实验六变质作用的时空演化分析.ppt
综合实习 变质作用的时空演化分析,1、研究意义2、实验目的3、实验内容4、实习报告,变质作用研究的两个主要方面-时空演化,研究意义,1、空间演化特征-变质强度带研究2、时间演化特征-变质作用PTt轨迹,相平衡与相转化分析是研究变质作用时空演化的基础,研究意义,相关术语回顾-变质作用PTt轨迹,1、术语解释岩石从其变质历史的起点到被捕剥露于地表所经历的P-T条件的连续变化历程。这种连续变化的历程在P-T图解上表现为一条连续的曲线，称变质作用 P-T-t 轨迹。,研究意义,相关术语回顾-变质作用PTt轨迹,2、研究方法,1.正演法-热模拟 设定一定的构造环境，引用一些基本的热参数估算 值，通过计算来确定岩石可能经历的 P-T-t 轨迹。2.反演法-岩石学方法 利用矿物演化资料再造P-T-t 轨迹（1）利用矿物环带确定P-T-t 轨迹（2）利用不同矿物的演化关系确定P-T-t 轨迹,研究意义,相关术语回顾-变质作用PTt轨迹,2、研究方法-再造P-T-t 轨迹的岩石学方法,确定不同演化阶段矿物共生组合及所代表的温度压力条件锋期前矿物组合锋期矿物组合锋期后矿物组合,实验目的,1、了解相平衡和相转化研究的基本的基本原理 和基本方法。2、掌握显微镜下矿物组合、矿物世代划分的组 构标志3、训练学生利用所学知识，分析变质作用随时 间演化关系的综合能力：如矿物组合所标定 的物化条件，相转化的有关变质反应等。,实验内容,1、岩石薄片的观测与鉴定（4号薄片）2、组分分析有效惰性组分的确定3、矿物共生、矿物世代分析4、矿物组合世代的划分及主要依据5、矿物组合之间演化关系（变质反应）6、选择并编制合适的成分-共生图解7、总结变质作用随时间的演化特征,实验内容,岩石薄片鉴定（21号薄片）,1、矿物成分：黑云母、石榴石、斜长石、矽线石、堇青石、石英、红柱石、钠长石（？）、十字石（？）。其中堇青石和石榴石以变斑晶存在。2、结构：岩石总体斑状变晶结构，基质中细粒柱状鳞片粒状变晶结构。局部结构有筛状变晶结构（石榴石变斑晶里的包体）、残缕结 构（堇青石大变斑晶里有很多的定向的小柱状的矽线石包体）3、构造：片麻状构造4、定名：矽线石榴堇青黑云斜长片麻岩,实验内容,组分分析有效惰性组分的确定,SiO2,Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,FeO,MnO,K2O,Na2O,H2O,主要组分有,H2O-完全活动组分：SiO2-过剩组分。Na2O-在斜长石中出现，只影响斜长石号码，可不考虑。Al2O3、Fe2O3-类质同象FeO、MgO、MnO-类质同象K2O-只涉及含钾矿物（黑云母），可视为活动组分,实验内容,组分分析有效惰性组分的确定,有效惰性组分为,A-Al2O3、Fe2O3 C-CaO F-FeO、MgO、MnO,注：K2O也可以选为有效惰性组分,实验内容,组分分析有效惰性组分的确定,矿物相律（P C）的应用,岩石中矿物有8种，如果不考虑钠长石，黑云母，石英，则由A、C、F所决定的矿物有五种，即石榴石、斜长石、矽线石、堇青石、红柱石。,根据矿物相律可知，如果矿物达到了平衡，由这些组分决定的矿物相数要小于或等于有效惰性组分数。所以这五种矿物之间必然存在不平衡的反应关系。,实验内容,矿物组合、矿物世代的划分,1、矿物（共生）组合的确定标志（1）平衡共生的矿物都有相互接触关系（早期包裹体除外）（2）平衡共生的矿物之间无反应或交代关系。（3）同种矿物不同颗粒的化学成分及光性特征相近。如果 有环带，则其边部的化学成分及光性特征相近。（4）岩石不同部位共生矿物对之间的元素分配系数近相等。（5）矿物数目符合矿物相律，即不超过惰性组分数。