第一節(jié)變質(zhì)作用的基本概念(變質(zhì)巖)15_第1頁
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文檔簡介

1、第三篇 變質(zhì)巖石學(xué)(1) 是與地殼形成和發(fā)展密切相關(guān)的一種地質(zhì)作用;是與地殼形成和發(fā)展密切相關(guān)的一種地質(zhì)作用;(2) 地殼已存巖石在基本保持固態(tài)條件下的轉(zhuǎn)變過程;地殼已存巖石在基本保持固態(tài)條件下的轉(zhuǎn)變過程;(3) 在特殊條件下,還可以產(chǎn)生重熔,形成部分流體相在特殊條件下,還可以產(chǎn)生重熔,形成部分流體相(巖漿巖漿);(4) 變質(zhì)作用是一個動態(tài)過程。變質(zhì)作用是一個動態(tài)過程。在地殼形成和發(fā)展的過程中,由于物理化學(xué)條件的改變,早先形在地殼形成和發(fā)展的過程中,由于物理化學(xué)條件的改變,早先形成的巖石在固態(tài)條件下所發(fā)生的礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化,稱成的巖石在固態(tài)條件下所發(fā)生的礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化,稱變質(zhì)

2、作用變質(zhì)作用。關(guān)于變質(zhì)作用的概念應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點關(guān)于變質(zhì)作用的概念應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點:(1) 變質(zhì)作用是一種改造作用,這種改造發(fā)生在變質(zhì)作用是一種改造作用,這種改造發(fā)生在風(fēng)化帶風(fēng)化帶和和膠結(jié)帶膠結(jié)帶以以 下,下,經(jīng)過改造后在固態(tài)下轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的巖石。經(jīng)過改造后在固態(tài)下轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的巖石。 (2) 變質(zhì)過程中巖石基本上保持固態(tài),并且強(qiáng)調(diào)溫度的遞增過程,變質(zhì)過程中巖石基本上保持固態(tài),并且強(qiáng)調(diào)溫度的遞增過程, 這一點與巖漿作用不同。這一點與巖漿作用不同。后者強(qiáng)調(diào)的是后者強(qiáng)調(diào)的是礦物從硅酸鹽熔融體中礦物從硅酸鹽熔融體中 結(jié)晶結(jié)晶,所涉及的是晶體液態(tài)的平衡,并強(qiáng)調(diào)溫度的下降過,所涉及的是晶體液態(tài)的平衡,并強(qiáng)調(diào)

3、溫度的下降過 程。程。當(dāng)變質(zhì)作用溫度較高時,巖石可發(fā)生部分熔融當(dāng)變質(zhì)作用溫度較高時,巖石可發(fā)生部分熔融,出現(xiàn)一定,出現(xiàn)一定 數(shù)量的熔體,這些熔體與固態(tài)殘余物之間可發(fā)生混合巖化作數(shù)量的熔體,這些熔體與固態(tài)殘余物之間可發(fā)生混合巖化作 用。用。變質(zhì)巖:變質(zhì)作用所形成的巖石稱為變質(zhì)巖正變質(zhì)巖:原巖為巖漿巖經(jīng)變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖。副變質(zhì)巖:原巖為沉積巖經(jīng)變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖疊加變質(zhì)巖:原巖為變質(zhì)巖經(jīng)變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖 變質(zhì)巖石類型眾多,可形成于不同時期和不同地區(qū),但多數(shù)分布在古老的結(jié)晶地塊和構(gòu)造活動帶中。既可出露于地臺,也可出現(xiàn)于較新的,分布遍及大陸和海洋。一、變質(zhì)巖研究的意義 變質(zhì)巖是地殼的重要組成

