专家走进岩浆岩与变质岩石学课堂

视频信息：

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2021-11-11

杨航 整理

专家信息：

郭顺

中科院地质与地球物理研究所 研究员

国家优秀青年基金获得者

主要成果：

1. 大别山富电气石超高压榴辉岩和高压脉体的形成及其对俯冲带深部硼迁移的制约。

2. 大别山港河和花凉亭超高压岩石中多期次绿帘石成因和Sr-Nd同位素组成：对多期次变质流体来源和演化的制约。

孙老师：

我们今天请了一位非常厉害的变质岩专家，他是中科院地质与地球物理研究所的郭顺老师，他是国家优秀青年基金的获得者，这是一个很厉害的基金。那我们之前在学变质岩的时候知道变质岩有正变质岩和副变质岩，我们现在同学们可能比较好奇的一个问题就是我拿到一块变质岩，如果这个变质岩已经面目全非了，我可能只知道它是一个变质岩，那么它曾经到底经历了什么，或者说我拿到一个变质岩,同学跟我说老师你家有矿吗？你干点别的不行你跑这来研究石头或是这石头能给你带来些什么?那我们今天就听听郭老师他在研究变质岩的时候，听听他怎么去利用变质岩中的一些特征去来反演它曾经经历了什么。我们地质界有一句很厉害的话叫做将今论古，那我们如何利用现在的变质岩区来研究以前它经历了些什么？我们来听听郭老师怎么说？郭老师你能听见我说话吗？

郭老师：

可以可以，孙老师好，各位同学们好！

孙老师：

郭老师我们在研究变质岩的时候，我们如何利用变质岩去研究它以前经历了些什么？我们经常会提到一个很文绉绉的词-变质岩的命运。我们怎么去通过现在看到的变质岩去讨论它曾经经历了些什么，它地质上那种沧桑的岁月它到底经历了些什么？经历了俯冲，经历了造山，还是经历了埋藏之类的这样的过程。您是怎么研究的呢？

郭老师：

通常来说呢，我们拿到一块变质岩的样品呢，首先通过显微镜看看它的结构，制成薄片，看看它们的矿物组合是什么样子的，那么这些矿物组合有些比较特征的，一会我会说什么样的特征，那么同时进一步我们可能会在这个基础上用一些现代化的分析手段，比如探针，光谱，测试矿物的成分，然后根据这个组合的成分可以计算一下整个的岩石它处于的这个温度压力的条件，也有一些模拟的手段反演温度压力条件，那么其中比如说最高的压力，最高的温度可能代表一个它这个变质作用极限过程，比如俯冲的岩石可以根据最高的压力判断俯冲有多深，最高的温度我们可以看到达到温度的条件有多高，可以确定变质岩很重要的两个参数就是温度和压力条件，同时我们也可以在岩石中分选一些重要的矿物，一些变质的能记录年代学的矿物，进行进一步的定年，来确定变质作用发生的时间。综合起来呢我们可以限定它变质的P-T-t条件，看一看整个他是从变质作用过程中经过了什么样的过程，根据P-T-t轨迹的特征进一步反演它背后的地球动力学背景是什么样子，比如说看到一个逐渐升温升压的条件，最高可以到3个GPa---4个GPa,可以确定岩石经历了很深的俯冲作用，可以达到100-150公里的深度。那么进一步我们可以和构造岩石学结合，确定岩石它经历的变形变质过程，进一步确定P-T-t-d轨迹，更详细的研究过程。大概是这样的研究手段，通过这些研究手段反演变质岩经历的过程以及它背后的地质学的含义。

同学：

咱们在之前学习过岩浆岩，在岩浆岩的那个学习过程中我们学到了鲍文反应序列，知道了岩浆在根据它的温度压力条件下发生变化的时候就会结晶出不同的矿物，那在变质岩中有没有这样一个类似的规律来让我们了解变质岩矿物结晶的顺序？

郭老师：

嗯，我明白你的意思了。那么其实我们大家都知道变质岩它是指岩浆岩和沉积岩在温度压力改变或升高的条件下形成的一种特殊的岩石，这个过程中它的矿物组合，矿物成分，矿物结构都发生了变化。的确在变质过程中也确实存在一些矿物变化的规律，那么这就是你们在学习过程中听到一个变质相的概念，它是指在一个特定的全岩成分条件下，岩石不同的温压条件下区间如果能达到热力学平衡的话，那么往往会形成一套固定的矿物组合，这个我强调的是形成一个固定的矿物组合，而不是形成某一个矿物，那么我们对这个变质相的命名通常是以基性岩石它在变质过程中，在不同的变质相的温压条件下条件下形成的矿物命名，这是因为基性岩石变化的规律特别好，而且往往能够在变质作用过程中把早期的变质信息保留，通常有常见的大家都很熟悉的，比如说沸石相，葡萄石相，绿纤石相，绿片岩相，角闪岩相，蓝片岩相到最高的最高压的榴辉岩相，麻粒岩相，那么它们都是以其中的特征矿物出现来定义这个相的名字和变质条件。所以大家呢只要掌握这个变质相的温度压力条件，那么在野外看到这个不同矿物组合的时候可以大致的判断岩石曾经经过的变质相和它大概的温度压力条件。

孙老师：

好的，那由于时间的关系，今天的分享就到这里，谢谢郭老师，谢谢！