溫度降低到固溶 體分解曲線之下,就會分解為成分不同的兩相。3)礦物有序狀態(tài)的轉(zhuǎn)變:長石中的 a1-si、某些鐵鎂礦物中的 mg-fe高鎂方解石和白云石中的ca-mg均存在占位有序度。4)純固相之間的反應(yīng):反應(yīng)物和生成物是化學(xué)成分不同的純固相礦物有流體相存在的反應(yīng)類型:水化和脫水反應(yīng);碳酸化和脫碳酸;水+二 氧化碳;氧化還原反應(yīng)不連續(xù)反應(yīng)

9、:反應(yīng)物和生成物之間的關(guān)系是突變的,在給定壓力和流體 成分條件下,反應(yīng)在一個特定的溫度發(fā)生。在p-t, p-x, t-x等雙變量圖解上反應(yīng)物、生成物只能在單變反應(yīng)線上共生。偏離了平衡條 件,不是反應(yīng)物消失(生成物穩(wěn)定)就是反應(yīng)物穩(wěn)定(生成物消失),這樣的 反應(yīng)稱為不連續(xù)反應(yīng)。連續(xù)反應(yīng):成分可變的固溶體,反應(yīng)物與生成物之間的關(guān)系是漸變的, 在給定壓力和流體成分條件下,反應(yīng)在一個溫度范圍內(nèi)連續(xù)發(fā)生。在p-t、 p-x、t-x等雙變量圖解上,反應(yīng)物和生成物在雙變反應(yīng)區(qū)內(nèi)共存。在雙變區(qū) 中,成分不斷調(diào)整,反應(yīng)的p-t條件取決于巖石成分。這樣反應(yīng)稱為連續(xù)反 應(yīng)或滑動反應(yīng)。5、變質(zhì)反應(yīng)的制約因素:溫度 負(fù)

10、荷壓力、流體壓力流體相的組成、 氧 逸度6、成核速率:單位體積中、單位時間內(nèi)形成的新礦物相的晶核數(shù)目7、固相反應(yīng):相界面的化學(xué)反應(yīng)和固相內(nèi)物質(zhì)遷移兩個過程。相界面上的 化學(xué)反應(yīng)一般經(jīng)歷三個過程:第一、反應(yīng)物之間的混合接觸并產(chǎn)生表面效 應(yīng)。第二、化學(xué)反應(yīng),并形成新相的晶核。第三、 晶核逐漸長大,但結(jié)構(gòu)上仍是不完整的具有很多缺陷,隨著溫度升高,這些晶格 缺陷得到校正和調(diào)整而最終導(dǎo)致新礦物相的形成。第三章:共生分析和變質(zhì)相1、礦物組合:在共生分析中,把一定化學(xué)成分巖石達(dá)化學(xué)平衡時的 礦物成分 稱為礦物組合或礦物共生、礦物共生組合。2、礦物共生組合的標(biāo)準(zhǔn):1)只有相互接觸的礦物才可以看作是一個礦物共生

11、組合;3) 一個礦物共生組合的各礦物屬同一世代,相互間無反應(yīng)和交代現(xiàn) 象;4) 一個礦物共生組合中,同種礦物的化學(xué)成分及光性常數(shù)特征應(yīng)相近, 如有環(huán)帶,則其邊部化學(xué)成分及光性特征近似;4)一個礦物共生組合中的一對礦物之間元素的分配符合nernst分配定律,即各處元素的分配系數(shù)近相等;5)礦物共生組合中礦物共生關(guān)系應(yīng)符合礦物相律,即礦物相數(shù)不超過惰 性組分?jǐn)?shù)。3、吉布斯相律:在平衡體系中相的數(shù)目p、自由度f和組分?jǐn)?shù)c有如下關(guān) 系:p+f=c+2注:p為平衡共生相的數(shù)目,巖石系統(tǒng)的相數(shù)等于該系統(tǒng)共生組合中礦 物數(shù);f為自由度數(shù),即相平衡系統(tǒng)內(nèi)能在一定范圍內(nèi)獨立改變而不引起相的 種類和數(shù)目發(fā)生改變的

12、獨立變量數(shù);c為組分?jǐn)?shù),即描述系統(tǒng)各相組成所需 獨立物質(zhì)的最小數(shù)目。4、goldschmidt礦物相律:在一定溫度、壓力范圍內(nèi)平衡的礦物相數(shù)不大 于該巖石系統(tǒng)的獨立組分?jǐn)?shù)c) 0注:在封閉條件下巖石系統(tǒng)達(dá)平衡時服從gibbs相律由于變質(zhì)作用常常 是在一定溫度和壓力區(qū)間內(nèi)進行并達(dá)平衡的,必定至少有兩個自由度,即f 2o由吉布斯相律公式可得:f=c + 2 p2o因此pwc。組分分析:對巖石系統(tǒng)各組分作具體分析,找出對礦物共生組合影響 最大的三、四個組分把多組分巖石系統(tǒng)簡化為三組分或四組分系統(tǒng),才有可 能作出成分-共生圖解,表示巖石化學(xué)成分與礦物組合的關(guān)系,這一過程叫做 組分分析。組分分析思路:微