4、部分,是來自地殼深部的使者,給我們帶來了地殼深部的有關(guān)信息。 其研究意義是: 了解深部地殼的組成和早期地殼演化; 恢復(fù)變質(zhì)時期地殼的熱力學(xué)演化歷史; 恢復(fù)原巖建造; 指導(dǎo)找礦。第一節(jié) 變質(zhì)作用的基本概念變質(zhì)作用是一個下的轉(zhuǎn)變過程。此外,在高級變質(zhì)中還可出現(xiàn)主要屬于在很低級變質(zhì)(埋藏變質(zhì))中甚至可出現(xiàn)主要屬于。指原巖中的礦物發(fā)生溶解、組分遷移、再沉淀結(jié)晶,致使指原巖中的礦物發(fā)生溶解、組分遷移、再沉淀結(jié)晶,致使礦物形狀、大小發(fā)生變化,而無新礦物相形成的作用。礦物形狀、大小發(fā)生變化,而無新礦物相形成的作用。例如:例如:石灰?guī)r因方解石在變質(zhì)作用過程中發(fā)生重結(jié)晶變成石灰?guī)r因方解石在變質(zhì)作用過程中發(fā)生重結(jié)

5、晶變成大理巖大理巖2. 變質(zhì)結(jié)晶作用變質(zhì)結(jié)晶作用巖石在基本保持固體狀態(tài)下,原巖中化學(xué)成分重新組合而形成新礦物的作用。通過化學(xué)反應(yīng)形成新礦物的過程形成新礦物的過程。重結(jié)晶前后,巖石總化學(xué)成分不變(除H2O、CO2外,封閉系統(tǒng))。 滲透:滲透:裂隙溶液中組分遷移驅(qū)動力為壓力差裂隙溶液中組分遷移驅(qū)動力為壓力差固體巖石在化學(xué)活動性流體作用下化學(xué)活動性流體作用下通過組分帶入帶出帶入帶出而使巖石總化學(xué)成分和礦物成分發(fā)生變化的過程。巖石在交代過程中保持體積不變(開放系統(tǒng))。 擴(kuò)散:擴(kuò)散:粒間孔隙溶液中組分遷移驅(qū)動力為濃度差粒間孔隙溶液中組分遷移驅(qū)動力為濃度差3. 交代作用交代作用使原先均勻的巖石發(fā)育成分層的

6、變質(zhì)過程使原先均勻的巖石發(fā)育成分層的變質(zhì)過程(成分層:條成分層:條帶狀或透鏡狀礦物集合體帶狀或透鏡狀礦物集合體)變質(zhì)分異產(chǎn)生成分層的機(jī)理主要有:變質(zhì)分異產(chǎn)生成分層的機(jī)理主要有:(1) 成分層代表擴(kuò)散反應(yīng)帶成分層代表擴(kuò)散反應(yīng)帶(2) 成分層的發(fā)育是構(gòu)造重結(jié)晶的結(jié)果成分層的發(fā)育是構(gòu)造重結(jié)晶的結(jié)果(優(yōu)先成核、壓溶優(yōu)先成核、壓溶)(3) 成分層是強(qiáng)烈壓扁成分層是強(qiáng)烈壓扁(塑性變形塑性變形)的結(jié)果的結(jié)果圖17-9 高級片麻巖區(qū)四種典型的露頭尺度進(jìn)變形所有這些遞進(jìn)變形都形成相同的平行層狀的片麻巖巖脈網(wǎng)絡(luò)的均勻變形巖石碎塊的均勻變形粒度不均勻的均質(zhì)火成巖(如斑狀花崗巖)的均勻變形均質(zhì)火成巖(如輝長巖)的不均

