变质岩第01讲变质岩的形成过程2014ppt课件.ppt

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1、第一讲:变质岩的形成过程（2）变质反应与递增变质带一、概述二、变质反应类型三、巴罗递增变质带本章要求1.掌握变质反应类型、表达形式、影响因素和研究意义；2.掌握若干典型变质反应的岩石学意义；3.掌握巴罗指示矿物变质带，理解变质反应的地质表现。一、概述1、意义（判断变质过程的矿物演化、估算P-T条件、预测P-T轨迹演化趋势）2、变质反应的驱动力（⊿G：0、>0、<0）3、变质反应图解（p-t、写法，斜率；t-x、p-x）4、类型划分（1）固-固反应（相转变、出溶、纯固相反应、纯转移反应、离子交换反应）（2）有流体相参加的反应（3）不连续反应与连续反应二、变质反应类

2、型1.固-固反应固－固反应的反应物和生成物都是固相，不涉及独立流体相，因而反应的平衡条件与流体组分无关；变质反应的影响因素仅为温度（T）和岩柱压力（Pl），因而可以用作矿物温度计或压力计。固体相矿物的熵变ΔＳi和体积变化ΔＶi随Ｔ、Ｐ值的变化很小，计算反应的总熵变ΔＳ、ΔＶ可近似看作常数，所以反应斜率ｄＰ／ｄＴ也近似等于常数。常见的固－固反应有相转变、出溶、纯固相反应、纯转移反应、离子交换反应等。固-固反应和脱水反应的平衡条件和克劳修斯-克拉贝龙斜率示意图（据KurtRucher&RodneyGrapes,2011）1.1同质多相转变反应（Phasetransiti

3、ons,polymorphicreactions）常见同质多相：Al2SiO5，CaCO3，C，SiO2等大多数多型转变反应的DS很小，这导致：多型晶体之间相互转换的DG小，即使偏离平衡温度数10度也变化不大®反应驱动力小®一个多型常可非稳定地残留在另一个多型的稳定区内；因此，自然界共存的两个多型更多代表非平衡或多期变质叠加，而非平衡关系；三相点温压条件：P=0.370.25GPa,T=50420oC（Holdaway,1977）岩石学意义：红柱石（低压）,蓝晶石（中-高压）,矽线石（中-高温）Al2SiO5多型转变反应和硬玉+石英与钠长石反应（据Miyashi

4、ro,1994)。H、R、S点分别为Holdaway(1971)、(Richardsonetal.,1969)和Salje(1986)的平衡温压条件值。1.2出溶反应（Exsolutionorsolvusreactions）影响因素：Ｐl、Ｔ；冷却速率实例：高温碱性条纹长石晕长石（Ab-Olg）高Al斜方（En-Grt）高镁方解石（Cc-Dol）实例：过硅石榴石过钛石榴石过硅绿辉石在压力条件已知时可用作温度计Maruyamaetal.,19821.3纯固相反应仅涉及固相矿物；影响因素：Ｔ，ＰlNaAlSi2O6+SiO2=NaAlSi3O8Jd（硬玉）QtzA

5、b（钠长石）(Mg,Fe)3Al2Si3O12+Ca(Mg,Fe)Si2O6+SiO2GrtCpxQtz=4(Mg,Fe)SiO3+CaAl2Si2O8OpxPlagAl2SiO5多型转变反应和硬玉+石英与钠长石反应（据Miyashiro,1994)1.3纯固相反应如果反应矿物中的挥发份在反应过程中被生成物完全汲纳，形成新的含挥发份的矿物相，不产生独立的流体相，这种反应可视为固-固纯转变反应（Volatile-conserving“solid-solid”reactions：贮藏挥发份相的“固-固反应”）Mg3Si4O10(OH)2+4MgSiO3=Mg7Si8O2

6、2(OH)2Tlc（滑石）En（顽火辉石）Ath（直闪石）2Phl(滑石)+8Sil(矽线石)+7Qtz(石英)=2Ms(白云母)+Crd(堇青石)1.4、离子交换反应（Ionicexchangereactions)离子交换反应：某对离子（pared-ions)在2个或更多的矿物之间相互交换，虽反应以纯的端员组分形式表征，但实际上仅涉及离子对（如Mg-Fe）固溶体矿物相之间的交换，并无实质矿物的增减。离子交换反应单变线在P-T图解上斜率陡，是理想的地质温度计（Geothermometers）。MgSiO3+CaFeSi2O6=FeSiO3+CaMgSi2O6（Op

7、x-Cpx)Mg-Opx铁辉石Fe-Opx透辉石Annite+Pyrope=Phlogopite+Almandine(Grt-Bt)铁云母镁铝榴石金云母铁铝榴石1.5、纯转移反应（Net-Transferreactions)纯转移反应：反应物分解出来的组分向反应物一方转移，并全部构成反应物。前述的固相-固相反应，包括贮藏挥发份的固相-固相反应、出溶反应属于此类反应。离子交换反应涉及两侧矿物相之间的相互成分交换，因而不是纯转移反应；仅纯转移反应才可能为好的地质压力计的条件之一。(Mg,Fe)3Al2Si3O12+Ca(Mg,Fe)Si2O6+SiO2GrtCpx