變質(zhì)巖化學(xué)和礦物ppt課件

1、第二章、蛻變巖的組成第2節(jié). 蛻變巖的化學(xué)組成Compositions of metamorphic rocks蛻變巖的化學(xué)成分是進(jìn)展蛻變巖分類的重要根據(jù)之一，也是根據(jù)礦物組成提示蛻變條件的根底。2. 蛻變巖的化學(xué)特征蛻變巖的化學(xué)組成最復(fù)雜，why?原巖類型多樣，涵蓋了一切火成巖和堆積巖蛻變作用改造1. 超鎂鐵系列Ultramafic - very high Mg, Fe, Ni, Cr2. 鎂鐵質(zhì)系列Mafic - high Fe, Mg, and Ca3. 泥質(zhì)巖富鋁系列Shales (pelitic) - high Al, K, Si4. 碳酸鹽系列Carbonates- high Ca

2、, Mg, CO25. 長(zhǎng)英質(zhì)系列Quartzo-feldspathic - high Si, Na, K, Al6. 硅質(zhì)富硅系列Silicates - nearly pure SiO2根據(jù)火成巖和堆積巖中普通的巖石類型，綜合成六種化學(xué)組合泥質(zhì)巖富鋁系列長(zhǎng)英質(zhì)系列硅質(zhì)(富硅)系列碳酸鹽系列基性鐵鎂質(zhì)系列超 鐵 鎂 質(zhì)系列原巖細(xì)碎屑堆積巖，火山沉凝灰?guī)r中酸性-酸性火成巖和長(zhǎng)石砂巖硅質(zhì)巖，石英砂巖，燧石灰?guī)r，白云巖，泥灰?guī)r，泥質(zhì)灰?guī)r基性火成巖和少量堆積巖鐵白云質(zhì)泥灰?guī)r超基性火成巖和白云巖成分富Al, Si, K; 低Mg, Fe, Ca, Na富Si, Al, K, Na; 低Mg, Fe, C

3、a, 富Si; 低Al, K, Mg, Fe富Ca, Mg; 低Al, Si, Fe, Na富Si, Al, Mg, Fe, Ca; 低K, Na富Mg, Si; 低Fe, Ca, Al普通石英，白云母，黑云母，斜長(zhǎng)石石英，斜長(zhǎng)石，鉀長(zhǎng)石，黑云母石英，云母方解石，白云石，石英斜長(zhǎng)石，角閃石，綠泥石低級(jí)絹云母，綠泥石，葉臘石，硬綠泥石，電氣石，富錳石榴子石，高嶺石絹云母，白云母絹 云 母 ， 白云 母 ， 磁 鐵礦蛇紋石，滑石，斜黝簾石綠簾石綠泥石，綠簾石，陽起石，酸性斜長(zhǎng)石，沸石，葡萄石，黑云母，綠纖石蛇紋石，滑石，綠泥石中級(jí)紅柱石，鐵鋁榴石，十字石，藍(lán)晶石紅柱石，鐵鋁榴石，藍(lán)晶石紅柱石，鐵鋁

4、榴石，藍(lán)晶石，閃石透閃石，符山石，鈣鋁榴石，鈣鐵榴石普通角閃石，中性斜長(zhǎng)石，直閃石，鎂鐵閃石直閃石，透閃石，金云母高級(jí)矽線石，堇青石，假藍(lán)寶石，剛玉矽線石，正長(zhǎng)石矽線石，紫蘇輝石硅灰石、透輝石，方鎂石、方柱石、硅鎂石，鎂橄欖石單斜輝石，斜方輝石，鐵鋁鎂鋁榴石，條紋長(zhǎng)石，尖晶石單斜輝石，斜方輝石，橄欖石，鉻尖晶石高壓多硅白云母，鈉云母，滑石+藍(lán)晶石黝簾石+藍(lán)晶石多硅白云母，鈉云母，硬柱石，硬玉多硅白云母，硬玉，黃玉霰石藍(lán)閃石，硬柱石，硬玉，綠輝石，鎂鋁榴石，黑硬綠泥石鎂鋁榴石，滑石等化學(xué)系列等化學(xué)系列不同化學(xué)系列的三角投影留意：部分重疊是由于沒有思索Al2O3;沒有包括稀少的一些堆積巖，如富磷堆