7、勻變形 不同環(huán)不同環(huán)境條件境條件 不同變不同變形行為形行為 a. 近地表低溫低壓和較高應(yīng)變速率條件下近地表低溫低壓和較高應(yīng)變速率條件下,巖石顯,巖石顯示示脆性行為脆性行為,永久變形機(jī)制為脆性變形,表現(xiàn)為巖,永久變形機(jī)制為脆性變形,表現(xiàn)為巖石沿裂縫破裂,產(chǎn)生碎裂和斷裂石沿裂縫破裂,產(chǎn)生碎裂和斷裂b. 地下高溫高壓特別是當(dāng)應(yīng)變速率低時地下高溫高壓特別是當(dāng)應(yīng)變速率低時,巖石顯示,巖石顯示塑性行為塑性行為,巖石永久變形主要由于塑性流動產(chǎn)生,巖石永久變形主要由于塑性流動產(chǎn)生,導(dǎo)致礦物畸變和褶皺而沒有破裂導(dǎo)致礦物畸變和褶皺而沒有破裂 偏應(yīng)力施加于巖石,當(dāng)應(yīng)變增加至超越彈性極限,巖石就會產(chǎn)生永久變形偏應(yīng)力施

8、加于巖石,當(dāng)應(yīng)變增加至超越彈性極限,巖石就會產(chǎn)生永久變形 在過渡區(qū),巖石變形行為既有脆性特征,又有塑性特征 ,永久變形由于碎裂流動而產(chǎn)生。變形巖石宏觀上顯塑性變形特征,微觀上顯脆性變形特征。 控制變質(zhì)作用的根本因素是控制變質(zhì)作用的根本因素是地質(zhì)因素地質(zhì)因素,如:大地構(gòu)造位置,如:大地構(gòu)造位置(島弧、島弧、海溝、洋中脊等海溝、洋中脊等)、構(gòu)造過程、構(gòu)造過程(沉降、隆升等沉降、隆升等)、巖漿作用等。、巖漿作用等。從物理化學(xué)角度看從物理化學(xué)角度看(物理化學(xué)因素)(物理化學(xué)因素)1. 溫度(溫度(T) 、壓力(、壓力(P)2. 流體成分(流體成分(x)3. 時間(時間(t)1. 溫度溫度(T )、壓力

9、壓力(P): 200 - 800,超高壓可達(dá)1000 。:巖漿;深部熱流;地殼放射熱;機(jī)械摩擦;地?zé)嵩鰷?正常情況 25-30 / km)。 :可導(dǎo)致重結(jié)晶、變質(zhì)反應(yīng)、重熔;增加流體活性; 改變巖石變形性質(zhì)等。 它是變質(zhì)作用的主導(dǎo)因素. 溫度升高增加了巖石礦物和,使那些沒有結(jié)晶的礦物結(jié)晶,已結(jié)晶的礦物晶體由小變大,產(chǎn)生粗粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)。(1) 靜靜 壓壓 力力 概念:概念:負(fù)荷壓力,單位帕負(fù)荷壓力,單位帕(Pa);在;在 40km 范圍內(nèi)與深度關(guān)系為范圍內(nèi)與深度關(guān)系為0.0275GPa / km(P= gh). 范圍:范圍:動力變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用多在動力變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用多在5 km 范圍

10、內(nèi),壓力低范圍內(nèi),壓力低于于0.1GPa;區(qū)域變質(zhì)作用;區(qū)域變質(zhì)作用 深度大于深度大于5 km,壓力高于,壓力高于0.1GPa,按,按壓力大小分為不同的壓力型壓力大小分為不同的壓力型(低壓、中壓、高壓、超高壓低壓、中壓、高壓、超高壓)。(靜壓力、定向壓力、流體壓力靜壓力、定向壓力、流體壓力)1. 溫度溫度(T )、壓力壓力(P) (1) 靜壓力:靜壓力:指各個方面相等的圍壓,主要是由上覆巖石重量引起的,其大小隨深度的增加而增大。(1) 靜靜 壓壓 力力作作 用用: (1)控制變質(zhì)反應(yīng)方向,影響變質(zhì)反應(yīng)溫度控制變質(zhì)反應(yīng)方向,影響變質(zhì)反應(yīng)溫度 (2) 有利于形成分子體積小、密度大的礦物有利于形成分

