变质岩复习题答案

变质岩复习题

*变质作用：变质作用是一个亚固态的过程，该过程导致了矿物及其结构发生了改变，常常引起某个岩石的化学成分发生变化。这些变化是由于物理或化学条件的改变所致，且这些变化不同于在地球表面发生的正常变化，以及在地球表面的固结和成岩作用，也许这些变化可能于部分熔融共存。

*重结晶作用：指岩石在保持固体状态下的矿物重新组合和通过化学反应形成新的矿物过程

交代作用：指固体岩石在化学活动性流体作用下通过组分带入带出使岩石总组分和矿物成分发生变化的过程。岩石在交代过程中体积不变。

*晶内塑性变形：直线滑移、双晶滑移、单晶扭折、晶体位错。

*晶界塑性变形：颗粒边界的滑移、扩散流动（压溶）。

*变质分异：使原先均匀的岩石发育成分层的变质过程

*P-T-t 轨迹：就是岩石在变质作用过程中P-T条件随时间（t）的变化而变化的历程或在P-T 图解中表示历程的曲线。

*热峰条件：是岩石在变质作用过程中经历的最高温度状态时的条件，包括热峰温度、热峰压力等，也称顶峰变质条件。

变质级: 变质作用的程度增加, 通常这种增加与温度和压力之间的关系没有十分精确的联系；通常是指最大温度(T max)时的温度和压力, 因为变质级是由平衡矿物组合来确定的；通常主要指示变质作用的热峰温度；很低级、低级、中级和高级。

进变质：岩石在热峰前温度随时间而增加过程中发生的变质结晶作用。

递增变质：一个变质地区地表一定方向热峰温度连续有规律地增加的变质作用。

两者区别：前者是对单个岩石而言，后者是对一个区域的出露的岩石而言。

退变质(retrograde metamorphism)：岩石在热峰后伴随的温度降低的变质重结晶作用。

退化变质(retrogressive metamorphism)：岩石在热峰后伴随的温度降低的变质重结晶作用。

①包含退变质含义；②复变质中，比老的变质事件温度低的年轻变质重结晶作用。

*变质反应：发生在变质作用的条件下的化学反应。

*榴辉岩：是一种不含斜长石的变质岩，其所含石榴石和绿辉石的总量大于75%, 石榴石和绿辉石都是主要组分, 它们中的任一个含量都不能超过75%.

*孔兹岩：主要由Sil、Gt、Q、长石组成的泥质变质岩。

*柯石英：柯石英是石英在几万巴（1巴=10的5次方帕）的超高压变质作用下形成的，通常要在地下80公里左右地层中才达到这种高压。它和橄榄岩通常都是上地幔的岩石产物。二轴晶,高正突起,具放射状裂纹。

*蓝片岩：含蓝闪石的片岩总称。

矽卡岩：指产于岩浆岩与围岩（主要是碳酸盐类岩石）的接触带及其附近，由气水热液交代作用而形成的，具典型矽卡岩矿物组合（钙铝―钙铁榴石系列；透辉石―钙铁辉石系列）的一种交代岩。

1、变质作用的因素

温度:在变质作用中是最重要的因素。热源：地幔、岩浆侵入、放射性元素衰变。最低温度：达到成岩作用的温度，变质作用的起始温度可能在100-150oC。最高温度: 达到熔融温度，650-700C，最高1050C。

压力：静岩压力，是均一的应力；定向压力是来自构造活动的力；流体压力是每个组分的偏压力的总和。最低压力相当于仅地表的几个大气压，最高压力其极限可达到100-200km 深度(30~60kbaer)。

流体：变质流体存在的证据：流体包裹体也许可以提供变质作用的压力和温度信息.；对于水相和碳酸盐相, 流体是必须的.；在一定的温度、压力范围内涉及活跃组分的反应必须有一定的流体压力；流体的迁移可以传递热量；流体的迁移可以使矿聚集沉淀；流体可以是传递介质, 并且可以改变岩石的总组分和均匀性.。

时间：从两种角度理解：变质作用发生的地质时代；一次变质作用自始至终所经历的时间

2、变质作用的类型

根据变质范围和地质背景：局部变质作用(<100km3)，区域变质作用(>100km3)

