1、本讲基本问题问题（1）变质作用与变质岩概念（what）问题（2）变质岩是如何形成的呢？（How）问题（3）变质作用机制因何而启动和进行？（Why）问题（4）变质作用发生的地质构造环境（Where）一、变质作用与变质岩概念变质作用在地壳环境中，先存岩石（原岩,protolith）在固态下（下固相线subsolidus）发生的成分、组构转变过程的总和；变质岩原岩成分与组构经固态转变过程（变质作用）而形成的新岩石。原岩为岩浆岩正变质岩（ortho-）原岩为沉积岩副变质岩（para-）原岩为变质岩复变质岩（poly-）Raymond,2002Raymond,2002挪威挪威Oslo裂谷二叠纪接触变质晕
2、内沉积岩向变质岩的转变露头照片裂谷二叠纪接触变质晕内沉积岩向变质岩的转变露头照片（据（据Kurt Rucher&Rodney Grapes,2011）交代作用也可在成岩阶段发生，称成岩交代作用；在变质交代作用也可在成岩阶段发生，称成岩交代作用；在变质条件下发生的交代作用称为条件下发生的交代作用称为变质变质交代作用交代作用。变质分异产生不均匀或成分层的现象与机理变质分异产生不均匀或成分层的现象与机理（1）变斑晶形成）变斑晶形成（2）扩散反应带）扩散反应带（交代作用？开放？）（交代作用？开放？）（3）构造剪切分异：浅变质岩中的石英脉）构造剪切分异：浅变质岩中的石英脉（4）构造压扁（图）构造压扁（图
3、17-8？）？）(a)网状岩脉的均匀变形网状岩脉的均匀变形(b)岩石碎块的均匀变形岩石碎块的均匀变形（c）粒度不均匀的均）粒度不均匀的均质火成岩（例如斑状花质火成岩（例如斑状花岗岩）的均匀变形岗岩）的均匀变形(d).均质火成岩均质火成岩（例如辉长岩）的（例如辉长岩）的不均匀变形不均匀变形变质作用温度变质作用温度-压力范围图解压力范围图解 实验确定的白云母花岗岩(14)和拉斑玄武岩(58)的熔融间隔(引自Miyashiro,1994)。实线表示无水条件，虚线表示过量水条件。白云母花岗岩过量水条件下的固相线和液相线分别为1、2，无水条件下的固相线和液相线分别为3、4；对拉斑玄武岩，过量水条件下的固
4、相线和液相线分别为5、6，无水条件下的固相线和液相线分别为7、8。DG.成岩作用条件区；MG.岩浆作用条件区；MT.变质作用条件区；NU.自然界未知的条件区。变质作用条件(MT)与岩浆作用条件(MG)间有一个范围广大的P-T过渡区，在熔融曲线18之间按变质作用的温度范围分：极低温、低温、中温、高温和超高温变质，相应的变质程度划分为极低、低、中、高、极高级变质请指出图（1）和图（2）中两件岩石脆性变形的强弱程度？中压Als三相点至Jd+QAb（硬玉+石英钠长石）反应之间；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;二是一次变质作用事
5、件经历的时间跨度（time span通常为10-50 Ma），尤其是变质作用温度条件最高阶段（热峰）持续时间。在基本固体状态下原岩矿物发生的结构调整或化学反应形式的再造过程。原岩为变质岩复变质岩（poly-）变质作用类型按其规模大小可分为区域性和局部性变质作用两大类。纯灰岩（沉）大理岩（变）冲击变质作用(impact or shock metamorphism)请指出图（1）和图（2）中两件岩石脆性变形的强弱程度？交代变质作用(metasomatic metamorphism)压力（Pressure condition）温度的持续升高将导致岩石发生深熔（部分熔融）作用，促进混合岩化。（右）近岩
6、体处，页岩变质岩角岩，灰岩与页岩反应为以钙长石+透辉石为主要矿物的钙硅粒岩壳四、变质作用地质构造环境第一讲 变质岩的形成过程（1）（1）岩柱压力（2）偏应力（3）流体压力（4）构造超岩与流体超压2 变质交代作用（metasomatism）岩柱压力（岩柱压力（Pl lithostatic pressure）流体压力（流体压力（Pf fluid pressure）偏偏 应应 力（力（Pd directed pressure）热力学压力称静水压力热力学压力称静水压力（Ps-hydrostatic pressure），影响着化学反应的平衡温度。），影响着化学反应的平衡温度。2.1 变质作用压力分类岩柱
7、岩柱压力压力（Pl）各向同性各向同性：Pl=gD Pl(GPa)=9.81 D(Km)10-3（=2700kg/m3）定向应力定向应力（Pd）向各异性向各异性偏应力（非静水压力）偏应力（非静水压力）=A-B 0平均应力（具静水压力性质）平均应力（具静水压力性质）=（A+B）/2构造超压构造超压=平均应力平均应力/偏应力指向地心的分应力偏应力指向地心的分应力-岩柱压力（岩柱压力（Pl）2.2 岩柱压力范围2.4 压力对变质作用机制的影响（1）岩柱压力）岩柱压力（2）偏应力）偏应力（3）流体压力）流体压力（4）构造超岩与流体超压）构造超岩与流体超压 页岩和玄武岩变质的H2O含量变化(after Kurt Rucher&Rodney Grapes,2011 who redrawn from Fyfe et al.1978)谢谢观看谢谢观看
