變質(zhì)巖-2 -反應(yīng)和帶

第十八章、變質(zhì)反應(yīng)和變質(zhì)帶巖石在變質(zhì)過(guò)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(guò)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)（metamorphicreaction）。

d(△G)=0=△VdP－△SdT

△G為反應(yīng)的吉布斯自由能的變化；△S為反應(yīng)的熵變；△V為反應(yīng)的摩爾體積變化。

dP/dT=△S/△V。這就Clausius-Clapeyron方程。

一、變質(zhì)反應(yīng)的基本類型

1．純固相之間的反應(yīng) 反應(yīng)物和生成物是化學(xué)成分不同的純固相礦物。：1）.多形轉(zhuǎn)變2）.固溶體的出溶3）.純固相之間的反應(yīng)NaAlSi2O6+SiO2=NaAlsi3O8

Jd（硬玉）QAb

2.脫水反應(yīng)KAl2[Alsi3O10](OH)2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2OMs（白云母）

QOr(正長(zhǎng)石)Als(鋁硅酸鹽)

流體相參加的反應(yīng)中，ΔS/ΔV都受P、T的影響,ΔS/ΔV不是一個(gè)常數(shù)P-TphasediagramforthereactionMs+Qtz=Kfs+Al2SiO5+H2OshowingtheshiftinequilibriumconditionsaspH2Ovaries(assumingidealH2O-CO2mixing).CalculatedusingtheprogramTWQbyBerman(1988,1990,1991).Winter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.二、連續(xù)反應(yīng)和交換反應(yīng)

Q+Cc=Wo+CO2不連續(xù)反應(yīng)（discontinuousreaction）

3(Mg,Fe)2Al4Si5O18=2(Mg,Fe)3Al2Si3O12+4Al2SiO5+5SiO2

Crd(堇青石)Gt(石榴石)SilQSolid-SolidNet-TransferReactionsWhensolid-solutionislimited,solid-solidnet-transferreactionsarediscontinuousreactionsDiscontinuousreactionstendtoruntocompletionatasingletemperature(ataparticularpressure)Thereisthusanabrupt(discontinuous)changefromthereactantassemblagetotheproductassemblageatthereactionisogradDiscontinuousreaction:f+1andXLiqfixedDiscontinuousreactionsoccurataconstantgradeChl+Ms+QtzGrt+Bt+H2O (26-11)inKFASH F=C–f+2=5–4+2=1ContinuousReactionsChl+Ms+QtzGrt+Bt+H2O(26-11)inKFMASH wereacontinuousreaction,thenwewouldfindchlorite,muscovite,quartz,biotite,andgarnetalltogetherinthesamerockoveranintervalofmetamorphicgradeabovethegarnet-inisogradThecompositionofsolidsolutionphasesvaryacrosstheinterval,andtheproportionsofthemineralschangesuntiloneofthereactantsdisappearswithincreasinggrade三、成巖格子、變質(zhì)帶、等變線

一個(gè)化學(xué)成分在一定范圍的巖石系統(tǒng)，在一定P-T條件范圍內(nèi)遭受變質(zhì)作用時(shí)，隨著外界條件的變化，巖石系統(tǒng)內(nèi)通常會(huì)發(fā)生一系列變質(zhì)反應(yīng)。在P-T圖解上，這些反應(yīng)的單變線通常彼此會(huì)相交。這種在P-T空間上單變線相交的網(wǎng)狀系統(tǒng)稱為成巖格子（petrogeneticgrid）。

三、成巖格子、變質(zhì)帶、等變線

在變質(zhì)巖分布區(qū)，變質(zhì)程度不同的巖石在空間上往往呈有規(guī)律的帶狀分布。根據(jù)變質(zhì)巖礦物、礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特點(diǎn)，可將這些變質(zhì)程度不等的帶劃分出來(lái)。同一個(gè)帶的變質(zhì)巖在一個(gè)基本相同的P-T-X范圍內(nèi)形成，這些指示變質(zhì)程度的帶稱為變質(zhì)帶（metamorphiczone）。帶與帶之間的界線稱為等變線(isograd）。

巴羅變質(zhì)帶：隨變質(zhì)程度（溫度）增高而依次出現(xiàn)的新礦物（稱為指示礦物）為標(biāo)志劃分變質(zhì)帶，因而稱該變質(zhì)帶為指示礦物帶（indexmineralzone）。以指示礦物出現(xiàn)的線作為等變線劃分變質(zhì)帶的。

變泥質(zhì)巖中若干重要變質(zhì)反應(yīng)與巴羅式變質(zhì)帶等變線

（B、G、S、K、Si分別為黑云母、石榴石、十字石、藍(lán)晶石、夕線石等變線）

PetrogeneticGridsP-Tdiagramsforponentsystemsthatshowasetofreactions,generallyforaspecificrocktypePetrogeneticgridformaficrocksSimplifiedpetrogeneticgridformetamorphosedmaficrocksshowingthelocationofseveraldeterminedunivariantre