Các Tướng Biến Chất Và Các Đường Biến Thiên P-T-t Giảng viên: T.S Trần Tuấn Anh Học viên :  Văn Đức Nam  Hoàng Quang Trung  Nguyễn Văn Đông  Nguyễn Viết Tuân  Bùi Văn Hiển Tướng biến chất Theo định nghĩa tướng biến chất hệ đá có tổ hợp khống vật đặc trưng thị cho môi trường thành tạo chúng Tướng biến chất không biểu loại đá mà bao gồm nhiều loại đá có thành phần hóa học khác bị biến chất điều kiện thành phần chất bốc T - P (hoặc giống nhau) Escola (1915) cho đá thuộc tướng khác thành tạo điều kiện T - P khác Tướng biến chất Tướng biến chất Các tướng biến chất có liên quan đến điều kiện kiến tạo có tổ hợp khống vật điển hình: Tướng zeolit: liên quan đến trình biến chất chơn vùi đáy bồn trầm tích có quy mô khu vực KVĐT: zeolit Tướng prenit - pumpelit: thuộc kiểu biến chất nhiệt động khu vực phát triển diện rộng với quy mô to lớn gắn bó chặt chẽ với miền uốn nếp KVĐT: prenit pumpelit Tướng phiến xanh: thường xuất đới hút chìm KVĐT: glaucophan, lausonit epidot (+ albit clorit) Tướng phiến lục: thường xảy đai tạo núi KVĐT:clorit, albit, epidot (hoặc zoizit), actinolit Tướng epidot – amphibolit : thường xuất đai tạo núi KVĐT: plagioclas (albit - oligoclas), hornblend, epidot, granat Tướng amphibolit :thường xuất đai tạo núi KVĐT: plagioclas (oligoclas andesin), hornblend, granat Tướng granulit : xuất đai tạo núi KVĐT: pyroxen thoi (pyroxen nghiêng, plagioclas, hornblend, granat) 8.Tướng eclogit: thường xuất đới hút chìm KVĐT: pyroxen omphacit, granat Tướng sừng albit - epidot : thường xuất sống núi đại dương; KVĐT: ablbit – epidot; 10 Tướng sừng amphibolit : thường xuất sống núi đại dương, KVĐT: Amphibolite 11 Tướng sừng pyroxen : thường xuất sống núi đại dương, KVĐT: pyroxen Tướng biến chất qCác tập hợp khoáng vật tướng biến chất (cho đá mafic) Table 25-1 Definitive Mineral Assemblages of Metamorphic Facies 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) Mineral assemblages in mafic rocks of the facies of contact metamorphism not differ substantially from that of the corresponding regional facies at higher pressure Tướng biến chất Mặt cắt ngang cung đảo núi lửa mà thể hạ đường đẳng nhiệt dọc theo vành đai bên tăng dọc theo trục bên bên đai núi lửa Loạt tướng P/T cao phát triển điển hình dọc theo cặp vàng đai biên ngồi loạt P/T trung bình thấp phát triển dọc theo vành đai bên trong, tùy thuộc vào tốc độ hút chìm, tuổi cung đảo núi lửa thạch bị hút chìm Tướng biến chất Một số tướng biến chất đá biến chất liên quan Đá cát kết bị phiến hố có Kiến trúc biến dư pxamit (relic psamit texture) cấu tạo phân phiến (shistose structure) Tướng biến chất Một số tướng biến chất đá biến chất liên quan Kiến trúc hạt biến tinh (granoblastic texture), cấu tạo phân phiến - vi uốn nếp ((shistose plicated structure)) đá quartzit - graphit Kiến trúc hạt biến tinh (granoblastic texture), cấu tạo khối (massive structure) bị ép đá hoa hạt nhỏ Tướng biến chất Một số tướng biến chất đá biến chất liên quan Kiến trúc hạt biến tinh (granolamellar texture), cấu tạo phân phiến (shistose structure) đá phiến anthophilit - staurolit - granat Kiến trúc hạt que biến tinh (nematogranoblastic texture), cấu tạo phân phiến song song (parallel - shistose structure) đá phiến cordierit anthophilit - biotit - thạch anh Tướng biến chất Một số tướng biến chất đá biến chất liên quan Kiến trúc hạt biến tinh (lamellargranoblastic texture), cấu tạo định hướng (parallel structure) đá gabroamphibolit Kiến trúc hạt biến tinh (granoblastic texture), cấu tạo gneis (gneissic structure) đá granitogneis Tướng biến chất Một số tướng biến chất đá biến chất liên quan Kiến trúc hạt sợi vảy biến tinh (fibrolepidogranoblastic texture), cấu tạo khối đá gneis biotit - silimanit - cordierit Kiến trúc ban biến tinh (porphyroblastic texture), cấu tạo khối (massive structure) đá saphirin - corindon 10 Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ thời gian (P-T-t) qLoạt biến chất : đường biến thiên mức độ biến