变质岩重点

变质岩复习总结第一章：变质作用的基本概念1.如何理解变质作用？在地壳形成和发展、演化过程中，先存岩石（包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩）在地壳一定深处，为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的改变称为变质作用（metamorphism）。其内涵包括以下几点：1.变质作用的发生与地壳的形成演化、壳幔耦合有关。2.变质作用是一种内力地质作用，与岩浆作用、构造运动有内在联系，它们之间是平行关系。3.变质作用基本是在固态下发生的。4.一般地，变质作用进行的环境是封闭（Closesystem)的,即变质前后的化学成分基本相同(isochemical)。5.在变质温度不断升高的情况下，原岩中若有一定的流体含量，则可发生重熔（溶）及交代，呈现为开放系统（opensystem)。2.变质作用的界限，与成岩作用、岩浆作用的区别和联系变质作用发生于一定的温度和压力范围，通常指温度T介于（150-200）—（700--900）℃，压力介于0.02-1.5Gpa之间。成岩后生作用与变质作用之间没有截然的界限。因为在后生成岩过程中也会产生一些在变质作用中形成的矿物，但变质作用中会出现典型矿物共生组合。变质作用的发生过程主要是一个升温过程，先存岩石伴随温度升高发生变质反应形成新的矿物组合，或者发生重结晶改变原有的结构构造；岩浆作用主要是降温过程，是高温岩浆在温度下降条件下不断晶出矿物的过程。变质作用主要是在固态条件下的矿物转变，岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。在岩石结构上。变质岩是固态下矿物成核、生长的产物，多呈变晶结构，晶粒的自形程度取决于矿物的结晶势或成面能，而与矿物的结晶顺序无关；岩浆岩中晶出的矿物，其自形程度与矿物自熔体中结晶出的顺序关系密切。变质作用与岩浆活动之间也没有一条截然的界线。当温度升高、变质岩中存在一定量流体的情况下，岩石可能发生“部分重熔”，出现数量不等的熔体，这就是所谓的“混合岩化”。混合岩化可以看作是变质作用与岩浆作用之间的过渡环节。3变质作用的类型？与局部和区域构造间的关系？根据变质作用的规模划分，可划分为区域变质作用和局部变质作用两大类，其中：区域变质作用包括：造山带变质作用（orogenicmetamorphism）、混合岩化作用（migmatism）、埋藏变质作用（burialmetamorphism）、洋底变质作用（oceanfloormetamorphism）；局部变质作用包括：接触变质作用（contactmetamorphism）、动力变质作用（dynamicmetamorphism）、气成水热变质作用（hydrothermalmetamorphism）冲、击变质作用（shockmetamorphism）。区域变质作用多与构造运动相伴发生，常见于前寒武纪结晶基底及造山带中。局部变质作用分布局限（其体积一般小于100km3），分布在一个具体的地质构造中，往往一个变质因素起主导作用。4.变质作用发生的方式？重结晶作用变质结晶作用/变质反应/变质重组合作用交代作用变质分异作用动力变质作用（碎裂和变形作用）第二章：变质反应及其控制因素1，变质反应有哪些主要类型？(1.1)相转变(Phasetransformations)(1.2)溶离反应(出溶反应)(Exsolution)(1.3)纯固态反应(Solid-solidnet-transfer)2.脱挥发分反应(DevolatilizationReactions)3.氧化还原反应(RedoxReactions)4.连续反应与不连续反应(ContinuousandDiscontinuousReaction)2.固-固反应和脱水反应有何特点？固-固反应的反应物和生成物都是固相，不涉及流体相，因而平衡条件与流体相无关，反应影响因素仅为T和P，是较好的温压指示剂。