變質(zhì)巖的形成過程(1)

1、本講基本問題問題（1）變質(zhì)作用與變質(zhì)巖概念（what）問題（2）變質(zhì)巖是如何形成的呢？（How） 問題（3）變質(zhì)作用機(jī)制因何而啟動(dòng)和進(jìn)行？（Why） 問題（4）變質(zhì)作用發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境（Where）一、變質(zhì)作用與變質(zhì)巖概念變質(zhì)作用在地殼環(huán)境中，先存巖石（原巖,protolith）在固態(tài)下（下固相線subsolidus）發(fā)生的成分、組構(gòu)轉(zhuǎn)變過程的總和；變質(zhì)巖原巖成分與組構(gòu)經(jīng)固態(tài)轉(zhuǎn)變過程（變質(zhì)作用）而形成的新巖石。原巖為巖漿巖正變質(zhì)巖（ortho-）原巖為沉積巖副變質(zhì)巖（para-）原巖為變質(zhì)巖復(fù)變質(zhì)巖（poly-）Raymond, 2002Raymond, 2002挪威挪威Oslo裂谷二疊紀(jì)接

2、觸變質(zhì)暈內(nèi)沉積巖向變質(zhì)巖的轉(zhuǎn)變露頭照片裂谷二疊紀(jì)接觸變質(zhì)暈內(nèi)沉積巖向變質(zhì)巖的轉(zhuǎn)變露頭照片（據(jù)（據(jù)Kurt Rucher &Rodney Grapes, 2011）交代作用也可在成巖階段發(fā)生，稱成巖交代作用；在變質(zhì)交代作用也可在成巖階段發(fā)生，稱成巖交代作用；在變質(zhì)條件下發(fā)生的交代作用稱為條件下發(fā)生的交代作用稱為變質(zhì)變質(zhì)交代作用交代作用。變質(zhì)分異產(chǎn)生不均勻或成分層的現(xiàn)象與機(jī)理變質(zhì)分異產(chǎn)生不均勻或成分層的現(xiàn)象與機(jī)理（1）變斑晶形成）變斑晶形成（2）擴(kuò)散反應(yīng)帶）擴(kuò)散反應(yīng)帶 （交代作用？開放？）（交代作用？開放？）（3）構(gòu)造剪切分異：淺變質(zhì)巖中的石英脈）構(gòu)造剪切分異：淺變質(zhì)巖中的石英脈（4）構(gòu)造

3、壓扁（圖）構(gòu)造壓扁（圖17-8？）？） (a)網(wǎng)狀巖脈的均勻變形網(wǎng)狀巖脈的均勻變形(b)巖石碎塊的均勻變形巖石碎塊的均勻變形（c）粒度不均勻的均）粒度不均勻的均質(zhì)火成巖（例如斑狀花質(zhì)火成巖（例如斑狀花崗巖）的均勻變形崗巖）的均勻變形(d).均質(zhì)火成巖均質(zhì)火成巖（例如輝長巖）的（例如輝長巖）的不均勻變形不均勻變形變質(zhì)作用溫度變質(zhì)作用溫度- -壓力范圍圖解壓力范圍圖解 實(shí)驗(yàn)確定的白云母花崗巖(14)和拉斑玄武巖(58)的熔融間隔(引自Miyashiro,1994) 。實(shí)線表示無水條件，虛線表示過量水條件。白云母花崗巖過量水條件下的固相線和液相線分別為1、2，無水條件下的固相線和液相線分別為3、4；

4、對拉斑玄武巖，過量水條件下的固相線和液相線分別為5、6，無水條件下的固相線和液相線分別為7、8。DG.成巖作用條件區(qū)；MG.巖漿作用條件區(qū)；MT.變質(zhì)作用條件區(qū)；NU.自然界未知的條件區(qū)。變質(zhì)作用條件(MT)與巖漿作用條件(MG)間有一個(gè)范圍廣大的P-T過渡區(qū)，在熔融曲線18之間按變質(zhì)作用的溫度范圍分：極低溫、低溫、中溫、高溫和超高溫變質(zhì)，相應(yīng)的變質(zhì)程度劃分為極低、低、中、高、極高級變質(zhì)巖柱壓力（巖柱壓力（Pl lithostatic pressure）流體壓力（流體壓力（Pf fluid pressure） 偏偏 應(yīng)應(yīng) 力（力（Pd directed pressure）熱力學(xué)壓力稱靜水壓力熱

5、力學(xué)壓力稱靜水壓力（Ps-hydrostatic pressure），影響著化學(xué)反應(yīng)的平衡溫度。），影響著化學(xué)反應(yīng)的平衡溫度。2.1 變質(zhì)作用壓力分類巖柱巖柱壓力壓力（Pl）各向同性各向同性：Pl = gD Pl (GPa) = 9.81 D(Km)10-3 （ =2700kg/m3）定向應(yīng)力定向應(yīng)力 （Pd）向各異性向各異性偏應(yīng)力（非靜水壓力）偏應(yīng)力（非靜水壓力） = A- B 0平均應(yīng)力（具靜水壓力性質(zhì)）平均應(yīng)力（具靜水壓力性質(zhì)） =（ A+ B）/2構(gòu)造超壓構(gòu)造超壓=平均應(yīng)力平均應(yīng)力/偏應(yīng)力指向地心的分應(yīng)力偏應(yīng)力指向地心的分應(yīng)力-巖柱壓力（巖柱壓力（ Pl）2.2 巖柱壓力范圍2.4 壓力對變質(zhì)作用機(jī)制的影響（1）巖柱壓力）巖柱壓力（2）偏應(yīng)力）偏應(yīng)力（3）流體壓力）流體壓力（4）構(gòu)造超巖與流體超壓）構(gòu)造超巖與流體超壓 頁巖和玄武巖變質(zhì)的H2O含