第02讲变质反应2009.ppt
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1、第二讲: 常见变质反应类型,一、概述 二、变质反应类型,一、概述 1、意义(变质作用矿物演化、P-T条件、P-T轨迹演化趋势、地球动力学信息) 2、变质反应的驱动力(G) 3、变质反应图解(p-t、t-x、p-x;写法,斜率) 4、类型划分 (1)固-固反应(相转变、出溶、纯转移、离子交换)(2)脱挥发份反应(H2O, CO2. 氧化还原反应) (3)不连续反应与连续反应,二、变质反应类型 1. 固-固反应 1.1 同质多相转变反应,类质同像(polymorphs,多型)转变 影响因素:T,P Al2SiO5 CaCO3 C SiO2,大多数多型转变反应的 DS很小,这导致: 两个多型相互转换
2、的DG小,即使离平衡数十度温度时也不大 反应驱动力小 一个多型常非稳定地残留在另一个多型的稳定区内 共存的两个多型可能代表非平衡态(跨平衡曲线或多期变质叠加) 红柱石LP, 蓝晶石M-HP, 矽线石M-HT(三相点P=0.370.25 GPa, T=504 20 oC),1.2固-固反应之出溶反应,影响因素: 、 冷却速率,实例: 碱性长石 过铝钙钠斜方辉石 斜方-单斜辉石 高镁方解石 过硅石榴石 过钛石榴石 过硅绿辉石,1.3固-固反应之 Net-Transfer Reactions,仅涉及固相矿物;反应物与产物之间存在成分增减,反应矿物分解,分解的成分向生成矿物一侧转移 影响因素:,,Na
3、AlSi2O6 + SiO2 = NaAlSi3O8 Jd(硬玉) Qtz Ab(钠长石) 4 (Mg,Fe)SiO3 + CaAl2Si2O8 = Opx Plag (Mg,Fe)3Al2Si3O12 + Ca(Mg,Fe)Si2O6 + SiO2 Gnt Cpx Qtz,1.3固-固反应之 Net-Transfer Reactions,如果反应矿物含有挥发份,但在反应过程中被生成物完全汲取,不产生独立的流体相,也没有挥发份的损失,这种反应可以当作固-固纯转变反应来处理 Mg3Si4O10(OH)2 + 4 MgSiO3 = Mg7Si8O22(OH)2 Tlc(滑石) En(顽火辉石) A
4、th(直闪石),1.4 固-固反应之离子交换反应,Reciprocal exchange of components between 2 or more minerals MgSiO3 + CaFeSi2O6 = FeSiO3 + CaMgSi2O6 Annite + Pyrope = Phlogopite + Almandine Expressed as pure end-members, but really involves Mg-Fe (or other) exchange between intermediate solutions Basis for many geothermob
5、arometers Causes rotation of tie-lines on compatibility diagrams,2. 脱挥发份反应 2.1脱水反应,以涉及H2O-CO2 -O体系的变质反应最常见 影响因素:,Pf (partial pressure of the volatile species,挥发份分压),在P-T相图上,脱水反应平衡条件受水分压PH2O控制 KAl2Si3AlO10(OH)2 + SiO2 = KAlSi3O8 + Al2SiO5 + H2O Ms Qtz Kfs Sill W,1、脱水反应平衡曲线在P-T相图上特征:斜率极低压缓,低压以上陡, 2、平衡
6、曲线受水流体分压控制,当PH2O=0,斜率为负 3、使水流体分压降低的途径有二: (1)稀释;(2)降低流体总压 4、可解释中级变质地段局部发育高温级矿物现象,2.1 脱水反应,2. 1脱水反应,A rare exception!,And another exception in your textbook! Negative sloop at high pressure condition!,Lws: 硬柱石 Lmt:浊沸石,2. 2 脱碳酸反应,Decarbonation reactions may be treated in an identical fashion For exampl
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