变质岩的化学成分特征变质岩是原岩经变质作用形成的，所以变质岩的化学成分取变质岩是原岩经变质作用形成的，所以变质岩的化学成分取决于原岩的化学成分和变质作用特征当原岩的化学成分不决于原岩的化学成分和变质作用特征当原岩的化学成分不变时随着变质程度的变化可形成一系列变质岩石，这一系列变时随着变质程度的变化可形成一系列变质岩石，这一系列变质岩石称为等化学系列变质岩石称为等化学系列TurnerTurner以这一概念为基础把常见以这一概念为基础把常见的变质岩石分为五个等化学系列：的变质岩石分为五个等化学系列：富铝（泥质）系列、富铝（泥质）系列、基性（镁铁）系列、基性（镁铁）系列、长英质系列、长英质系列、碳酸盐岩（钙质）系列碳酸盐岩（钙质）系列、、超基性（超镁铁系列）系超基性（超镁铁系列）系列列. . 2024/7/20变质带和变质相1 表1 五个等化学系列的代表性化学成分五个等化学系列的代表性化学成分五个等化学系列的代表性化学成分 代表性化学成分见表代表性化学成分见表12024/7/20变质带和变质相2 变质岩的矿物成分特征2024/7/20变质带和变质相3 五个等化学系列特征对比表五个等化学系列特征对比表2024/7/20变质带和变质相4 变质作用：类型和各种影响因素变质作用：类型和各种影响因素类型：区域变质作用类型：区域变质作用 温度、压力、应力、流体温度、压力、应力、流体 热接触变质作用热接触变质作用 温度温度 动力变质作用动力变质作用 应力应力 气液变质作用气液变质作用 流体流体 冲击变质作用冲击变质作用 应力应力 洋底变质作用洋底变质作用 温度和；流体温度和；流体 埋藏变质作用埋藏变质作用 2024/7/20变质带和变质相5 2024/7/20变质带和变质相6 metagabbro. Note how the interlocking plagioclase grains in this rock meet at ~120 degree triple junctions. This feature is characteristic of granoblastic texture变质岩镜下特征变质岩镜下特征2024/7/20变质带和变质相7 quartzite. Note the sutured grain boundaries between the quatz grains in this rock变质岩镜下特征变质岩镜下特征2024/7/20变质带和变质相8 第第8 8章章 变质相及变质相系变质相及变质相系一、变质带二、变质相*三、变质相的划分四、变质相系2024/7/20变质带和变质相9 一、变质带的概念一、变质带的概念 在变质岩分布区，变质程度不同的岩石在变质岩分布区，变质程度不同的岩石在空间上往往呈有规律的带状分布。
根在空间上往往呈有规律的带状分布根据变质岩矿物、矿物组合、结构构造等据变质岩矿物、矿物组合、结构构造等特点，可将这些变质程度不等的带划分特点，可将这些变质程度不等的带划分出来同一个带的变质岩在一个基本相同一个带的变质岩在一个基本相同的同的P-T-XP-T-X范围内形成，这些指示变质程范围内形成，这些指示变质程度的带称为变质带度的带称为变质带（（metamorphic metamorphic zonezone）带与带之间的界线称为等变线）带与带之间的界线称为等变线（（isogradisograd）2024/7/20变质带和变质相10 变质带划分变质带划分 英国地质测量学家乔治英国地质测量学家乔治··巴洛（巴洛（George BarrowGeorge Barrow））于于18931893年第一个成功地在苏格兰高地加里东造山年第一个成功地在苏格兰高地加里东造山带东南部带东南部DalradianDalradian地区绘制出地区绘制出递增变质带图递增变质带图递增变质带图递增变质带图他他是以是以变泥质岩中随变质程度（温度）增高而依次变泥质岩中随变质程度（温度）增高而依次变泥质岩中随变质程度（温度）增高而依次变泥质岩中随变质程度（温度）增高而依次出现的新矿物（称为指示矿物）为标志划分变质出现的新矿物（称为指示矿物）为标志划分变质出现的新矿物（称为指示矿物）为标志划分变质出现的新矿物（称为指示矿物）为标志划分变质带的，因而称该变质带为指示矿物带（带的，因而称该变质带为指示矿物带（带的，因而称该变质带为指示矿物带（带的，因而称该变质带为指示矿物带（index index index index mineral zonemineral zonemineral zonemineral zone））））。
是以指示矿物出现的线作为等是以指示矿物出现的线作为等是以指示矿物出现的线作为等是以指示矿物出现的线作为等变线划分变质带的变线划分变质带的变线划分变质带的变线划分变质带的2024/7/20变质带和变质相11 巴洛式变质带巴洛式变质带 在苏格兰高地共标绘出在苏格兰高地共标绘出黑云母、石榴石、十字黑云母、石榴石、十字石、蓝晶石、夕线石等石、蓝晶石、夕线石等5 5条等变线（图条等变线（图18-818-8），），这五条等变线将该变质这五条等变线将该变质区划分为区划分为绿泥石带绿泥石带（黑（黑云母等变线低温侧）、云母等变线低温侧）、黑云母带、石榴石带、黑云母带、石榴石带、十字石带、蓝晶石带、十字石带、蓝晶石带、夕线石带夕线石带等等6 6个指示矿物个指示矿物带，通称为巴罗式区域带，通称为巴罗式区域变质带2024/7/20变质带和变质相12 等变线等变线 旧矿物消失、新矿物出现是旧矿物消失、新矿物出现是变质反应变质反应的结果因此，上述指示矿物等变线实质是发生在自因此，上述指示矿物等变线实质是发生在自然界的然界的变质反应线变质反应线等变线记录的是岩石在等变线记录的是岩石在热峰时发生的变质反应。
