變質巖石學復習總結

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第一章緒論

變質巖:在地殼發(fā)展演化過程中，已存在的各種巖石，由于地殼的構造運動、巖漿活動，地熱流的變化等內力地質作用，使原來巖石所處的地質環(huán)境及物理化學條件發(fā)生改變，為了適應這種變化，在基本保持固態(tài)的狀況下，巖石的結構構造、物質成分發(fā)生變化而形成的一種新的巖石。(正變質巖系指原巖是巖漿巖形成的變質巖；副變質巖是原巖為沉積巖的變質巖；復變質巖是指原巖為變質巖后經過再次變質作用形成的變質巖)

變質巖石學:是研究變質巖的成分、結構、構造、產狀、分布、分類、命名、共生組合和變質巖的形成、演化的機制與條件以及其在地球(天體)形成、演化中的地位及作用、與礦產的關系等內容的獨立的學科。

變質作用:在地殼形成和演化過程中，由于地球內力的變化，使已存的地殼巖石，在基本保持固態(tài)的條件下，從原巖的化學成分、礦物組成和結構構造等方面進行了調整，在特別狀況下，還可產生重熔或重溶，形成部分流體相的各種作用的總和。

沉積巖成巖作用—-150℃-250℃-→變質作用—-650℃-1100℃-→巖漿作用

(相互聯系的毛細空間完全堵塞)(一個真正的變質礦物共生組合的首次出現)(少量的熔融作用)

變質作用的控制因素:溫度、壓力、具化學活動性的流體、時間。

溫度:溫度是體系的熱狀態(tài)的直接標志。溫度的改變意味著體系熱狀態(tài)的改變。指示礦物：濁沸石、藍閃石、硬柱石、葉臘石原因：

1).地熱增溫

2).上地幔熱流的運動3).巖漿活動帶來的熱能4).摩擦作用產生的熱能

5).放射性元素衰變釋放熱能的積累壓力:(一)靜壓力(二)應力

(一)靜壓力:1).負荷壓力2).流體壓力

2).流體壓力:流體相Pf=PH20＋PCO＋?Pf=Pl（地殼深部）Pf＜Pl（地殼淺部）Pf＞Pl（侵入體附近）

(二)應力:1).可更新應力2).不可更新應力具化學活動性流體:

流體相的組成:以硅酸鹽礦物為主的的巖石變質作用中，流體相的主要成分是H2O。在硅酸鹽巖地層變質作用中，還會釋放出CO2。其中包括:H2O，CO2，K，Na，Si，Mg，O2，A1，Fe，C1，F，S，CH3，CH4等。流體相的存在狀態(tài):低溫-氣態(tài)或液態(tài)

超臨界狀態(tài)-一種具大量液體性質的高密度氣體

流體相的來源:1).巖漿活動2).變質作用提供的流體3).板塊俯沖帶入的海水4).未變質的原巖中會保存流體

時間:含義:1).變質作用發(fā)生的地質年代

2).變質作用發(fā)生到終止所經歷的時間

變質作用的方式:重結晶作用、變質結晶作用和變質反應、交代作用、變質分異作用、變形及碎裂。

重結晶作用:在變質作用條件下，原先存在的礦物顆粒的重新組合，只有形狀大小的變化，而不涉及新礦物的生成。

類型:初始重結晶、次生重結晶

影響因素:1).原巖成分和結構的控制

2).外界因素-溫度、壓力、活動性流體

特征:粒度不斷加大，相對大小均勻化，顆粒外形變得規(guī)則。

變質結晶作用:在變質作用的溫度、壓力范圍內，在原巖基本保持固態(tài)條件下，新礦物相的形成過程，與此同時必有相應的原有礦物趨于消失。

特征:變質反應前后，巖石的總成分保持不變

交代作用:在變質條件下，由變質原巖以外的物質帶入和原巖物質的帶出，而造成的一種礦物被另外一種化學成分上與其不同的礦物所置換的過程。

特征:變質反應前后，巖石的總成分保持不變新礦物形成與舊礦物消失是同時進行固態(tài)為主，有流體相的存在

注:交代作用有流體相參與反應，起著物質搬運、遷移的媒介和催化劑的雙重作用

變質分異作用:指成分均勻的原巖，在巖石總成分不變的前提下，造成礦物組合不均勻的一種變質作用。

機理:結核原理-說明變斑晶的形成過程中，不穩(wěn)定組分的局部溶解，最穩(wěn)定組分的沉淀及局部富集

變形及碎裂:各種巖石在應力的作用下，當應力超過塑性屈服強度時，就會出現塑性變形現象，當應力超過其彈性極限時就會發(fā)生破碎裂開。

機理:應力作用下組分運動的結果（山德）變質作用的類型:

