變質(zhì)巖溫壓(Ya)條件的確定演示文稿第一頁(yè)，共四十二頁(yè)。優(yōu)選變質(zhì)巖溫壓條件的確(Que)定第二頁(yè)，共四十二頁(yè)。一、成分共生圖解和組分分析1.礦物組合及其確定標(biāo)志(Zhi)在共生分析中，把一定化學(xué)成分巖石達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)的礦物成分稱為礦物組合（mineralassemblage）或礦物共生組合（mineralparagenesis）(P311)。第三頁(yè)，共四十二頁(yè)。確定礦物共生組合的主要標(biāo)準(zhǔn)（1）一個(gè)礦物共生組合中各種礦物相互接觸；（2）一個(gè)礦物共生組合的各礦物，相互間無(wú)反應(yīng)和交代現(xiàn)象；（3）一個(gè)礦物共生組合中，同種礦物的化學(xué)成分及光性特征應(yīng)相近。如有環(huán)帶，則其邊部化學(xué)成分及光性特征近似；（4）一個(gè)礦物共生組合中的一對(duì)礦物之間元素的分配符合Nernst分配定律，即各處元素的分配系(Xi)數(shù)近相等；（5）礦物共生組合中礦物共生關(guān)系應(yīng)符合礦物相律，即礦物相數(shù)不超過(guò)惰性組分?jǐn)?shù)。第四頁(yè)，共四十二頁(yè)。共生與共存

共生與共存是兩個(gè)完全不同的概念。共存：具有不同物理特征和/或化學(xué)特征的相，同時(shí)間、空間呈集合體存在，相之間的關(guān)系不一定服從熱力學(xué)定律。共生：同時(shí)空呈集合體存在的相，在相同物理化學(xué)條件下形成，并達(dá)到(Dao)熱力學(xué)平衡。體系的內(nèi)能最低。第五頁(yè)，共四十二頁(yè)。變質(zhì)相與(Yu)變質(zhì)相系列變質(zhì)相：Eskola（1920）：一個(gè)變質(zhì)相是指類似的溫度、壓力條件下達(dá)到化學(xué)平衡的所有巖石總和(不論其結(jié)晶方式），一個(gè)變質(zhì)相內(nèi)部，隨著巖石總體化學(xué)成分的改變，其礦物組合作有規(guī)律的改變。FyfeandTurner（1966）：一個(gè)變質(zhì)相是指一定的溫度、壓力區(qū)間內(nèi)的一整套變質(zhì)礦物共生組合，它們?cè)跁r(shí)間上、空間上反復(fù)出現(xiàn)并緊密地伴生在一起，一個(gè)變質(zhì)相內(nèi)部其礦物組合與巖石總體化學(xué)成分之間有著固定的、因而也是可以預(yù)測(cè)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。第六頁(yè)，共四十二頁(yè)。

Turner1981年提出變(Bian)質(zhì)相的分類接觸變質(zhì)相：（以溫度增高為序）鈉長(zhǎng)綠簾角巖相，普通角閃石角巖相，輝石角巖相，透長(zhǎng)石相。區(qū)域變質(zhì)相:

沸石相，葡萄石—綠纖石相，綠片巖相，藍(lán)閃石—硬柱石相，綠簾角閃巖相，角閃巖相，麻粒巖相，榴輝巖相第七頁(yè)，共四十二頁(yè)。第八頁(yè)，共四十二頁(yè)。接觸變質(zhì)巖相1.鈉長(zhǎng)綠簾角巖相（AEH）：低溫,溫度約為300-400。C，壓力0.1-0.4GPa,特征礦物組合：鈉長(zhǎng)石+綠簾石+透閃石或陽(yáng)起石。沒(méi)有鈣質(zhì)斜長(zhǎng)石和鋁質(zhì)角閃石。鐵質(zhì)堇青石和黑云母出現(xiàn)于低溫部分，紅柱石出現(xiàn)溫度稍高，有時(shí)又葉(Ye)蠟石。特征巖石是斑點(diǎn)板巖。2.普通角閃石角巖相（HH）：中溫,溫度約400-650。C，壓力為0.1-0.3GPa,特征礦物組合：斜長(zhǎng)石+普通角閃石,可以有透輝石，而沒(méi)有斜方輝石。變質(zhì)泥質(zhì)巖與長(zhǎng)英質(zhì)巖石中紅柱石，堇青石不與鉀長(zhǎng)石共生。第九頁(yè)，共四十二頁(yè)。3.輝石角巖相（PH）:

