tiểu luận các tướng biến chất và các đường biến thiên p-t-t

Các Tướng Biến Chất Và Các
Các Tướng Biến Chất Và Các
Đường Biến Thiên P-T-t
Đường Biến Thiên P-T-t


Học viên :
Học viên :

Văn Đức Nam
Văn Đức Nam



Hoàng Quang Trung
Hoàng Quang Trung



Nguyễn Văn Đông
Nguyễn Văn Đông

Nguyễn Viết Tuân
Nguyễn Viết Tuân

Bùi Văn Hiển
Bùi Văn Hiển
Giảng viên:
T.S Trần Tuấn Anh
Tướng biến chất
Tướng biến chất

Theo định nghĩa tướng biến chất là một hệ các đá có các tổ hợp khoáng vật
đặc trưng chỉ thị cho môi trường thành tạo của chúng. Tướng biến chất không
biểu hiện ở một loại đá mà bao gồm nhiều loại đá có thành phần hóa học rất
khác nhau nhưng đều bị biến chất trong cùng một điều kiện thành phần chất
bốc và T - P như nhau (hoặc rất giống nhau).
Escola (1915) cho rằng các đá thuộc các tướng khác nhau thì được thành tạo
ở những điều kiện T - P khác nhau.
1
Tướng biến chất
Tướng biến chất
2
Tướng biến chất
Tướng biến chất
Các tướng biến chất có liên quan đến các điều kiện kiến tạo và có tổ hợp khoáng vật điển hình:
1. Tướng zeolit: liên quan đến quá trình biến chất chôn vùi ở đáy các bồn trầm tích có quy mô
khu vực. KVĐT: zeolit
2. Tướng prenit - pumpelit: thuộc kiểu biến chất nhiệt động khu vực phát triển trên diện
rộng với quy mô to lớn và gắn bó chặt chẽ với các miền uốn nếp
. KVĐT:
. KVĐT: prenit và pumpelit.
3. Tướng phiến xanh: thường xuất hiện trong các đới hút chìm. KVĐT: glaucophan, lausonit
hoặc epidot (+ albit và clorit).
4. Tướng phiến lục: thường xảy ra ở các đai tạo núi. KVĐT:clorit, albit, epidot (hoặc zoizit),
actinolit.
5. Tướng epidot – amphibolit : thường xuất hiện trong đai tạo núi. KVĐT: plagioclas (albit
- oligoclas), hornblend, epidot, granat.
6. Tướng amphibolit :thường xuất hiện trong các đai tạo núi. KVĐT: plagioclas (oligoclas -
andesin), hornblend, granat.
7. Tướng granulit : xuất hiện trong các đai tạo núi. KVĐT: pyroxen thoi (pyroxen một
nghiêng, plagioclas, hornblend, granat).

8.Tướng eclogit: thường xuất hiện trong đới hút chìm. KVĐT: pyroxen omphacit, granat.
9. Tướng sừng albit - epidot : thường xuất hiện ở sống núi đại dương; KVĐT: ablbit – epidot;
10. Tướng sừng amphibolit : thường xuất hiện ở sống núi đại dương, KVĐT: Amphibolite
11. Tướng sừng pyroxen : thường xuất hiện ở sống núi đại dương, KVĐT: pyroxen
3
Facies Definitive Mineral Assemblage in Mafic Rocks
Zeolite zeolites: especially laumontite, wairakite, analcime
Prehnite-Pumpellyite prehnite + pumpellyite (+ chlorite + albite)
Greenschist chlorite + albite + epidote (or zoisite) + quartz ± actinolite
Amphibolite hornblende + plagioclase (oligoclase-andesine) ± garnet
Granulite orthopyroxene (+ clinopyrixene + plagioclase ± garnet ±
hornblende)
Blueschist glaucophane + lawsonite or epidote (+albite ± chlorite)
Eclogite pyrope garnet + omphacitic pyroxene (± kyanite)
Contact Facies
After Spear (1993)
Table 25-1
. Definitive Mineral Assemblages of Metamorphic Facies
Mineral assemblages in mafic rocks of the facies of contact meta-
morphism do not differ substantially from that of the corresponding
regional facies at higher pressure.
●
Các tập hợp khoáng vật trong mỗi tướng biến chất
Các tập hợp khoáng vật trong mỗi tướng biến chất
(cho các đá mafic).
(cho các đá mafic).
Tướng biến chất
Tướng biến chất
4
Tướng biến chất

