长安大学变质岩石学复习资料

变质作用因素和方式：（一）因素：变质作用是指引起岩石性质变质的内部和外部因素，包括原岩的性质和物理化学条件等。原岩性质：（1）岩石成分不同经变质作用后形成岩石类型不同，如石灰岩变为大理岩，当然原岩成分相同时，不同温度下形成岩石也不同。（2）构造方面主要表现在粒度和孔隙度，粒度越细反映速率越快，孔隙度越发育利于流体渗透加速反映速率。（3）原岩构造：原岩节理，层理直接影响流体渗透，从而影响化学反应速率。外部因素（1）温度：温度是体系的热状态的直接标志。热状态的改变是导致变质作用发生的最重要的因素之一。温度范围：①沉积作用后的后生作用于变质作用之间的界限一般为150℃-250℃。②岩石熔融作用于变质作用之间的界限一般为650℃-1100℃。指示矿物：浊沸石、蓝闪石、硬柱石、叶腊。诱发热状态改变的原因：①地热增温：岩石位置随深度增加时，体系温度会增加②上地幔热流的运动：地幔中尤其是上地幔中热状态是不同的，且存在着地幔热流的运动，这种地幔热流运动也会对地壳产生重大的影响，是地壳热状态发生变化③岩浆活动带来的热能④应力作用下，摩擦作用产生的热能⑤放射性元素衰变释放热能的积累（2）压力:1)静压力：具有均向性，他们是控制变质作用的重要因素之一。静压力可以分为负荷压力和流体压力2)应力：应力是一种侧向压力，通常和地壳活动带的构造运动有关，在一个地区他们的出现具阶段性，其强度在空间上变化也很大。应力可分为可更新应力和不可更新应力。而不可更新力主要有挠曲应力、薄膜应力和热应力。（3）具化学活动性流体:在变质过程作用中，掩体上岩石是处于固体状态，但其中常存在有少量的流体相。1）流体相组成：在以碳酸盐矿物为主的岩石变质作用中，流体相的主要成分是H2O，其次为CO2，以及岩石中溶解Mg，O2,A1，Fe，C1，F，S，CH3，CH4等，其中的组分如K，Na，Si。2）流体相存在状态:①较低温度下，以气态或液态状态醋在②在超临界状态下，以高密度气体形式存在。3）流体相来源:①岩浆活动②变质作用提供的流体③板块俯冲带入的海水④未变质的原岩中会保存流体（4）时间:1）变质作用发生的地质时代，2）变质作用发生到终止所经历的时间。（二）方式1）重结晶作用：在变质作用条件下，原先存在的矿物颗粒重新组合，只有形状大小的变化，二不涉及新矿物的形成。特征：变质反应前后，岩石的总成分保持不变2）变质结晶作用：在变质作用的温度、压力范围内，在原岩基本保持固态条件下，新矿物相的形成过程，与此同时必有相应的原有矿物趋于消失。特征：变质反应前后，岩石的总成分保持不变3）交代作用：在变质条件下，由变质原岩以外的物质带入和原岩物质的带出，而造成的一种矿物被另外一种化学成分上与其不同的矿物所置换的过程。特征：变质反应前后，岩石的总成分保持不变,新矿物形成与旧矿物消失是同时进行,固态为主，有流体相的存在。4）变质分异作用：指成分均匀的原岩，在岩石总成分不变的前提下，造成矿物组合不均匀的一种变质作用。机理：结核原理-说明变斑晶的形成过程,不稳定组分的局部溶解,最稳定组分的沉淀及局部富集5）变形和碎裂：各种岩石在应力的作用下，当应力超过弹性限度时，就会出现塑性变形现象，当应力唱过其弹性限时会发生破碎现象。