11、子體積小、密度大的礦物 (3) 改變巖石的熔點改變巖石的熔點CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2105Pa, 4700C108pa, 6700C (2) 定向壓力定向壓力 是由構(gòu)造運(yùn)動或巖漿作用產(chǎn)生的一種側(cè)向壓力,也稱為動壓力。(3) 流體壓力流體壓力巖石系統(tǒng)中常存在少量的流體相巖石系統(tǒng)中常存在少量的流體相, 它們所具有的內(nèi)壓稱流體壓力。它們所具有的內(nèi)壓稱流體壓力。對變質(zhì)作用的影響分兩種情況對變質(zhì)作用的影響分兩種情況: a. 流體壓力與靜壓力相等:流體壓力不構(gòu)成獨立的控制因素;流體壓力與靜壓力相等:流體壓力不構(gòu)成獨立的控制因素; b. 流體壓力與靜壓力不相等:流體壓力則構(gòu)成獨立的

12、控制因素。流體壓力與靜壓力不相等:流體壓力則構(gòu)成獨立的控制因素。變質(zhì)巖中含H2O礦物(云母、角閃石等)、碳酸鹽礦物及這些礦物包裹體的存在,特別是流體包裹體的存在,是變質(zhì)作用過程中存在流體相的直接證據(jù)。對整個巖石圈而言,H2O、CO2是流體的最主要成分,可近似看成流體相由H2O和CO2組成。2、流體成分流體成分在較高溫壓條件下在較高溫壓條件下, 具有較大的活性。具有較大的活性。主要作用如下主要作用如下:a. 溶劑和媒介(載體)作用。溶劑和媒介(載體)作用。b. 控制變質(zhì)反應(yīng)方向。控制變質(zhì)反應(yīng)方向。c.降低巖石熔點。降低巖石熔點。 長英質(zhì)巖長英質(zhì)巖: 無水無水9500C, 含水含水6400Cd.

13、變質(zhì)反應(yīng)的催化劑。例如鐵橄欖石的合成實驗:變質(zhì)反應(yīng)的催化劑。例如鐵橄欖石的合成實驗: 2 MgO + SiO2 Mg2SiO4 在干體系在干體系 10000C條件下條件下, 須時近四天須時近四天, 只有只有26%轉(zhuǎn)化;轉(zhuǎn)化; 在濕體系在濕體系 4600C條件下條件下, 只須時間幾分鐘只須時間幾分鐘, 就全部轉(zhuǎn)化。就全部轉(zhuǎn)化。2、流體作用流體作用原巖中的流體原巖中的流體 主要是沉積巖中的孔隙流體,在埋藏變質(zhì)中起重主要是沉積巖中的孔隙流體,在埋藏變質(zhì)中起重要作用要作用海水海水 在洋底變質(zhì)和俯沖帶變質(zhì)中起重要作用在洋底變質(zhì)和俯沖帶變質(zhì)中起重要作用變質(zhì)流體變質(zhì)流體 源于變質(zhì)過程中脫流體反應(yīng),廣泛出現(xiàn)在

14、各類變質(zhì)環(huán)源于變質(zhì)過程中脫流體反應(yīng),廣泛出現(xiàn)在各類變質(zhì)環(huán)境境巖漿流體巖漿流體 在接觸變質(zhì)和交代變質(zhì)中起重要作用;在接觸變質(zhì)和交代變質(zhì)中起重要作用;深源流體深源流體 主要來自地幔放氣作用,是高級變質(zhì)的流體相主要來主要來自地幔放氣作用,是高級變質(zhì)的流體相主要來源源 變質(zhì)作用時間因素通常從兩個角度理解:a. 變質(zhì)作用發(fā)生的地質(zhì)時代,即不同時代變質(zhì)作用的特點不同, 這是由地球發(fā)展的方向性和不可逆性決定的b. 一次變質(zhì)作用自始至終所經(jīng)歷的時間,不同時間變質(zhì)作用的特點不同 因為在后生成巖過程中也會產(chǎn)生一些在變質(zhì)作用中形成的礦物。因此,在區(qū)別成巖作用與變質(zhì)作用時,典型更為重要。如綠泥石是成巖作用和變質(zhì)作用中

