變質相圖

變質相圖

變質相圖\nmetamorphic facies diagram\n\n表示變質相中礦物共生組合與岩石化學成分之間相互關係的圖解。又稱成分共生圖解或成分組合圖解。變質相圖是以相律和變質相的理論為基礎,因為變質相是指在一定溫度、壓力範圍內形成的一套礦物共生組合,其中每一個礦物共生組合與原岩的化學成分有一定的對應關係。因此,每一個變質相都有其特徵的變質相圖。常用的變質相圖有ACF、A'KF圖解和AFM圖解。

變質相圖

表示變質相中礦物共生組合與岩石化學成分之間相互關係的圖解。又稱成分共生圖解或成分組合圖解。變質相圖是以相律和變質相的理論為基礎,因為變質相是指在一定溫度、壓力範圍內形成的一套礦物共生組合,其中每一個礦物共生組合與原岩的化學成分有一定的對應關係。因此,每一個變質相都有其特徵的變質相圖。常用的變質相圖有ACF、A'KF圖解和AFM圖解

ACF 圖解  

頂點為A、C、F的等邊三角形圖解(圖1),

變質相圖變質相圖

其中A=AL2O3+Fe2O3-(Na2O+K2O)、C=CaO、F=FeO+MgO+MnO,A+C+F=100,各種氧化物的數量均用分子數計算。圖解中每一個小三角形的頂點代表具有一定化學成分的變質礦物,成分變化較大的礦物在圖解中以粗線段或小面積表示(如黑雲母普通角閃石等)。圖解中兩個礦物之間的連結線稱為共生線。每一個小三角形或每一條共生線代表在一定變質相的條件下化學成分位於該三角形內或共生線上的原岩所具有的變質礦物組合。

ACF圖解主要適用於含有石英蹦 SiO2過量的變質岩,石英不表示在圖解上,但可以出現在所有的礦物組合中。圖解上不能表示鎂橄欖石、蛇紋石、剛玉等SiO2不飽和的礦物,嚴格地講也不能表示含鉀和含鈉的矽酸鹽礦物,但為了表示變質礦物的共生關係,常在圖解上表示出白雲母、黑雲母、普通角閃石等礦物的大致位置。在某些變質岩中,鈉長石可作為附加的獨立礦物,但不能表示在圖解上。 ACF圖解的優點是能表示各種原岩成分與變質礦物組合之間的關係,尤其是變質泥灰岩和鎂鐵質岩中的礦物共生組合。因為 ACF圖解是以若干從相律看不甚合理的程式為基礎,因此它不是一種嚴格的成分共生圖解,所以圖解上的四個礦物可以出現在同一岩石中。

A'KF 圖解

頂點為A'、K、 F的等邊三角形圖解(圖2),

變質相圖變質相圖

其中A'=Al2O3+Fe2O3-(Na2O+K2O+CaO)、K=K2O、F=FeO+MgO+MnO, A'+K+F=100,各種氧化物的數量均用分子數計算。圖解的使用方法及其意義與ACF圖解基本相同。A'KF圖解也主要適用於含有石英的SiO2過量的變質岩,石英不表示在圖解上,但可以出現在所有的礦物組合中。圖解上不能表示SiO2不飽和的礦物,也不能表示含鈉和含鈣的礦物,但能表示鉀長石、白雲母、黑雲母等含鉀的矽酸鹽礦物。A'KF圖解對原岩為泥質岩和酸性火山岩的變質岩比較適用,但它與ACF圖解一樣不是嚴格的成分共生圖解。

在實際工作中常同時套用ACF圖解和A'KF圖解,以便互相補充和進行校正(圖3)。變質相圖因為兩個圖解都不考慮岩石中的副礦物,因此在套用變質岩的化學分析資料計算A、C、F或A'、K、F的數值時,首先需要根據變質岩中磁鐵礦鈦鐵礦榍石磷灰石等副礦物的含量對化學成分進行校正。另外對於由泥灰岩或矽質碳酸鹽岩石形成的變質岩還可套用Al2O3-CaO-SiO2圖解或SiO2-CaO-MgO圖解,對於磁鐵石英岩可套用Fe2O3-FeO-SiO2圖解。

AFM圖解  

頂點為A、F、M的等邊三角形圖解,實際上它是K2O-Al2O3-FeO-MgO四面體中的Al2O3-FeO-MgO面及其延伸部分(圖4), 變質相圖凡是在四面體裡的含鉀礦物都以白雲母(M點)作為投影點投到Al2O3-FeO-MgO平面上。AFM圖解上各種變質礦物的投影位置是根據下面的公式計算出的A值和M值確定的,各種氧化物的數量均以分子數計算:

變質相圖

變質相圖

AFM 圖解主要適用於含石英和白雲母的變質泥質岩,石英和白雲母不表示在圖解上,但它們可出現於所有的礦物組合中。因為 AFM圖解中把FeO和MgO當成兩個獨立組分,因此圖解上能表示較多的變質泥質岩的礦物組合。但是AFM圖解上不能表示含鈉和含鈣的變質礦物,因此它不適用於其他類型的變質岩。
 

 參考書目

都城秋穗著,周雲生譯:《變質作用與變質帶》,地質出版社,北京,1979。(A.Miyashiro, Metamorphism and Metamorphic Belts, George
Allen and Unwin, London, 1973.) 溫克勒著,張旗、周雲生譯:《變質岩成因》,科學出版社,北京,1980。(H.G.F.Winkler, Petrogenesisof Metamorphic Rocks, 4th ed .,Springer-Verlag,Heidelery,1976.)

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