第七章 板块构造与变质作用
变质作用与变质岩_普通地质学
片岩中矿物的定向排列（薄片）
二、变质岩的结构
• 3、碎裂结构：岩石受到机械力的破坏而产生的结构，
是动力变质的典型结构。可依碎裂程度进一步划分：碎裂 结构、碎斑结构、糜棱结构等。
• 4、交代结构：交代作用中，岩石原有矿物被溶解同时
被新生矿物所臵换，即形成交代结构。有的原矿物被臵换 后，仍保持原矿物的晶形者，为交代假象结构；交代作用 中还能形成斑晶者，为交代斑状结构等。交代结构的类型 很多，大多需在显微镜下才能鉴别。
片岩
片麻岩
压力增大往往伴随着温度升高，因此在温度、压
力的共同作用下，也会产生重结晶并形成新的矿物。
如：泥岩→板岩、千枚岩、片岩、片麻岩
母岩：泥岩
板岩
千枚岩
片岩
片麻岩
p.218-219b
original artwork by Gary Hincks
红柱石
Fig. 8.08
硅线石 兰晶石
W. W. Norton
变成构造
1、斑点状构造：岩石中某些组分集中成疏密不等的 斑点。斑点成分多为炭质、硅质、铁质、云母等。 如斑点板岩。
斑 点 板 岩
2、片理构造：岩石中片状或长条状矿物连续而平行
排列，形成平行、密集的纹理——片理，沿片理方向岩 石易劈开。主要是由于定向压力造成。
颗 粒 定 向
挤压力 方向
挤压力 方向
主要出现在沉积 岩中的矿物
粘土矿物 蛋白石 玉髓 海绿石 水铝石 褐铁矿 石膏 硬石膏 盐类矿物 有机碳质
主要出现在变质岩 中的矿物
红柱石 蓝晶石 硅线石 硅灰石 绿帘石 符山石 透闪石 透辉石 阳起石 硬绿泥石 蛇纹石 滑石 石墨 十字石 镁橄榄石 石榴石 刚玉
二、变质岩的结构
第七章 板块构造和变质作用
陆壳 俯冲 过程 中的 逆冲 构造
2、超高压榴辉岩 折返机制
秦岭 造山 带构 造演 化图
俯冲板块断离断离机制
第七章、板块构造与变质作用
☆重要术语 • 高压超高压变质作用；双变质带；变质核杂岩；拆
离断层；韧性剪切带； ☆思考讨论题 • 1、会聚型变质作用的特点有哪些？ • 2、离散型变质作用的特点有哪些？
Franciscan complex and low-T, high-P
zone where bluschist facies develops.
四、碰撞造山带的区域变质作用
• 板块碰撞作用导致一系列的冲断-褶皱发生， 使得地壳厚度急剧加厚，在两板块碰撞叠置 地带，可以发生大规模的混合岩化和花岗岩 化的区域变质作用。此外，在大陆碰撞带上 还发现了含金刚石、柯石英榴辉岩高压超高 压变质岩系，它是陆壳深俯冲作用的结果， 如大别地区。俯冲深度至少在100Km以上， 超高压变质岩系研究内容主要包括两个方面： 壳幔相互作用（物质循环）和超高压变质岩 折返的动力学机制。
三、俯冲带变质作用
• 俯冲作用引起温度压力及流体发生变化， 从而产生变质作用，变质类型主要为动力 变质和接触变质作用，不同的变质类型具 有特定的分布区域。低温高压变质带（蓝 闪石-硬玉组合）和高温低压变质带（红 柱石-硅线石）被称为双变质带。双变质 带是识别俯冲带的重要标志。
三、俯冲带变质作用
3、碰撞带（碰撞造山带）变质作用的特点？ 4、韧性剪切带对研究造山带演化过程有何意义？
谢谢
• 折返的含柯石英变
2、超高压榴辉岩
质岩返回地表后仍然
折返机制
保存下来而没有转变
为石英，说明超高压岩石是以非常快的速度折
返到地表的。这一快速折返与造山作用有关。
板块构造与变质作用