Tướng biến chất
Mặt cắt ngang của một cung đảo núi lửa mà thể hiện sự hạ đường đẳng nhiệt dọc theo
vành đai bên ngoài và sự tăng dọc theo trục bên bên trong của đai núi lửa. Loạt tướng P/T
cao phát triển điển hình dọc theo cặp vàng đai biên ngoài và loạt P/T trung bình và thấp
phát triển dọc theo vành đai bên trong, tùy thuộc vào tốc độ hút chìm, tuổi của cung đảo
núi lửa và thạch quyển bị hút chìm
5
Tướng biến chất
Tướng biến chất
Một số tướng biến chất và đá biến chất liên quan
Đá cát kết bị phiến hoá có Kiến trúc biến
dư pxamit (relic psamit texture) và cấu
tạo phân phiến (shistose structure)
6
Tướng biến chất
Tướng biến chất
Kiến trúc hạt biến tinh
Kiến trúc hạt biến tinh
(granoblastic
(granoblastic
texture), cấu tạo phân phiến - vi uốn nếp
texture), cấu tạo phân phiến - vi uốn nếp
((shistose plicated structure)) trong đá
((shistose plicated structure)) trong đá
quartzit - graphit
quartzit - graphit
Kiến trúc hạt biến tinh
Kiến trúc hạt biến tinh

(granoblastic texture), cấu tạo
(granoblastic texture), cấu tạo
khối (massive structure) bị ép
khối (massive structure) bị ép
trong đá hoa hạt nhỏ
trong đá hoa hạt nhỏ
Một số tướng biến chất
và đá biến chất liên quan
7
Tướng biến chất
Tướng biến chất
Kiến trúc hạt tấm biến tinh
Kiến trúc hạt tấm biến tinh
(granolamellar
(granolamellar
texture), cấu tạo phân phiến (shistose structure)
texture), cấu tạo phân phiến (shistose structure)
trong đá phiến anthophilit - staurolit - granat.
trong đá phiến anthophilit - staurolit - granat.
Kiến trúc hạt que biến tinh
Kiến trúc hạt que biến tinh


(nematogranoblastic texture), cấu tạo
(nematogranoblastic texture), cấu tạo
phân phiến song song (parallel - shistose
phân phiến song song (parallel - shistose
structure) trong đá phiến cordierit -
structure) trong đá phiến cordierit -
anthophilit - biotit - thạch anh.

anthophilit - biotit - thạch anh.
Một số tướng biến chất
và đá biến chất liên quan
8
Tướng biến chất
Tướng biến chất
Kiến trúc hạt biến tinh
Kiến trúc hạt biến tinh
(granoblastic texture),
(granoblastic texture),
cấu tạo gneis (gneissic structure) trong đá
cấu tạo gneis (gneissic structure) trong đá
granitogneis
granitogneis
Kiến trúc hạt tấm biến tinh
Kiến trúc hạt tấm biến tinh


(lamellargranoblastic texture), cấu tạo
(lamellargranoblastic texture), cấu tạo
định hướng (parallel structure) trong đá
định hướng (parallel structure) trong đá
gabroamphibolit.
gabroamphibolit.
Một số tướng biến chất
và đá biến chất liên quan
9
Tướng biến chất
Tướng biến chất
Kiến trúc hạt sợi vảy biến tinh

Kiến trúc hạt sợi vảy biến tinh


(fibrolepidogranoblastic texture), cấu tạo khối
(fibrolepidogranoblastic texture), cấu tạo khối
trong đá gneis biotit - silimanit - cordierit.
trong đá gneis biotit - silimanit - cordierit.
Kiến trúc ban biến tinh
Kiến trúc ban biến tinh
(porphyroblastic
(porphyroblastic
texture), cấu tạo khối (massive structure)
texture), cấu tạo khối (massive structure)
trong đá saphirin - corindon.
trong đá saphirin - corindon.
Một số tướng biến chất và đá
biến chất liên quan
10
●
Loạt biến chất :
Loạt biến chất :
đường biến thiên mức độ biến chất theo
đường biến thiên mức độ biến chất theo
gradient các trường biến chất
gradient các trường biến chất
, và có thể cắt qua một loạt
, và có thể cắt qua một loạt
các tướng biến chất khác nhau (
các tướng biến chất khác nhau (
về mặt không gian

về mặt không gian
)
)
●
Biến chất thuận :
Biến chất thuận :
Các đá tăng dần mức độ biến chất qua
Các đá tăng dần mức độ biến chất qua
các tổ hợp khoáng vật cân bằng (
các tổ hợp khoáng vật cân bằng (
về mặt thời gian
về mặt thời gian
)
)


