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第二十一章 共生分析和变质相一 矿物相律（了解）二 矿物组合矿物组合（mineral assemblage）或矿物共生、矿物共生组合（mineral paragenesis）：在共生分析中，一定化学成分的岩石达化学平衡时的矿物成分。矿物组合是岩石化学成分和P、T等条件，是共生分析的对象或出发点。由于温度升高的进变质过程反应速率达，易于达到平衡，因此岩石中见到的矿物组合多为热峰矿物组合。矿物组合确定标志：保证属于同一个具有一定化学成分的岩石系统。一个矿物共生组合中各种矿物都有相互接触的关系； 各矿物相互间无反应和交代现象；同种矿物的化学成分及光性特征相近。如有环带，则其边部化学成分及光性特征近似；一对矿物之间元素的分配符合Nernst 分配定律，即各处元素的分配系数近相等矿物共生关系符合矿物相律，即矿物相数不超过惰性组分数。通常不超过五六种。三 共生分析（了解）四 变质相变质相的概念 变质相：在热峰附近一定P-T-H2O范围内达到化学平衡的所有变质岩，其矿物组合与岩石化学成分之间有固定的、可以预测的关系。变质相的含义 一个变质相是一个等物理系，与岩石化学成分无关；在一个变质相中，对应不同的岩石化学成分有相应的不同的矿物组合。给定岩石化学成分，可以预测相应矿物组合；一个变质相内岩石化学成分与矿物组合的这种关系是岩石系统达到化学平衡的必然结果，用成分-共生图解可很好地表示这种关系。变质相的标志是矿物组合 。变质相的分类及各变质相基性变质岩的临界矿物组合表产状变质相代号基性变质岩的临界矿物共生组合接触变质钠长绿帘角岩相普通角闪石角岩相透长石相辉石角岩相AEHHHS PHAbEpAct（阳起石）ChPlHbHT-PlAug（普通辉石）Pig（易变辉石）PlDiHy区域变质沸石相葡萄石绿纤石相硬柱石钠长石绿泥石相蓝片岩相绿片岩相绿帘角闪岩相角闪岩相麻粒岩相榴辉岩相ZP-PLABSGSEAAGEAbLmPrhChAbPrhPuChLwAbChAb/LwGlChAbEpActCh两相Pl（晕长石）EpHb ActPlHbPlDiHyFeMgCa-Al-Gt+Omp3变质级（metamorphic grade）：变质作用过程中原岩受到改造的程度，按温度的高低，将变质作用分为四个等级。很低级：包括沸石相（Z）、葡萄石绿纤石相（P-P）、硬柱石钠长石绿泥石相（LA）、蓝片岩相（BS）；低级：包括钠长绿帘角岩相（AEH）、绿片岩相（GS）、绿帘角闪岩相（EA）；中级：包括普通角闪石角岩相（HH）、角闪岩（A）；高级：包括辉石角岩相（PH）、透长岩相（S）、麻粒岩相（G）；榴辉岩相（E）以高压为特征，温度包括低温高温的的范围，未列于上述以热峰温度为标志的变质级中。 第二十二章 动力变质岩和接触热变质岩一 动力变质岩动力变质岩一般特点：产于断裂带及韧性剪切带中，呈线状分布；又称为断层岩（fault rock）由于与围岩的差异风化，动力变质岩在地貌上常形成洼沟或陡墙；具碎裂结构、糜棱结构，含棱角状或眼球状碎斑或碎块；动力变质带内岩性变化大，岩石面貌受原岩、变形机制和变形强度控制；动力变质带是流体活动地带，常伴随有蚀变和矿化 。动力变质岩的常见类型碎裂岩系列（Cataclasite）以脆性变形为主，显著特征是岩石无定向或略具定向。具碎裂结构（微裂隙发育）、块状构造。岩石没有或少有重结晶作用。按碎基含量和性质划分为构造角砾岩、碎裂岩及假玄武玻璃，表现为随着变形增强，岩石粒度减小的趋势。 构造角砾岩（tectonic breccia）：具有碎裂结构，角砾状构造。主要由较大的碎块（角砾，d2mm）组成，角砾碎块呈棱角状、排列紊乱。基质由细小破碎物（碎基）和铁质、硅质、钙质胶结物组成，碎基含量50% 。碎裂岩（Cataclasite）：碎基占50%-90%； 超碎裂岩（ultracataclasite）：碎基含量90%；假玄武玻璃：黑色、貌似玄武岩，具玻璃质碎屑结构，块状构造。在隐晶质玻璃质基质中有或多或少残余的石英、长石、石榴石等晶体碎屑（碎斑）。