13、量組分:女口 sro bao cuo nio等,在共生分析時可不副礦物:如磁鐵礦、鈦鐵礦、楣石 金紅石、錯石、磷灰石和硫化物等, 對這些副礦物和其中所含的不。2、zro p2q和s共生分析時 可不考慮。通常的變質(zhì)巖,只要考慮s、al2q、fqq. feo mnq mgo cao nqo, &q co、flo這11個氧化物。注:作共生圖解時可不考慮過剩組分,將互成類質(zhì)同象代替的組分合并 為一個獨立組分,而把過剩礦物放在共生圖解之外,有效獨立組分它們之間 的比例對礦物共生組合起決定性的作用。acf圖編制a=ai 2q3 + fe2q3 c=caof=feo + mgo + mno a + c+ f

14、=100.acf圖表明:在一定溫度壓力條件下形成并達(dá)內(nèi)部平衡的巖石,其礦物共生 組合取決于原巖的總化學(xué)組成,并隨著原巖的總化學(xué)組成的變化呈現(xiàn)有規(guī)律的 變化。acf圖解編制步驟1)用副礦物含量校正巖石化學(xué)分析2)計算氧化物的摩爾數(shù)3)用鉀長石 鈉長石校正摩爾數(shù)ai2。,用磷灰石校正cao,用 方解石校 正cao副礦物校正后巖石的acf值計算方案總結(jié)如下:a 二ai2q + fezo - (na 2o + k2o) c z2cao (3.3p 2。 + cq) f=feo + mgo + mno a+ c+ f=100ax kf圖角星ax = a1 2o+ fe 2o k2o k= k 2o f=

15、 feo+ mgo+ mno ax +k+f=100(and-紅柱石pi-斜長石crd-堇青石ms-白云母bi-黑云母mi微斜長石)ax kf的計算方案為:ax 二a1 2o+fe 2q- (na 2o+k2o+ cao) k =k2of =feoi+mgo+ mno a / +k+f=100各圖解的優(yōu)缺點acf圖解:一般地說,acf圖解可以表示幾乎所有的常見變 質(zhì)巖和主要造巖礦物,說明其相互關(guān)系,這是它的最大優(yōu)點。其主要缺點是不 能表示中低溫時由于(0過剩與不足引起的鉀長石與富鋁貧鉀礦物不共生關(guān) 系、feo/mgc比值對共生組合的影響、鐵鎂礦物的化學(xué)成分變化。axkf圖解:a/ kf圖的最大

16、優(yōu)點是能反映由于過剩與不足引起 的鉀長石與富鋁貧鉀礦物不共生關(guān)系。主要缺點是只適用于泥質(zhì)、長 英質(zhì)巖 石 不能表示feo/mgc比值對共生組合的影響、鐵鎂礦物的化 學(xué)成分變化。afm圖:afm圖把泥質(zhì)變質(zhì)巖看作ai2q-k2o-feo-mgo3元系,把feomgo乍為獨立組分,因而比acf圖和axkf圖更嚴(yán)格、合理,可很好 地表 示巖石的feo/mgo比值與礦物共生組合的關(guān)系和鐵鎂礦物的化學(xué)成分變化。5、變質(zhì)相:變質(zhì)相是一定溫度和壓力范圍內(nèi)形成的各種化學(xué)組成的變質(zhì)巖中 的一套變質(zhì)礦物組合,它們在時間上、空間上反復(fù)共生,且礦物組合與巖石化 學(xué)成分之間有固定的、可以預(yù)測的對應(yīng)關(guān)系6、變質(zhì)相的劃分:

17、變質(zhì)相的分類及各變質(zhì)柑軸性變質(zhì)巖的臨界礦物組合表產(chǎn)扶基性變辰巖的臨界礦物梵生組合接鈉癢市角巖州(albite-epidote hornfels feciec)aeh鈉4石十蜂帝石十9日起石+名錄泥石苔通 m pu 石右 ffi (ha nth lendshh細(xì)烽石十昔i趙:m兩石輝不?帝巖 40 (pyraxeiie-homfels facies)ph楓長石十透牌石十蔡黃輝石iff. k.-eilh1 (sanidanite: facies)3高溫斜長石+苦通輝石十曖變膜石沸石 tfl (zeolite facies)z鈉給存濁灤石+前萄石+綠泥石腫旬石綠金丁石相(pi-ehi-肚 m-pui

