接触变质岩与区域变质岩.ppt

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1、第四讲 接触变质岩与区域变质岩,第一节 变质作用类型与变质岩类型第二节 接触变质作用与接触变质岩第三节 区域变质作用与区域变质岩,一、变质作用分类与岩石成因类型,1局域变质作用（1）接触热变质作用（2）断层变质作用（3）冲击变质作用（4）交代变质作用（5）边缘混合岩化,2区域变质作用（1）俯冲变质作用（2）碰撞带变质作用（3）洋底变质作用（4）埋藏变质作用（5）区域混合岩化,（一）变质作用的地质产状分类,（二）变质岩的成因类型,1局部变质作用（1）接触变质岩（2）动力变质岩（3）交代岩（4）边缘混合岩,2区域变质作用（1）区域变质岩（2）洋底变质岩（3）埋藏变质岩（4）区域混合岩,（一）概述,

2、（1）地质构造环境：岩浆岩侵入体接触带;（2）分布或产状：岩基或岩株侵入体的围岩（3）热动力学因素：T为主，有较宽的温度范围，但以低压为特征，流体丰富，时间短，晚期常发展为气液交代作用，或称接触交代变质作用（contact metasomatism)，伴随发育各种气液交代岩。（4）变质强度带：接触变质晕（aureole)（5）变质作用机制：变质重结晶,二、接触变质作用与接触变质岩,（6）变质相对简单，变形弱（7）岩石特征：矿物：指示低压，如红柱石、矽线石、堇青石、易变辉石、硅灰石、镁铁闪石、直闪石结构：角岩结构，变晶结构，变余结构，等构造：块状、斑点状-瘤状、弱定向、变余构造，等典型岩石：角岩

3、,（二）分类与命名和代表性岩石,1.类型划分1）化学分类五大类型，深入研究用，2）按结构构造分（1）斑点板岩（小于黄豆的不明成分斑点）瘤状板岩（大于黄豆的不明成分斑点）（2）角岩（块状构造的泥质、镁铁质、长英质和泥灰质接触变质岩）（3）大理岩（碳酸盐矿含量大于50%）（4）接触片岩、接触片麻岩（具片状或片麻状构造）（5）角岩化XX岩：角岩化石英砂岩（变余结构构造特征明显，浅变质）,2 命名（1）在岩石种属前加颜色命名：如绿色斑点板岩，适用于成分不明但可识别出斑点状构造的浅变质岩石（2）据矿物含量命名：大于25%，直接命名，如红柱石角岩（长英角岩、红柱石角岩、硬绿泥石角岩、云母角岩、钠长绿帘角岩

4、、辉石角岩、镁铁闪石角岩）25-5%，参加命名，如黑云母红柱石角岩 小于5%，含XX，如含十字石黑云红柱石角岩,1）泥质变质岩（1）低温：泥质角岩、角岩化泥岩/页岩；（2）中温：云母角岩、接触片岩（3）高温：角岩、接触片麻岩,3。不同化学类型中岩石种属及其分布,2）长英质变质岩（1）低温：角岩化XX岩（角岩化石英砂岩）（2）中温：长英角岩、接触片麻岩（3）高温：长英角岩、接触片麻岩,4）钙质变质岩（1）低温：大理岩、钙硅角岩（2）中温：大理岩、钙硅角岩、钙质接触片岩/片麻岩（3）高温：大理岩、钙硅粒岩、钙质接触片麻岩,3）基性变质岩（1）低温：钠长绿帘角岩、角岩化XX岩（2）中温：角闪石角岩、

5、角闪石斜长接触片麻岩（3）高温：辉石角岩、辉石斜长接触片麻岩,3。不同化学类型中岩石种属及其分布,堇青石角岩，斑状变晶结构，基质总体具角岩结构局部具变余泥质结构，堇青石变斑晶具六连晶,4。典型岩石,硬绿泥石角岩斑状变晶结构，基质具鳞片粒状变晶结构，硬绿泥石变斑晶具蒿束状变晶结构,红柱石角岩：斑状变晶结构，基质具角岩结构,变质砂岩杨家屯组变质砂岩中的变余砂状结构,左图：石榴石白云母（接触）片岩：斑状变晶结构，石榴石变斑晶具残缕结构，基质具鳞片粒状变晶结构右图：红柱石云母（接触）片岩：斑状变晶结构，红柱石变斑晶具包含变晶结构，基质具鳞片粒状变晶结构,含榴红柱黑云母钾长（接触）片麻岩,蛇纹石化橄榄大

6、理岩,The factors that control the size and shape of an aureole?The nature of the country rocks（内因）The nature of the pluton（外因）,（三）接触变质晕（Aureole),The nature of the pluton,SizeTemperature,CompositionOccurrence,The nature of the country rocks,CompositionDepth and metamorphic grade prior to intrusionPerme

7、ability,房山岩体西部车厂接触变质带实测剖面,三、区域变质作用和区域变质岩,（一）概述（二）分类、特征和命名（三）递增变质带,造山变质作用与区域变质岩Orogenic Metamorphism and regional metamorphic rocks,（一）概述,（1）地质构造环境：板块俯冲带、碰撞带、大陆裂谷（2）分布：前寒武纪结晶基底和造山带核部，变质范围（面积/体积）大；（3）热力学因素：多因素共同作用（负荷压、流体压、应力、T、fluid），P-T条件范围广，时间长，可达100 Ma甚至可能更长；（4）变质强度带前进（递增）变质带；（5）变质作用机制：变质结晶作用为主；,（6