都城秋穗划分出五个变质相系 ①低压相系：红柱石－夕线石型，低压型 （领家－阿武隈型）以泥质岩石中出现红 柱石（低级）、夕线石（高级）及堇青石 等为特征地热梯度大于25℃/km。 ②中压相系：蓝晶石－夕线石型，中压型 （巴洛型），泥质岩石中出现蓝晶石和夕 线石，地热梯度为16－25℃/km。 ③高压相系：硬玉－蓝闪石型，高压型（ 三波川型），基性岩中出现硬玉＋石英、 蓝闪石、硬柱石等矿物为特征，地热梯度 小于16℃/km。 ④低压过渡型，也称为布恰型（Buchan type），以泥质岩石中出现红柱石－十字 石，或红柱石－蓝晶石??。 ⑤高压过渡型，以出现 蓝闪石和蓝晶石 ??为特征。 后两个类型有若干问题？？ 所谓地热 梯度的界线也有争议 变质相系的概念属于静态思维方式； 把变质峰期条件的连线－变质相系误认为代表变质作用发生时的地热梯度； 未能阐明变质过程中的热流变化，变质作用是怎样一个动力学过程。
Controlled by both T and Fluid
1离散型板块边界－ 洋底变质作用
1、整个洋壳都发生了洋 底变质作用； 2、Addition of water from the surface
洋底变质作用指洋中脊附近的岩石由于 受到来源于深部的热流和自上而下的热卤水 的影响发生变质作用，变质程度自上而下主 要为沸石相、葡萄石－绿纤石相和绿片岩相， 深部也可出现角闪岩相，为低压相系，由于 洋底扩张洋底变质作用的岩石遍布整个洋底。
2、俯冲型变质作用
俯冲带的分类
Maruyama et al. (1996): A-type (Amprefer-type)，Continental B-type (Benioff-type)， Oceanic
从洋壳（B型）→陆壳俯冲（A 型）→大陆碰撞
变质作用、板块构造及超级大陆旋回
变质作用、板块构造及超级大陆旋回变质作用、板块构造及超级大陆旋回麻粒岩相超高温变质作用(G - UHTM)主要发育于新太古代至寒武纪岩石中;推测在深部较年轻的,特别是新生代造山带岩石中也会有G - UHTM存在.岩石中最初出现G - UHTM记录意味着产生瞬时极高热流处的地球动力学发生了改变.许多G - UHTM带可能发育于类似现代大陆弧后的构造背景中.在较热的地球上,超大陆及其裂解形成的循环组合,尤其是经岩石圈减薄的洋盆卷入到其外翻过程中可能产生比现代太平洋边缘更热的大陆弧后.中温榴辉岩-高压麻粒岩相变质作用(E - HPGM)也是最先发现于新太古代岩石记录中,并发育于从元古宙至古生代岩石中.E - HPGM带是对G - UHTM带的补充,并经常认为是记录了从俯冲至碰撞造山作用的过程.在元古宙岩石记录中的蓝片岩明显记录了与现代俯冲作用相关的低热流梯度.以发育柯石英(±硬柱石)或金刚石为特征的硬柱石蓝片岩和榴辉岩(高压变质作用,HPM)及超高压变质岩(UHPM)主要是在显生宙形成.HPM - UHPM记录了显生宙俯冲 - 碰撞造山带早期碰撞过程中的低热流梯度及陆壳的深俯冲作用.尽管与直觉不同,在超级大陆聚敛期(Wilson旋回洋盆打开和关闭)的大陆地块增生过程,许多HPM - UHPM带看来确实是通过小洋盆关闭而发育起来的,反映双重热体制的双重变质带仅发育于新太古代以来的岩石记录中.双重热体制是现代板块构造的特点,而双重变质作用则是板块构造在岩石记录中的特征性标志.尽管构造样式很可能不同,新太古代以来G - UHTM和E - HPGM带的发育证明"元古宙板块构造体制"的开始.以冷俯冲和大陆地壳深俯冲至地幔,以及其中的部分又从深达300 km处发生折返为标志,"元古宙板块构造体制"在新元古代进化为"现代板块构造体制",这个转变可由岩石中的HPM - UHPM证明.记录这种极端条件的变质带年龄是不一致的,而变质作用发生时间与各大陆岩石圈聚合到超级克拉通(如Superia/Sclavia)或超级大陆(如Nuna (Columbia), Rodinia, Gondwana, 和Pangea)的时间却是一致的.作者：Michael Brown 作者单位：<变质地质学>杂志社刊名：地学前缘ISTIC PKU英文刊名：EARTH SCIENCE FRONTIERS 年，卷(期)：2007 14(1) 分类号：P541 关键词：大陆后弧变质作用板块构造俯冲作用超级大陆 continental backarcs metamorphism plate tectonics subduction supercontinents。