18、ijpsllyt 亡 facies)p-p刖長石萄石+刪奸石+琛泥石p-.柱石-鈉旺石石理柱若+鈉長石符錄淀石(lawso in tc-albite-chlorite fades)益片片 jtw (bilie schist fuel es)bs聃繪石十籃閃石中錄握石rrr綠片巖相(greetischist facies)gs鈉長石+堤瑋石+舊起石+殊據(jù)石1綠 簾-角 pj 巖+0 (epidote-amphibolite facies)ea暈長石q每寄石+晉石+ p曰起石需閃巖 tw (arnphiboetea斜隹石十苜i趙:m兩石來牡巖相(gi anulite fad es)o御長石十透褲石

19、+槃黃輝石榴舞巖相(eel o gite tacies)e富峽侶搐石分于的石榴石+郵舞石第四章變質(zhì)巖的成分特征和化學(xué)類型1、變質(zhì)巖的化學(xué)成分特征變質(zhì)巖的化學(xué)成分取決于兩方面:一方面與原巖有密切關(guān)系,另一方面又 和變質(zhì)作用的特點有關(guān)。根據(jù)原巖的化學(xué)組成在變質(zhì)作用過程中是否發(fā)生改變,可以把變質(zhì)作用劃分等化學(xué)變質(zhì)作用和異化學(xué)變質(zhì)作用。等化學(xué)變質(zhì)作用:是指變質(zhì)作用過程中,不伴隨有交代作用,原巖組分除 也。和co以外,其它組分基本保持不變的變質(zhì)作用,如接觸變質(zhì)、區(qū)域變 質(zhì)。等化學(xué)變質(zhì)情況下,變質(zhì)巖化學(xué)成分取決于原巖化學(xué)成分,根據(jù)變質(zhì)巖化學(xué) 成分可恢復(fù)原巖類型。從原巖角度,變質(zhì)巖分為:正變質(zhì)巖-原巖為火成

20、巖; 副變質(zhì)巖-原巖為沉積巖;復(fù)變質(zhì)巖-已形成的變質(zhì)巖再遭受變質(zhì)異化學(xué)變質(zhì)作用:則伴隨有交代作用,在變質(zhì)作用過程中有元素帶入帶 出,其組分有明顯變化,系統(tǒng)是開放的。如氣-液變質(zhì)及一部分混合巖化作 用。異化學(xué)變質(zhì)情況下,變質(zhì)巖的化學(xué)成分既取決于原巖的化學(xué)特征,又取決于 交代作用的類型和強度。變質(zhì)巖化學(xué)成分是恢復(fù)原巖和劃分對比變質(zhì)地層的重要標(biāo)志。等化學(xué)系列:是指具有同一原始化學(xué)成分的所有巖石,其中礦物組合不同 是由變質(zhì)作用類型和強度決定的。等物理系列:是指同一變質(zhì)條件下形成的所有巖石,其礦物組合的不同是 由原巖化學(xué)成分決定的,如一個變質(zhì)相或變質(zhì)帶的巖石。2、變質(zhì)巖的化學(xué)類型劃分泥質(zhì)變質(zhì)巖:源于泥質(zhì)

21、(鋁質(zhì))沉積物;長英質(zhì)變質(zhì)巖:包括變質(zhì)的砂 巖、硅質(zhì)凝灰?guī)r和中酸性巖漿巖;鈣質(zhì)變質(zhì)巖:源于灰?guī)r和白云巖(可含石 英、 粘土礦物等雜質(zhì))等鈣質(zhì)沉積物;基性變質(zhì)巖:由基性巖漿巖、凝灰?guī)r及含顯著數(shù)量的ca、a1、fe, mg的不純泥灰質(zhì)沉積物轉(zhuǎn)變而來的變質(zhì)巖;鎂質(zhì)變質(zhì)巖:源于超基性巖漿巖和綠泥石質(zhì)及其它富含mg、fe的沉積物。五大類變質(zhì)巖特征:溫壓敏感性:泥質(zhì)和基性巖石富鈣和鎂質(zhì)巖石長英質(zhì)巖石巖石強度:鎂質(zhì)基性長英質(zhì)鈣質(zhì)泥質(zhì)原巖性質(zhì):泥質(zhì)、鈣質(zhì) 鎂 質(zhì)易確定,而長英質(zhì) 基性很復(fù)雜。3、變質(zhì)巖的礦物成分特征1)礦物成分取決于原巖的特點,變質(zhì)作用及交代作用的類型和強度。變 質(zhì)巖礦物成分更為復(fù)雜多樣。這一