,实验内容,矿物组合、矿物世代的划分,2、矿物世代划分的组构标志（1）变斑晶与基质一般属于同一世代的矿物（2）构成包含变晶结构的矿物常属于同一世代（3）构成交代结构的矿物分属于两个世代（4）横切面理的矿物与组成面理的矿物属于不同的世代（5）绝大多数具有反应关系的矿物属于不同的世代（6）变斑晶中的(Si)和岩石片理(Se)之间的关系。（注意单变平衡、连续反应、反应剩余-过稳定状态）,实验内容,矿物组合、矿物世代的划分,3、重点观察内容（1）各种矿物的形态特点（有几种？）（2）不同矿物之间的接触关系（3）变斑晶矿物中的包体特征（4）不同矿物的变形特点,实验内容,矿物组合、矿物世代的划分,4、矿物组合的世代划分（参考）（1）钠长石+黑云母石英（白云母？或 绿泥石？）（2）红柱石石榴石黑云母（白云母？）斜长石石英（3）堇青石矽线石斜长石石英 黑云母石榴石+红柱石（4）（冠状）堇青石斜长石石英 矽线石石榴石黑云母+红柱石（5）（毛发状）矽线石磁铁矿 红柱石黑云母 注：红色-特征变质矿物，黑色-贯通矿物，绿色-过稳定矿物,Sill+Cord+Bio,And=Sill,石榴石周围的冠状堇青石,Cord,Grt,同构造期变质结晶,同构造期变质结晶,构造期后变质结晶,构造期前变质结晶,实验内容,矿物组合的演化（变质反应）,从组合（1）到组合（2）：温度升高，中低压（25.5kb）条件，可能的变质反应为：绿泥石白云母石英红柱石黑云母H2O 绿泥石石英铁铝榴石H2O 绿泥石白云母十字石黑云母石英H2O（？）从组合（2）到组合（3）：温度升高，压力降低的条件，可能的变质反应为：黑云母白云母堇青石+含K 流体（解释岩石中没有钾长石）白云母 石英矽线石+含K 流体（解释岩石中没有钾长石）从组合（3）到组合（4）：温度升高，低压条件，可能的变质反应为：石榴石矽线石石英（冠状）堇青石,实验内容,矿物组合的演化（变质反应）,从组合（4）到组合（5）：温度升高，压力更低条件，可能的变质反应为：红柱石 矽线石（毛发状）黑云母磁铁矿+矽线石（毛发状）+含K 流体 说明：明确的变质反应关系有、。其他变质反应主要是根据 矿物组合以及已有岩石学实验资料推断所得，是否合理，还需 要做更深入详细的研究工作。,一、岩石类型鉴定,实验报告,1、矿物成分：黑云母、石榴石、斜长石、矽线石、堇青石、石英、红柱石。其中堇青石和石榴石以变斑晶存在。2、结构岩石总体斑状变晶结构，基质中细粒柱状鳞片粒状变晶结构。局部结构有筛状变晶结构（石榴石变斑晶里的包体）、残缕结构（堇青石大变斑晶里有很多的定向的小柱状的矽线石包体）3、构造：片麻状构造4、定名：矽线石榴堇青黑云斜长片麻岩,二、组分分析及矿物相律的应用,三、矿物组合（矿物世代）分析,实验报告,（1）各种矿物的形态特点（有几种？）（2）不同矿物之间的接触关系（3）变斑晶矿物中的包体特征（4）不同矿物的变形特点,1、对于每一种矿物都要注意描述以下内容,三、矿物组合（矿物世代）分析,实验报告,以石榴石为例：呈变斑晶存在，石榴石内有很多包体矿物，如石英、黑云母、斜长石，这些包体多呈定向排列，且中间多而密，边部少而稀疏，包体内的定向排列片理与晶体外部的片理斜交（示意图），石榴石和堇青石、石英、黑云母、斜长石接触。石榴石大变斑晶的中心部位包体大而多、种类也多、有的呈定向排列，而向外部包体少而小、种类也少，边部没有包体、且边部多被堇青石包围。可见石榴石的生长也是多世代的。,1、对于每一种矿物都要注意描述以下内容,2、根据矿物之间的相互关系划分矿物组合,四、成分-共生图解的编制,实验报告,五、矿物共生组合之间的演化关系-用变质反应表示,实验报告,六、讨论变质作用随时间的演化特征,八、谈谈你对本次实习的看法及建议,七、讨论岩石的原岩类型及岩石中为什 么没有钾长石？,岩石的可能原岩分析 该岩石中矿物主要是富铝、铁的硅酸盐矿物，又含有相当数量的斜长石，故其变质原岩可能是火山-沉积过度类型的岩石。岩石中为什么没有钾长石另 可能是岩石变质程度达到了高角闪岩相产生了钾长石，由于温度较高又处于开放体系，K的活动性很强就不断的散失转移，致使岩石中没有钾长石。,