高中地理 地壳运动与板块构造知识点
高中地理地壳运动与板块构造知识点地壳运动与板块构造是地球地壳变动的重要内容，它们揭示了地球表面的巨大变化和地球内部的构造特征。
以下是地壳运动与板块构造的几个重要知识点：1. 地壳运动的类型：地壳运动的类型：- 构造性地壳运动：地球表面地壳板块发生相对运动，引起地震、火山活动和山脉的形成。
- 变质性地壳运动：地壳板块经历高压、高温条件，使岩石发生变质过程，形成大理石、片岩等变质岩石。
- 破碎性地壳运动：地壳板块发生断裂、滑移等破碎状况，形成断层和地裂缝。
2. 板块构造的特点：板块构造的特点：- 板块：地球表面由多个相对稳定的板块组成，包括大陆板块和海洋板块。
- 构造：板块之间存在板块边界，包括边界类型有：边界、转换边界和俯冲带。
- 作用：板块构造是地壳运动的基本形式，推动了地壳的运动和变化。
3. 板块构造的影响：板块构造的影响：- 地震活动：板块边界处的构造应力积累导致地震的发生，地震是地壳运动的重要表现。
- 火山活动：板块边界发生俯冲作用时，岩浆活动会引发火山喷发，形成火山地貌。
- 山脉形成：板块碰撞或挤压引发大规模地壳抬升，造就了许多著名的山脉，如喜马拉雅山脉。
4. 板块漂移理论：板块漂移理论：- 大陆漂移：地质学家韦格纳提出的大陆漂移理论认为，地球表面的大陆板块会在地球历史上漂移，形成过去和现在的大陆位置。
- 海底扩张：1960年代，海洋学家赫胥黎提出海底扩张理论，认为板块边界处海底喷发的岩浆充填了新的海底地壳，导致板块扩张。
地壳运动与板块构造是理解地球地质现象的重要基础，通过对地壳运动与板块构造的研究，我们可以更好地了解地球的变动过程和地球内部的构造演化。
变质岩重点
变质岩复习总结第一章：变质作用的基本概念1.如何理解变质作用？在地壳形成和发展、演化过程中，先存岩石（包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩）在地壳一定深处，为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的改变称为变质作用（metamorphism）。
其内涵包括以下几点：1. 变质作用的发生与地壳的形成演化、壳幔耦合有关。
2. 变质作用是一种内力地质作用，与岩浆作用、构造运动有内在联系，它们之间是平行关系。
3.变质作用基本是在固态下发生的。
4. 一般地，变质作用进行的环境是封闭（Close system)的,即变质前后的化学成分基本相同(isochemical) 。
5.在变质温度不断升高的情况下，原岩中若有一定的流体含量，则可发生重熔（溶）及交代，呈现为开放系统（open system) 。
2.变质作用的界限，与成岩作用、岩浆作用的区别和联系变质作用发生于一定的温度和压力范围，通常指温度T介于（150-200）—（700--900）℃，压力介于0.02-1.5Gpa之间。
成岩后生作用与变质作用之间没有截然的界限。
因为在后生成岩过程中也会产生一些在变质作用中形成的矿物，但变质作用中会出现典型矿物共生组合。
变质作用的发生过程主要是一个升温过程，先存岩石伴随温度升高发生变质反应形成新的矿物组合，或者发生重结晶改变原有的结构构造；岩浆作用主要是降温过程，是高温岩浆在温度下降条件下不断晶出矿物的过程。