常呈细脉状、层状沿裂隙或面理产于碎裂岩或糜棱岩之中。构造角砾岩 碎裂岩 超碎裂岩：反映随着变形增强，粒度减小的趋势。糜棱岩系列 糜棱岩 糜棱岩的进一步命名：冠以原岩名称或主要矿物名称，如花岗糜棱岩或长英质糜棱岩等。 初糜棱岩（protomylonite）：基质50%； 糜棱岩（mylonite）：基质50%90%； 超糜棱岩（ultramylonite）：基质90%。千糜岩（phyllonite） 具千枚状构造的糜棱岩、超糜棱岩。重结晶作用明显，基质中富含水的片状或纤维状矿物，如绢云母、绿泥石、透闪石等，呈丝绢光泽（貌似千枚岩）；岩石中仅残留少量碎斑，其中可见各种晶内和晶界塑性变形结构；产于韧性剪切带中。变余糜棱岩（blastomylonite）完全重结晶而具有变晶结构的糜棱岩，原有的糜棱结构已很难看出，碎斑重结晶形成的细粒集合体保留原碎斑的外形轮廓和压力影等特征。具有片状、片麻状构造以及条带状、眼球状构造等。碎裂岩糜棱岩以脆性变形为主；以塑性变形为主；岩石无定向或略具定向；具明显的面理（常具线理）；具碎裂结构或玻璃质碎屑结构，微破裂发育，无或少有重结晶作用；糜棱结构或变余糜棱结构；按碎基性质划分为碎裂岩及假玄武玻璃（玻璃质）；根据基质性质分为糜棱岩 及变余糜棱岩（重结晶为主）；按碎基含量划分为构造角砾岩、碎裂岩、超碎裂岩，反映随着变形增强，粒度减小的趋势据基质含量划分为初糜棱岩 、糜棱岩、超糜棱岩，反映随着变形增强，粒度减小的趋势二 接触-热变质岩接触-热变质作用接触热变质作用：岩浆作用为主要热源，围岩受到岩浆的热烘烤而发生变质。产状： 地壳较浅部位， 火成岩侵入体周围的接触带。变质作用的因素：主要是温度， 以高的地热梯度（60/km）、高温低压为特征。 温度范围为300-800（有的达1000以上），压力范围为0.02-0.3GPa， 缺乏偏应力。变质作用的方式：重结晶和变质重结晶，交代作用不显著。接触-热变质岩的一般特点 局限在侵入体与围岩接触带附近围岩之中，围绕侵入体分布。分布宽度变化很大；岩墙周围接触变质岩可窄到仅几mm，形成烘烤边；大的侵入体周围其宽度几m到几km，形成足以在地质图上标绘的接触晕。如北京房山燕山晚期周口店花岗闪长岩体的接触晕宽约1km。 接触热变质岩（角岩）一般具变晶结构、无定向构造，在接触变质晕外带，变余结构构造发育。如周口店接触变质作用叠加在区域变质作用之上，因而接触变质岩常继承了区域变质的面理，出现板岩、千枚岩、片岩、片麻岩。 接触热变质属于很低P/T变质（视地热梯度80/km），形成深度浅（通常P0.3GPa），矿物成分以And、Crd、Wo等低压矿物为特征。如周口店有Cld（硬绿泥石）、St、Alm，而无Crd。 接触热变质作用的热和流体来自侵入体，接触变质晕自侵入体接触带向外变质程度逐渐降低，围绕侵入体呈同心圈状分布。由于岩浆流体的作用，接触热变质岩往往有夕卡岩等交代岩伴生。接触-热变质岩主要岩相（各种岩石类型见书本及课件）钠长-绿帘角岩相（AEH）一般特点：低级变质； 分布在接触晕的最外圈、与未变质岩石渐变过渡；具低压低温矿物组合，Kfs与富铝矿物不共生； 明显的变余结构构造。普通角闪石角岩相（HH）一般特点：a.中级接触变质相，分布广泛；b.低压中温矿物组合，重结晶程度较高；泥质变质岩中红柱石、堇青石（Crd）形成发育很好的变斑晶，但富铝矿物不与钾长石共生；新出现矿物：斜长石（An25，代替钠长石+绿帘石）、普通角闪石（Hb）（代替阳起石）、透辉石（Di）、钙铝榴石（Gro）、直闪石（Ant）、镁铁闪石（Cum）。 c.斑状变晶结构，变余结构构造通常不发育。辉石角岩相（PH）基本特征：高级接触变质相，高温无水矿物组合、钾长石与富铝贫钾矿物共生，岩石的变余结构构造几乎完全消失。 多数接触晕中该相缺失透长岩相（S）一般特点：特殊的高热接触变质相，见于火山岩捕虏体和接触带或一些侵入体的顶棚悬挂体中，在侵入体接触晕中并不出现。温度很高（800）、压力很低（近地表）。 接触交代变质作用：分布于侵入体接触带及其附近和火山活动区，主要由岩浆热液引起的异化学变质作用。主要因素是流体活动组分化学位。变质作用方式主要为交代作用。