chất theo gradient trường biến chất, cắt qua loạt tướng biến chất khác (về mặt không gian) qBiến chất thuận : Các đá tăng dần mức độ biến chất qua tổ hợp khoáng vật cân (về mặt thời gian)Biến chất tiếp diễn qBiến chất nghịch : Sự giảm mức độ biến chất theo thời gian đá bị nguội dần Biến chất giật lùi 11 Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ thời gian (P-T-t) qTập hợp điều kiện nhiệt độ - áp suất mà đá trải qua chu trình biến chất từ chôn vùi, biến chất đến tạo núi, nâng trồi, bào mòn gọi đường biến thiên áp suất – nhiệt độ - thời gian (P-T-t path) 12 Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ thời gian (P-T-t) Đường biến thiên P-T-t xác định: 1)Sự chồng chéo tập hợp khoáng vật Các tàn dư khoáng vật cho thấy phần trình biến chất thuận hay giật lùi 2)Áp dụng nhiệt áp kế thành phần nhân rìa khống vật phân đới để xác định đường biến thiên P-T q trình tăng trưởng khống vật 3)Sử dụng mơ hình dịng nhiệt chế độ kiến tạo khác để xác định đường P-T-t 13 Phân đới hóa học granat Tauern Window After Spear (1989) 14 Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mơ hình dịng nhiệt có q trình làm dày vỏ Biểu đồ pha Al 2SiO5 đường cong khử nước giả thiết Ranh giới tướng loạt tướng Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology Prentice Hall 15 Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mơ hình dịng nhiệt có magma hóa phần nông Biểu đồ pha Al 2SiO5 đường cong khử nước giả thiết Ranh giới tướng loạt tướng Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology Prentice Hall 16 Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mơ hình dịng nhiệt biến chất tướng granulite Ranh giới tướng loạt tướng Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology Prentice Hall 17 Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ thời gian (P-T-t) • Phần lớn ví dụ liên quan đến q trình làm dày vỏ có dạng vịng lặp chung giống nhau, dù mơ hình giả thiết dày vỏ đồng nghịch chờm khối lớn, lan truyền nhiệt dâng magma • Các đường (a) gọi đường P-T-t theo chiều kim đồng hồ, xem dạng chuẩn biến chất khu vực 18 Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ thời gian (P-T-t) Pmax Tmax không xảy thời điểm • • • Trong đường P-T-t theo chiều kim đồng hồ thông thường, Pmax xuất sớm Tmax Tmax đại đại diện cho mức độ biến chất cao mà cân hóa học bị “đóng băng” tổ hợp khống vật biến chất phát triển “Mức độ biến chất” dựa đến nhiệt độ áp suất Tmax, trình độ biến chất xác định thơng qua tham chiếu đến tổ hợp khoáng vật cân 19 Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ thời gian (P-T-t) Một vài biến đổi phần nâng trồi của đường (a) vài hoàn cảnh đặc biệt • Ví dụ, biến đổi kyanite → sillimanite thường xem biến đổi thuận (như đường a1), đường a2 qua biến đổi kyanite → sillimanite nhiệt độ giảm Điều dẫn đến kêt có thay nhỏ kyanite sillimanite trình nghịch 20 Lược đồ đường biến thiên P-T-t dựa vào mơ hình dịng nhiệt có trình làm dày vỏ Biểu đồ pha Al 2SiO5 đường cong khử nước giả thiết Ranh giới tướng loạt tướng Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology Prentice Hall 21 Gradirent trường biến chất kiểu Barrovian điển hình số đường biến thiên P-T-t biến chất cho đá tìm thấy dọc theo gradient trường biến chất Winter (2010) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology Prentice Hall 22 ... khác bị biến chất điều kiện thành phần chất bốc T - P (hoặc giống nhau) Escola (1915) cho đá thuộc tướng khác thành tạo điều kiện T - P khác Tướng biến chất Tướng biến chất Các tướng biến chất có... trình biến chất từ chôn vùi, biến chất đến tạo núi, nâng trồi, bào mòn gọi đường biến thiên áp suất – nhiệt độ - thời gian (P-T-t path) 12 Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ thời gian (P-T-t) Đường. .. mặt thời gian)? ?Biến chất tiếp diễn qBiến chất nghịch : Sự giảm mức độ biến chất theo thời gian đá bị nguội dần Biến chất giật lùi 11 Đường biến thiên áp suất – nhiệt độ thời gian (P-T-t) qTập hợp