第六章 共生分析与变质相(2)-2

C Cc
Bi
Act
FF Tc
四、主要区域变质相特征
5、 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
4、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：
a. 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℃. b.葡萄石＝黝帘石＋钙铝榴石＋石英＋H2O c. 硬柱石＝黝帘石＋珍珠云母＋石英＋H2O
七、 高角闪岩相 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） 夕线石＋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
一、变质相概念的提出
表1 芬兰奥里耶维和挪威奥斯陆地区接触变质岩石矿物组合对比
芬兰奥里耶维地区 白云母＋石英
白云母＋黑云母 黑云母＋普通角闪石
挪威奥斯陆地区 红柱石＋钾长石 堇青石＋钾长石 紫苏辉石＋斜长石
直闪石
紫苏辉石
变质带是以特定原岩中的特征变质矿物的首次出现来划分的。对于一 个变质地区, 变质岩的原岩类型及总的化学成分是多种多样的, 在相同的 变质条件下, 将形成不同的矿物组合, 即出现不同的变质带名称。
Turner的分类在世界各国出版的有关书籍中得到了广泛应用
三、变质相的划分
图6-1.变质相分类的 P-T 图 （Turnner，1968)
四、主要区域变质相特征
上世纪80年代，长春地质学院董申葆等 ：“中国1:400万变质地质图”划 分方案
1、（浊）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。
三、变质相的划分
Coombs （1960年）根据新西兰很低温变质岩的研究成果，提出了沸石相、 葡萄石－绿纤石变质杂砂岩相。
Turner变质相分类： Turner （1960）建议把接触变质和区域变质两个系 列的变质相名称分开，在接触变质相中分出了钠长绿帘角岩相和普通 角闪石角岩相。1968年Turner将绿帘角闪岩相改为绿片岩相之中的一 个高温亚相，把蓝闪石片岩相改为蓝闪石硬柱石片岩相。这样共分出 十一个变质相，它们在P-T图上的位置见图1。
Bi
FF Cum
镁铁闪石
四、主要区域变质相特征
7、 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＋矽线石，即：
白云母＋石英＝钾长石＋矽线石＋H2O
这一反应的实验条件为：
PH2O＝0.1GPa
PH2O＝0.3GPa
T＝580℃ 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。
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＋酸性斜长石 ±铁铝榴石±石英 泥质岩石：铁铝榴石＋黑云母＋白云母＋石英±硬绿泥石±绿泥石
这一变质相的温度为500－560℃，压力为0.3－1.0GPa。
四、 主要区域变质相特征
图6-4.高绿片岩相的 ACF 和 A’KF 图
Pyr A A’
Mus
Mic K
Ep C Cc
Bi
Hb
F Tc F
四、主要区域变质相特征
6、 低角闪岩相 相当于巴洛变质带的十字石带和蓝晶石带
标志是泥质岩石中出现十字石（中压）和堇青石（低压）的首次出现，以 及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：
T＝515±10℃ T＝525±10℃ T＝555±10℃
低角闪岩相的温度为550－650℃，压力为0.3－1.0GPa。
四、主要区域变质相特征
6、 低角闪岩相
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。
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：黑云母＋白云母＋绿泥石＋石英＋酸性斜长石± 硬绿泥石 碳酸岩石： 方解石＋绿帘石＋透闪石/阳起石＋石英
低绿片岩相形成的温压条件： 400-500 ℃， 2- 10 kb
四、主要区域变质相特征
4、低绿00 ℃， 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℃。
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＋铁铝榴石＋黑云母＋白云母＋石英±斜长石 蓝晶石＋铁铝榴石＋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
四、主要区域变质相特征
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)。
四、主要区域变质相特征
图6-3.低绿片岩相的 ACF 和 A’KF 图
Cht--硬绿泥石 Pyr—叶蜡石 Tc—滑石 Mic—微斜长石
Ep
Pyr
A A’
Mus
Mic K
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、主要区域变质相特征
浊沸石 片沸石
帘石 葡萄石
绿纤石
绿泥石
图6-2.矿物共生图解
a. 沸石相 b. 葡萄石-绿纤石相 c. 蓝闪石-硬柱石相
c
硬柱石
钠云母
文石
硬玉，蓝闪石
四、主要区域变质相特征
相当于巴洛变质带的绿泥石带和黑云母带.
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）。
图6-5.中压低角闪岩相的 ACF 和 A’KF 图
Grt—石榴石
Gro—钙铝榴石
Stau—十字石 An
Ky A A’
Mus
Mic K
Gro Bi
C Cc
Di
Hb
FF
四、主要区域变质相特征
图6-6.低压低角闪岩相的 ACF 和 A’KF 图
And A A’
Mus
Mic K
An Gro
C Cc
Di
Hb
第六章 共生分析与变质相
第二节 变质相
• 变质相概念的提出 • 变质相的基本概念及划分标志 • 变质相的划分及代表人物 • 主要区域变质相的基本特征
一、变质相概念的提出
1911年，戈尔德斯密特（V.M.Goldschmidt）研究挪威奥斯陆(Oslo)地区的高 级变质角岩时，发现这一地区变质岩的矿物组合随原岩化学成分的变化而变化。 首次把相律应用到变质岩的研究中。
变质相的划分标志: 矿物组合, 通常用基性变质岩的矿物组合划分 变质相, 并以相应的基性变质岩命名
一个变质相往往具有一个较宽的温度压力区间, 可以进一步划分不 同的亚相
三、变质相的划分
P.Escola （1920）最初提出的是5个变质相：绿片岩相、角闪岩相、角岩相、 透长岩相和榴辉岩相。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”， 绿片岩相 绿帘角闪岩相 角闪岩相 麻粒岩相 蓝闪石片岩相 榴辉岩相 透长岩相
F.J.Turner（1966）的提法：
“一个变质相是指在一定的温度、压力区间内的一整套变质矿物共生组 合，它们在时、空上反复出现并密切伴生在一起，一个变质相内部其矿物 组合和岩石总体化学成分之间有着固定的、因而也是可以预测的对应关 系”。
二、变质相的基本概念
变质相的现代概念
一个变质相变质作用过程中同时形成的，一系列能共存的不同矿物组 合及其形成时的P-T条件；每一个变质相都是一个等物理系列，其矿物组 合和岩石化学成分之间在达到热力学平衡后, 有着固定的、可以预测的对 应关系；同一个变质相内的每一个矿物共生组合都分别代表着不同的原岩 化学成分，这些组合在空间上密切共生, 在不同地质时代、不同地区能重 复出现。
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：