共生分析變質(zhì)相和變質(zhì)相系

共生分析變質(zhì)相和變質(zhì)相系第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日一、礦物相律

1．共生分析的基本思路從熱力學(xué)角度看，一個(gè)天然結(jié)晶巖石就是一個(gè)復(fù)雜的非均勻系統(tǒng)。Gibbs相律：P（相數(shù)）＋f（自由度數(shù)）=c（組分?jǐn)?shù)）＋2第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日

從研究變質(zhì)巖礦物共生組合特征及其變化規(guī)律出發(fā)，應(yīng)用相律，可以分析礦物組合與巖石化學(xué)成分和物化條件的關(guān)系。這是變質(zhì)巖石學(xué)研究的基本方法，稱為共生分析。第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日2．封閉系統(tǒng)的Goldschmidt礦物相律

p≤c

如果系統(tǒng)沒有流體相，p就代表礦物相數(shù)；如果有一個(gè)流體相，礦物相數(shù)就等于p－1。因此在一定溫度、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(dú)立組分?jǐn)?shù)。這就是Goldschmidt礦物相律

第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日3．開放系統(tǒng)的Korzhenskii礦物相律按照Korzhenskii組分差異活動性原理，在開放系統(tǒng)情況下，各組分的活動性不同，可分為完全活動組分和惰性組分兩類。即：c=ci＋cm

式中，c—組分?jǐn)?shù)，cI—惰性組分?jǐn)?shù)，cm—活動組分?jǐn)?shù)。第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日

p≤ci

因此，在溫度、壓力和活動組分化學(xué)位的一定范圍內(nèi),能穩(wěn)定平衡共存于一開放系統(tǒng)的礦物相數(shù)等于或小于惰性組分?jǐn)?shù)，而與活動組分無關(guān)。這就是Korzhenskii礦物相律。第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日二、礦物組合、成分-共生圖解和組分分析

1．礦物組合及其確定標(biāo)志在共生分析中，把一定化學(xué)成分巖石達(dá)化學(xué)平衡時(shí)的礦物成分稱為礦物組合或礦物共生、礦物共生組合。第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日確定礦物共生組合的主要標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）一個(gè)礦物共生組合中的各種礦物都有相互接觸的關(guān)系；（2）一個(gè)礦物共生組合的各礦物，相互間無反應(yīng)和交代現(xiàn)象；（3）一個(gè)礦物共生組合中，同種礦物的化學(xué)成分及光性特征應(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(gè)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)（通常礦物種類不超過五、六種）。第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日一個(gè)薄片中出現(xiàn)兩個(gè)共生組合a.由于原巖成分的細(xì)微變化，使得在一個(gè)很小的范圍內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)共生組合：Cc＋Q（上）和Wo＋Q（下）；b.視域中A、B、C三相有機(jī)會彼此接觸，屬一個(gè)礦物共生組合。而D則被包裹于B中，不與A、C接觸，不包括在該共生組合中，D與B構(gòu)成另一個(gè)礦物共生組合第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日2．成分-共生圖解如果一個(gè)巖石系統(tǒng)由三組分組成，根據(jù)Godlschmidt礦物相律，在普遍觀察到的組合中，礦物數(shù)應(yīng)是3、2或1，這意味著當(dāng)這種巖石的礦物成分用一個(gè)三頂點(diǎn)為三組分的三角圖解表示時(shí)，把該圖解分成一系列小三角形就能直觀地表示礦物共生關(guān)系，這種圖解叫成分-共生圖解或共生圖解。第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日成分-共生圖解a.a、b、c為三個(gè)組分，A、B、C、D、E、F、G為成分固定的礦物；b.a、b、c為三個(gè)組分，C、D為成分固定的礦物，A、B、E、F、G為固溶體礦物第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日3．組分分析為了對成分復(fù)雜的巖石作共生分析，有必要對巖石系統(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(gè)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。第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日3．1完全活動組分該類組分在間隙溶液中的濃度或化學(xué)位與T、P一樣是巖石系統(tǒng)的外部條件。成分一共生圖解表示的是一定外部條件下的礦物組合。所以，外部條件在圖解中不表示。當(dāng)外部條件改變引起礦物組合的變化時(shí)，用新的圖解表示新條件下的新的一套礦物組合。第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日3.2惰性組分