5、積巖和鹽類堆積巖等化學(xué)蛻變和異化學(xué)蛻變等化學(xué)是指除了H2O, CO2等揮發(fā)份volatile)外，其他組分根本堅(jiān)持不變的蛻變過程，也稱為封鎖體系closed system)，這是用蛻變巖化學(xué)成分進(jìn)展原巖恢復(fù)的先決條件。異化學(xué)過程是指除了揮發(fā)組分，還其他組分的變化，如K2O，Na2O等活動(dòng)組分，有些條件下Ca、Fe、Mg等組成也會(huì)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)蛻變巖的成分就不能簡(jiǎn)單用于原巖恢復(fù)。這種體系也稱之為開放體系open system)?；鸪蓭r堆積巖SiO24075%, 3335%可以75%Al2O3大多19%FeO多數(shù)10%MgO10%, 白云巖可達(dá)20%CaO14%, 灰?guī)r40%K2O/Na2O大多1火成

6、巖與堆積巖成分對(duì)比第二章、蛻變巖的組成第3節(jié). 蛻變巖的礦物組成Mineralogy of metamorphic rocks3. 蛻變巖的礦物組成蛻變巖擁有豐富的礦物種類：原巖化學(xué)組成變化大，決議蛻變礦物能否出現(xiàn)內(nèi)因蛻變作用溫壓范圍大，控制蛻變礦物能否出現(xiàn)外因如：硅質(zhì)灰?guī)rCaCO3 + SiO2)能夠出現(xiàn)的礦物有方解石CaCO3, 石英SiO2，硅灰石CaSiO3, 硅鈣石Ca3Si2O7, 灰硅鈣石Ca4Si2O8CaCO3)中-低溫650 oC), Wo、Cc or 硅鈣石。H云母類H白云母、絹云母 KAl2AlSi3O10(OH)2 Ms, SerH黑云母 K(Mg, Fe)3AlSi

7、3O10(OH, F)2 BiH葉綠泥石 (Mg, Fe)5AlAlSi3O10(OH)8 ChlH富Al礦物H紅柱石、矽線石、藍(lán)晶石 Al2SiO5 And, Sil, KyH堇青石 (Mg, Fe)Al3AlSi5O18 Cord CdH鐵鋁榴石-鎂鋁榴石 Fe3Al2SiO43- Mg3Al2SiO43 Alm, PyH十字石 (Fe, Mg)Al4SiO42O2(OH)2 StH硬綠泥石 (Mg, Fe)2(Al, Fe)Al3SiO42O2(OH)4 Ctd, Chtd常見蛻變礦物H富Ca礦物H硅灰石 CaSiO3 WoH透輝石 CaMgSi2O6 DiH透閃石 Ca2Mg5Si4O

8、112(OH)2 TrH陽起石 Ca2(Mg, Fe)5Si4O112(OH)2 ActH鈣鋁榴石 Ca3Al2SiO43 GroH鈣鐵榴石 Ca3Fe2SiO43 AndH方柱石 (Na, Ca)4Al(Si, Al)Si2O83(Cl, CO3, SO4) ScapH符山石 Ca10(Mg, Fe)2Al4SiO45(Si2O7)2(OH, F)4 VesH綠簾石 Ca2(Al, Fe)2Al2SiO4(Si2O7)O(OH) EpH黝簾石 Ca2Al3SiO4(Si2O7)O(OH) Zo常見蛻變礦物H富Mg礦物H蛇紋石 Mg6Si4O10(OH)8 SerpH滑石 Mg3Si4O10(

9、OH)2 TalcH方鎂石 MgO PerH鎂橄欖石 Mg2SiO4 FoH鎂鐵閃石 (Mg, Fe)7Si4O112(OH)2 CumH紫蘇輝石 (Mg, Fe)2Si2O6 HypH金云母 K(Mg)3AlSi3O10(OH)2 PhlH富Na礦物H鈉云母 NaAl2AlSi3O10(OH)2 ParaH藍(lán)閃石 Na2(Mg, Fe)3(Al, Fe)2Si4O112(OH)2 GlauH硬玉 NaAlSi2O6 JdH綠輝石 (Na, Ca)(Al, Mg, Fe)(Si, Al)2O6 omp常見蛻變礦物富Al, Fe, Mg蛻變礦物F堇青石 (Mg, Fe)Al3AlSi5O18 F

