變質(zhì)巖石學復(fù)習總結(jié)

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第一章緒論

變質(zhì)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(gòu)造運動、巖漿活動，地熱流的變化等內(nèi)力地質(zhì)作用，使原來巖石所處的地質(zhì)環(huán)境及物理化學條件發(fā)生改變，為了適應(yīng)這種變化，在基本保持固態(tài)的狀況下，巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)成分發(fā)生變化而形成的一種新的巖石。(正變質(zhì)巖系指原巖是巖漿巖形成的變質(zhì)巖；副變質(zhì)巖是原巖為沉積巖的變質(zhì)巖；復(fù)變質(zhì)巖是指原巖為變質(zhì)巖后經(jīng)過再次變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖)

變質(zhì)巖石學:是研究變質(zhì)巖的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀、分布、分類、命名、共生組合和變質(zhì)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(chǎn)的關(guān)系等內(nèi)容的獨立的學科。

變質(zhì)作用:在地殼形成和演化過程中，由于地球內(nèi)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(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面進行了調(diào)整，在特別狀況下，還可產(chǎn)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(zhì)作用—-650℃-1100℃-→巖漿作用

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

變質(zhì)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(chǎn)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(yīng)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(yīng)力:1).可更新應(yīng)力2).不可更新應(yīng)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(zhì)作用中，流體相的主要成分是H2O。在硅酸鹽巖地層變質(zhì)作用中，還會釋放出CO2。其中包括:H2O，CO2，K，Na，Si，Mg，O2，A1，F(xiàn)e，C1，F(xiàn)，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(zhì)的高密度氣體

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

時間:含義:1).變質(zhì)作用發(fā)生的地質(zhì)年代

2).變質(zhì)作用發(fā)生到終止所經(jīng)歷的時間

變質(zhì)作用的方式:重結(jié)晶作用、變質(zhì)結(jié)晶作用和變質(zhì)反應(yīng)、交代作用、變質(zhì)分異作用、變形及碎裂。

重結(jié)晶作用:在變質(zhì)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(jié)晶、次生重結(jié)晶

影響因素:1).原巖成分和結(jié)構(gòu)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(zhì)結(jié)晶作用:在變質(zhì)作用的溫度、壓力范圍內(nèi)，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(yīng)的原有礦物趨于消失。

特征:變質(zhì)反應(yīng)前后，巖石的總成分保持不變

交代作用:在變質(zhì)條件下，由變質(zhì)原巖以外的物質(zhì)帶入和原巖物質(zhì)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(zhì)反應(yīng)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(yīng)，起著物質(zhì)搬運、遷移的媒介和催化劑的雙重作用

變質(zhì)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(zhì)作用。

機理:結(jié)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(yīng)力的作用下，當應(yīng)力超過塑性屈服強度時，就會出現(xiàn)塑性變形現(xiàn)象，當應(yīng)力超過其彈性極限時就會發(fā)生破碎裂開。

機理:應(yīng)力作用下組分運動的結(jié)果（山德）變質(zhì)作用的類型:

局部變質(zhì)作用

規(guī)模

區(qū)域變質(zhì)作用

前進變質(zhì)類型溫度退變質(zhì)復(fù)變質(zhì)

高壓型

壓力中壓型低壓型

其次章變質(zhì)反應(yīng)

變質(zhì)反應(yīng):巖石在變質(zhì)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(yīng)實現(xiàn)的。這種發(fā)生在變質(zhì)作用條件下的化學反應(yīng)稱作變質(zhì)反應(yīng)變質(zhì)反應(yīng)的影響因素:1).原巖成分2).結(jié)構(gòu)構(gòu)造3).環(huán)境的物化條件分類:

參與反應(yīng)的物相種類反應(yīng)物與生成物關(guān)系固-固反應(yīng)連續(xù)反應(yīng)有流體相參與的反應(yīng)不連續(xù)反應(yīng)書寫變質(zhì)反應(yīng)方程式原則

高溫礦物組合寫在右側(cè)，低溫礦物組合寫在左側(cè)正向反應(yīng)：升溫過程從左至右的反應(yīng)逆向反應(yīng)：降溫過程自右至左的反應(yīng)變質(zhì)反應(yīng)的類型:

同質(zhì)多相變體反應(yīng)

固-固反應(yīng)固溶體的出溶

(P/T圖解為直線)礦物有序狀態(tài)的轉(zhuǎn)變

變純固相間的反應(yīng)質(zhì)

反水化和脫水反應(yīng)應(yīng)有流體相存在的反應(yīng)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(yīng)

連續(xù)與不連續(xù)反應(yīng)有流體相存在的反應(yīng):

?簡單的脫水反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)平衡曲線主要形狀的T-X概略圖解

高級變質(zhì)與中級變質(zhì)的臨界反應(yīng):

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

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

中級變質(zhì)組合高級變質(zhì)組合

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

低級變質(zhì)組合中級變質(zhì)組合

低級變質(zhì)與中級變質(zhì)的臨界反應(yīng):

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(yīng):反應(yīng)物和生成物之間的關(guān)系是突變的，在給定壓力和流體成分條件下，反應(yīng)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(yīng)物、生成物只能在單變反應(yīng)線上共生。偏離了平衡條件，不是反