22、方面是由于變質(zhì)巖的化學(xué)組成極為寬廣, 另一方面是由變質(zhì)作用的特點所決定的:變質(zhì)作用溫度界于巖漿作用與沉積 作用之間,且溫壓變化范圍寬廣得多在變質(zhì)作用過程中有應(yīng)力和溶液參與 等。5) 變質(zhì)巖礦物成分取決于巖石(原巖)化學(xué)成分和變質(zhì)作用條件。一 方面,相同變質(zhì)條件下不同化學(xué)類型巖石會出現(xiàn)不同的變質(zhì)礦物組合,另一方 面,同一化學(xué)類型原巖在不同的變質(zhì)條件下也會出現(xiàn)不同的礦物組合。3)變質(zhì)巖礦物成分首先取決于原巖化學(xué)成分4)變質(zhì)巖的礦物成分的影響因素sio2、ai2o3、k2o4、礦物成分特點與巖漿巖對比變質(zhì)巖中廣泛出現(xiàn)鋁的硅酸鹽類礦物,如紅柱石、藍(lán)晶石,矽線石(ai2sq5)等,復(fù)雜的鈣鎂鐵鎰鋁的硅酸

23、鹽類礦物(如石榴石類);而 巖 漿巖中一般是鐵鎂呈類質(zhì)同象的正硅酸鹽,可出現(xiàn)鐵鎂鋁的鋁硅酸鹽類礦物 (堇青石,十字石),巖漿巖中只出現(xiàn)鉀鈉鈣鋁硅酸鹽類礦物,如各種長石, 純鈣的硅酸鹽如硅灰石(casich)為變質(zhì)巖所特有;變 質(zhì)巖中含(oh)礦 物比巖漿巖多見,變質(zhì)巖中碳酸鹽類礦物分布廣泛。5、五大化學(xué)類型變質(zhì)巖的化學(xué)成分礦物成分特點1)泥質(zhì)變質(zhì)巖:化學(xué)成分:ai2q、含量高,k20 al2。相對含量變化大;礦物成分:是云母含量高,石英常見,兩個亞類礦物成分有明顯差別。2)長英質(zhì)變質(zhì)巖化學(xué)成分:sio2含量高,通常k2。過剩、外2。3不足;礦物成分:以石英、長石為主,礦物組合與k2o過剩的泥質(zhì)

24、變質(zhì)巖相同。3)鈣質(zhì)變質(zhì)巖化學(xué)成分:cao含量高,可含一定量的mgofeoal2q、siq;礦物成分:以 碳酸鹽礦物(方解石、白云石等)和鈣鎂硅酸鹽礦物(硅 灰石、透輝石 陽起石 透閃石 滑石等)為主,可含一定量鈣鋁硅 酸鹽礦物(綠簾石、方 柱石、鈣質(zhì)斜長石、鈣鋁-鈣鐵榴石、符山石等)及石英。4)基性變質(zhì)巖化學(xué)成分:mgofeoca。含量高,含一定量的abo;礦物成分:富含斜長 石和綠簾石、綠泥石、單斜輝石、單斜閃石(透 閃石、陽起石、普通角閃 石)、斜方輝石、鐵鋁-鎂鋁榴石及黑云母等鐵鎂鈣的硅酸鹽、鋁硅酸鹽礦 物,可含一定量的石英。5)鎂質(zhì)變質(zhì)巖化學(xué)成分:富mgofeo貧caoalo、sq2

25、;礦物成分:缺乏長石、石英,富含富鎂鐵的礦物(蛇紋石 滑石、水鎂石、菱鎂礦 直閃石、鎂鐵閃石 紫蘇輝石 透閃石、陽起石、綠 泥石、黑 云母、鐵鋁-鎂鋁榴石等)。6、五大化學(xué)類型變質(zhì)巖的化學(xué)成分礦物成分特點1) alq過剩的泥質(zhì)變質(zhì)巖-富鋁系列特點: al 2o3 ko+nao+caq 分子數(shù)) 含富鋁礦物(紅柱石、藍(lán)晶石、夕線石等)中低溫時無鉀長石 高溫時(麻粒巖相、 輝石角巖相等)出現(xiàn)鉀長石2)心。過剩的泥質(zhì)變質(zhì)巖特點:含鉀長石中低溫時無富鋁礦物高溫時出現(xiàn)富鋁礦物(夕線石、堇青石等)7、變質(zhì)巖礦物的成因分類1) 不穩(wěn)定礦物-殘余礦物:在一定變質(zhì)條件下超越平衡條件而存在的早 先已有礦物的準(zhǔn)穩(wěn)定

