变质反应类型与和变质带

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1、第二讲:变质反应类型与变质带一、概述二、变质反应类型三、成岩格子和递增变质带一、概述1、意义（变质作用矿物演化、估算P-T条件、预测P-T轨迹演化趋势、提供地球动力学信息）2、变质反应的驱动力（⊿G）3、变质反应图解（p-t、t-x、p-x；写法，斜率）4、类型划分（1）固-固反应（相转变、出溶、纯固相反应）（2）脱挥发份反应（3）纯转移反应和离子交换反应（4）不连续反应与连续反应二、变质反应类型1.固-固反应1.1同质多相转变反应类质同像（polymorphs,多型）转变影响因素：T，PAl2SiO5CaCO3C

2、SiO2大多数多型转变反应的DS很小，这导致：两个多型晶体相互转换的DG小，即使离平衡数十度温度时也不大反应驱动力小®一个多型常非稳定地残留在另一个多型的稳定区内共存的两个多型晶体可能代表非平衡态（跨平衡曲线或多期变质叠加)成因意义：红柱石——低压,蓝晶石——中-高压,矽线石——中-高温三相点温压条件：P=0.370.25GPa,T=50420oC)1.2固-固反应之出溶反应影响因素：Ｐ、Ｔ冷却速率实例：碱性长石之条纹长石过铝钙钠斜方辉石斜方-单斜辉石高镁方解石过硅石榴石过钛石榴石过硅绿辉石1.3固-

3、固反应之纯固相反应(EndmemberReactions)仅涉及固相矿物；影响因素：Ｔ，ＰNaAlSi2O6+SiO2=NaAlSi3O8Jd（硬玉）QtzAb（钠长石）4(Mg,Fe)SiO3+CaAl2Si2O8=OpxPlag(Mg,Fe)3Al2Si3O12+Ca(Mg,Fe)Si2O6+SiO2GrtCpxQtz1.3固-固反应之纯固相反应(EndmemberReactions)如果反应矿物含有挥发份，但在反应过程中被生成物完全汲取形成新的含挥发份矿物相，不产生独立的流体相矿物，也没有挥发份的损失，这种反应可

4、以当作固-固纯转变反应来处理Mg3Si4O10(OH)2+4MgSiO3=Mg7Si8O22(OH)2Tlc（滑石）En（顽火辉石）Ath（直闪石）2.脱挥发份反应2.1脱水反应以涉及H2O-CO2-O体系的变质反应最常见影响因素：Ｐ，Ｔ，Pi（partialpressureofthevolatilespecies，某种挥发份或流体组分的分压）脱水反应平衡主要受水分压PH2O条件控制KAl2Si3AlO10(OH)2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2OMsQtzKfsSillV而水分压又受水的摩尔分数（

5、XH2O）控制PH2O=Pf·XH2O,而(Pf=Pl)1、脱水反应平衡曲线在P-T相图上特征：斜率低压极缓，低压以上陡，2、平衡曲线受水流体分压控制，当PH2O=0，斜率为负3、使水流体分压降低的途径有二：（1）稀释；（2）降低流体总压4、可解释总体为中温变质的地区，局部发育高温矿物现象5、通过截取P-T图中给定压力条件下，不同流体分压变质反应平衡曲线对应的温度条件，可制作T-Xi图解2.1脱水反应Arareexception!Andanotherexceptioninyourtextbook!!Negativesl

6、oopathighpressurecondition!!Lws:硬柱石Lmt:浊沸石2.2脱碳酸反应Decarbonationreactionsmaybetreatedinanidenticalfashionofdehydrationreactions，forexample,thefollowingreactioncanalsobeshownonaT-XCO2diagram（脱碳酸反应也可用与脱水反应的相似的方式来处理，例如下面的反应可以用T-XCO2表达，其形式与反应(26-5)相似：KAl2Si3AlO10(OH)

7、2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2OMsQtzKfsSillVCaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CalQtzWoV2.2脱碳酸反应CarbonatemineralassemblageoccursatpureXCO2hasmaximumthemalstabilitySummaryof5typesofdevolatilizationreactions,eachwithauniquegeneralshapeonaT-Xdiagram（假设体系中仅存在H2O和CO2两种流体成分）Type3:Tmaxa

8、tXCO2determinedbythestoichiometricratioofCO2/H2OproducedType4and5的拐点取决于nCO2:nH2O比率Ca2Mg5Si8O22(OH)2+3CaCO3+2SiO2TrCalQtz=5CaMgSi2O6+3CO2+H2ODiTmaxatnCO2:nH2O=3:12.3Re