8、）多期变质叠加、变质变形关系复杂（7）区域变质岩岩石特征：矿物：压力-温度范围广的矿物，视具体构造环境而定，如B型俯冲带，高压低温矿物，岛弧区，高温低压型矿物结构：变晶结构为主，低级变质岩发育变余结构，构造：定向构造为主，低-中级变质岩发育变余构造典型岩石：千枚岩、板岩、片岩、片麻岩、变粒岩、浅粒岩、麻粒岩、榴辉岩、蓝片岩、大理岩,（二）岩石分类、特征与命名,1.岩石类型划分1）化学分类泥质、长英质、钙质、镁铁质、超镁铁质2）构造分类强定向性：板岩、千枚岩、云母片岩/钙质片岩、云英片岩、片麻岩（长石+石英50%）3）矿物组成分类（主要矿物50%）（1）大理岩（方解石和/或白云石，碳酸盐岩变来）

9、（2）榴辉岩（绿辉石+石榴石+金红石，基性岩变来）（3）石英岩（区域变质的石英砂岩或硅质岩）（4）（斜长）角闪岩/辉石岩（角闪石和/或辉石+斜长石）（5）麻粒岩（紫苏辉石+单斜辉石+斜长石）（6）粒岩（因矿物而定）A：变粒岩、浅粒岩（长石+石英50%，长石25%，浅粒岩中暗色矿物50%，由泥灰岩变来）,1）泥质变质岩（1）低温：泥质板岩/千枚岩、片岩；（2）中温：云母片岩、云英片岩（3）高温：矽线石片岩、片麻岩、粒岩,2。不同化学类型中岩石种属及其分布,2）长英质变质岩（1）低温：变XX岩（2）中温：石英岩、含长云英片岩、变粒岩、浅粒岩、片麻岩（3）高温：片麻岩、变粒岩、浅粒岩（花岗片麻岩！）

10、,4）钙质变质岩（1）低温：大理岩、钙质板岩/千枚岩/片岩、变质XX岩（2）中温：大理岩、钙硅粒岩、钙质片岩（3）高温：大理岩、钙硅粒岩,3）基性变质岩（1）低温：绿色板岩、绿片岩；变XX岩（2）中温：片岩、粒岩、（斜长）角闪岩、变XX岩（3）高温：（斜长）角闪岩/辉石岩、麻粒岩,2。不同化学类型中岩石种属及其分布,1）概念：前进/递增变质（progressive metamorphism）与前进/递增变质带同义，是指在一个变质岩剖面，代表变质强度（温度条件）的矿物或矿物组合呈带状分布，其变质温度条件呈递增现象。,（三）区域前进变质带,定义：以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

11、带（index-mineral zones),相同指示矿物出现位置的连线称等变变线；以临界反应组合（critical mineral paragenesis）划分的变质带叫变质反应带；相同临界矿物组合位置的连线称等变度。,2）递增变质带,苏格兰高地达拉累丁片岩巴罗型前进变质带解释,B、G、S、K、Si分别为黑云母、铁铝榴石、十字石、蓝晶石和矽线石等变质线在该区的热峰条件，这些热峰条件的连线称野外P-T双曲线或野外变质梯度（FMG）；不同的FMG代表不同的变质带序列,A variation occurs in the area just to the north of Barrows,in th

12、e Banff and Buchan（巴肯、布羌）district,Pelitic compositions are similar,but the sequence of isograds is:绿泥石chlorite黑云母biotite堇青石cordierite红柱石andalusite夕线石sillimanite,The stability field of andalusite occurs at pressures less than 0.37 GPa(10 km),while kyanite sillimanite at the sillimanite isograd only a

13、bove this pressure,Figure 21-9.The P-T phase diagram for the system Al2SiO5 showing the stability fields for the three polymorphs andalusite,kyanite,and sillimanite.Also shown is the hydration of Al2SiO5 to pyrophyllite,which limits the occurrence of an Al2SiO5 polymorph at low grades in the presenc

14、e of excess silica and water.The diagram was calculated using the program TWQ(Berman,1988,1990,1991).,3）区域变质带的控制因素和类型划分,与接触变质晕一样，首先受区域变质岩石性质（成分结构构造特征）控制区域热流值的变化（加热）速率和变质地质体在地壳内部埋藏-折返速率有关：低加热速率-快速折返单个变质带宽，反之亦然；类型，按野外变质梯度（FMG）对应的地热梯度值分：高P/T型：5-10 oC/km：蓝闪石-硬柱石、蓝晶石-硬玉、柯石英-金刚石；中P/T型：10-40 oC/km：蓝晶石-矽线石；

15、低P/T型：40-80 oC/km：红柱石-矽线石；从高P/T型到低P/T型前进变质带，其单个变质带的宽度由宽变窄，有人将相应的变质作用称高、中、或P/T型区域变质作用,4）Paired Metamorphic Belts of Japan,The Sanbagawa(三波川)and Ryoke(领家)metamorphic belts of Japan.From Turner(1981)Metamorphic Petrology:Mineralogical,Field,and Tectonic Aspects.McGraw-Hill and Miyashiro(1994)Metamorphi

16、c Petrology.Oxford University Press.,岛弧,洋中脊,Back-arc basin,4）Paired Metamorphic Belts of Japan,This figure suggests that the 600oC isotherm,for example,could be as deep as 100 km in the trench-subduction zone area,and as shallow as 20 km beneath the volcanic arc,Miyashiro(1961,1973)suggested that th

17、e occurrence of coeval metamorphic belts,an outer,high-P/T belt,and an inner,lower-P/T belt ought to be a common occurrence in a number of subduction zones,either modern or ancient,Figure 21-13.Some of the paired metamorphic belts in the circum-Pacific region.From Miyashiro(1994)Metamorphic Petrology.Oxford University Press.,