变质相的划分方案

变质相的划分方案

1.Escola （1920）最初提出的是五个变质相：绿片岩相、角闪岩相、角岩相、透长石相和榴辉岩相。1939年Escola又增加了三个变质相：绿帘角闪岩相、麻粒岩相和蓝闪石片岩相，并把角岩相改为辉石角岩相，还附带了一个“沸石的结晶作用。

主要区域变质相特征

（一）沸石相

标志是浊沸石和钠长石开始出现为下限，温度稍高可以出现葡萄石。主要变质反应有：

方沸石+石英=钠长石（200 ℃， 2kb）

片沸石=浊沸石+3石英+2H2O（稍低于200 ℃， 2kb）

典型矿物组合：

（1）浊沸石+绿泥石+钠长石+石英；

（2）浊沸石+葡萄石 +绿泥石+钠长石+石英；

（3）葡萄石+绿泥石+方解石+石英

形成条件（实验资料）：PH2O=1-3kb，T=200-300℃。极低级变质。

（二）葡萄石-绿纤石相

标志是浊沸石分解形成绿纤石，温度稍高绿纤石（400℃）将分解。主要变质反应有：

浊沸石+绿泥石+方解石 =葡萄石+石英+CO2+H2O （温度稍低）

浊沸石+葡萄石 +绿泥石 = 绿纤石+石英+H2O （360 ℃， 2kb ）

典型矿物组合：

（1）绿纤石+葡萄石+绿泥石+钠长石+石英（变质硬砂岩）

（2）绿纤石+绿泥石+绿帘石+钠长石+石英（变质基性岩）

形成条件（实验资料）：PH2O=1-3kb，T=300-360℃。极低级变质

（三）蓝闪石-硬柱石相（蓝片岩相）

特征：基性变质岩中出现蓝闪石、硬柱石、硬玉、霰石等。主要变质反应（多）：例如

浊沸石=硬柱石+石英+H2O （200-300 ℃， 2.6-3.3kb ）

绿泥石+阳起石+钠长石=蓝闪石+ H2O （200-350 ℃， 5-7kb ）

钠长石=硬玉+石英(硬砂岩)(（200-300 ℃， 7.5- 9.5 kb ）

典型矿物组合：

中压：硬柱石+钠长石+绿泥石+（石英，方解石，多硅白云母）

高压：硬柱石+蓝闪石+钠长石+霰石（无石英时可以出现硬玉）

极高压：硬柱石+蓝闪石+硬玉+石英

形成条件（实验资料）：温度200-450℃，压力 3-5kb，可达10kb 。

注：近来实验研究表明：蓝闪石对压力并不敏感，是否出现主要取决与岩石的化学成分。硬柱石是典型的低温中高压矿物，霰石代替方解石出现代表更高压力，硬玉+石英代替钠长石指示极高压力。

（四）低绿片岩相

相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带.

标志是变质基性岩中的绿纤石消失，出现黝帘石/斜黝帘石(Winkler, 1976)，可能的变质反应为：

绿纤石＋绿泥石＋石英＝黝帘石＋阳起石＋H2O

这一反应的实验条件（Nitsch，1977）为：

0.25GPa , 345±20℃;

0.4GPa , 350±20℃;

0.7GPa, 370±20℃.

不同岩石系列在绿片岩相的矿物组合为：

基性岩石：绿帘石＋阳起石＋绿泥石＋钠长石±石英±方解石

泥质岩石：白云母＋绿泥石＋石英± 硬绿泥石

泥质岩石：白云母＋黑云母＋绿泥石＋石英± 硬绿泥石

相关资料:

Winkler(1976)在讨论从很低级到低级变质作用的转变时，特别强调了帘石类矿物的变化，即在很低级变质作用条件下，帘石为富铁的绿帘石，而在低级变质条件下，帘石为贫铁的黝帘石或斜黝帘石。

在国内目前教科书中也都以黝帘石或斜黝帘石的出现作为绿片岩相的标志，但是实际上自然界中大多数绿片岩中的帘石都是富铁的绿帘石，并非贫铁的黝帘石或斜黝帘石（魏春景，1993）。