此外，由于固体的ΔS和ΔV随T、P变化很小，因此反应常数dp/dT近似为常数，因此固-固反应在P-T图解上为直线。这类变质反应，通常受压力的控制而具有明显的体积变化，因此在P－T图上其斜率往往平行于温度轴。这类反应通常做为压力计。如果矿物中含有流体成分，这些流体必须保留在反应中，这样流体既不会产生，也不会消耗如果有流体的加入或产生,就不能作为solid-solidnet-transferreaction脱水反应不仅受T、P控制,而且流体成分x(H2O)也是很重要的控制因素。当x(H2O)=0时,平衡温度最低,反应P-T曲线具负斜率,且接近直线。随着x(H2O)增加,平衡温度增高,平衡曲线逐渐变为正斜率曲线,x(H2O)=1时,平衡温度最高,曲线斜率和曲率最大。而且x(H2O)对平衡温度的影响随压力增高而明显增大。当P=1.0GPa条件下,x(H2O)=1时的平衡温度比x(H2O)=0时的平衡温度高400℃,可见x(H2O)影响之大。3.何为连续反应与不连续反应？连续反应指在反应物和/或生成物中存在固溶体矿物而导致变质反应过程中旧矿物相稳定存在一段时间而不消失的变质反应。不连续反应是指反应物与生成物间是一种突变关系。当反应脱离了平衡的P-T条件（单变线）后,不是反应物稳定就是生成物稳定，其性质是不连续的。4.控制变质反应的主要因素有哪些？它们怎样影响变质反应？变质作用的主要控制因素有四种：温度、压力、具化学活动性的流体和时间。温度实际代表热量，是变质作用的能量来源，是最重要的因素，绝大多数变质作用是在温度增加的条件下进行。负荷压力是变质反应的重要热力学平衡参数之一，它和温度一样，都能独立决定岩石中矿物组合的稳定范围及通过特定变质反应形成新矿物组合的可能性。应力所提供的能量可以克服高温矿物组合在低温环境中的过稳状态，使化学反应能真正开始进行，并形成相应的低温矿物组合（对固相反应起催化剂作用）应力引起的碎裂作用、研磨作用使矿物间接触机率增高，裂隙的发育又使流体相能更好地流通，这些因素都能有效地促进变质反应的进行。流体相可起溶剂和触媒作用，积极参与变质矿物的形成，促进交代作用发生，降低矿物和岩石的熔点，促使花岗质熔体的出现，在温度低时发育混合岩化；对变质成矿作用有重要作用，尤其是变质热液矿床的形成；流体压力有时可作为一个独立变量制约变质反应的强度和反应速度。时间也是影响变质作用的重要因素。时间因素有两方面的涵义，一是指变质作用发生的地质时代，二是指变质作用从发生到终止所经历的时间。从热力学观点看，外部条件改变的速率要小于变质反应速率，才能发生完全的变质反应。第三章：变质岩的基本特征1.何为等化学系列？变质岩石的五个等化学系列在化学成分和矿物成分上有哪些特征？等化学系列：原始化学成分相同/近的所有变质岩石，其矿物组合的不同是由变质作用的类型和强度决定的。泥质(pelitic)变质岩：主要矿物是Mi+Qz+F。化学成分上以富K、Al为特征，Mg、Fe含量不定。源自泥质（铝质）沉积物，特征变质矿物：Als、Cord、Alm、St。多见于地槽堆积中。对P、T敏感。长英质(quartz-feldspathic)变质岩：化学成分Mg、Fe、Al2O3低，SiO2高，通常K2O过剩。矿物组合：F+Qz±Mi±Hb，这与K2O过剩的泥质变质岩相同。变质岩：石英岩、长石石英岩、变粒岩、浅粒岩、长石片麻岩等。对T、P不敏感。钙质（calcareous)变质岩：化学成分：富Ca或Mg，Fe、Al、Si含量变化大。原岩：各种灰岩、白云岩、泥灰岩等。矿物成分以碳酸盐矿物（方解石、白云石等）和钙镁硅酸盐矿物（硅灰石、透辉石、阳起石、透闪石等）为主，可含一定量钙铝硅酸盐矿物（绿帘石、方柱石、钙质斜长石、钙铝－钙铁榴石、符山石等）及石英。基性（basic)变质岩：化学成分：富Ca、Fe、Mg，贫碱质，Na2OK2O,Al2O3不定，一般较高。原岩：基性岩浆岩、凝灰岩、基性岩屑砂岩及含较多的Ca、Al、Fe、Mg的不纯泥灰质沉积物（铁质白云质泥灰岩）、杂砂岩。