第二章 变质作用P-T-t轨迹

变质级metamorphic grade
主要指示变质作用的热峰温度：很低级、低级、中级、高 级分别与很低温、低温、中温、高温相当。
野 外 P-T 曲 线 field P-T curve
在P-T图解上，各变质带岩石样品矿物组合相应 的一组热峰条件的连线叫作野外P-T曲线、视地 热梯度apparent geothermal 或野外变质梯度 metamorphic field gradient，一个变质地区 不同变质带的岩石样品，在不同时刻到达热峰， 野外P-T曲线是穿时的diachronous
（2）加热期或热松弛期： 侵蚀作用开始阶段。P开 始降低，同时由于热传 导的加热作用继续进行， 而出现热松弛。随着P降 低，T不断升高，地热梯 度也不断增加，向埋藏 后陆壳热补给平衡的稳 态地热梯度SSG方向变 化。样品3到达温度最大 值Tmax，地热梯度为t2。
（3）冷却期：热峰过后， 随着较迅速地侵蚀，岩石 越来越接近地表，因为热 的散失量超过加入量而出 现冷却期。在冷却期，岩 石上升减压的同时温度下 降，地热梯度继续增加， 向稳态的热梯度发展。例 如岩石样品3在上升的某个 时刻瞬时地热梯度为t3。 这一阶段开始，温度下降 缓慢，随着越接近地表， 温度下降越快，地热梯度 也更接近稳态地热梯度。
这些轨迹中，P、T、x等条件由变质矿物和矿物包裹体记录， 时间t由专门的定年方法测定。
3．几个有关的基本概念
热峰条件
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。也称为顶峰变质条件，由变质岩矿物组合所记录。
由图可看出，热峰条件显然不 等于埋藏停止、岩石处于最大深度 时刻的条件。前者具有最高温度 Tmax，后者具有最大压力Pmax。 可以证明在碰撞造山带岩石热峰压 力仅为所经历的最大压力的50-80%。 同样，两样品热峰条件之差也不等 于两样品处于最大深度时刻的条件 之差。如两样品热峰压力之差 （△P）不能代表二者埋藏停止时 刻的深度差（△D）。由于矿物组 合是变质岩最重要特征，而矿物组 合记录的是热峰条件，因此，热峰 温度是非常重要的。
第二章 变质作用P-T-t轨迹
一、变质作用P-T-t轨迹
1．P-T-t 轨迹的概念
所谓P-T-t 轨迹（P-T-t path）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 图解中表示该 历程的曲线” （Miyashiro, 1994） P-T-t 轨迹概念的提出，是变质作用理论研究的重大突破， 它使得人们从动态的观点，重新审视变质岩石学领域的一些重大 问题和基本概念，是标志着变质作用研究进入地球动力学阶段的 里程碑。
由上述可看出，变质作用是一个动态过程。在变质作用过
程中，岩石的T-P条件，地热梯度都不是静止不变的，而是随
时间的改变而不断变化，这是P-T-t 轨迹思想的核心。
当然，变质作用过程中，除P、T外，流体成分也在不断
变化，描述这种复杂变化的曲线称为P-T-x-t 轨迹。
此外，还有描述P-T变化与变形(D)关系的P-T-D-t 轨迹等
2．大陆碰撞造山带的P-T-t 轨迹
构造演化两个阶段 热演化三个阶段 P-T-t轨迹包括相应的三个段落
பைடு நூலகம்（a）造山带的变质带剖面
陆壳（或岩石圈）增厚阶段 埋藏期
侵蚀阶段 加热期 冷却期
（b）变质作用
P-T-t 轨迹
1、2、3：变质程度增高为序的变质带A、B、 C岩石样品在剖面上的位置（图a） 及其 相应的热峰条件（图b） FPC：野外P-T曲线 SSG：与埋藏后陆壳热补给平衡的稳态地热 梯度 Tmax：岩石样品经历的最高温度（热峰温度） Pmax：岩石样品经历的最大压力 t0：岩石在埋藏停止时刻处于最大深度（压力 为Pmax）时的地热梯度 t1、t2、t3：侵蚀过程中的瞬时地热梯度 △D：岩石样品1、样品2在掩埋停止时刻的厚 度差 △P：岩石样品1、2热峰压力差 点划线：进变质P-T轨迹 实线：退变质P-T轨迹
退变质
岩石在热峰后伴随温度降低发生的变质重结晶作用，如 图中实线上的变质结晶作用。
退化变质 用于两个不同过程：①上 面定义的退变质；②复变质中， 比老的变质事件温度低的较年 青的变质重结晶事件，新老两 事件属于不同的造山幕。 该术语在描述中有应用方 便的优点，因为通常不容易确 定在实际变质岩中发生了上述 两种之中哪一种过程。
图17-12
（1）埋藏期：逆冲、褶 皱等构造原因使地壳（或 岩石圈）缩短增厚，发生 构造埋藏。浅部低温岩层 迅速进入深部，岩石所处 压力迅速增高，但温度增 加没有这么快。这是由于 环境通过热传导的加热作 用相对要慢得多而发生滞 后。结果使地热梯度迅速 偏离增厚前的稳态地热梯 度不断降低而出现热扰动。 当埋藏停止时，各处岩层 到达压力最大值Pmax，地 热梯度为t0。
变质作用P/T比类型P/T ratio type of metamorphism
通常以视地热梯度划分 高P/T型（高压型）：＜20℃/km 中P/T型（中压型）：20~40℃/km 低P/T变质（低压型）：40~80℃/km 很低P/T型（很低压型）：＞80℃/km
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－－单个岩石P-T条件随时间变化由P-T-t 轨迹的进变质段落（图中点划线）描述。 递增变质 又译作前进变 质）是一个变质地区地表 一定方向热峰温度连续有 规律地增加的变质作用－ －变质地区空间上的热峰 温度的增加由野外P-T曲 线描述。