惰性組分進(jìn)一步劃分為：（1）雜質(zhì)組分

（2）類質(zhì)同象組分

（3）孤立組分

（4）過剩組分

（5）有效惰性組分

第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日三、ACF圖和A＇KF圖

1．ACF圖Eskola(1915)設(shè)計(jì)ACF圖以表示成分范圍廣泛的含石英變質(zhì)巖（包括泥質(zhì)、長英質(zhì)、基性、鈣質(zhì)、鎂質(zhì)）的礦物共生。第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日1.1含石英變質(zhì)巖的組分分析（1）完全活動組分：H2O、CO2，共生圖解中不予考慮。（2）過剩組分：SiO2。（3）類質(zhì)同象組分（4）有效惰性組分第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日芬蘭Orijarvi地區(qū)接觸變質(zhì)巖ACF圖Ant.直閃石；Cum.鎂鐵閃石；Gro.鈣鋁榴石；Hb.普通角閃石；Mi.微斜長石第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日1.2ACF圖的編制

Eskola（1939）將上述三個(gè)有效惰性組分為頂點(diǎn)的成分-共生圖解命名為ACF圖。A=[Al2O3]＋[Fe2O3]C=[CaO]F=[FeO]＋[MgO]＋[MnO]A＋C＋F=100.

在三角形圖解上，按礦物組成的ACF比值標(biāo)繪礦物后，按礦物的實(shí)際共生關(guān)系連接共生線即完成了ACF圖解。第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日對ACF圖有兩點(diǎn)必須注意：一是圖中An位置實(shí)際上并不是鈣長石，它與圖解外的Ab一起代表某一號碼的斜長石；二是Ms（白云母）、Bi（黑云母）都是含鉀礦物，它們在共生組合中是否出現(xiàn)在很大程度上受巖石的K2O組分控制。第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日1.3巖石成分的標(biāo)繪計(jì)算巖石的ACF值的程序如下：（1）用副礦物含量校正巖石化學(xué)分析：（2）把校正過的巖石化學(xué)分析的各個(gè)氧化物wB%（可不考慮SiO2和H2O）除以其分子量再乘以1000，換算成氧化物的摩爾數(shù)。（3）用鉀長石、鈉長石校正摩爾數(shù)[Al2O3]，用磷灰石校正[CaO]，用方解石校正數(shù)[CaO]。第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日2．A′KF圖

Eskola（1915）設(shè)計(jì)A′KF圖（A′KFdiagram）以表示含石英的泥質(zhì)變質(zhì)巖的礦物共生關(guān)系。第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日芬蘭Orijarvi地區(qū)SiO2過剩的泥質(zhì)變質(zhì)巖

的A′KF圖

第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日3．ACF圖與A′KF圖的聯(lián)用芬蘭Orijarvi接觸變質(zhì)巖ACF、A′KF圖第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日四、AFM圖**

1.FeO/MgO對泥質(zhì)變質(zhì)巖礦物共生的影響及泥質(zhì)變質(zhì)巖組分分析第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日五、變質(zhì)相和變質(zhì)相系

1.變質(zhì)相的概念

Eskola（1915）設(shè)計(jì)了ACF和A′KF圖表示變質(zhì)巖的礦物組合，這使得他能為一些已很好研究的變質(zhì)地區(qū)編制ACF圖，并發(fā)現(xiàn)一些地區(qū)的ACF圖彼此類似，而另一些地區(qū)則彼此明顯不同。他把前者歸因于這些地區(qū)變質(zhì)作用P-T條件彼此相近，而后者則歸因于變質(zhì)作用P-T條件不同。這樣，他就能把全世界變質(zhì)地區(qū)分為幾類，每一類以相似的ACF圖為特征，把一個(gè)類型的所有巖石歸為一個(gè)變質(zhì)相。第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日現(xiàn)將定義作進(jìn)一步說明如下：（1）一個(gè)變質(zhì)相是一個(gè)等物理系。因而，變質(zhì)相與巖石化學(xué)成分無關(guān)。（2）“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”。（3）變質(zhì)相的標(biāo)志是礦物組合。第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日2.變質(zhì)相的劃分

第二十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日