局部变质作用：（1）接触－热变质作用（2）动力变质作用（3）冲击变质作用（4）交代变质作用

区域变质作用：（1）造山变质作用（2）洋底变质作用（3）埋藏变质作用（4）混合岩化作用

3、变质反应的基本类型

固-固反应& 涉及活跃组分反应；连续和不连续反应；净传递反应和交换反应；氧化还原反应。

固-固反应：多形转变；固-熔体出溶；纯固相之间的反应

涉及H2O和CO2的反应：分类及x对平衡温度的影响；脱水反应；脱碳酸反应；脱水－脱碳酸反应

连续反应（滑动反应）：反应物和生成物之间的关系时渐变的，在给定的压力和流体成分条件下，反应在一定的温度范围内连续发生，即两者在双变反应区内共存（包含有固溶体）。

不连续反应：反应物和生成物之间时突变的，在给定的压力和流体成分条件下，反应在一个特定的温度下发生，在P-T,P-x,T-x等双变图解上反应物和生成物只能在单变线上共生。否则（偏离了平衡条件），两者则不能共存即一个稳定一个消失。

净转移反应：变质反应过程中引起矿物原子数目的变化。（很好的压力计）；

交换反应：而反应过程中仅引起共存矿物之间的原子交换（Fe，Mg等），而不改变相关矿物的原子数（很好的温度计）。

4、等化学系列和等物理系列

等化学系列：等化学系列是指原始岩石化学成分相同的所有岩石，其矿物组合不同是由变质作用类型和变质作用强度决定的。

等物理系列：是指同一变质作用条件下形成的所有岩石，其矿物组合的不同是由于原岩的化学成分决定的。如一个变质带和变质相的岩石。

5、变质岩的结构和构造(具体看课本)

变质结构

变晶结构: 变晶的大小、几何形态、自形程度、相互关系统称之。

变形结构: 与变形有关的，产生粒径减小的结构效应称之。

变余结构: 变质岩（特别是浅变质岩）中保留下来的原岩结构特征。又称之为残余结构

变质构造

变余(残余)构造: 变质不彻底保留下来得从原岩构造。

变质构造

定向构造: 变质矿物的定向排列，出现优势方位。偏应力作用的结果。

无定向构造: 变质矿物颗粒随机分布，无定向性。

6、共生分析的基本思路

从热力学角度看，一个天然结晶岩石就是一个复杂的非均匀系统。对绝大多数变质岩而言，其热峰条件下形成的矿物组合往往非常接近化学平衡，这使得岩石矿物组合（相）与岩石化学成分（组分）和物理化学条件（自由度）之间的关系应服从Gibbs相律

因此，从研究变质岩矿物共生组合特征及其变化规律出发，应用相律，可以分析矿物组合与岩石化学成分和物化条件的关系。这是变质岩石学研究的基本方法，称为共生分析。

7、封闭系统的Goldschmidt矿物相律

变质作用是在一定T-P区间内进行的并达到平衡，必须至少有两个自由度，即f≥2。由Gibbs相律公式可得：f=C-P+2≥2。因此，P≤C

如果系统内没有流体相，P就代表矿物相数；如果有一个流体相，矿物相数就等于P-1。因此在一定T-P范围内平衡共生的矿物相数不大于该岩石系统的独立组分数。这就是Goldschmidt矿物相律(mineralogical phase rule)，是Gibbs 相律的地质学形式。

8、开放体系下Korzhenskii矿物相律

温度、压力和活动组分化学位的一定范围内，能稳定平衡共存于一开放体系的矿物相数等于或小于惰性组分数，而与活动组分无关。

由Korzhenskii矿物相律公式P ≤Ci ，我们可以很好地解释交代分带现象。即越接近热液活动中心，活动组分（Cm）越多，惰性组分（Ci）越少，因而共生矿物数目也越少。在热液活动中心，甚至只剩下1、2个惰性组分，因而可出现单矿物岩石，如纯石榴子石矽卡岩。

9、埋藏变质岩的一般特点

（1）在造山变质(区域变质)和洋底变质的很低级部分, 或在强烈拗陷盆地沉积的下部, 与未变质沉积岩、火山岩渐变过渡.

（2）变质P-T条件很低: T=150~350ºC; P<0.35GPa. 流体成分是一个重要因素, 常伴随低温交代作用. 变形微弱, 偏应力次要. P-T范围小, 仅包括沸石相和葡萄石-绿纤石相两个变质相.

（3）温度很低, 矿物成分上以含沸石、葡萄石、绿纤石、混层粘土矿物等低温矿物及大量原岩中残留矿物为特征。（4）岩石无片理, 变余结构构造发育, 原生的沉积、火山或火山碎屑结构等结构, 原生的层理、气孔等构造保留完