局部變質作用

規(guī)模

區(qū)域變質作用

前進變質類型溫度退變質復變質

高壓型

壓力中壓型低壓型

其次章變質反應

變質反應:巖石在變質過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特定的化學反應實現的。這種發(fā)生在變質作用條件下的化學反應稱作變質反應變質反應的影響因素:1).原巖成分2).結構構造3).環(huán)境的物化條件分類:

參與反應的物相種類反應物與生成物關系固-固反應連續(xù)反應有流體相參與的反應不連續(xù)反應書寫變質反應方程式原則

高溫礦物組合寫在右側，低溫礦物組合寫在左側正向反應：升溫過程從左至右的反應逆向反應：降溫過程自右至左的反應變質反應的類型:

同質多相變體反應

固-固反應固溶體的出溶

(P/T圖解為直線)礦物有序狀態(tài)的轉變

變純固相間的反應質

反水化和脫水反應應有流體相存在的反應碳酸化和脫碳酸類(P/T圖解是斜率水+二氧化碳型不斷變化的曲線)氧化還原反應

連續(xù)與不連續(xù)反應有流體相存在的反應:

?簡單的脫水反應標準式為B=D+H2O

平衡溫度隨著XH2O增加而增高，當XH2O=1時平衡溫度最高。

例：Al2Si4O10(OH)2=Al2SiO5+3SiO2+H2OPrL(葉臘石）And(紅柱石)

KAl2[AlSi3O10](OH)2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2O

MS(白云母）QOr(正長石）Als(鋁硅酸鹽)?簡單的脫碳酸反應標準式為B=D+CO2

平衡溫度隨著XCO2增加而增高，當XCO2=1時平衡溫度最高。

例：CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CcWo(硅灰石)

CaMg(CO3)2+2SiO2=CaMgSi2O6+2CO2Dol(白云石)Di(透輝石)?脫水-脫碳酸反應標準式為B=D+H2O+CO2T-x平衡曲線為上凸形。

當XCO2=nCO2/(nH2O+nCO2)時平衡溫度最高。

例：Ca2Mg5Si8O22（OH)2+3CaCO3+2SiO2=5CaMgSi2O6+3CO2+H2OTr(透閃石）CcQDi(透輝石）當XCO2=nCO2/(nH2O+nCO2)=3/4時平衡溫度最高。?碳酸鹽化-脫水反應標準式為B+CO2=D+H2OT-x平衡曲線為S形。平衡溫度隨XH2O增加而增加，XH2O=1時平衡溫度最高

?水化-脫碳酸反應標準式為B+H2O=D+CO2

T-x平衡曲線為反S形。平衡溫度隨XCO2增加而增加，XCO2=1時平衡溫度最高

固定壓力下各種反應平衡曲線主要形狀的T-X概略圖解

高級變質與中級變質的臨界反應:

KAl2[AlSi3O10](OH)2+SiO2=KAlSi3O8+Al2SiO5+H2OMs(白云母）QOr(正長石）Als(鋁硅酸鹽)

中級變質組合高級變質組合中級變質與高級變質的臨界反應:CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2CcQWo(硅灰石)

中級變質組合高級變質組合

低級變質與中級變質的臨界反應:CaMg(CO3)2+2SiO2=CaMgSi2O6+2CO2Dol(白云石)QDi(透輝石)

低級變質組合中級變質組合

低級變質與中級變質的臨界反應:

Ca2Mg5Si8O22（OH)2+3CaCO3+2SiO2=5CaMgSi2O6+3CO2+H2OTr(透閃石）CcQDi(透輝石）

低溫礦物組合

不連續(xù)反應:反應物和生成物之間的關系是突變的，在給定壓力和流體成分條件下，反應在一個特定的溫度發(fā)生。在P-T，P-x，T-x等雙變量圖解上反應物、生成物只能在單變反應線上共生。偏離了平衡條件，不是反