第01讲变质作用的基本概念_2012.pptVIP

变质岩与变质岩石学(Metamorphic Rocks and Metamorphic Petrology) 陈能松：岩矿系 Tel: 027O） Mob.沉积岩在表生环境中因沉积作用而形成，其作用营力来自外力，包括水、大气、太阳、等等岩浆岩初始物质——高温熔浆，呈熔融态，形成于上地幔或地壳深处，于深部结晶或喷出地表冷凝结晶或淬火变质岩形成于地壳深处，基本在固态下转变形成 在岩石圈地壳环境中，先存岩石（原岩）的矿物、结构和构造发生固态转变过程的总和，称变质作用，因矿物、结构和构造发生固态转变而形成的新的岩石称变质岩。正变质岩—原岩为岩浆岩；副变质岩—原岩为沉积岩；复变质岩—原岩为变质岩 问题2：什么触发这些机制发生和进行（why)？——变质作用的影响因素（外因和内因；地质因素与物化因素） 问题1： 变质岩是如何形成的呢？其具体细节如何？——变质作用形成方式，又称变质作用机制（How?) 第一讲 变质岩的形成过程 一、变质作用机制（形成方式） 二、变质作用的影响因素 三、变质作用类型及其特征（自学） 四、变质岩的成因类型（后续展开） 一、变质作用方式 又称变质作用机制或变质作用过程,与沉积岩和岩浆岩一样，也是相当复杂多样，主要包括变质结晶、变形和变质分异等3种作用方式 。 在高级（温）变质中还可发生深熔作用（部分熔融），在埋藏变质中可出现压实作用，但两者主要分属于岩浆作用和沉积作用范畴，故不在此叙述。 1. 变质结晶作用 先存岩石在变质作用温度压力等条件范围内发生的矿物再生长作用称变质结晶作用。 变质结晶包括 重结晶作用 交代作用 1.1 重结晶作用（recrystallization） ——岩石在基本固体状态下的矿物结构调整/或通过化学反应形成新矿物的过程。重结晶前后，岩石总的化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）基本保持不变。 狭义的重结晶——矿物结构调整：纯灰岩通过粒度加粗而转变为大理岩 含石英大理岩的矿物、结构变化 a.低温下Cc+Q b. 化学反应Cc+Q=Wo+ CO2↑，开始在残留石英的边缘上形成Wo反应边 c. 反应完成，石英因含量少而全部消耗，未参与反应的Cc和新生长的Wo粒度进一步增大，形成新的高温条件下稳定的矿物组合Cc+Wo 1.2 交代作用 （metasomatism） 交代作用指固体岩石在化学活动性流体的作用下，通过造岩组分的带入或带出，而使岩石总化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）和矿物成分发生部分或全部变化的过程。岩石在交代过程中，其体积基本保持不变。 重要概念： 异化学作用——交代作用 等化学作用——重结晶作用 Korzhenskii（Коржинский,1957）对交代作用研究的贡献 活动组分：可带入带出，其含量与发生交代的体系的原始成分无关，交代前后的浓度（含量）发生改变，以H，F，Cl , S 和碱金属元素和碱土金属/大半径亲石离子常见； 惰性组分：基本不发生带入带出，其含量仅与发生交代的体系的原始成分有关，交代前后组分的浓度（含量）不发生改变，以重金属元素或超场强元素常见； Korzhenskii（Коржинский,1957）对交代作用研究的贡献 交代机制——发生交代作用的组分是如何运移的？ 渗透（infiltration）：组分受压力差驱动，随溶液流动，从高压域向低压域迁移，主要发生在裂隙溶液中; 扩散（diffusion）：组分受浓度差驱动，从高浓度域向低浓度域迁移，主要发生在粒间孔隙溶液中；粒间孔隙溶液中某种活动组分浓度或化学位梯度是运移和交代的主要动力； 流体在交代过程中起着物质搬运迁移的媒介和交代反应催化剂的双重作用 Korzhenskii（Коржинский,1957）对交代作用研究的贡献 2.变质分异（ metamorphic differentiation ） 原先均匀的岩石受变质作用而成为具有成分分“层” 现象（Raymond, 1995），结果使岩石的构造特征发生了改变，从而形成变质岩的作用过程。变质分异严格来说应指封闭体系内的组分调整，以便于与交代作用相区别。 3. 变形 （Deformation) 岩石在应力作用下，发生永久形变，使之在结构和构造发生改变，从而形成变质岩的作用过程。依据变形性质的不同而分脆性变形和塑性变形 脆性变形（brittle deformation）脆性变形一般使原来的岩石完全失去内聚力，表现为破裂、碎裂、碎粒、碎粉化之特征。 塑性变形（plastic deformation）塑性变形一般不使岩石石失去内聚力，分晶内（intra-）塑性变形与晶界（inter-）塑性变形