15、都能出現(xiàn)的礦物,但綠泥石與葡萄石、黝簾石或斜黝簾石的共生則是變質(zhì)作用的范疇。 當(dāng)溫度升高、變質(zhì)巖中存在一定量流體的情況下,巖石可能發(fā)生,出現(xiàn)數(shù)量不等的熔體,這就是所謂的。混合巖化可以看作是變質(zhì)作用與巖漿作用之間的過渡環(huán)節(jié)。 的發(fā)生過程主要是一個,先存巖石伴隨溫度升高發(fā)生變質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生新的礦物組合,或者發(fā)生重結(jié)晶改變原有的結(jié)構(gòu)構(gòu)造;而主要是,是高溫巖漿在溫度下降條件下不斷晶出礦物的過程。 主要是在,而則是在。 這一點明顯地表現(xiàn)在巖石結(jié)構(gòu)上,是固態(tài)下礦物成核、生長的產(chǎn)物,多呈變晶結(jié)構(gòu)變晶結(jié)構(gòu),晶粒的自形程度取決于礦物的結(jié)晶勢或成面能,而與礦物的結(jié)晶順序無關(guān);中晶出的礦物,其自形程度與礦物自熔體中結(jié)晶

16、出的順序關(guān)系密切。 所謂所謂P-T-t 軌跡(軌跡(P-T-t path)就是)就是“巖石在變質(zhì)作用過程巖石在變質(zhì)作用過程中中P-T條件隨時間(條件隨時間(t)的變化而變化的歷程或在)的變化而變化的歷程或在P-T 圖解中表示圖解中表示該歷程的曲線該歷程的曲線” (Miyashiro, 1994)1P-T-t 軌跡的概念軌跡的概念1、2、3:變質(zhì)程度增高為序的變質(zhì)帶:變質(zhì)程度增高為序的變質(zhì)帶A、B、C巖石樣品在剖面上的位置(圖巖石樣品在剖面上的位置(圖a) 及其及其相應(yīng)的熱峰條件(圖相應(yīng)的熱峰條件(圖b)FPC:野外:野外P-T曲線曲線SSG:與埋藏后陸殼熱補(bǔ)給平衡的穩(wěn)態(tài)地?zé)幔号c埋藏后陸殼熱補(bǔ)給

17、平衡的穩(wěn)態(tài)地?zé)?梯度梯度Tmax:巖石樣品經(jīng)歷的最高溫度(熱峰溫度):巖石樣品經(jīng)歷的最高溫度(熱峰溫度)Pmax:巖石樣品經(jīng)歷的最大壓力:巖石樣品經(jīng)歷的最大壓力t0:巖石在埋藏停止時刻處于最大深度(壓力:巖石在埋藏停止時刻處于最大深度(壓力 為為Pmax)時的地?zé)崽荻龋r的地?zé)崽荻萾1、t2、t3:侵蝕過程中的瞬時地?zé)崽荻龋呵治g過程中的瞬時地?zé)崽荻菵:巖石樣品:巖石樣品1、樣品、樣品2在掩埋停止時刻的厚在掩埋停止時刻的厚 度差度差P:巖石樣品:巖石樣品1、2熱峰壓力差熱峰壓力差點劃線:進(jìn)變質(zhì)點劃線:進(jìn)變質(zhì)P-T軌跡軌跡實線:退變質(zhì)實線:退變質(zhì)P-T軌跡軌跡(a)造山帶的變質(zhì)帶剖面圖17-12(