高溫,溫度約650-800。C，壓力不超過(guò)0.2GPa,夕線石，正長(zhǎng)石，紫蘇輝石或硅灰石為標(biāo)志礦物,白云母+石英不穩(wěn)定。紅柱石，堇青石，夕線石開(kāi)始與正長(zhǎng)石穩(wěn)定共存。特征礦物組合:斜長(zhǎng)石+透輝石+紫蘇輝石4.透長(zhǎng)石相（S）:

極(Ji)高溫溫度約800-1100。C，壓力極低，0.02-0.08GPa,黃長(zhǎng)石，鈣鎂橄欖石，斜硅鈣石和透長(zhǎng)石等為特征礦物,特征礦物組合:斜長(zhǎng)石+普通輝石+易變輝石。第十頁(yè)，共四十二頁(yè)。FaciesoflowpressureAlbite-epidotehornfels,hornblendehornfels,andpyroxenehornfelsfacies:contactmetamorphicterranesandregionalterraneswithveryhighgeothermalgradient.MetamorphicFaciesSanidinitefaciesisrare-limitedtoxenolithsinbasicmagmasandtheinnermostportionsofsomecontactaureolesadjacenttohotbasicintrusives第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。區(qū)域變質(zhì)巖相沸石相(Z或ZE)：很低溫溫度約200-300。C，壓力為0.2-0.3GPa。特征礦物組合：鈉長(zhǎng)石+濁沸石+綠泥石+葡萄石石英。葡萄石-綠纖石相（PP）：很低溫溫度約360-400。C，壓力為0.25-0.35GPa。特征礦物組合：鈉長(zhǎng)石+葡萄石+綠纖石+綠泥石多硅白云母石英。藍(lán)閃石-硬柱石片巖相（GL）：很低溫溫度200-450。C，壓力0.3-0.8GPa.特征礦物組合：（低壓）硬柱石+鈉長(zhǎng)石+綠泥石；（高(Gao)壓）藍(lán)閃石+硬柱石+硬玉質(zhì)輝石+石英。是一個(gè)范圍很寬的低溫高壓變質(zhì)相，有時(shí)含有文石，完全不含黑云母。壓力有時(shí)可達(dá)到1GPa或更高。第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。4.綠片巖相(GS）:

低溫,溫度約400-500。C，壓力0.3-0.8GPa。特征礦物組合：（泥質(zhì)巖石）鈉長(zhǎng)(Chang)石+綠簾石+白云母+綠泥石+石英（基性巖石）鈉長(zhǎng)石+綠簾石+綠泥石+陽(yáng)起石；高溫部分出現(xiàn)黑云母，高壓部分出現(xiàn)黑硬綠泥石，硬綠泥石和鐵鋁榴石。葉蠟石和硬綠泥石等不與鉀長(zhǎng)石共生。5.綠簾角閃巖相(EA):

低溫,特征礦物組合：鈉長(zhǎng)石+綠簾石+普通角閃石（+鐵鋁榴石）.低壓條件下，鈣質(zhì)斜長(zhǎng)石的形成溫度低于普通角閃石時(shí)，便不能生成綠簾角閃巖相的共生。而形成斜長(zhǎng)陽(yáng)起石相。第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。6.角閃巖相(A或AM):

中溫溫度約500-700。C，壓力0.3-0.8GPa,普通角閃石和斜長(zhǎng)石的共生是本相的標(biāo)志,可以有透輝石沒(méi)有斜方輝石。泥質(zhì)巖中除了石英，白云母和黑云母外，低壓相系含紅柱石，堇青石和夕線石，中壓相系含十字石，藍(lán)晶石和鐵鋁榴石。高溫部分夕線石，鐵鋁榴石開(kāi)始與正長(zhǎng)石穩(wěn)定共生。7.麻粒巖相(G):