硅灰石的变质反应分析变质反映：CaCO3（方解石）+SiO2（石英）生成CaSiO3+CO2（气体符号）（硅灰石）（1）原岩类型①硅质石英灰岩②钙质硅质岩③锰质砂岩④黄泥⑤硅质石英岩（2）矿物组合：①硅灰石②方解石+硅灰石③石英+硅灰石（3）变质岩类型：①硅灰石粒岩②含方解石硅灰粒岩③含石英硅灰石粒岩④硅灰石大理岩⑤硅灰石石英岩变质反应类型1)固体==固体反应①多形转变Al2SiO5（蓝晶石或红柱石）===Al2SiO5（夕线石）②固溶体的出溶许多固溶体矿物在低温下生成条纹状交生体③纯固相反应NaAlSi2O6（硬玉）+SiO2（石英）====NaAlSi3O8（钠长石）2)固体==固体+流体反应①水化和脱水反应AL2Si4O10(OH)2（叶蜡石）===Al2SiO5（红柱石或蓝晶石）+3SiO2+H20②碳酸化与脱碳酸反应3CaMg(CO3)2(白云石)+4SiO2(石英)+H2O==Mg3Si4O10(OH)2（滑石)+3CaCO3（方解石）+CO2③氧化一还原反应6Fe2O3（赤铁矿）====4Fe3O4（磁铁矿）+O23）连续反应和不连续反应3(Mg，Fe)2Al4Si5O18(堇青石)===2(Mg,Fe)3Al2Si3O12(石榴石)+4Al2SiO5(夕线石)+5SiO(石英)区域性变质岩原岩为基性岩，常见变质矿物：绿泥石，绿帘石，阳起石，斜长石，角闪石，单斜及斜方辉石，榴石及一些特征矿物。主要类型：蓝片岩，绿片岩，斜长角闪岩，麻粒岩，榴辉岩。（1）蓝片岩：多形成于低温下，以出现低级变质矿物蓝闪石为标志，有时含硬柱石，常具变晶结构，片状，千枚状构造。矿物组合：蓝闪石、绿帘石、绿泥石、斜长石、石英，不出现黑云母。（2）绿片岩:多形成低温条件，具细粒鳞片变晶结构，千枚状或块状构造，富含绿色矿物，含量大于40%。矿物组合：阳起石、绿泥石、绿帘石、斜长石、石英（3）斜长角闪岩：形成于中—高温区域变质条件，具中—细粒变晶结构，多为块状，片麻状构造。矿物组合：斜长石、角闪石、少量石英，可含透辉石，石榴石，黑云母等，随变质作用温度不同，该类矿物共生组合有很大差异。（4）麻粒岩：形成于高温区域变质条件，具中—细粒变晶结构，块状构造，弱片麻状构造。主要矿物组合：辉石（主要为斜方）、斜长石（基—酸性）、碱性长石、石英，可含蓝晶石、矽线石。（5）榴辉石：形成于极高压力条件，温度变化范围较大，岩石颜色较深，中粗粒，不等粒变晶结构，块状构造，以密度大为特征。矿物组合：绿辉石、红榴石，典型榴辉岩不含斜长石斜长角闪岩变为麻粒岩：首先，麻粒岩为一种高温区域变质岩，矿物组合中辉石常以斜方辉石为主，尤以紫苏辉石最为重要；斜长角闪岩中主要为普通角闪石，可有直闪石。当斜长角闪岩变为麻粒岩时，直闪石会先发生反应（Mg,Fe)7Si8O22(OH)2===7/2(Mg,Fe)2Si2O6+SiO2+H2OCa2(Mg,Fe)3[(Mg,Fe)Al](AlSi7O22)(OH)2===3/2(Mg,Fe)2Si2O6+Ca(Mg,Fe)Si2O6+CaAl2Si2O8+H2O（普通角闪石发生的反应）反应主要发生在基性岩中，常形成二辉麻粒岩的矿物组合，在B区域内反应物与生成物是共生的，反应物与生成物在此温度范围内处于滑动平衡状态，该反应为滑动反应。根据反应可得（1）基性麻粒岩为二辉麻粒岩（2）麻粒岩和斜长角闪岩相比，斜长石含量和都有所增加（3）麻粒岩中可出现斜长角闪岩中的很多矿物，但不出现绿泥石，绿帘石，直闪石（4）生成物有液态水，都有紫苏辉石