變質(zhì)相-變質(zhì)相系列

1、 二、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)成分巖石達到化學(xué)平衡時的礦物組合礦物組合（mineral assemblage）稱為礦物礦物共生組合共生組合（mineral paragenesis）(P311)。確定礦物共生組合的主要標(biāo)準(zhǔn)確定礦物共生組合的主要標(biāo)準(zhǔn)（1）一個礦物共生組合中各種礦物相互接觸；（2）一個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

2、；（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)。 共生與共存是兩個完全不同的概念。共存：具有不同物理特征和/或化學(xué)特征的相，同時間、空間呈集合體存在，相之間的關(guān)系不一定服從熱力學(xué)定律。共生：同時空呈集合體存在的相，在相同物理化學(xué)條件下形成，并達到熱力學(xué)平衡。體系的內(nèi)能最低。2. 成分-共生圖解3. 組分分析1）. 完全活動組分2）. 惰性組分 (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：決定礦物共生組合多樣性同樣，對于三元系來說，它的最大相數(shù)就是3，這是一般情況，如圖中的P點。所謂最大相數(shù)就是說體系中共

3、生的相的數(shù)目最大可以與獨立組分?jǐn)?shù)相等，當(dāng)然也可以小于這個數(shù)目。AEPDGBFC推而廣之，可以得出礦物相律的普遍表達式：PC文字表述為：達到平衡時，體系的相數(shù)等于或小于獨立組分?jǐn)?shù)。3.共生圖解1）. ACF圖解2）. AKF圖解3）. AFM圖解4）. 其他共生圖解三、ACF組分共生圖解 ACF圖解A=Al2O3+Fe2O3C=CaOF=MgO+FeO+MnO A=Al2O3Fe2O3 C=CaO F=FeOMgOMnO ACF=100. And（紅柱石） Al2O3SiO2 A=100 Crd（堇青石） 2(Mg, Fe)O2Al2O35SiO2 A=50, F=50 An（鈣長石） CaOA

4、l2O32SiO2 A=50, C=50 Di（透輝石） CaO(Mg, Fe)O2SiO2 C=50, F=50 Gro（鈣鋁榴石） 3CaOAl2O33SiO2 A=25, C=75 Wo（硅灰石） CaOSiO2 C=100 A=Al2O3+Fe2O3-（Na2O+K2O）C=CaO-（3.3P2O5+CO2）F=MgO+FeO+MnOThe AKF DiagramFigure 24-6. After Ehlers and Blatt (1982). Petrology. Freeman. AKF compatibility diagram (Eskola, 1915) illustra

5、ting paragenesis of pelitic hornfelses, Orijrvi region FinlandAfter Eskola (1915) and Turner (1981) Metamorphic Petrology. McGraw Hill.A(K)FM DiagramA = Al2O3K = K2OF = FeOM = MgOA(K)FM DiagramAKFM Projection from Mu. After Thompson (1957). Am. Min. 22, 842-858.A(K)FM DiagramAKFM Projection from Kfs

6、. After Thompson (1957). Am. Min. 22, 842-858.A(K)FM DiagramA(K)FM DiagramA(K)FM DiagramAFM Projection from Ms for mineral assemblages developed in metapelitic rocks in the lower sillimanite zone, New Hampshire After Thompson (1957). Am. Min. 22, 842-858.Mg-enrichment typically in the order: cordier

7、ite chlorite biotite staurolite garnet4）. 其他共生圖解Eskola（ 1920 ）：一個變質(zhì)相是指類似的溫度、壓力條件下達到化學(xué)平衡的所有巖石總和(不論其結(jié)晶方式），一個變質(zhì)相內(nèi)部，隨著巖石總體化學(xué)成分的改變，其礦物組合作有規(guī)律的改變。Fyfe and Turner（1966）：一個變質(zhì)相是指一定的溫度、壓力區(qū)間內(nèi)的一整套變質(zhì)礦物共生組合，它們在時間上、空間上反復(fù)出現(xiàn)并緊密地伴生在一起，一個變質(zhì)相內(nèi)部其礦物組合與巖石總體化學(xué)成分之間有著固定的、因而也是可以預(yù)測的對應(yīng)關(guān)系。 Turner 1981年提出變質(zhì)相的分類接觸變質(zhì)相： （以溫度增高為序）鈉長綠簾

8、角巖相，普通角閃石角巖相 ，輝石角巖相，透長石相。 區(qū)域變質(zhì)相 : 沸石相，葡萄石綠纖石相 ，綠片巖相，藍閃石硬柱石相，綠簾角閃巖相，角閃巖相，麻粒巖相，榴輝巖相 接觸變質(zhì)巖相1. 鈉長綠簾角巖相（AEH）：低溫,溫度約為300-400。C，壓力0.1-0.4GPa,特征礦物組合：鈉長石+綠簾石+透閃石或陽起石。沒有鈣質(zhì)斜長石和鋁質(zhì)角閃石。鐵質(zhì)堇青石和黑云母出現(xiàn)于低溫部分，紅柱石出現(xiàn)溫度稍高，有時又葉蠟石。特征巖石是斑點板巖。2. 普通角閃石角巖相（HH）：中溫,溫度約400-650。C，壓力為0.1-0.3GPa,特征礦物組合：斜長石+普通角閃石,可以有透輝石，而沒有斜方輝石。變質(zhì)泥質(zhì)巖與長