26、殘余礦物。特征:與其它礦物之間存在明顯的置換關(guān)系常見于低級變質(zhì)巖和退變質(zhì)巖2) 穩(wěn)定礦物:在一定變質(zhì)條件下由變質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶作用形成的礦物。 包括原礦物和變質(zhì)新礦物第五章變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造1 .質(zhì)巖的化學(xué)成分主要反映原巖特點;2 .質(zhì)巖的礦物成分主要反映變質(zhì)作用條件;3 .質(zhì)巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造則主要是變質(zhì)作用機制的反映。1、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu):是指巖石中礦物的結(jié)晶程度,形態(tài)、大小及相互關(guān)系。變 晶、變形、變余結(jié)構(gòu)是變質(zhì)巖結(jié)構(gòu)的三大類型。變晶結(jié)構(gòu):變晶的形狀、大小、相互關(guān)系反映的結(jié)構(gòu)。變形結(jié)構(gòu):巖石遭受 變形會產(chǎn)生粒度減小等結(jié)構(gòu)效應(yīng)。變余結(jié)構(gòu):變質(zhì)以前原巖的結(jié)構(gòu)在變質(zhì)作用中仍可保存其某些或部特點者。 變晶結(jié)構(gòu)是

27、變質(zhì)重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶作用的產(chǎn)物,是全晶質(zhì)的。與巖漿巖全晶 質(zhì)結(jié)構(gòu)相比有不同之處:1)同一世代的變晶礦物沒有先后順序。晶體自形程度的差別僅取決于結(jié) 晶能力。且礦物之間排列緊密 彼此鑲嵌或相互包裹。2)變斑晶的形成一般與基質(zhì)同時或稍晚,因此變斑晶以富含基質(zhì)礦物包 裹體為特征。3)除變斑晶外,變晶礦物自形程度差,多為他形這與無自由結(jié)晶 空間有 關(guān)。4 ) 柱狀 片狀礦物較多,且多有定向性。變余結(jié)構(gòu)1) 火山沉積型原巖:淺變質(zhì)條件下可殘存各種火山碎屑結(jié)構(gòu)(變余巖屑 結(jié)構(gòu)、變余晶屑結(jié)構(gòu)、變余玻屑結(jié)構(gòu)等)。2) 正常沉積型原巖:經(jīng)變質(zhì)后最常見的是變余砂狀結(jié)構(gòu)變余礫狀結(jié)構(gòu)、 變余層理構(gòu)造(粒序?qū)永淼龋┘安ê?/p>

28、、龜裂等層面構(gòu)造。變余結(jié)構(gòu)的特點:1)外貌上具原巖(沉積巖或火成巖)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征,成分上由變質(zhì)礦 物組成。2) 淺變質(zhì)條件下,可有原巖礦物殘留。3) 除變斑晶外,變晶礦物自形程度差,多為他形這與無自由結(jié)晶 空間有 關(guān)。4) 柱狀 片狀礦物較多,且多有定向性變晶結(jié)構(gòu)類型(按變晶的自形程 度劃分):自形變晶結(jié)構(gòu)半自形變晶結(jié)構(gòu)它形變晶結(jié)構(gòu)變晶礦物顆粒的大小變晶礦物顆粒形態(tài)變晶礦物相互關(guān) 系相對大小絕對大小等粒變晶結(jié)構(gòu)粗粒變晶結(jié)構(gòu)(3mm) 中粒變晶結(jié)構(gòu)鑲嵌粒狀變晶結(jié)構(gòu)包含變晶結(jié)構(gòu)篩狀變晶結(jié)構(gòu)不等粒變晶結(jié)構(gòu)細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)縫合粒狀變晶結(jié)構(gòu)殘縷結(jié)構(gòu)斑狀變晶結(jié)構(gòu)顯微變晶結(jié)構(gòu)鱗片變晶結(jié)構(gòu)纖狀變晶結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)變

29、形和碎裂結(jié)構(gòu):碎裂結(jié)構(gòu):這由脆性巖石受壓力作用形成,主要表現(xiàn)為礦物的壓碎及裂 開。糜棱結(jié)構(gòu):巖石基本處在塑性狀態(tài)下,以顯微破裂顆粒化、蠕變、顆 粒邊界滑動重結(jié)晶等作用形成的具糜棱面理的定向結(jié)構(gòu)。玻璃質(zhì)碎屑結(jié)構(gòu):碎斑是破碎的原巖巖石或礦物碎屑,有時可見到熔蝕 現(xiàn),基質(zhì)為玻璃質(zhì) 交代結(jié)構(gòu)1)核心交代結(jié)構(gòu):交代作用從礦物核心開始而形成的一種結(jié)構(gòu)。2)透入交代結(jié)構(gòu):這是交代沿被交代礦物中的裂隙、 條紋等薄弱地帶作 用的結(jié)果3)整體交代結(jié)構(gòu):一個礦物被另一礦物完全交代.4)邊緣交代結(jié)構(gòu):交代作用僅在礦物邊部進行,使礦物邊緣界線復(fù)雜 化,多為港灣狀、 蠶食狀。邊緣的成分與核心成分不同,邊部所含包裹物及雜