高溫溫度700-900。C，壓力0.3-1.2GPa,出現(xiàn)斜方輝石為標(biāo)志巖石主要由無(wú)水礦物所組成，少量黑云母和普通角閃石一般是富Ti的變種。8.榴輝巖相(E):

高壓溫度300-900。C，壓力大于1GPa,特征礦物組合：綠輝石+石榴子石不含長(zhǎng)石。一般呈不大的塊體在其它巖石中作為包體。溫度范圍很寬(Kuan)，壓力極大。第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。變質(zhì)相系接觸變質(zhì)相系:

dT/dP>=80

,硅灰石，堇青石，紅柱石，（基本不含硅線石，不含十字石）低壓區(qū)(Qu)域變質(zhì)相系,dT/dP=80-40,紅柱石，硅線石，堇青石，（不含硅灰石，藍(lán)晶石，基本不含十字石）中壓區(qū)域變質(zhì)相系,dT/dP=20-40,濁沸石，藍(lán)晶石，硅線石，十字石（不含紅柱石，堇青石，藍(lán)閃石，硬玉）高壓區(qū)域變質(zhì)相系,dT/dP=20-5,硬柱石，藍(lán)晶石，藍(lán)閃石，硬玉（不含硅線石，濁沸石）第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。Fig.Temperature-pressurediagramshowingthethreemajortypesofmetamorphicfaciesseriesproposedbyMiyashiro(1973,1994).Winter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。變質(zhì)(Zhi)相與變質(zhì)(Zhi)相系列變質(zhì)相系列：同一地區(qū)通常不止一個(gè)變質(zhì)相，可以由許多不同的變質(zhì)相組成，構(gòu)成變質(zhì)相的系列；并且不同地區(qū)甚至同一地區(qū)不同地段變質(zhì)相系列不一樣。最著名的是本世紀(jì)50年代末期，日本地質(zhì)學(xué)家都城秋穗在研究日本"三波川帶"和"領(lǐng)家?guī)?時(shí)，發(fā)現(xiàn)同一地區(qū)可以存在兩個(gè)不同的變質(zhì)相組合。他指出，在變質(zhì)帶中，從低溫向高溫的的變化可以定義為一個(gè)相系列，或者稱作變質(zhì)相系。并且他認(rèn)為每一種特定的變質(zhì)相系列都反映了各自的特定地?zé)崽荻阮愋秃退?jīng)歷的事件和演化進(jìn)程，這就是變質(zhì)相系列的實(shí)質(zhì)。第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。變(Bian)質(zhì)相與變(Bian)質(zhì)相系列

