變質(zhì)巖石學(xué)復(fù)習(xí)總結(jié)

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第一章緒論

變質(zhì)巖:在地殼發(fā)展演化過程中，已存在的各種巖石，由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)，地?zé)崃鞯淖兓葍?nèi)力地質(zhì)作用，使原來巖石所處的地質(zhì)環(huán)境及物理化學(xué)條件發(fā)生改變，為了適應(yīng)這種變化，在基本保持固態(tài)的狀況下，巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)成分發(fā)生變化而形成的一種新的巖石。(正變質(zhì)巖系指原巖是巖漿巖形成的變質(zhì)巖；副變質(zhì)巖是原巖為沉積巖的變質(zhì)巖；復(fù)變質(zhì)巖是指原巖為變質(zhì)巖后經(jīng)過再次變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖)

變質(zhì)巖石學(xué):是研究變質(zhì)巖的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀、分布、分類、命名、共生組合和變質(zhì)巖的形成、演化的機(jī)制與條件以及其在地球(天體)形成、演化中的地位及作用、與礦產(chǎn)的關(guān)系等內(nèi)容的獨(dú)立的學(xué)科。

變質(zhì)作用:在地殼形成和演化過程中，由于地球內(nèi)力的變化，使已存的地殼巖石，在基本保持固態(tài)的條件下，從原巖的化學(xué)成分、礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面進(jìn)行了調(diào)整，在特別狀況下，還可產(chǎn)生重熔或重溶，形成部分流體相的各種作用的總和。

沉積巖成巖作用—-150℃-250℃-→變質(zhì)作用—-650℃-1100℃-→巖漿作用

(相互聯(lián)系的毛細(xì)空間完全堵塞)(一個(gè)真正的變質(zhì)礦物共生組合的首次出現(xiàn))(少量的熔融作用)

變質(zhì)作用的控制因素:溫度、壓力、具化學(xué)活動(dòng)性的流體、時(shí)間。

溫度:溫度是體系的熱狀態(tài)的直接標(biāo)志。溫度的改變意味著體系熱狀態(tài)的改變。指示礦物：濁沸石、藍(lán)閃石、硬柱石、葉臘石原因：

1).地?zé)嵩鰷?/p>

2).上地幔熱流的運(yùn)動(dòng)3).巖漿活動(dòng)帶來的熱能4).摩擦作用產(chǎn)生的熱能

5).放射性元素衰變釋放熱能的積累壓力:(一)靜壓力(二)應(yīng)力

(一)靜壓力:1).負(fù)荷壓力2).流體壓力

2).流體壓力:流體相Pf=PH20＋PCO＋?Pf=Pl（地殼深部）Pf＜Pl（地殼淺部）Pf＞Pl（侵入體附近）

(二)應(yīng)力:1).可更新應(yīng)力2).不可更新應(yīng)力具化學(xué)活動(dòng)性流體:

流體相的組成:以硅酸鹽礦物為主的的巖石變質(zhì)作用中，流體相的主要成分是H2O。在硅酸鹽巖地層變質(zhì)作用中，還會(huì)釋放出CO2。其中包括:H2O，CO2，K，Na，Si，Mg，O2，A1，F(xiàn)e，C1，F(xiàn)，S，CH3，CH4等。流體相的存在狀態(tài):低溫-氣態(tài)或液態(tài)

超臨界狀態(tài)-一種具大量液體性質(zhì)的高密度氣體

流體相的來源:1).巖漿活動(dòng)2).變質(zhì)作用提供的流體3).板塊俯沖帶入的海水4).未變質(zhì)的原巖中會(huì)保存流體

時(shí)間:含義:1).變質(zhì)作用發(fā)生的地質(zhì)年代

2).變質(zhì)作用發(fā)生到終止所經(jīng)歷的時(shí)間

變質(zhì)作用的方式:重結(jié)晶作用、變質(zhì)結(jié)晶作用和變質(zhì)反應(yīng)、交代作用、變質(zhì)分異作用、變形及碎裂。

重結(jié)晶作用:在變質(zhì)作用條件下，原先存在的礦物顆粒的重新組合，只有形狀大小的變化，而不涉及新礦物的生成。

類型:初始重結(jié)晶、次生重結(jié)晶

影響因素:1).原巖成分和結(jié)構(gòu)的控制

2).外界因素-溫度、壓力、活動(dòng)性流體

特征:粒度不斷加大，相對(duì)大小均勻化，顆粒外形變得規(guī)則。

變質(zhì)結(jié)晶作用:在變質(zhì)作用的溫度、壓力范圍內(nèi)，在原巖基本保持固態(tài)條件下，新礦物相的形成過程，與此同時(shí)必有相應(yīng)的原有礦物趨于消失。

特征:變質(zhì)反應(yīng)前后，巖石的總成分保持不變

交代作用:在變質(zhì)條件下，由變質(zhì)原巖以外的物質(zhì)帶入和原巖物質(zhì)的帶出，而造成的一種礦物被另外一種化學(xué)成分上與其不同的礦物所置換的過程。

特征:變質(zhì)反應(yīng)前后，巖石的總成分保持不變新礦物形成與舊礦物消失是同時(shí)進(jìn)行固態(tài)為主，有流體相的存在

注:交代作用有流體相參與反應(yīng)，起著物質(zhì)搬運(yùn)、遷移的媒介和催化劑的雙重作用

變質(zhì)分異作用:指成分均勻的原巖，在巖石總成分不變的前提下，造成礦物組合不均勻的一種變質(zhì)作用。

機(jī)理:結(jié)核原理-說明變斑晶的形成過程中，不穩(wěn)定組分的局部溶解，最穩(wěn)定組分的沉淀及局部富集

變形及碎裂:各種巖石在應(yīng)力的作用下，當(dāng)應(yīng)力超過塑性屈服強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)塑性變形現(xiàn)象，當(dāng)應(yīng)力超過其彈性極限時(shí)就會(huì)發(fā)生破碎裂開。