30、質(zhì)明顯減少。例如,交代蠶食結(jié)構(gòu), 交代殘留結(jié)構(gòu) 交代凈邊結(jié)構(gòu)等。交代結(jié)構(gòu)的特點1)礦物顆粒的形態(tài)復(fù)雜多樣,邊界多為港灣狀等不規(guī)則的形狀。2)礦物顆粒的粒度變化大。3)同一礦物的不同顆粒,甚至同一顆粒的不同部分4)變斑晶中包裹物與不是交代成因的同種礦物相比數(shù)量減少。2、變質(zhì)巖的構(gòu)造:變余構(gòu)造、變成構(gòu)造、混合構(gòu)造。變余構(gòu)造:因變質(zhì)作 用不徹底,而保存的原巖構(gòu)造,又稱為殘余構(gòu)造,主要有無定向和定向構(gòu)造:1)向構(gòu)造的特點是顆粒無定向、隨機分布,說明變質(zhì)作用是在缺乏偏應(yīng) 力條件下進行。2)構(gòu)造的特點是非等軸顆粒近平行排列,出現(xiàn)優(yōu)選方位,是偏應(yīng)力作用 下巖石變形的結(jié)果,變成構(gòu)造是指變質(zhì)作用過程中(主要是變

31、質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶)所形成的構(gòu)造 主要有:斑點狀構(gòu)造,千枚狀構(gòu)造,片狀構(gòu)造,板狀構(gòu)造,片麻狀構(gòu) 造混合構(gòu)造:眼球狀構(gòu)造:長英質(zhì)(主要是堿性長石)呈眼球狀,斷續(xù)分布于基體之 中。網(wǎng)脈狀構(gòu)造:脈體不規(guī)則地穿切基體巖石,呈細(xì)脈狀、 分支狀、網(wǎng)狀分 布。條帶狀構(gòu)造:基體與脈體相間呈條帶狀分布。角礫狀構(gòu)造:基體被脈體分 割包圍,呈角礫狀。腸狀構(gòu)造:脈體呈腸狀彎曲褶皺狀分布于基體中片麻狀 構(gòu)造:基體與脈體已界限不清,某些基體的暗色礦物斷續(xù)定向排列。霧迷狀構(gòu)造:又稱陰影狀構(gòu)造、星云狀構(gòu)造,基體與脈體的界線已完全 不清,有時僅見基體被脈體交代殘留的隱約可現(xiàn)的輪廓,呈斑雜狀 陰影狀分 布。第六章接觸變質(zhì)巖1、接觸變

32、質(zhì)作用:接觸變質(zhì)作用由是巖漿體提供熱,使巖漿巖體周圍接觸帶 上巖石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生變化的現(xiàn)象,又稱熱變質(zhì)作用。2、接觸熱變質(zhì)巖:巖漿巖體圍巖受巖漿所散發(fā)的熱量及揮分發(fā)的影響,發(fā)生 變質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶,形成一系列新的礦物組合及組構(gòu)的巖石,稱為接觸熱變 i-y lxj質(zhì)石。3、接觸變質(zhì)暈:在接觸變質(zhì)作用中,溫度是主要影響因素。與巖漿巖體靠近 的圍巖所達(dá)到的溫度較高,離巖漿巖體愈遠(yuǎn),溫度愈低。因而從近到遠(yuǎn)常依次 出現(xiàn)變質(zhì)程度不同,具不同礦物共生組合的巖石,它們以巖體為中心成環(huán)帶狀 分布,形成接觸變質(zhì)暈。4、接觸變質(zhì)暈圈寬度影響因素:巖漿巖體的成分;巖漿巖體的規(guī)模;巖漿 巖體的冷卻速度;圍巖的組分

33、和組構(gòu);接觸面的形態(tài)和產(chǎn)狀5、接觸變質(zhì)巖的命名原則:按最顯著的結(jié)構(gòu)特征+礦物組合1)斑點板巖:具板狀構(gòu)造,重結(jié)晶作用較微弱,總體顯隱晶質(zhì) 致密 狀,可見較多殘余組構(gòu)。2)角巖:多具角巖結(jié)構(gòu),不具定向,塊狀構(gòu)造。3)接觸片巖或接觸片麻巖:具片狀構(gòu)造或片麻狀構(gòu)造。6、接觸變質(zhì)巖的分類原則:按等化學(xué)系列和等物理系列相結(jié)合接觸變質(zhì)巖的 分類:泥質(zhì)變質(zhì)巖;長英質(zhì)變質(zhì)巖;鈣質(zhì)變質(zhì)巖;基性變質(zhì)巖;鎂質(zhì)基性巖 7、接觸變質(zhì)相屬低壓相系,其地?zé)崽荻茸罡?,大?0c /kmo按變質(zhì)溫度, 將其劃分為4個變質(zhì)相:鈉長綠簾角巖相;普通角閃石角巖相;輝石角巖 相;透長巖相第七章交代作用和氣液變質(zhì)巖1、交代作用在巖石-溶