(1)大體上的等物理系，標(biāo)志是一系列特征的礦物共生組合

(2)變質(zhì)相是由變質(zhì)反應(yīng)來(lái)標(biāo)定界線

(3)時(shí)間上、空間上反復(fù)出現(xiàn)是指同一變質(zhì)相的巖石在不同時(shí)間，不同地區(qū)經(jīng)常重復(fù)出現(xiàn)，并伴隨在一起。第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)。第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。2)FaciesofmediumpressureMostmetamorphicrocksnowexposedbelongtothegreenschist,amphibolite,orgranulitefaciesThegreenschistandamphibolitefaciesconformtothe“typical”geothermal gradientMetamorphicFacies第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。MetamorphicFaciesZeoliteandprehnite-pumpellyitefaciesarethusnotalwaysrepresented,andthegreenschistfaciesisthelowestgradedevelopedinmanyregionalterranes4)FaciesoflowgradesRocksoftenfailtorecrystallizethoroughlyatverylowgrades,andequilibriumisnotalwaysattained第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。MetamorphicP-T-tpathsmaybeaddressedby:1)ObservingpartialoverprintsofonemineralassemblageuponanotherTherelictmineralsmayindicateaportionofeithertheprogradeorretrogradepath(orboth)dependinguponwhentheywerecreatedPressure-Temperature-Time(P-T-t)Paths第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)。MetamorphicP-T-tpathsmaybeaddressedby:2)Applygeothermometersandgeobarometerstothecorevs.rimcompositionsofchemicallyzonedmineralstodocumentthechangingP-TconditionsexperiencedbyarockduringtheirgrowthPressure-Temperature-Time(P-T-t)Paths第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)。ChemicalzoningprofilesacrossagarnetfromtheTauernWindow.AfterSpear(1989)第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)。Fig.ConventionalP-Tdiagram(pressureincreasesupward)showingthreemodeled“clockwise”P-T-tpathscomputedfromtheprofilesusingthemethodofSelverstoneetal.(1984)J.Petrol.,25,501-531andSpear(1989).AfterSpear(1989)MetamorphicPhaseEquilibriaandPressure-Temperature-TimePaths.Mineral.Soc.Amer.Monograph1.第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)。MetamorphicP-T-tpathsmaybeaddressedby:Evenunderthebestofcircumstances(1)overprintsand(2)geothermobarometrycanusuallydocumentonlyasmallportionofthefullP-T-tpath3)Wethusrelyon“forward”heat-flowmodelsforvarioustectonicregimestocomputemorecompleteP-T-tpaths,andevaluatethembycomparisonwiththeresultsofthebackwardmethodsPressure-Temperature-Time(P-T-t)Paths第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)。Classicview:regionalmetamorphismisaresultofdeepburialorintrusionofhotmagmasPlatetectonics:regionalmetamorphismisaresultofcrustalthickeningandheatinputduringorogenyatconvergentplateboundaries(notsimpleburial)Heat-flowmodelshavebeendevelopedforvariousregimes,includingburial,progressivethruststacking,crustaldoublingbycontinentalcollision,andtheeffectsofcrustalanatexisandmagmamigrationHigherthanthenormalheatflowisrequiredfortypicalgreenschist-amphibolitemediumP/TfaciesseriesUpliftanderosionhasafundamentaleffectonthegeothermandmustbeconsideredinanycompletemodelofmetamorphismPressure-Temperature-Time(P-T-t)Paths第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)。Fig.Schematicpressure-temperature-timepathsbasedonheat-flowmodels.TheAl2SiO5phasediagramandtwohypotheticaldehydrationcurvesareincluded.Faciesboundaries,andfaciesseriesfromFigs.25-2and25-3.Winter(2001)AnIntroductiontoIgneousandMetamorphicPetrology.PrenticeHall.第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)。Broadagreementbetweentheforward(model)andbackward(geothermobarometry)techniquesregardingP-T-tpathsThegeneralformofapathsuchas(a)thereforeprobablyrepresentsatypicalrockduringorogenyandregionalmetamorphismPressure-Temperature-Time(P-T-t)Paths第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)。1.Contrarytotheclassicaltreatmentofmetamorphism,temperatureandpressuredonotbothincreaseinunisonasasingleunified“metamorphicgrade.”TheirrelativemagnitudesvaryconsiderablyduringtheprocessofmetamorphismPressure-Temperature-Time(P-T-t)Paths第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)。2.PmaxandTmaxdonotoccuratthesametimeIntheusual“clockwise”P-T-tpaths,PmaxoccursmuchearlierthanTmax.Tmaxshouldrepresentthemaximumgradeatwhichchemicalequilibriumis“frozenin”andthemetamorphicmineralassemblageisdevelopedThisoccursatapressurewellbelowPmax,whichisuncertainbecauseamineralgeobarometershouldrecordthepressureofTmax“Metamorphicgrade”shouldrefertothetemperatureandpressureatTmax,becausethegradeisdeterminedviareferencetotheequilibriummineralassemblagePressure-Temperature-Time(P-T-t)Paths第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)。3.Somevariationsonthecooling-upliftportionofthe“clockwise”path(a)indicatesomesurprisingcircumstancesForexample,thekyanitesillimanitetransitionisgenerallyconsideredaprogradetransition(asinpatha1),butpatha2crossesthekyanitesillimanitetransitionastemperatureisdecreasing.ThismayresultinonlyminorreplacementofkyanitebysillimaniteduringsucharetrogradeprocessPressure-Temperature-Time(P-T-t