Biến
Biến
chất tiếp diễn.
chất tiếp diễn.
●
Biến chất nghịch :
Biến chất nghịch :
Sự giảm mức độ biến chất theo thời
Sự giảm mức độ biến chất theo thời
gian khi các đá bị nguội dần
gian khi các đá bị nguội dần


Biến chất giật lùi.

Biến chất giật lùi.
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
thời gian (P-T-t)
thời gian (P-T-t)
11
●
Tập hợp các điều kiện nhiệt độ - áp suất mà các đá trải qua
Tập hợp các điều kiện nhiệt độ - áp suất mà các đá trải qua
trong chu trình biến chất từ chôn vùi, biến chất đến tạo
trong chu trình biến chất từ chôn vùi, biến chất đến tạo
núi, nâng trồi, bào mòn được gọi là
núi, nâng trồi, bào mòn được gọi là
đường biến thiên áp
đường biến thiên áp
suất – nhiệt độ - thời gian (P-T-t path)
suất – nhiệt độ - thời gian (P-T-t path)
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
thời gian (P-T-t)
thời gian (P-T-t)
12
Đường biến thiên P-T-t có thể xác định:
Đường biến thiên P-T-t có thể xác định:
1)
1)
Sự chồng chéo của các tập hợp khoáng vật
Sự chồng chéo của các tập hợp khoáng vật
✦
Các tàn dư của khoáng vật cho thấy từng phần của quá trình

Các tàn dư của khoáng vật cho thấy từng phần của quá trình
biến chất thuận hay giật lùi
biến chất thuận hay giật lùi
2)
2)
Áp dụng nhiệt áp kế đối với thành phần của nhân và rìa
Áp dụng nhiệt áp kế đối với thành phần của nhân và rìa
các khoáng vật phân đới để xác định đường biến thiên P-T
các khoáng vật phân đới để xác định đường biến thiên P-T
trong quá trình tăng trưởng của khoáng vật
trong quá trình tăng trưởng của khoáng vật
3)
3)
Sử dụng mô hình dòng nhiệt của các chế độ kiến tạo khác
Sử dụng mô hình dòng nhiệt của các chế độ kiến tạo khác
nhau để xác định đường P-T-t
nhau để xác định đường P-T-t
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
thời gian (P-T-t)
thời gian (P-T-t)
13
Phân đới hóa học của granat ở Tauern Window. After Spear (1989)
Phân đới hóa học của granat ở Tauern Window. After Spear (1989)
14
Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mô hình dòng nhiệt có quá trình làm dày vỏ. Biểu đồ pha Al
Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mô hình dòng nhiệt có quá trình làm dày vỏ. Biểu đồ pha Al
2
2
SiO

SiO
5
5
và 2 đường
và 2 đường
cong khử nước giả thiết. Ranh giới tướng và loạt tướng.
cong khử nước giả thiết. Ranh giới tướng và loạt tướng.
Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic
Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic
Petrology. Prentice Hall.
Petrology. Prentice Hall.
15
Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mô hình dòng nhiệt có sự magma hóa phần nông. Biểu đồ pha Al
Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mô hình dòng nhiệt có sự magma hóa phần nông. Biểu đồ pha Al
2
2
SiO
SiO
5
5
và 2
và 2
đường cong khử nước giả thiết. Ranh giới tướng và loạt tướng.
đường cong khử nước giả thiết. Ranh giới tướng và loạt tướng.
Winter (2001) An Introduction to Igneous and
Winter (2001) An Introduction to Igneous and
Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
16
Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mô hình dòng nhiệt đối với biến chất tướng granulite. Ranh giới tướng và

Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mô hình dòng nhiệt đối với biến chất tướng granulite. Ranh giới tướng và
loạt tướng.
loạt tướng.
Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
17
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
thời gian (P-T-t)
thời gian (P-T-t)
•
Phần lớn các ví dụ liên quan đến quá trình làm dày vỏ có
Phần lớn các ví dụ liên quan đến quá trình làm dày vỏ có
dạng vòng lặp chung giống nhau, dù mô hình giả thiết sự
dạng vòng lặp chung giống nhau, dù mô hình giả thiết sự
dày vỏ đồng nhất hoặc sự nghịch chờm các khối lớn, lan
dày vỏ đồng nhất hoặc sự nghịch chờm các khối lớn, lan
truyền nhiệt hoặc sự dâng magma
truyền nhiệt hoặc sự dâng magma
•
Các đường như (a) được gọi là các đường P-T-t theo chiều
Các đường như (a) được gọi là các đường P-T-t theo chiều
kim đồng hồ, và được xem như là dạng chuẩn của biến
kim đồng hồ, và được xem như là dạng chuẩn của biến
chất khu vực
chất khu vực
18
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
thời gian (P-T-t)

thời gian (P-T-t)
P
P
max
max
và T
và T
max
max
không xảy ra cùng thời điểm
không xảy ra cùng thời điểm
•
Trong đường P-T-t theo chiều kim đồng hồ thông
Trong đường P-T-t theo chiều kim đồng hồ thông
thường,
thường,
P
P
max
max
xuất hiện sớm hơn T
xuất hiện sớm hơn T
max
max
.
.
•
T
T
max

max
sẽ đại đại diện cho mức độ biến chất cao mà tại đó
sẽ đại đại diện cho mức độ biến chất cao mà tại đó
sự cân bằng hóa học là bị “đóng băng” và tổ hợp
sự cân bằng hóa học là bị “đóng băng” và tổ hợp
khoáng vật biến chất được phát triển
khoáng vật biến chất được phát triển
•
“
“
Mức độ biến chất”
Mức độ biến chất”
sẽ dựa đến nhiệt độ và áp suất tại
sẽ dựa đến nhiệt độ và áp suất tại
T
T
max
max
, vì trình độ biến chất là được xác định thông qua
, vì trình độ biến chất là được xác định thông qua
tham chiếu đến tổ hợp khoáng vật cân bằng
tham chiếu đến tổ hợp khoáng vật cân bằng
19
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ -
thời gian (P-T-t)
thời gian (P-T-t)
Một vài biến đổi trên phần nâng trồi của của đường (a) chỉ
Một vài biến đổi trên phần nâng trồi của của đường (a) chỉ
ra một vài hoàn cảnh đặc biệt

ra một vài hoàn cảnh đặc biệt
•
Ví dụ, sự biến đổi kyanite
Ví dụ, sự biến đổi kyanite
→
→
sillimanite thường được
sillimanite thường được
xem như là sự biến đổi thuận (như trong đường a
xem như là sự biến đổi thuận (như trong đường a
1
1
),
),
nhưng đường a
nhưng đường a
2
2
qua biến đổi kyanite
qua biến đổi kyanite
→
→
sillimanite khi
sillimanite khi
nhiệt độ giảm. Điều này dẫn đến kêt quả chỉ có sự thay
nhiệt độ giảm. Điều này dẫn đến kêt quả chỉ có sự thay
thế nhỏ của kyanite bởi sillimanite trong quá trình
thế nhỏ của kyanite bởi sillimanite trong quá trình
nghịch.
nghịch.

20
Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mô hình dòng nhiệt có quá trình làm dày vỏ. Biểu đồ pha Al
Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mô hình dòng nhiệt có quá trình làm dày vỏ. Biểu đồ pha Al
2
2
SiO
SiO
5
5
và 2 đường
và 2 đường
cong khử nước giả thiết. Ranh giới tướng và loạt tướng.
cong khử nước giả thiết. Ranh giới tướng và loạt tướng.
Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic
Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic
Petrology. Prentice Hall.
Petrology. Prentice Hall.
21
Gradirent trường biến chất kiểu Barrovian điển hình và một số đường biến thiên P-T-t biến chất cho các đá được tìm thấy dọc
theo gradient trong trường biến chất đó. Winter (2010) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice
Hall.
22