变质反应及变质作用因素.ppt

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1、变质岩岩石学第二章变质反应及变质作用因素本章重点1.掌握变质作用的影响因素及其在变质过程中的特点；2.理解变质反应的概念；3.了解变质反应的主要类型。本章难点1.变质作用因素在变质过程中的特点。2.1变质反应及其类型2.1.1概述变质反应（metamorphicreaction）在固相线下（由于变质的温度、压力所限制）发生的物相转变及化学反应过程。变质反应属于化学反应的自然类型，其反应的动力是地球运动和物质调整。2.1.1概述在变质过程的研究中，规定相转变方向（即变质反应方向）以升温转化方向为正方向（进变质），降温方向为负（退变质）。从反应的速度上看，退变

2、质的速度要慢得多，但在反应催化剂（流体）存在时，其反应速度可以加快。2.1.1概述变质反应可以从岩相研究（实地调查和岩石薄片鉴定等）中得到，也是最常规、简便的直接方法。实验岩石（相）研究及热力学推导是重要的现代研究方法之一。因此，掌握变质岩的薄片分析方法是本课程的基本要求。2.1.2变质反应的基本类型变质反应的基本类型有三种：固－固反应固－固＋液反应氧化-还原反应1.固＝固反应温度和压力为反应的主导因素，反应过程无流体相存在或析出。这种反应的方式有三种：2.1.2变质反应的基本类型1）矿物多形的转变：如：And－ky－Sil的铝硅酸盐（Al2SiO5）同质多

3、象转变。蓝晶石矽线石红柱石2.1.2变质反应的基本类型2）固溶体矿物的出溶：如：长石、角闪石的变质双晶的形成；钠长石双晶2.1.2变质反应的基本类型3）纯固相反应：如反应：硬玉＋石英＝钠长石反应在低温下由压力变化控制，向右进行为压力降低的退变质；反之为升压进变质。反应前后没有物态的变化，但有相数的改变。2.1.2变质反应的基本类型2.固＝固＋液反应这是常见的变质反应类型，其主导因素为温压和流体，变化较复杂，反应时有流体相存在或反应过程中有液相析出。常见的反应方式有两种：2.1.2变质反应的基本类型1）水化与脱水反应，如：叶腊石＝红柱石＋石英＋H2O2）脱碳酸

4、与碳酸盐化反应，如：方解石＋石英＝硅灰石＋CO2↑2.1.2变质反应的基本类型3.氧化-还原反应变质过程中由于氧逸度（fO2）的变化引起的缓冲反应。如：赤铁矿＝磁铁矿＋O2↑2.1.3滑动反应滑动反应固溶体矿物发生变质反应的过程中，其成分随反应过程不断连续改变的反应。亦称为连续反应。2.1.3滑动反应滑动反应的基本特征是：反应的温、压取决于原岩成分，反应物（原岩矿物）与生成物（新的变质矿物）在一定的温压范围内共存，且其成分随温压的改变而不断变化，即反应物与生成物之间维持一定的动态“平衡”。2.1.3滑动反应例如：在麻粒岩相条件下，菫青石＝石榴石了解变质反应的

5、目的在于：把握变质因素及其过程的变化。一些重要的变质反应2.1.3滑动反应例如：在麻粒岩相条件下，菫青石＝石榴石了解变质反应的目的在于：把握变质因素及其过程的变化。2.2变质作用影响因素变质作用的影响因素包括地质因素和外部因素。从上述变质反应类型及其对外部因素的归纳中，可以得出变质过程中起主导作用的外部因素是：温度压力流体后面将介绍这些因素的在变质作用过程中的特点及其变化。2.2.1温度（T）多数的变质反应与温度有直接的关系，即温度是多数变质作用的主导因素。1.变质过程的温度范围变质作用的温度范围是200℃～800℃向沉积后生成岩作用上限过渡向岩浆作用下限过

6、渡110℃900℃2.2.1温度（T）按温度变化可将变质作用过程分为三级：低级变质：T＝200℃～550（或500）℃中级变质：T＝550℃～700℃高级变质：T＝700℃～800℃近来将T＜200℃的变质过程称为极低级变质。温度的变化可引起变质作用的产生及其以不同的变质作用方式进行。2.2.1温度（T）2.作用方式温度引起的变质作用方式主要有三种：1）重结晶如：灰岩→大理岩2.2.1温度（T）2.作用方式温度引起的变质作用方式主要有三种：2）变质结晶如：方解石＋石英→硅灰石＋CO23）部分重熔主要是长英质矿物产生的低共熔系熔体。2.2.1温度（T）3.热源

7、（温度变化起因）引起温度变化的起因主要有五种：1）地热正常的地热增温率为1.5℃／100m，但在造山带、太古宙的地热流值是正常地温的2～3倍以上，在高热流区地热增温率可达60℃／km。如：区域埋藏变质、区域动热变质、区域中高温热流变质，等。2.2.1温度（T）2）上地幔对流热上地幔的对流形成地幔热柱，导致地壳内温度升高而产生变质。如：下地壳的深变质、洋中脊变质，等。3）放射性元素衰变热放射性元素衰变时产生的化学能→热能，导致温度上升产生变质。如：区域温度异常引起的区域变质，等。2.2.1温度（T）4）岩浆热岩浆上侵时由岩浆热造成的温度梯度扩散引起变质。如：热

8、接触变质，等。5）动力变质热地球内应力作用，机械能→