18、b)變質(zhì)作用 P-T-t 軌跡構(gòu)造演化兩個階段構(gòu)造演化兩個階段陸殼(或巖石圈)增厚階段陸殼(或巖石圈)增厚階段侵蝕階段侵蝕階段熱演化三個階段熱演化三個階段埋藏期埋藏期加熱期加熱期 冷卻期冷卻期P-T-t軌跡包括相應(yīng)的三個段落軌跡包括相應(yīng)的三個段落(1)埋藏期)埋藏期:逆沖、褶逆沖、褶皺等構(gòu)造原因使地殼(或皺等構(gòu)造原因使地殼(或巖石圈)縮短增厚,發(fā)生巖石圈)縮短增厚,發(fā)生構(gòu)造埋藏。淺部低溫巖層構(gòu)造埋藏。淺部低溫巖層迅速進(jìn)入深部,巖石所處迅速進(jìn)入深部,巖石所處壓力迅速增高,但溫度增壓力迅速增高,但溫度增加沒有這么快。這是由于加沒有這么快。這是由于環(huán)境通過熱傳導(dǎo)的加熱作環(huán)境通過熱傳導(dǎo)的加熱作用相對要

19、慢得多而發(fā)生用相對要慢得多而發(fā)生滯滯后后。結(jié)果使地?zé)崽荻妊杆俳Y(jié)果使地?zé)崽荻妊杆倨x增厚前的穩(wěn)態(tài)地?zé)崽萜x增厚前的穩(wěn)態(tài)地?zé)崽荻炔粩嘟档投霈F(xiàn)熱擾動。度不斷降低而出現(xiàn)熱擾動。當(dāng)埋藏停止時,各處巖層當(dāng)埋藏停止時,各處巖層到達(dá)壓力最大值到達(dá)壓力最大值Pmax,地,地?zé)崽荻葹闊崽荻葹閠0。(2)加熱期或熱松弛期加熱期或熱松弛期:侵蝕作用開始階段。侵蝕作用開始階段。P開開始降低,同時由于熱傳始降低,同時由于熱傳導(dǎo)的加熱作用繼續(xù)進(jìn)行,導(dǎo)的加熱作用繼續(xù)進(jìn)行,而出現(xiàn)而出現(xiàn)熱松弛熱松弛。隨著。隨著P降降低,低,T不斷升高,地?zé)崽莶粩嗌?,地?zé)崽荻纫膊粩嘣黾樱蚵癫囟纫膊粩嘣黾?,向埋藏后陸殼熱補(bǔ)給平衡的穩(wěn)后陸殼熱補(bǔ)

20、給平衡的穩(wěn)態(tài)地?zé)崽荻葢B(tài)地?zé)崽荻萐SG方向變方向變化。樣品化。樣品3到達(dá)溫度最大到達(dá)溫度最大值值Tmax,地?zé)崽荻葹椋責(zé)崽荻葹閠2。(3)冷卻期:)冷卻期:熱峰過后,熱峰過后,隨著較迅速地侵蝕,巖石隨著較迅速地侵蝕,巖石越來越接近地表,因為熱越來越接近地表,因為熱的散失量超過加入量而出的散失量超過加入量而出現(xiàn)冷卻期。在冷卻期,巖現(xiàn)冷卻期。在冷卻期,巖石上升減壓的同時溫度下石上升減壓的同時溫度下降,地?zé)崽荻壤^續(xù)增加,降,地?zé)崽荻壤^續(xù)增加,向穩(wěn)態(tài)的熱梯度發(fā)展。例向穩(wěn)態(tài)的熱梯度發(fā)展。例如巖石樣品如巖石樣品3在上升的某個在上升的某個時刻瞬時地?zé)崽荻葹闀r刻瞬時地?zé)崽荻葹閠3。這一階段開始,溫度下降這一階

21、段開始,溫度下降緩慢,隨著越接近地表,緩慢,隨著越接近地表,溫度下降越快,地?zé)崽荻葴囟认陆翟娇欤責(zé)崽荻纫哺咏€(wěn)態(tài)地?zé)崽荻?。也更接近穩(wěn)態(tài)地?zé)崽荻取?由上述可看出,變質(zhì)作用是一個由上述可看出,變質(zhì)作用是一個動態(tài)過程動態(tài)過程。在變質(zhì)作用過在變質(zhì)作用過程中,巖石的程中,巖石的T-P條件,地?zé)崽荻葪l件,地?zé)崽荻榷疾皇庆o止不變的,而是都不是靜止不變的,而是隨隨時間的改變而不斷變化時間的改變而不斷變化,這是這是P-T-t 軌跡思想的核心。軌跡思想的核心。 當(dāng)然,變質(zhì)作用過程中,除當(dāng)然,變質(zhì)作用過程中,除P、T外,流體成分也在不斷外,流體成分也在不斷變化,描述這種復(fù)雜變化的曲線稱為變化,描述這種復(fù)雜變化的

