第一篇第七章 板块构造与变质作用.ppt

第七章板块构造与变质作用,一、构造作用与变质作用的关系,1.变质作用接触热变质作用动力变质作用区域变质作用埋藏变质作用海底变质作用2.广义的动力变质作用（区域变质作用、动力变质作用）区域性、普遍性和分带性；区域变质作用的程度与地层层系无关，而随构造应变的温度和深度的增加而增加；变质带的划分主要依据一定时间内由变质矿物的共生组合关系所确定的变质相系的空间分布，决定于温度和压力。,板块构造与变质作用,3.区域变质作用与构造作用的关系,板块活动与变质作用之间有着紧密的联系。在分离型板块边界的洋脊轴部附近，由于岩浆不断上涌形成新的洋壳，因而具有较高的地热梯度及热液作用，使先形成的洋壳岩石发生中低级变质作用，并随海底扩张分布于整个洋底，都成秋穗（1971）称之为“洋底变质作用”。在平错型板块边界，则主要为动力变质作用。例如圣安德烈斯转换断层就发育一条宽达几公里的动力变质岩带。接触变质作用常常与板块活动引起的岩浆作用伴随。但变质作用中最主要的还是区域变质作用，这种变质作用与汇聚型板块边界的活动关系密切。,二、裂谷洋底的区域变质作用,1.大陆裂谷的变质作用主要表现在下地壳，是由麻粒岩、高压麻粒岩研究所获得的信息提供的。2.裂谷洋底的区域变质作用1966年以前，对变质作用的认识局限于大陆造山带1966年之后，随着对大洋钻探物质的发现，大洋存在变质作用。洋底变质作用发生的地质背景拉张、低压高热热衰变热水循环,变质特征以沸石相、绿片岩相为主，低角闪岩相次之退变质明显变质岩不具有定向组构、原生结构构造特征保留玄武岩变质为细碧岩辉长岩变质为绿片岩、低角闪岩相蛇绿岩的变质：洋盆形成变质；就位变质改造,三、俯冲带区域变质作用,1.地质背景和变质作用条件区域变质作用按压力类型可划分：变质作用的压力类型与大地构造环境密切相关，不同压力类型会出现不同的压力指示矿物（组合）。低压型：地温梯度30/km，也称红柱石夕线石型。中压型：地温梯度20/km左右，也称蓝晶石夕线石型；高压型：地温梯度10/km左右，也称蓝闪石硬玉型；超高压型：柯石英2.9Gpa金刚石4Gpa,会聚板块边界的变质作用：A表层变质作用。B300，600，1100时的等温线,2.双变质带,又称成对变质带。板块说认为，两个板块相撞，在俯冲一侧的上面和仰冲一侧的下面，或者说在海沟的靠陆一侧，由于海沟热流温度较低，带着冷岩石俯冲，再加上下冲的压力很大，常常形成以蓝闪石片岩为代表的蓝片岩带（其中杂有大量玄武岩和蛇纹质岩石），称为高压低温变质带。在仰冲板块的一侧（相当岛弧或大陆边缘的火山岩带），其下俯冲带因摩擦熔化消失，导致岩浆的形成、侵入或喷出，并常在侵入岩的接触带上形成低压高温变质带，也就是常见的接触变质带。双变质带被认为是板块聚合或板块俯冲带的典型标志。特征俯冲带冷板块使海沟区的地温梯度降低。俯冲带的温压应变作用变质带的结构和分带性高压带不对称：变质程度、温度向陆增加；变质重结晶年龄向陆变老低压带较对称：变质程度自热轴向两侧逆降典型实例：日本；美国加利福尼亚、弗朗西斯科,3.俯冲带变质作用与板块构造,一般情况下的双变质带发育，可以判断有无板块俯冲运动当俯冲速度太慢则不能产生高压变质，中压变质全取代。俯冲速度、双变质带可以清晰判断洋盆规模，在排除俯冲速度的情况下判断俯冲边界、板块边界。,四、碰撞带的区域变质作用,1.特点碰撞带区域变质作用复杂；低压型中压型是其主要变质作用类型；造山带变质作用地壳的纵向、横向增生过程和加厚过程；弥散性的变形作用岩浆作用热作用2.变质带某一时期断面变质相的时空分布一般区域变质作用的分带性：以碰撞缝合带为界线区域变质的平行分带性以造山带根部为中心，对称分带性：扇状对称型；逆冲叠瓦型,五、关于高压、超高压变质作用,1.意义2.折返的构造动力学过程成因：洋壳俯冲；陆壳俯冲。深度的推算形成的物质状态形成剥露机制3.大别高压、超高压变质岩研究1989年，柯石英发现1992，徐树桐大陆超深钻计划,4.造山作用过程中的P-T-t轨迹造山的动态过程变质带的时间断面静态变质作用的动态研究矿物共生组合温压形成时间5.关于高压、超高压变质作用及其变质岩的形成、抬升机制问题俯冲碰撞产物快速下降与快速上升拆、返机制,温度、压力对变质相的作用,6.关于高压、超高压变质岩带研究,形成条件超高压2.5Gpa压力急剧增加，而温度上升缓慢；正常地温梯度20/Km，不可能形成；地温梯度极低58/Km才可能发生。在几乎等温环境中快速降压，超高压矿物才可能得以保存并剥露于地表柯石英退变石英金刚石退变石墨可能形成的环境地球深部（金刚石）与金伯利岩有关陨石碰撞柯石英（未发现金刚石）大洋板块俯冲100Km深度以下可形成柯石英：榴辉岩陆陆碰撞大陆俯冲,形成折返过程及其构造动力学意义中国高压、超高压变质研究问题思考原生组成及性质：