变质岩——第01讲变质岩的形成过程(2)-2014全解.pptx

第一讲:变质岩的形成过程（2）变质反应与递增变质带本章要求一、概述1、意义（判断变质过程的矿物演化、估算P-T条件、预测P-T轨迹演化趋势）2、变质反应的驱动力（⊿G：0、>0、<0）3、变质反应图解（p-t、写法斜率；t-x、p-x）4、类型划分（1）固-固反应（相转变、出溶、纯固相反应、纯转移反应、离子交换反应）（2）有流体相参加的反应（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（Phasetransitionspolymorphicreactions）1.2出溶反应（Exsolutionorsolvusreactions）1.3纯固相反应1.3纯固相反应1.4、离子交换反应（Ionicexchangereactions)1.5、纯转移反应（Net-Transferreactions)2.有流体相参加的反应2.1脱水反应(dehydration)2.2脱碳酸反应(decarbonation)（图a）给定Pl=Pf脱CO2反应的平衡温度随反应释放CO2流体相的摩尔分数成正比；（图b）给定Pl=Pf=0.3GPa脱CO2反应的平衡温度也与反应释放CO2流体相的摩尔分数成正比；自然界变质流体的主要组分为H2O和CO2这两种组分在流体相中的量比制约着脱水和脱碳酸反应的平衡温度。总结起来有H2O和CO2参加的反应有5个类型（假设体系中仅存在H2O和CO2两种流体成分）；类型1和2分别为脱水和脱碳酸反应类型3:（脱水-脱碳酸反应）Tmax对应的XCO2值取决于反应产生的CO2和H2O的计量系数比值（xCO2=(nCO2/nH2O）例如(3)号反应：Ca2Mg5Si8O22(OH)2+3CaCO3+2SiO2TrCalQtz=5CaMgSi2O6+3CO2+H2ODiTmaxatnCO2:nH2O=3:1类型4和5的拐点取决于系数比：nCO2:nH2O比不连续反应在固定的温度条件下进行一直持续到某一个反应物消耗完毕之后体系的温度才能继续上升。Fe-Chl+Ms+QtzAlm+Ann+H2OFe-绿泥石白云母石英铁铝榴石铁黑云母Mg-Chl+Ms+QtzPrp+Phl+H2OMg-绿泥石白云母石英镁铝榴石金云母inKFASHorKMASHf=C–P+2=5–6+2=1在给定的温度条件范围内绿泥石随温度升高发生反应不断分解和体积减小生成的石榴子石和黑云母不断增多此外反应物和生成物也都不断改变自身的成分（Fe/(Fe+Mg))一直到其中的一个反应物消耗完毕反应才终止。用T-x图解表达连续反应图22-7反应3Crd=2Gt+4Sil+5Q的连续反应图解(a)T=700℃时的P-xFeO图解(据Currie1971转引自Winkler1976)xFeO=FeO/(FeO+MgO)；(b)岩石xFeO=0.6时的P-T图解据Winkler(1976)资料作出图中实线和虚线分别代表石榴子石和堇青石的xFeO值的等值线。当矿物为纯固相纯转移反应肯定属不连续反应（discontinuousreactions）；当矿物具有固溶体性质时可能为连续反应（continuousreactions）也可能为不连续反应。理论上在特定压力条件下不连续反应将在一个温度点上进行完毕因而反应物与生成物仅在一个温度点上共存；连续反应将在一个较宽的温度范围内进行其产物与反应物在含量改变的同时通过调整固溶体矿物的元素比值而在一个较宽的温度范围共存。连续反应中反应物与生成物共存的温度范围取决于岩石的Mg/Fe比值该比值越高该共存的温度范围越宽。在野外露头上不连续反应导致在等变线（reactionisograd）两侧反应物到产物组合的变化是突变的；连续反应则使反应物与产物在一个较宽的空间内共存。沿地质剖面上化学成分大体相近的变质岩中指示变质温度条件由低到高变化的矿物或矿物组合(岩石)的空间分带称为变质带又称递增变质带（progressivemetamorphiczones）；以特定成分变质岩在空间上某个特征变质矿物首次出现位置划分的变质带叫指示矿物带（index-mineralzones)在地质图上相同指示矿物首次出现位置的连线称等变线（Isograd）；因特征矿物出现的因素