34、液系統(tǒng)中,溶液有兩種性狀:一種溶液賦存在裂隙中,能整體自由 流通,稱為裂隙溶液。另一種溶液分布在顆粒之間,不能自由流動,稱為間隙 溶液。交代作用過程中組分遷移方式:(一)滲透作用滲透作用是指組分隨介質(zhì)一起遷移的一種物質(zhì)遷移方式。壓 力差是遷移的驅(qū)動力。滲透速度還與溶液本身的密度、粘度及通道的寬度和 形態(tài)有關(guān)。滲透作用是組分遷移的主要方式。(二)擴散作用擴散作用是指組分呈單個原子、離子或分子狀態(tài)在溶液中通過的一種遷移 運動形式。溶液本身不發(fā)生運動。引起組分遷移的驅(qū)動力是它們在不同部位 的濃度差。擴散速度還與溫度有關(guān).在自然界中較常見。交代作用過程中, 滲透和擴散同時存在、互相配合。交代作用過程中

35、,原礦物分解消失和新礦物形成生長基本同時,新礦物形 成一般也經(jīng)過結(jié)晶中心的形成及晶體逐漸增長的過程,稱為交代結(jié)晶作用影響交代反應(yīng)的因素:溫度、壓力、 溶液中被帶入帶出組分的化學(xué)位或活 度。2、氣液變質(zhì)作用:熱的氣體及溶液(氣水熱液)作用于已形成的巖石,使其 發(fā)生礦物成分,化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化形成新的巖石,這種交代作用稱 為氣液變質(zhì)作用。氣-液變質(zhì)作用通常沿構(gòu)造破碎帶及礦脈兩側(cè)發(fā)育,故又稱圍巖蝕變,氣-液 變質(zhì)巖又稱為蝕變巖。氣-液變質(zhì)作用條件:溫度一一變化范圍廣(幾十至800c);壓力通 常較低(小于0.4gpa);成分h2o, cd、f, c1、b, s 等揮發(fā)組分,k、na、ca、mg

36、, a1、si等造巖組分,以及w, sriv mov ca、 pbzn、au, ag hg 等成礦元素。氣水熱液來源:1) 巖漿熱液2) 變質(zhì)熱液3)混合巖化過程中分泌出來的氣水熱液4)與大氣降水、 地下熱水有關(guān)的氣水熱液5)與海水有關(guān)的氣水熱液3、氣-液變質(zhì)巖的一般特點:1)分布在巖漿巖體頂部和內(nèi)外接觸帶、火山巖發(fā)育區(qū)、混合巖化區(qū) 斷 裂帶附近及熱液礦脈兩側(cè)等氣液活動地段2) 多為低溫含揮發(fā)分的礦物組合。3)不等粒變晶結(jié)構(gòu)、交代及變余結(jié)構(gòu)發(fā)育。4) 空間分布具有明顯的分帶性。5) 與礦床關(guān)系密切,是良好的找礦標(biāo)志。4、氣-液變質(zhì)巖的分類命名:氣-液變質(zhì)巖的特點主要受原巖成分控制。根據(jù)原巖成分

37、將常見的氣-液變質(zhì) 巖概略分類:1 )矽卡巖-原巖多為鈣質(zhì) 鎂質(zhì)巖石;2 )云英巖 黃鐵絹英巖、次生石英巖-原巖成分大多相當(dāng)于中酸性巖石;3 )青磐巖-原巖成分與中基性巖相當(dāng);4 )蛇紋巖-原巖成分主要為超基性巖。氣-液變質(zhì)巖命名及蝕變帶劃分:原巖特征保i交代礦物留程度|蝕變帶劃分命名舉例v5保留未蝕變原巖以原巖命名-+- 1-1-1 lxj花岡石5-50基本保留弱蝕變帶弱xx化原巖 名稱弱云英巖化花1-1-1 lxj 因石50-95尚可辨認(rèn)強蝕變帶強xx化原巖 名稱強云英巖化花ul_l lxj 明石95消失蝕變巖帶交代礦物蝕變lxj 石白云母云英巖7、巴爾特“氧”法標(biāo)準(zhǔn)巖胞-巖石中氧占巖石總