22、曲線稱為P-T-x-t 軌跡。軌跡。 此外,還有描述此外,還有描述P-T變化與變形變化與變形(D)關(guān)系的關(guān)系的P-T-D-t 軌跡等軌跡等這些軌跡中,這些軌跡中,P、T、x等條件由變質(zhì)礦物和礦物包裹體記錄,等條件由變質(zhì)礦物和礦物包裹體記錄,時間時間t由專門的定年方法測定。由專門的定年方法測定。 熱峰條件熱峰條件 巖石在變質(zhì)作用過程中經(jīng)歷的最高溫度狀態(tài)時的巖石在變質(zhì)作用過程中經(jīng)歷的最高溫度狀態(tài)時的條件,包括熱峰溫度、熱峰壓力等。也稱為頂峰變質(zhì)條件,由條件,包括熱峰溫度、熱峰壓力等。也稱為頂峰變質(zhì)條件,由變質(zhì)巖礦物組合所記錄變質(zhì)巖礦物組合所記錄。 由圖可看出,由圖可看出,熱峰條件顯然不熱峰條件顯然

23、不等于埋藏停止、巖石處于最大深度等于埋藏停止、巖石處于最大深度時刻的條件。時刻的條件。前者具有最高溫度前者具有最高溫度Tmax,后者具有最大壓力,后者具有最大壓力Pmax。可以證明在碰撞造山帶巖石熱峰壓可以證明在碰撞造山帶巖石熱峰壓力僅為所經(jīng)歷的最大壓力的力僅為所經(jīng)歷的最大壓力的50-80%。同樣,同樣,兩樣品熱峰條件之差也不等兩樣品熱峰條件之差也不等于兩樣品處于最大深度時刻的條件于兩樣品處于最大深度時刻的條件之差之差。如兩樣品熱峰壓力之差如兩樣品熱峰壓力之差(P)不能代表二者埋藏停止時)不能代表二者埋藏停止時刻的深度差(刻的深度差(D)。由于礦物組)。由于礦物組合是變質(zhì)巖最重要特征,合是變質(zhì)

24、巖最重要特征,而礦物組而礦物組合記錄的是熱峰條件合記錄的是熱峰條件,因此,熱峰因此,熱峰溫度是非常重要的。溫度是非常重要的。進(jìn)變質(zhì)進(jìn)變質(zhì) 巖石在熱峰前溫度隨時間而增加過程中發(fā)生的變質(zhì)結(jié)晶作用單個巖石P-T條件隨時間變化由P-T-t 軌跡的進(jìn)變質(zhì)段落軌跡的進(jìn)變質(zhì)段落(圖中點劃線)描述。遞增變質(zhì)遞增變質(zhì) 又譯作前進(jìn)變質(zhì))是一個變質(zhì)地區(qū)地表一定方向熱峰溫度連續(xù)有規(guī)律地增加的變質(zhì)作用變質(zhì)地區(qū)空間上的熱峰溫度的增加由野外野外P-T曲曲線描述。線描述。退化變質(zhì)退化變質(zhì) 用于兩個不同過程:上用于兩個不同過程:上面定義的退變質(zhì);復(fù)變質(zhì)中,面定義的退變質(zhì);復(fù)變質(zhì)中,比老的變質(zhì)事件溫度低的較年比老的變質(zhì)事件溫度低