9、英質(zhì)巖石中紅柱石，堇青石不與鉀長石共生。3. 輝石角巖相（PH）: 高溫,溫度約650-800。C，壓力不超過0.2GPa,夕線石，正長石，紫蘇輝石或硅灰石為標(biāo)志礦物,白云母+石英不穩(wěn)定。紅柱石，堇青石，夕線石開始與正長石穩(wěn)定共存。特征礦物組合:斜長石+透輝石+紫蘇輝石4. 透長石相（S）: 極高溫溫度約800-1100。C，壓力極低，0.02-0.08GPa,黃長石，鈣鎂橄欖石，斜硅鈣石和透長石等為特征礦物,特征礦物組合:斜長石+普通輝石+易變輝石。區(qū)域變質(zhì)巖相 沸石相(Z或ZE)：很低溫溫度約200-300。C，壓力為0.2-0.3GPa。特征礦物組合：鈉長石+濁沸石+綠泥石+葡萄石石英。

10、 葡萄石-綠纖石相（PP）：很低溫溫度約360-400。C，壓力為0.25-0.35GPa。特征礦物組合：鈉長石+葡萄石+綠纖石+綠泥石多硅白云母石英。1. 藍閃石-硬柱石片巖相（GL）：很低溫溫度200-450。C，壓力0.3-0.8GPa.特征礦物組合：（低壓）硬柱石+鈉長石+綠泥石；（高壓）藍閃石+硬柱石+硬玉質(zhì)輝石+石英。是一個范圍很寬的低溫高壓變質(zhì)相，有時含有文石，完全不含黑云母。壓力有時可達到1GPa或更高。4. 綠片巖相(GS）: 低溫,溫度約400-500。C，壓力0.3-0.8GPa。特征礦物組合：（泥質(zhì)巖石）鈉長石+綠簾石+白云母+綠泥石+石英 （基性巖石）鈉長石+綠簾石+

11、綠泥石+陽起石；高溫部分出現(xiàn)黑云母，高壓部分出現(xiàn)黑硬綠泥石，硬綠泥石和鐵鋁榴石。葉蠟石和硬綠泥石等不與鉀長石共生。5. 綠簾角閃巖相(EA): 低溫,特征礦物組合：鈉長石+綠簾石+普通角閃石（+鐵鋁榴石）.低壓條件下，鈣質(zhì)斜長石的形成溫度低于普通角閃石時，便不能生成綠簾角閃巖相的共生。而形成斜長陽起石相。6. 角閃巖相(A或AM): 中溫溫度約500-700。C，壓力0.3-0.8GPa,普通角閃石和斜長石的共生是本相的標(biāo)志,可以有透輝石沒有斜方輝石。泥質(zhì)巖中除了石英，白云母和黑云母外，低壓相系含紅柱石，堇青石和夕線石，中壓相系含十字石，藍晶石和鐵鋁榴石。高溫部分夕線石，鐵鋁榴石開始與正長石穩(wěn)

12、定共生。7. 麻粒巖相(G): 高溫溫度700-900。C，壓力0.3-1.2GPa,出現(xiàn)斜方輝石為標(biāo)志巖石主要由無水礦物所組成，少量黑云母和普通角閃石一般是富Ti的變種。8. 榴輝巖相(E): 高壓溫度300-900。C，壓力大于1GPa,特征礦物組合：綠輝石+石榴子石不含長石。一般呈不大的塊體在其它巖石中作為包體。溫度范圍很寬，壓力極大。變質(zhì)相系 接觸變質(zhì)相系: dT/dP=80 ,硅灰石，堇青石，紅柱石，（基本不含硅線石，不含十字石） 低壓區(qū)域變質(zhì)相系, dT/dP=80-40,紅柱石，硅線石，堇青石，（不含硅灰石，藍晶石，基本不含十字石） 中壓區(qū)域變質(zhì)相系, dT/dP=20-40,濁

13、沸石，藍晶石，硅線石，十字石（不含紅柱石，堇青石，藍閃石，硬玉）1.高壓區(qū)域變質(zhì)相系, dT/dP=20-5, 硬柱石，藍晶石，藍閃石，硬玉（不含硅線石，濁沸石） 同一地區(qū)通常不止一個變質(zhì)相，可以由許多不同的變質(zhì)相組成，構(gòu)成變質(zhì)相的系列；并且不同地區(qū)甚至同一地區(qū)不同地段變質(zhì)相系列不一樣。最著名的是本世紀(jì)50年代末期，日本地質(zhì)學(xué)家都城秋穗在研究日本三波川帶 和領(lǐng)家?guī)r，發(fā)現(xiàn)同一地區(qū)可以存在兩個不同的變質(zhì)相組合。他指出，。并且他認(rèn)為，這就是變質(zhì)相系列的實質(zhì)。 熱接觸變質(zhì)巖 北京房山地區(qū)概略變質(zhì)圖 1.第四系；2侏羅系；3石炭系至三疊系；4寒武系和奧陶系； 5青白口系； 6長城系； 7太古宇；8燕山晚期花崗閃長巖； 9