10、十字石 (Fe, Mg)Al4SiO42O2(OH)2F葉綠泥石 (Mg, Fe)5AlAlSi3O10(OH)8F黑云母K(Mg, Fe)3AlSi3O10(OH, F)2F鐵鋁榴石-鎂鋁榴石 Fe3Al2SiO43 - F Mg3Al2SiO43 F硬綠泥石 (Mg, Fe)2(Al, Fe)Al3SiO42O2(OH)4F堇青石 crd F十字石 stF葉綠泥石 chlF黑云母 btF鐵鋁榴石 almF鎂鋁榴石 pyr F硬綠泥石 ctd泥質(zhì)巖富鋁系列長(zhǎng)英質(zhì)系列硅質(zhì)(富硅)系列碳酸鹽系列基性鐵鎂質(zhì)系列超鐵鎂質(zhì)系列普通石英，白云母，黑云母，斜長(zhǎng)石石英，斜長(zhǎng)石，鉀長(zhǎng)石，黑云母石英，云母方解石

11、，白云石，石英斜長(zhǎng)石，角閃石，綠泥石低級(jí)絹云母，綠泥石，葉臘石，硬綠泥石，電氣石，富錳石榴子石絹云母，白云母絹云母，白云母，磁鐵礦蛇紋石，滑石，斜黝簾石綠簾石綠泥石，綠簾石，陽起石，酸性斜長(zhǎng)石，沸石，葡萄石，黑云母，綠纖石蛇紋石，滑石，綠泥石中級(jí)紅柱石，鐵鋁榴石，十字石，藍(lán)晶石紅柱石，鐵鋁榴石，藍(lán)晶石紅柱石，鐵鋁榴石，藍(lán)晶石，閃石透閃石, 符山石, 鈣鐵榴石,鈣鋁榴石普通角閃石，中性斜長(zhǎng)石，直閃石，鎂鐵閃石直閃石, 透閃石, 金云母高級(jí)矽線石，堇青石，假藍(lán)寶石，剛玉矽線石，正長(zhǎng)石矽線石，紫蘇輝石硅灰石, 透輝石, 方鎂石,方柱石, 硅鎂石, 鎂橄欖石單斜輝石，斜方輝石，鐵鋁鎂鋁榴石，條紋長(zhǎng)石,

12、 尖晶石單斜輝石, 斜方輝石, 橄欖石, 鉻尖晶石高壓多硅白云母，鈉云母，滑石+藍(lán)晶石黝簾石+藍(lán)晶石多硅白云母，鈉云母，硬柱石，硬玉多硅白云母，硬玉，黃玉霰石藍(lán)閃石, 硬柱石, 硬玉, 綠輝石, 鎂鋁榴石, 黑硬綠泥石鎂鋁榴石，滑石蛻變礦物表蛻變礦物表蛻變礦物研討不僅可以限定蛻變P-T條件，還可以提示原巖的化學(xué)成分特點(diǎn)蛻變巖特有礦物的特征蛻變巖特有礦物的特征 原巖堆積巖的中高溫蛻變相 如: 紅柱石, 矽線石, 藍(lán)晶石, 十字石, 假藍(lán)寶石 原巖火成巖的中低溫蛻變相 如: 葡萄石, 綠纖石, 綠泥石, 陽起石, 沸石 高壓或低dT/dP比值蛻變礦物 如: 藍(lán)閃石, 硬柱石, 硬玉, 紅簾石, 黑

13、硬綠泥石, 硬綠泥石礦物成分對(duì)比火成巖蛻變巖角閃石普通角閃石、棕閃石、玄武閃石、鈉鐵閃石陽起石、鎂鐵閃石、透閃石、藍(lán)閃石、韭閃石、直閃石輝石普通輝石、頑火輝石、霓輝石、霓石透輝石、次透輝石、綠輝石、硬玉云母黑云母、少有白云母白云母、絹云母、鈉云母、多硅白云母、特征礦物火山巖中堿性礦物 鈣硅酸鹽礦物、富鋁礦物Depend on the composition and condition蛻變巖特征礦物蛻變巖特征礦物o 特征蛻變礦物：構(gòu)成溫壓條件窄，能靈敏地反映外界條件變化，并能較好地指示原巖化學(xué)成分特征的蛻變礦物。o 貫穿礦物：對(duì)溫壓變化不敏感，能在很大的P-T范圍內(nèi)穩(wěn)定的蛻變礦物。二、蛻變巖的分