25、的較年青的變質(zhì)重結(jié)晶事件,新老兩青的變質(zhì)重結(jié)晶事件,新老兩事件屬于不同的造山幕。事件屬于不同的造山幕。 該術(shù)語在描述中有應(yīng)用方該術(shù)語在描述中有應(yīng)用方便的優(yōu)點,因為通常不容易確便的優(yōu)點,因為通常不容易確定在實際變質(zhì)巖中發(fā)生了上述定在實際變質(zhì)巖中發(fā)生了上述兩種之中哪一種過程。兩種之中哪一種過程。 退變質(zhì)退變質(zhì) 巖石在熱峰后伴隨溫度降低發(fā)生的變質(zhì)重結(jié)晶作用,如巖石在熱峰后伴隨溫度降低發(fā)生的變質(zhì)重結(jié)晶作用,如圖中實線上的變質(zhì)結(jié)晶作用。圖中實線上的變質(zhì)結(jié)晶作用。1. 熱接觸變質(zhì)作用熱接觸變質(zhì)作用 2. 動力變質(zhì)作用動力變質(zhì)作用 3. 氣液變質(zhì)作用氣液變質(zhì)作用 4. 區(qū)域變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用 5. 混合巖

26、化作用混合巖化作用 由巖漿體散發(fā)的熱量, 使接觸帶圍巖發(fā)生變化的一種變質(zhì)作用。 原巖主要發(fā)生和(變質(zhì)結(jié)晶),可以有新礦物相的形成,而化學(xué)成分沒有顯著改變。 該過程一般為封閉半封閉體系;控制作用的主導(dǎo)因素是溫度(低高) ;壓力低(非獨立因素),流體僅起促進(jìn)重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶的作用。發(fā)生在侵入巖體與圍巖的接觸帶上的變質(zhì)作用。 分布在侵入體與圍巖接觸帶,主要由巖漿熱而導(dǎo)致的變質(zhì)作用。主要控制因素為溫度,主要變質(zhì)機(jī)制為重結(jié)晶。 根據(jù)引起接觸變質(zhì)接觸主要,接觸變質(zhì)作用可進(jìn)一步分為兩種情況。熱接觸變質(zhì)作用熱接觸變質(zhì)作用 指圍巖受巖漿高溫的影響而發(fā)生的變質(zhì)作用。溫度是主要因素,壓力次之,主要是。典型的接觸熱變

27、質(zhì)巖稱為角巖。接觸交代變質(zhì)作用接觸交代變質(zhì)作用 如果變質(zhì)因素除溫度壓力之外,還有大量來自巖漿的揮發(fā)組分參與,就會使接觸帶附近的侵入巖和圍巖發(fā)生明顯的交代作用,從而形成變質(zhì)巖。 指巖石受的作用而產(chǎn)生破碎、變形、重結(jié)晶的變質(zhì)作用。其特點是低溫、高應(yīng)變速率、重結(jié)晶不強(qiáng)烈,往往與斷裂帶有關(guān)。根據(jù)和不同,可分為碎裂變質(zhì)和韌性變形兩種類型。 在地殼的淺部,巖石呈脆性,當(dāng)應(yīng)力超過巖石強(qiáng)度極限時,巖石便會被壓碎或磨碎,產(chǎn)生碎裂變質(zhì),。 在地殼中、深部,溫度和壓力較高,巖石具塑性,在斷裂帶中的巖石一般不發(fā)生明顯的破裂,而是以強(qiáng)烈韌性剪切變形或塑性流動為主,。其特征是細(xì)?;⒕哂忻黠@的定向構(gòu)造。 有化學(xué)活動性的氣態(tài)或液態(tài)溶液,對巖石進(jìn)行交代而使巖石發(fā)生變質(zhì)的一種作用。 常發(fā)生于一些與,前者稱圍巖蝕變,后者稱接觸交代變質(zhì)作用。除流體外,溫度、組分的化學(xué)勢是主要的控制因素,。 指在大范圍內(nèi),由于溫度、壓力和化學(xué)活動性流體等因素的綜合作用下而產(chǎn)生的變質(zhì)作用。 :溫度和靜

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