矿物成分特点：富含斜长石、绿帘石、绿泥石、单斜辉石、单斜闪石（透闪石、阳起石、普通角闪石）、斜方辉石、铁铝—镁铝榴石及黑云母等铁镁钙的硅酸盐、铝硅酸盐矿物，少或无石英。镁质(magnesian)变质岩：富Mg、Fe,贫Si、Al、Ca。原岩：超基性岩浆岩和绿泥石质及其它富含Mg、Fe的沉积物，即橄榄岩、纯橄岩、辉石岩等超镁铁质岩石及化学成分与之相当的沉积岩。矿物成分特点是缺少长石、石英，富含富镁（铁）的矿物（蛇纹石、滑石、水镁石、菱镁矿、直闪石、镁铁闪石、紫苏辉石、透闪石、阳起石、绿泥石、黑云母、铁铝－镁铝榴石等）。2.变质岩的主要结构类型有哪些？各有什么特征？变质岩的结构(texture)是指变质岩石中矿物的自形程度、形状、粒度以及晶体之间的分布和结合关系等特征。变余结构(palimpsesttex.)：在变质作用过程中，由于变形、重结晶作用和变质反应不彻底，原岩的矿物成分和结构特征未得到完全改造，使原岩的结构特征部分地被保留下来，形成变余结构，也称残留结构。变余结构的特点：外貌上具原沉积岩或岩浆岩的结构特征，而矿物成分上则表现出一些（特征）变质矿物的特点，许多情况下也保留了一些原岩矿物的特点。变晶结构(crystalloblastictex.)：变晶结构是重结晶和变质结晶的产物，反映了岩石在固态下的转变过程，具有表征变质作用特点的作用。变晶结构的一般特点如下：(1)变晶结构的岩石为全晶质，无非晶质（变余者除外）。(2)同一世代的矿物是同时形成的，无先后顺序。即同一世代矿物的包裹关系不反映其结晶顺序，自形程度也不反映形成早晚。晶体自形程度的差别取决于结晶势，不象岩浆岩中那样矿物的自形程度随结晶顺序依次变化。而且一般变质矿物颗粒排列紧密，彼此镶嵌或相互包裹。(3)变斑晶也是同时或稍晚于基质矿物，故其内有很多包裹体，与岩浆岩中斑晶形成较早的情况相反。交代结构(metasomatictex.)：指一个矿物或矿物集合体被另一变质矿物或矿物集合体取代而形成的结构。一般特点：①矿物颗粒的形态复杂多样，边缘多为港湾状等不规则形状；②矿物粒度变化大；③同种矿物的不同颗粒，甚至同一颗粒的不同部分，其成分、光性等变化明显，且这种变化多是渐变的；④变斑晶中包裹物与不是交代成因的同种矿物相比，数量减少。反应边结构：当后成矿物呈环状全部或部分包绕先成矿物，作为先成矿物的镶边或环边时，后成矿物包壳或环边则称为反应边或冠状体。变形结构系指在定向压力作用下，原岩调整后形成的结构。多见于动力变质岩中，在区域变质岩中也经常见到。主要的交代结构有：（1）交代残余结构，当一个原生矿物被一个次生矿物交代时，交代进行不完全，便有原生矿物的残余保留在次生矿物中。如区域变质岩中的石榴石被绿泥石替代，在绿泥石片状集合体中保留石榴石的残余。（2）交代假象结构，当一个原生矿物被一个次生矿物所交代，如果交代作用进行的很彻底，则次生矿物整个取代了原生矿物，具有原生矿物的假象。如橄榄石的蛇纹石化、石榴石的绿泥石化、红柱石的绢云母化等常保留原生矿物的假象。（3）交代净边结构，常见于混合岩中，在钾长石与斜长石的接触处，常见受绢云母化或云雾状的斜长石周围有一表面洁净的环带或镶边，称为净边。净边的产生是由于交代作用由外向内进行，原来的次生矿物如云母等被再度吸收而成。（4）交代蠕英结构，此种交代结构在混合岩中比较普遍，但成因不一。如斜长石被微斜长石交代时可在其接触带附近出现蠕英结构。斜长石交代微斜长石时，析出过剩的SiO2，也能在斜长石边缘出现蠕英结构。不同成分的斜长石之间发生交代作用时，也能形成蠕英结构。3.变质岩的变晶结构和岩浆岩的结晶结构有何不同？与岩浆岩的结晶结构相比,变质岩中矿物的自形程度不反映结晶的先后次序，而是反映结晶力的大小。变晶结构（变质岩结构）①斑晶比基质形成得早。斑晶与基质同时形成。②斑晶受到残余岩浆的改造，斑晶有溶蚀、暗化边等现象。斑晶内常有基质矿物的包体，有时撑开基质矿物。③由岩浆中先结晶的造岩矿物组成，如长石、角闪石、辉石、石英等。由结晶力较大的特征变质矿物组成，如石榴石