14、類和命名蛻變巖的構(gòu)成受諸多要素影響，而且各類蛻變巖間沒有必然的成因聯(lián)絡(luò)，因此，蛻變巖很難象火成巖一樣用簡(jiǎn)單的參數(shù)化學(xué)成分進(jìn)展分類。組構(gòu)Fabric) (Spock, 1962; Best, 1982; Raymond 1984)化學(xué)成分(Composition) (Bard, 1986)礦物組成Mineral assemblage) (Winkler, 1976, 1979; Suk, 1981; 王仁民, 1989蛻變程度蛻變相，蛻變級(jí)(Metamorphic grade) (Turner, 1968; 程裕淇等，1961綜合(Combination)二、蛻變巖的分類和命名本課程引薦組構(gòu)+礦

15、物組成的分類方案現(xiàn)實(shí)上，蛻變巖的組構(gòu)和礦物組成也反映了蛻變作用的強(qiáng)度和原巖的化學(xué)特征。具葉理組構(gòu)的蛻變巖Foliated metamorphic rock)無葉理組構(gòu)的蛻變巖Non-foliated metamorphic rocks)在以上兩大類劃分根底上，再根據(jù)礦物組成或構(gòu)造構(gòu)造建立蛻變巖根本稱號(hào)具葉理或面狀構(gòu)造根本類型 成分或組構(gòu) 名 稱蛻變作用類型板巖千枚巖片巖片麻巖糜棱巖混合巖炭質(zhì)硬綠泥石云母石英石英50%綠泥石，綠簾石陽起石，鈉長(zhǎng)石藍(lán)閃石，硬柱石角閃石滑石花崗質(zhì)斜長(zhǎng)石，角閃石條帶狀眼球狀長(zhǎng)英質(zhì)絹云母，石英千糜狀條帶狀條紋狀眼球狀黑色板巖硬綠泥千枚巖云母片巖石英片巖綠片巖藍(lán)片巖角閃片

16、巖滑石片巖花崗質(zhì)片麻巖角閃斜長(zhǎng)片麻巖條帶狀片麻巖眼球狀片麻巖長(zhǎng)英質(zhì)糜棱巖絹云石英超糜棱巖綠泥石千糜巖條帶狀混合巖條紋狀混合巖眼球狀混合巖區(qū)域蛻變作用Regional metamorphism動(dòng)力蛻變作用Dynamic metamorphism混合巖化Migmatization蛻變巖的類型及命名缺乏葉理或面狀構(gòu)造根本類型 成分或組構(gòu) 名 稱角巖變粒巖斜長(zhǎng)角閃巖角閃巖麻粒巖榴輝巖大理巖石英巖矽卡巖碎裂巖云英巖蛇紋巖堇青石云母，石英黑云母, 角閃石綠簾石石榴子石角閃石石榴子石藍(lán)晶石柯石英蛇紋石透閃石石墨磁鐵礦方柱石，鈣鐵榴石硅灰石碎裂構(gòu)造碎斑構(gòu)造碎粒構(gòu)造螢石堇青石角巖云母角巖角閃黑云變粒巖綠簾斜長(zhǎng)角閃巖石榴斜長(zhǎng)角閃巖角閃巖石榴二輝麻粒巖藍(lán)晶石榴輝巖含柯石英榴輝巖蛇紋石大理巖透閃石大理巖石墨大理巖磁鐵石英巖方柱石榴矽卡巖硅灰石矽卡巖凝灰質(zhì)碎裂巖花崗碎斑巖長(zhǎng)英質(zhì)碎粒巖螢石云英巖接觸蛻變作用Contact meta-區(qū)域蛻變作用Regional meta-接觸蛻變作用或區(qū)域蛻變作用接觸蛻變作用或區(qū)域蛻變作用接觸交代作用動(dòng)力蛻變作用氣液蛻變作用蛻