变质作用主要是在固态条件下的矿物转变，岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。
在岩石结构上。
变质岩是固态下矿物成核、生长的产物，多呈变晶结构，晶粒的自形程度取决于矿物的结晶势或成面能，而与矿物的结晶顺序无关；岩浆岩中晶出的矿物，其自形程度与矿物自熔体中结晶出的顺序关系密切。
变质作用与岩浆活动之间也没有一条截然的界线。
当温度升高、变质岩中存在一定量流体的情况下，岩石可能发生“部分重熔”，出现数量不等的熔体，这就是所谓的“混合岩化”。
板块构造与变质作用77页文档
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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Hale Waihona Puke 47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
大陆边缘沉积,构造,岩浆,变质作用过程
大陆边缘沉积,构造,岩浆,变质作用过程活动大陆边缘的沉积、构造、岩浆和变质作用过程活动大陆边缘：是洋陆汇聚、大洋板块向毗邻大陆板块之下俯冲消减形成的强烈活动大陆边缘。
它是以深源地震、火山作用和造山作用为特征，强烈不对称性；从洋到陆，包括海沟、岛弧间隙（非火山外弧和弧前盆地）、火山弧和弧后盆地等构造单元。
岛弧—海沟型，大洋板块沿海沟俯冲于以海盆相隔的岛弧和大陆之下，又称西太平洋型大陆边缘；山弧—海沟型，指大洋板块沿陆源海沟俯冲与山弧之下，又称东太平洋（安第斯）型大陆边缘。
一、沉积作用过程（1）岛弧型主动大陆边缘沉积作用大洋向大陆方向依次为海沟、弧-沟间隙、火山岛弧、弧后盆地，各单元沉积特征如下：海沟：海沟沉积物只要是两部分，一是由板块俯冲带来的深海平原沉积物；二是海沟形成的深海沉积物，包括远洋钙质沉积、硅质沉积、深海红粘土、火山灰沉积以及在海沟形成的浊流沉积，受俯冲作用的影响，海沟沉积物保存不完整，并发生强烈变形。
混杂堆积：有板块俯冲引起，由已变形的深海平原沉积物、海沟沉积物及洋壳碎块等组成的构造岩带。
其原始层序完全被破坏，由外来岩块、原地岩块、基质三部分组成广泛遭受剪切变形。
发生在俯冲带和碰撞带，主要特点是1、不同时代，不同来源，不同种类的岩石相混杂；2、岩块大小形状差别很大，并且是构造作用形成的；3、基质普遍遭受剪切；4、混杂堆积是俯冲带和碰撞带普遍剪切的产物，可以看做是仰冲板块前缘的复杂叠瓦构造带。
弧前盆地：地貌复杂，沉积空间变化大，可以出现三角洲相，滨岸相，陆架相，陆坡相及浊积相。
沉积物主要来源是岩浆弧，由于物源很近供应量大，沉积以碎屑为主，浊积岩最主要，是复理石沉积最典型的类型岩浆弧：沉积以火山成因为主，迪金森将岩浆弧的岩石组合划分成三种成因类型：1、喷发中心及附近的中心相和近缘相主要以熔岩、火山碎屑岩及某些沉积岩成互层；2、呈沉积物群或沉积物覆盖层产出的以火山碎屑岩为主的分散相；3、沉积在弧边部的海盆相。
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• 折返的含柯石英变
2、超高压榴辉岩
质岩返回地表后仍然
折返机制
保存下来而没有转变
为石英，说明超高压岩石是以非常快的速度折
返到地表的。这一快速折返与造山作用有关。
大别超高压变质岩是在P末-T初杨子板块向华
北陆块俯冲，并在230-218Ma达到峰期超高 压变质作用。该俯冲板块可能在200-190Ma 发生断离，从而陆壳俯冲终止，由于浮力作用 推动超高压岩石与其围岩一起快速抬升到地表。
zone where bluschist facies develops.