機(jī)理:應(yīng)力作用下組分運(yùn)動(dòng)的結(jié)果（山德）變質(zhì)作用的類型:

局部變質(zhì)作用

規(guī)模

區(qū)域變質(zhì)作用

前進(jìn)變質(zhì)類型溫度退變質(zhì)復(fù)變質(zhì)

高壓型

壓力中壓型低壓型

其次章變質(zhì)反應(yīng)

變質(zhì)反應(yīng):巖石在變質(zhì)過程中最主要的變化是礦物成分的變化，而礦物成分變化都是通過特定的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。這種發(fā)生在變質(zhì)作用條件下的化學(xué)反應(yīng)稱作變質(zhì)反應(yīng)變質(zhì)反應(yīng)的影響因素:1).原巖成分2).結(jié)構(gòu)構(gòu)造3).環(huán)境的物化條件分類:

參與反應(yīng)的物相種類反應(yīng)物與生成物關(guān)系固-固反應(yīng)連續(xù)反應(yīng)有流體相參與的反應(yīng)不連續(xù)反應(yīng)書寫變質(zhì)反應(yīng)方程式原則

高溫礦物組合寫在右側(cè)，低溫礦物組合寫在左側(cè)正向反應(yīng)：升溫過程從左至右的反應(yīng)逆向反應(yīng)：降溫過程自右至左的反應(yīng)變質(zhì)反應(yīng)的類型:

同質(zhì)多相變體反應(yīng)

固-固反應(yīng)固溶體的出溶

(P/T圖解為直線)礦物有序狀態(tài)的轉(zhuǎn)變

變純固相間的反應(yīng)質(zhì)

反水化和脫水反應(yīng)應(yīng)有流體相存在的反應(yīng)碳酸化和脫碳酸類(P/T圖解是斜率水+二氧化碳型不斷變化的曲線)氧化還原反應(yīng)

連續(xù)與不連續(xù)反應(yīng)有流體相存在的反應(yīng):

?簡(jiǎn)單的脫水反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)式為B=D+H2O

平衡溫度隨著XH2O增加而增高，當(dāng)XH2O=1時(shí)平衡溫度最高。

例：Al2Si4O10(OH)2=Al2SiO5+3SiO2+H2OPrL(葉臘石）And(紅柱石)

KAl2[AlSi3O10](OH)2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2O

MS(白云母）QOr(正長(zhǎng)石）Als(鋁硅酸鹽)?簡(jiǎn)單的脫碳酸反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)式為B=D+CO2

平衡溫度隨著XCO2增加而增高，當(dāng)XCO2=1時(shí)平衡溫度最高。

例：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CcWo(硅灰石)

CaMg(CO3)2+2SiO2=CaMgSi2O6+2CO2Dol(白云石)Di(透輝石)?脫水-脫碳酸反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)式為B=D+H2O+CO2T-x平衡曲線為上凸形。

當(dāng)XCO2=nCO2/(nH2O+nCO2)時(shí)平衡溫度最高。

例：Ca2Mg5Si8O22（OH)2+3CaCO3+2SiO2=5CaMgSi2O6+3CO2+H2OTr(透閃石）CcQDi(透輝石）當(dāng)XCO2=nCO2/(nH2O+nCO2)=3/4時(shí)平衡溫度最高。?碳酸鹽化-脫水反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)式為B+CO2=D+H2OT-x平衡曲線為S形。平衡溫度隨XH2O增加而增加，XH2O=1時(shí)平衡溫度最高

?水化-脫碳酸反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)式為B+H2O=D+CO2

T-x平衡曲線為反S形。平衡溫度隨XCO2增加而增加，XCO2=1時(shí)平衡溫度最高

固定壓力下各種反應(yīng)平衡曲線主要形狀的T-X概略圖解

高級(jí)變質(zhì)與中級(jí)變質(zhì)的臨界反應(yīng):

KAl2[AlSi3O10](OH)2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2OMs(白云母）QOr(正長(zhǎng)石）Als(鋁硅酸鹽)

中級(jí)變質(zhì)組合高級(jí)變質(zhì)組合中級(jí)變質(zhì)與高級(jí)變質(zhì)的臨界反應(yīng):CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CcQWo(硅灰石)

中級(jí)變質(zhì)組合高級(jí)變質(zhì)組合

低級(jí)變質(zhì)與中級(jí)變質(zhì)的臨界反應(yīng):CaMg(CO3)2+2SiO2=CaMgSi2O6+2CO2Dol(白云石)QDi(透輝石)

低級(jí)變質(zhì)組合中級(jí)變質(zhì)組合

低級(jí)變質(zhì)與中級(jí)變質(zhì)的臨界反應(yīng):

Ca2Mg5Si8O22（OH)2+3CaCO3+2SiO2=5CaMgSi2O6+3CO2+H2OTr(透閃石）CcQDi(透輝石）

低溫礦物組合

不連續(xù)反應(yīng):反應(yīng)物和生成物之間的關(guān)系是突變的，在給定壓力和流體成分條件下，反應(yīng)在一個(gè)特定的溫度發(fā)生。在P-T，P-x，T-x等雙變量圖解上反應(yīng)物、生成物只能在單變反應(yīng)線上共生。偏離了平衡條件，不是反