38、體積的94%,如果交代作用無體積的變化,則 變質(zhì)前后巖石中氧離子數(shù)目不變計算方法:1)把氧化物質(zhì)量百分比換算成分子數(shù)2)把氧化物分子數(shù)換算成金屬原子數(shù)3)計算與金屬原子數(shù)相關(guān)的氧原子數(shù)4)求氧原子數(shù)總數(shù)5)計算標(biāo)準(zhǔn)巖胞中金屬原子數(shù)6)計算標(biāo)準(zhǔn)巖胞中0和oh數(shù)(0曰=曰離子數(shù),o=1600-oh例:若巖石中si02的質(zhì)量為73.3% (其他氧化物的百分比未例出):1) si02分子數(shù)73.3/60.09 (標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)式)x 1000=1220,以此類推2) si02的原子數(shù)1220,以此類推3) si02的氧原子數(shù)1220x 2=24404)計算氧原子總數(shù)e ( sq2+)5)計算單位晶胞各元素原

39、子數(shù)1600x元素原子數(shù)/氧原子總數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)式:s60.09ti0247.87ai203101.96 zr02123.22 fe203159.70 mno 70.94 feo 71.85 mgo 40.31 cao 56.08 bao159.71 na2o 61.98k20 94.20p205 1 41.94h2o 17.008cr203151.98 nio 74.71)第九章區(qū)域變質(zhì)巖1、區(qū)域變質(zhì)巖形成的影響因素:溫度、壓力、活動性流體2、變質(zhì)相:是一定溫度和壓力范圍內(nèi)形成的各種化學(xué)組成的變質(zhì)巖中的一套 變質(zhì)礦物組合,它們在時間上、 空間上反復(fù)共生,且礦物組 合與巖石化學(xué)成分之 間有固定的

40、、可以預(yù)測的對應(yīng)關(guān)系。變質(zhì)帶: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)律的帶 狀分布。根據(jù)變質(zhì)巖礦物組合、 結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特點,可將這些變質(zhì)程度不等的帶 劃分出來。變質(zhì)相系:是一個遞增變質(zhì)地區(qū)觀察到的變質(zhì)相的系列,反映了不同變質(zhì)條 件下地溫梯度差異。(變質(zhì)相系反映的是變質(zhì)作用或變質(zhì)地區(qū)的p/t比,而 不是地?zé)崽荻龋?。變質(zhì)相系的實質(zhì):每一種特定類型的變質(zhì)相系列都反映各自特定的地?zé)崽荻?類型和所經(jīng)歷的事件及其演化進程,這是該變質(zhì)地質(zhì)體在空間上所處的大地 構(gòu)造和板塊構(gòu)造位置、在時間上所處的地殼發(fā)展階段和當(dāng)時當(dāng)?shù)卦焐竭\動性 質(zhì)的綜合表現(xiàn)。從而使變質(zhì)作用研究和區(qū)域地質(zhì)演化及大地構(gòu)造環(huán)境研究緊 密

41、聯(lián)系起來。雙變質(zhì)帶:雙變質(zhì)帶由大體同時代的一個高p/t變質(zhì)帶和一個較低p/t比變 質(zhì)帶組成。它們相互平行沿大陸邊緣延伸,其間通常有一個巨大斷裂將二者分 隔開。高p/t變質(zhì)帶位于大洋一側(cè),代表了一個古海溝帶,常伴有豐富的 從超基性到基性的蛇綠巖。較低p/t比變質(zhì)帶為低p/t型或中p/t型或二者的混合,常伴有豐富的花崗質(zhì)巖石及流紋質(zhì)和 安山質(zhì)火山3、程裕淇( 1963)對區(qū)域變質(zhì)巖的分類:1、長英質(zhì)2、泥質(zhì)3、中性4、半粘土質(zhì)5、基性6、鈣質(zhì)7、鈣鎂質(zhì) 8、富硅巖9、鎂質(zhì)4、都城秋穗(1961)對區(qū)域變質(zhì)類型劃分1) 低壓型:紅柱石-矽線石型( 30c/km)(低p/t型:又稱為紅柱石-夕線石型。典型的相系列為ztp-ptgsaatg.)2) 中壓型:藍(lán)晶石-矽線石型(20c/km)(中p/t型:又稱為 藍(lán) 晶石-夕線石型。典型的相系列為:ztp-ptgsteatatgo )3) 高壓型:藍(lán)閃石-硬玉型(10c/km)(高p/t型:又稱藍(lán)閃石 型。 典型的相系列為:ztlatbsteo )由于p/t比變化大,造山變質(zhì)巖分布區(qū)變質(zhì)相系列 和遞增變質(zhì)帶演化十分復(fù)雜多樣,可劃分為下列三個基本類型和一系列過渡類 型:低p/t型(紅柱石-夕線石型);中p/t型(藍(lán)晶石-夕線石型);高p/t 型(藍(lán)閃石型)5、綠片巖相(g

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