四、碰撞造山带的区域变质作用
• 板块碰撞作用导致一系列的冲断-褶皱发生， 使得地壳厚度急剧加厚，在两板块碰撞叠置 地带，可以发生大规模的混合岩化和花岗岩 化的区域变质作用。此外，在大陆碰撞带上 还发现了含金刚石、柯石英榴辉岩高压超高 压变质岩系，它是陆壳深俯冲作用的结果， 如大别地区。俯冲深度至少在100Km以上， 超高压变质岩系研究内容主要包括两个方面： 壳幔相互作用（物质循环）和超高压变质岩 折返的动力学机制。
二、裂谷带变质作用
• 裂谷的变质作用主要是由于裂谷岩浆作 用是地壳的温度和流体作用加强，导致 围岩发生接触变质作用，分布局限。洋 脊变质玄武岩主要是由于喷出的洋脊岩 浆的加热作用使下渗的海水循环发生热 液，促使玄武岩发生浅变质，形成一种 “绿色岩”。浅变质的玄武岩在洋脊岩 浆作用过程中可以起到同化作用。
1、壳幔相互作用
• 洋中脊岩浆作用形成大洋壳-大洋壳俯冲进入地 幔、大洋闭合-（进一步推挤）大陆俯冲进入地 幔（发生相互作用）-超高压作用下形成榴辉岩、 大密度的俯冲陆壳/洋壳由于重力作用发生断离 进入地幔-壳幔相互作用、可作为新的岩浆源区。 地幔对俯冲陆壳岩石同位素组成影响很小，但 陆壳可析出流体交代地幔楔，使其成为具有Nb 亏损，Sr、Nd同位素特征的富集地幔。
陆壳 俯冲 过程 中的 逆冲 构造
2、超高压榴辉岩 折返机制
秦岭 造山 带构 造演 化图
俯冲板块断离断离机制
第七章、板块构造与变质作用
☆重要术语 • 高压超高压变质作用；双变质带；变质核杂岩；拆
离断层；韧性剪切带； ☆思考讨论题 • 1、会聚型变质作用的特点有哪些？ • 2、离散型变质作用的特点有哪些？
第七章 板块构造与变质作用
一、变质作用的现代研究
• 大别超高压榴辉岩研究 及高压超高压变质作用
表明，密度为3.4~3.6 g
/cm3,高于石榴石橄榄岩（3.4 g/cm3），也高于上地 幔的岩石（3.3 g/cm3），如此大的密度只能通过俯冲 把原岩（俯冲的洋壳、陆壳）俯冲到地幔100Km以 下才能获得。榴辉岩由于密度大，当它达到一定体积， 超过下伏地幔所能承受的临界重量时，就会与俯冲板 块发生断离进入地幔，与地幔发生相互作用，也可作 为新的岩浆源区。与拆沉的榴辉岩断离后的俯冲陆壳 夹带部分超高压榴辉岩，因密度低于地幔而受到浮力 作用，并快速折返到地壳内或暴露在地表上。
三、俯冲带变质作用
• 俯冲作用引起温度压力及流体发生变化， 从而产生变质作用，变质类型主要为动力 变质和接触变质作用，不同的变质类型具 有特定的分布区域。低温高压变质带（蓝 闪石-硬玉组合）和高温低压变质带（红 柱石-硅线石）被称为双变质带。双变质 带是识别俯冲带的重要标志。
三、俯冲带变质作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Franciscan complex and low-T, high-P
3、碰撞带（碰撞造山带）变质作用的特点？ 4、韧性剪切带对研究造山带演化过程有何意义？