因此绿片岩相开始的标志应强调矿物组合的变化，即出现绿帘石＋阳起石共生，并伴随着绿纤石的消失（Liou et al., 1985)。

（五）高绿片岩相

相当于巴洛变质带的铁铝榴石带

特征是基性岩中出现普通角闪石，泥质岩中出现铁铝榴石。可能的变质反应为：

阳起石＋斜黝帘石＋绿泥石＋石英＝普通角闪石＋H2O

硬绿泥石＋绿泥石＋石英＝铁铝石榴石＋H2O

白云母＋绿泥石＋石英＝铁铝石榴石＋黑云母＋H2O

据Liou等（1982）对第一个反应的实验条件为0.5GPa时，T约500℃

不同岩石系列在高绿片岩相的矿物组合为：

基性岩石：普通角闪石＋绿帘石＋绿泥石＋钠长石±石英

泥质岩石：铁铝石榴石＋黑云母＋白云母＋石英

泥质岩石在这一变质条件下硬绿泥石和绿泥石都可能出现。这一变质相的温度为500－560℃，压力为0.3－1.0GPa。

（六）低角闪岩相

相当于巴洛变质带的蓝晶石带，标志是泥质岩石中出现十字石（中压）和堇青石（低压）和在白云母存在时富铁绿泥石及硬绿泥石的消失为标志，可能的变质反应为：

绿泥石＋白云母＝十字石＋黑云母＋石英＋H2O

该反应的实验条件为：

PH2O＝0.4GPa时

T＝540±15℃

PH2O＝0.7GPa时

T＝565±15℃

绿泥石＋白云母＋石英＝堇青石＋黑云母＋Al2SiO5＋H2O，实验条件为：

PH2O＝0.1GPa

T＝515±10℃

PH2O＝0.2GPa

T＝525±10℃

PH2O＝0.4GPa

T＝555±10℃

低角闪岩相的温度为550－650℃，压力为0.3－1.0GPa。

在变质基性岩中，Turner & Verhoogen（1960）强调斜长石从An=5到An=17的成分的跃迁为标志，Turner（1966）又以斜长石An>30 为界限。

泥质岩石和基性岩石的特征矿物组合为：

泥质岩石（中压）：十字石＋铁铝石榴石＋黑云母＋白云母＋石英±斜长石

蓝晶石＋铁铝石榴石＋黑云母＋白云母＋石英±斜长石

泥质岩石（低压）：堇青石＋红柱石＋黑云母＋白云母＋石英±斜长石±铁铝石榴石

基性岩石：普通角闪石＋斜长石（An>30）±黑云母±绿帘石±石英

（七）高角闪岩相

标志是泥质岩石中的白云母＋石英不稳定，转变为钾长石＋Al2SiO5，即：

白云母＋石英＝钾长石＋夕线石/红柱石＋H2O

这一反应的实验条件为： PH2O＝0.1GPa

T＝580℃

PH2O＝0.3GPa

T＝660℃

Winkler(1976)指出这一反应发生在PH2O<0.35GPa的条件下，如果PH2O>0.35GPa，岩石中有斜长石存在时，片麻岩就会发生深熔作用。

白云母＋石英＋斜长石＋H2O＝熔体（由钾长石＋钠质斜长石＋石英组成）＋钙质斜长石或石英（取决于其原始含量）＋Al2SiO5+H2O（溶解在熔体中）

所以，片麻岩中发生深熔，出现混合岩化作用也是高角闪岩相开始的标志

高角闪岩相的温度为650－700℃，压力为0.3－1.0GPa。

高角闪岩相的特征矿物组合为：

泥质岩石（中压）：夕线石＋石榴石＋黑云母＋钾长石＋石英±斜长石

泥质岩石（低压）：红柱石＋堇青石＋黑云母＋钾长石＋石英±斜长石

基性岩石：普通角闪石＋斜长石±透辉石±石英

（八）麻粒岩相

温度大于700C.大致相当于基性岩中的二辉石带,典型的高级变质,都城按照压力变化分为:

(1). 低压麻粒岩相：以基性变质岩中橄榄石和斜长石共生为特征，不出现铁铝榴石。

(2). 中压麻粒岩相：以基性变质岩中紫苏辉石透辉石和斜长石共生，出现铁铝榴石+蓝晶石组合为特征.

(3). 高压麻粒岩相：以镁铝榴石+单斜辉石+石英代替紫苏辉石+钙长石出现为特征。

基性岩中以出现紫苏辉石为标志。

普通角闪石＋石英＝紫苏辉石＋透辉石＋斜长石＋H2O

压力较高时，出现：紫苏辉石＋斜长石＝石榴石＋透辉石＋石英

泥质岩石进入麻粒岩相的标志

夕线石＋黑云母不稳定，转变为石榴石＋堇青石。

麻粒岩相的特征矿物组合为：

基性岩石（中压）：紫苏辉石＋透辉石＋斜长石±石英±角闪石

基性岩石（高压）：透辉石＋石榴石＋斜长石＋石英

泥质岩石：夕线石＋石榴石＋堇青石＋钾长石＋石英±斜长石

麻粒岩相的温度为700－900℃，压力为0.3-1.2GPa。

（九）榴辉岩相

高压变质相，温度范围很宽， 400－900℃，压力一般超过1.0GPa