因为一个地区热峰热峰时发生的变质反应因为一个地区热峰是穿时的，所以一个地区各等变线，也不是是穿时的，所以一个地区各等变线，也不是同时形成的，也是穿时的同时形成的，也是穿时的2024/7/20变质带和变质相13 巴罗式变质带的反应等变线巴罗式变质带的反应等变线黑黑云云母母、、石石榴榴石石、、十十字字石石、、蓝蓝晶晶石石、、夕夕线线石石等等变变线线P P- -T T轨轨迹迹（（带带箭箭头头的的点点线线））和和野野外外P P- -T T曲曲线线（（ F FP PC C ））2024/7/20变质带和变质相14 变质相的概念变质相的概念变质相的划分变质相的划分变质相系的概念变质相系的概念典型变质相系分析典型变质相系分析二、变质相及变质相系二、变质相及变质相系2024/7/20变质带和变质相15 挪威地质学Goldschmidt芬兰地质学家Escola1911－1915年 的工作. 2024/7/20变质带和变质相16 2024/7/20变质带和变质相17 三、变质相的划分三、变质相的划分2024/7/20变质带和变质相18 2024/7/20变质带和变质相19 2024/7/20变质带和变质相20 变质相的变质相的划分划分2024/7/20变质带和变质相21 2024/7/20变质带和变质相22 各变质相系的地热梯度和矿物特征•接触变质相系接触变质相系 ≥60°C/Km 硅灰石、堇青硅灰石、堇青石、红柱石石、红柱石•低压区域变质相系低压区域变质相系 60-25°C/Km 红柱石、红柱石、矽线石、堇青石矽线石、堇青石•中压区域变质相系中压区域变质相系 25-16°C/Km 浊沸石、浊沸石、蓝晶石、矽线石、十字石蓝晶石、矽线石、十字石•高压区域变质相系高压区域变质相系 16-7°C/Km 硬柱石、硬柱石、蓝晶石、蓝闪石、硬玉蓝晶石、蓝闪石、硬玉2024/7/20变质带和变质相23 2024/7/20变质带和变质相24 区域变质作用的变质相区域变质作用的变质相2024/7/20变质带和变质相25 2024/7/20变质带和变质相26 2024/7/20变质带和变质相27 2024/7/20变质带和变质相28 2024/7/20变质带和变质相29 泥质岩和基性岩矿物组合2024/7/20变质带和变质相30 2024/7/20变质带和变质相31 2024/7/20变质带和变质相32 2024/7/20变质带和变质相33 2024/7/20变质带和变质相34 四、变质相系的概念四、变质相系的概念2024/7/20变质带和变质相35 为什么不同的变质地区有不同的变质相的系列？为什么不同的变质地区有不同的变质相的系列？以前以前 Miyashiro Miyashiro（（19611961，，19761976）认为变质相系反）认为变质相系反映的是地热梯度，不同变质地区地热梯度不同，映的是地热梯度，不同变质地区地热梯度不同，导致它们的变质相系不同。
自从导致它们的变质相系不同自从P P- -T T轨迹概念提轨迹概念提出后，人们逐渐认识到这个看法是不正确的变出后，人们逐渐认识到这个看法是不正确的变质相系反映的是变质作用或变质地区的质相系反映的是变质作用或变质地区的PTPT峰期变峰期变质条件的连线，而不是其地热梯度应称之为质条件的连线，而不是其地热梯度应称之为野野外地温梯度外地温梯度2024/7/20变质带和变质相36 2024/7/20变质带和变质相37 都城秋穗划分出五个变质相系都城秋穗划分出五个变质相系2024/7/20变质带和变质相38 Miyashiro(1962)变质相系的概念2024/7/20变质带和变质相39 2024/7/20变质带和变质相40 双变质带的概念及成因•双变质带双变质带 是指并排分布的地质时代相近的高是指并排分布的地质时代相近的高压低温变质带和高温低压变质带，如日本岛弧压低温变质带和高温低压变质带，如日本岛弧大洋一侧为大洋一侧为高压低温带高压低温带，大陆一侧为，大陆一侧为高温低压高温低压变质带•在板块俯冲带，冷的洋壳和表层沉积物被带至在板块俯冲带，冷的洋壳和表层沉积物被带至深处，负荷压力大，地热梯度又急剧下降，导深处，负荷压力大，地热梯度又急剧下降，导致致高压低温变质高压低温变质。
在岛弧附近，地壳、下地幔在岛弧附近，地壳、下地幔部分熔融形成岩浆侵入和火山喷发导致部分熔融形成岩浆侵入和火山喷发导致高温低高温低压变质压变质2024/7/20变质带和变质相41 由变质相、变质相系到由变质相、变质相系到PTt轨迹轨迹 ———————变质地质学的形成和发展变质地质学的形成和发展 PTt 轨迹概念的产生轨迹概念的产生2024/7/20变质带和变质相42 PTt 轨迹的概念轨迹的概念2024/7/20变质带和变质相43 大陆碰撞造山带的大陆碰撞造山带的P-T-t轨迹轨迹 －埋藏热模拟模式－埋藏热模拟模式一个大陆碰撞造山带构造演化通常由两个阶段组成：先是陆壳（或岩石圈）增厚阶段，接着是侵蚀阶段而热演化更加复杂，包括埋藏期、加热期和冷却期等三个阶段，P-T-t轨迹包括相应的三个段落2024/7/20变质带和变质相44 造山带的造山带的P-T-t轨迹轨迹岩浆侵入模式岩浆侵入模式岩浆侵入同时地壳增厚2024/7/20变质带和变质相45 2024/7/20变质带和变质相46 。