变质作用与变质岩.ppt
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1、第五章 变质作用与变质岩,第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变,引 言,分布:占地壳总体积的27.4%;主体在中、下地壳,地表较少 大别山超高压变质矿物的发现,改写了经典板块构造论。 研究目的:了解地球深部地质过程(HP的蓝闪石、红帘 石,UHP的柯石英、金刚石);恢复原岩;阐明变质作用机制和 过程;寻找矿产资源(“玉自变质来”;各种名贵宝石,原料均来 自变质岩。多数金属矿产,都经历过变质,变质使矿变富变 大。前寒武纪含铁石英岩型铁矿占世界铁储量70%, 我国的鞍 山式铁矿属此类型。我国缺金铜铁铀),第五章 变质作用与变
2、质岩,第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变,第一节 变质作用基本特征,一、变质作用: 由于温度(T)、压力(P)的改变和化学活动性流体的作用,使固态岩石的矿物成分、化学成分、结构构造都发生了变化,这种地质作用叫变质作用。 变质作用主要发生在地壳深部,一般10 km。 变质三要素:T,P,流体, 温度最重要。但陨石撞击及高压变质,主导因素则是压力。,第一节 变质作用基本特征,一、变质作用:,热源主要来自地球内部(岩浆热能与放射热能) 通过变质作用形成的岩石叫变质岩。 正、副变质岩原岩为火成岩的叫正变质岩; 原岩为沉积岩的叫
3、副变质岩。,第一节 变质作用基本特征,二、变质作用的三大因素 T、P、流体,1. 温度 T 变质温度:150C-900C低于150C为常温, 高于900C则地壳岩石熔化 温度的作用:非晶体结晶体;结晶体重结晶; 物质与结构重组,一种矿物另一种矿物 温度的来源: 地热增温(1C/33m)、构造运动热、岩浆热、放射热,第一节 变质作用基本特征,二、变质作用的三大因素 T、P、流体,2. 压力 P,静压力(垂或侧):由上复岩石重量引起,随埋藏深度增加而增加。,静压力各向 作用力相等,第一节 变质作用基本特征,二、变质作用的三大因素 T、P、流体,2. 压力 P,封闭系统的流体压力等于上复岩石的静压值
4、; 开放系统的流体压力等于流体本身的重量.,流体压力:,第一节 变质作用基本特征,二、变质作用的三大因素 T、P、流体,2. 压力 P,定向压力:作用于地壳岩石的侧向挤压力,具有 方向性,且两侧的作用力相反。,定向压力,压力单位换算 Bar (巴) Pa(帕斯卡) MPa兆帕 GPa吉帕 1 105 10-1 10-4 1atm=101325Pasca105Pa=0.1Mpa(兆帕) 1Gpa=103Mpa=10Kbar=109Pa 1Mpa=106Pa,1Kb=100Mpa 1巴1atm(100万因达/cm2=0.986923标准大气压) 1Pa=1牛顿(100克/m2)=100克/1000
5、0 cm2=0.01克/ cm2,第一节 变质作用基本特征,蓝片岩,蓝闪石+钠长石,产在地壳上部,但压力很大,为LT/HP产物,为古俯冲-碰撞带的重要标志。 榴辉岩,镁铝榴石+绿辉石,产在地下40km深,压力为10Kb=10吨/cm2!(10Kb=109Pa=107克/cm2) 超高压岩,含柯石英、金刚石的榴辉岩,压力更大, 埋藏更深(30Kb,100km);全世界只有中国大别山、 法意边境西阿.尔卑斯极少数地区被保存。诞生了大 陆深俯冲的科学新理论。,第一节 变质作用基本特征,压力作用的标志,蓝片岩,蓝片岩艺术品,榴辉岩,榴辉岩艺术品,第一节 变质作用基本特征,二、变质作用的三大因素 T、P
6、、流体,3.具化学活动性的流体 a.成分:以H2O、CO2为主,并含其它易挥发和易流动物质 b.流体分布:存在于岩石粒间或裂隙中的主要是H2O;矿物结构中的是H2O、CO2;从岩浆分逸出来的是K,Na,S,F,H2O,CO2,SiO2等. c.岩浆流体:深部岩浆上升至浅部,T、P降低,分逸出易挥发和易流动的物质K、Na、S、F、H2O、CO2、SiO2等,第五章 变质作用与变质岩,第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变,第二节 变质作用中原岩的变化,一、 化学成分的变化 二、 矿物的变化 三、变质岩的结构 四、 变质岩的构
7、造,1. T、P变化时形成新矿物: (1)分解 岩石通过释放或获得某些挥发分而达到平衡,形成新的矿物. 如:高岭土(吸热)红柱石+石英+水(高岭土脱水) 方解石+石英(吸热)硅灰石(放射状+CO2(脱碳酸),一、化学成分的变化,1. T、P变化时形成新矿物:,一、化学成分的变化,体积大、密度小的矿物变为体积小、密度大的矿物。 (1)橄榄石 + 钙长石石榴子石 42.6 101.0 119 (分子体积) 3.3 2.76 3.52 (比重) (2)石英(30Kbar)柯石英(120Kbar)斯石英 2.65 2.93 4.35 (比重),2. 交代作用: 固态下,岩石中物质成分交换作用。 例:中
8、酸性岩浆侵入冷的灰岩时,其SiO2、Al2O3等 热流体就会进入灰岩,并从灰岩中将CaO、MgO带出, 于是在接触带形成矽卡岩,一、化学成分的变化,3. 重结晶作用 Recystalization 定义:小晶体在温度升高的情况下长成更大晶体的作用。 石灰岩CaCO3大理岩CaCO3(质纯、洁白的称汉白玉) 石英砂岩(加温)石英岩 4. 变质分异: 岩石从均匀构造到不均匀条带构造的变质。,一、化学成分的变化,5. 韧性剪切作用 发生在地壳中深部位较高温度和定向应力条件下的一种变质变形作用。,一、化学成分的变化,其结果是矿物在被软化 的塑性状态下发生不对 称旋转和剪切,形成新的 岩石和组构。其岩石
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