典型岩石：夕卡岩产在火成岩体（主要为中性火成岩及酸性火成岩）与碳酸盐类岩石（主要是石灰岩）及火山沉积岩系接触带或其附近的一种接触交代变质的岩石。第二十三章 区域变质岩一 区域变质岩一般特征区域变质作用：大规模（区域尺度）的变质作用；不论变质条件、变质环境，囊括各种复杂因素和各种变质环境下的变质作用。区别变质作用分类造山变质作用 ：分布在大陆地区； 洋底变质作用：分布在大洋地区； 埋藏变质作用：向成岩作用过渡类型，出现在造山变质和洋底变质的很低级部分； 混合岩化作用：向岩浆作用过渡类型，与中、高级造山变质岩伴生。 常见区域变质岩及其基本特征二 埋藏变质岩 一般特征出现在造山变质（区域变质）和洋底变质的很低级部分，或独立出现在强烈坳陷盆地沉积的下部，与未变质沉积岩、火山岩渐变过渡；变质因素以很低温（150350）、低压（0.35GPa）为特点，流体成分是重要因素，常伴随低温交代作用，但很难达到化学平衡；透入性变形微弱，偏应力较次要；P/T比变化范围很大，从高P/T直到很低P/T各类型都有； P-T范围小，仅包括沸石相Z和葡萄石-绿纤石相P-P两个变质相；矿物成分以含沸石、葡萄石（Prh）、绿纤石（Pu）、混层状粘土矿物等很低温矿物及大量原岩中残留矿物为特征； 岩石无片理，变余结构构造发育，原生的沉积、火山或火山碎屑结构等结构，以及原生的层理、气孔等构造保留完好，外貌上与未遭受变质的原岩很难区分；由于温度很低，通常缺乏与埋藏变质相关的岩浆活动；主要类型：一般用“变质岩” 命名，包括变质火山岩-火山碎屑岩、变质硬砂岩和变质泥质岩等类型。埋藏变质岩的主要岩石类型（见课件及课本）三 造山变质岩造山变质岩的一般特点广泛分布在前寒武纪结晶基底和显生宙造山带。面积往往达数百乃至数千km2，在太古宙结晶基底，变质区以面状为主，如加拿大地盾；在元古宙、显生宙造山带的核部，呈带状。 受区域性热异常和构造应力场联合作用，变质因素复杂、变质条件变化大， T、P、偏应力和流体都起十分重要的作用。 热峰温度变化范围自200800以上，热峰压力自0.2GPa至2.0GPa，甚至大于3.0GPa，P/T比自5/km至80/km，包括高、中和低P/T比三种主要类型。偏应力起重要作用，通常都遭受构造变形，发育明显的面理、线理。P/T 比变化大，造山变质岩分布区变质相系列和递增变质带演化复杂多样，可划分为下列三个基本类型和一系列过渡类型。a.低P/T 型（红柱石夕线石型）b.中P/T 型（蓝晶石夕线石型）c.高P/T 型（蓝闪石型）变质区（带）内部有P/T 比变化。在同一构造背景下的一个大面积造山变质岩分布区内，热峰压力（深度）通常显示很大的变化，导致变质区（带）内部由于P/T 比的变化而分为不同类型的相系列区域。 构造背景多样主要的构造环境：弧沟带、大陆碰撞带、大陆拉张带中P/T 和低P/T 区域变质岩（低级变质）（岩相及岩石见课件、课本）中P/T和低P/T区域变质岩的基本特征有类似的构造背景（岛弧带、大陆碰撞带、大陆拉张带和前寒式纪结晶基底）； 往往共存于同一构造背景之中； 具有ZP-PGSEAA的变质相系列，但低P/T相系列中EA发育较差 ，后4个变质相分布广泛，是4个常见的区域变质相； 除泥质变质岩随P/T比变化有明显的矿物组合差异外，其余各化学类型的矿物组合变化不大。高P/T 区域变质岩（岩相及岩石见课件、课本）产于海沟带和大陆碰撞带，是地壳俯冲的标志；三个变质特有的相：LA、BS和E；典型的高P/T 变质相系列：ZLABSE。四 混合岩混合岩：由浅色花岗质物质和暗色铁镁质变质岩共同组成的宏观上不均匀的复合岩石。混合岩的一般特点大面积分布在前寒武纪地盾区和显生宙岛弧带、大碰撞带、大陆拉张带低中P/T区域变质区，与中、高级区域变质岩及花岗岩类深成侵入体共生和相互过渡； 混合岩包括基体和脉体两个基本组成部分 。基体（中色体、古成体）：角闪岩相或麻粒岩相变质岩；脉体（浅色体、新成体）：长英质或花岗质； 暗色体：浅色体的化学成分为长英质，常具有Q-Ab-Or系统共结点或同结线成分，为部分熔融产物；古成体可包括泥质、长英质、钙质、基性、镁质等各种化学类型变质岩。以长英质片麻岩最常见古成