第五章变质作用与变质岩
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第五章 变质作用与变质岩
大部分为结晶的岩石， 碎屑结构、泥质结构、 重结晶岩石，具粒状、 部分为隐晶质、玻璃 化学结构和生物结构 鳞片状、斑状等各种 质 等 变晶结构 多为块状构造。喷出 各种层理构造，如斜 岩具气孔状、杏仁状、 层理、水平层理、交 流纹状等构造 错层理等 大部分具片理构造， 部分为块状构造
橄榄石等
不含生物化石，围岩 有烘烤现象,不能形成 褶曲构造
(三)变质岩(metamorphic rock)
4.变质作用的类型和常见的变质岩 区域（动力）变质作用常见的岩石类型有：板岩、千枚岩、 片岩、片麻岩
三、岩石(rock)
(三)变质作用的类型和常见的变质岩
(5) 超变质作用：在深度区域变质的基础上，由于地壳下沉或深 部热流继续上升，使原岩发生局部重熔、交代、注入等混合 岩化作用，从而形成岩性介于变质岩与岩浆岩之间的各种混 合岩。
三、岩石(rock)
(四)岩石的相互转化
沉积岩、岩浆岩和变质岩是可以相互转化的，它们之间
的相互转化又叫做岩石的循环或地质循环。
三、岩石(rock)
(四)岩石的相互转化
特点 产 状 形成环境 结 构 构 造 标准矿物 其它 岩 类 岩 浆 岩 沉 积 岩 变 质 岩 侵入，喷出 岩浆泠却，降温降 压 层状产出 常温常压 随原岩产状而定 增温增压
三、岩石(rock)
(三)变质岩(metamorphic rock)
4.变质作用的类型和常见的变质岩
(4) 区域（动力）变质作用： 由于区域性地壳活动导致较大空间的
变质作用。影响因素多而复杂，广泛出现于古老结晶基底和造 山带中，使岩石形成不同程度的片理结构和不同类型的递增变 质带。
三、岩石(rock)
石盐、石膏等 多含生物化石，可 形成明显的褶曲
第五章-变质作用和变质岩
绿泥石 白云母 黑云母 石榴石 十字石 夕线石 石英 长石
板岩
片岩
片麻岩
熔融
四 变质岩的结构和构造
1 变质岩的结构 变晶结构：变质作用过程中，原岩发生矿物
的形成、生长、组合镶嵌而形成的结晶结构。（
如：粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构、斑状变
晶结构等。）
变余结构：变质作用过程中，残留的原岩结
构。（如：变余碎屑结构、变余泥质结构等。）
个过程中起决定作用的是压力。
在静压力很高的情况下，密度小、体积大的不同矿物 可以结合成密度大、体积小的新矿物，并且总体积会 缩小。岩浆岩中橄榄石和钙长石在高压下可以结合成
为石榴子石。
通过高温高压试验，在30×108Pa压力（相当于地下 110km深度压力）下，普通石英可以转变为结构不同 的柯石英，比重由2.65变为2.93。
的矿物。比如常见的粘土矿物（高岭石），在500℃
时可发生下列反应：
若该脱水反应进行的不彻底，则形成白云母和绿泥石 含水矿物，但其含水量远低于高岭石
另外一种在沉积岩中常见的变质反应是脱CO2反应.例
如方解石受热作用后可以释放出CO2，剩余的CaO会
与岩石中的SiO2结合，形成新的矿物——硅灰石
这一反应中起决定作用的仍然是温度，温度大于 400℃时会发生此反应
榴子石，夕线石、蓝晶石、蓝闪石等标志性变质矿物
片麻岩：变质程度和片岩一致，具有片麻状（岩石中 暗色矿物断断续续呈定向排列）或者条带状构造，出 现的典型变质矿物跟片岩类似。
变粒岩：主要由长石和石英组成，片麻状构造不发 育，一般呈细粒状
麻粒岩：变质程度较
片岩、片麻岩深，其
基本不含黑云母，角 闪石等含水矿物。主 要由长石、辉石、石 榴子石、石英等粒状
变质作用及变质岩
岩 变质作用 变质岩 岩浆岩 沉积岩 变质岩
二
引起变质作用的因素
（一）温度：是影响变质作用的最基本因素
150℃（180 ℃）~ 800 ℃（900 ℃ ） 升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强， 可使原来的非晶质变为晶质，原来的小晶粒长大。 地热
来源 岩浆热
岩石的断裂挤压
（二） 压力
1 静压力——上覆岩石自重引起的，各项等同 静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为 密度大、体积小的新矿物。 2 定向压力——作用于地壳岩石的侧向挤压力， 具有方向性， 主要是构造里的作用造成，作用结果使岩石中片、 柱状矿物定向排列。 挤压力 剪切力
变质作用的类型与其在地壳中发生的部位
五
变质岩的矿物
一部分矿物：石英、长石、云母、角闪石、辉石、 磁铁矿以及方解石、白云石等。这些矿物或是从变质前 的岩石中保留下来的稳定矿物；或是在变质过程中新产 生的矿物。 另一部分矿物是在变质过程中产生的新矿物，如石
榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、红柱石、阳起石、
定向压力
压力作用下矿物颗粒的排列状况
（三）化学活动性流体
以H2O、CO2为主，并含有挥发性的物。
作用：控制反应进程
扩散、迁移元素，改变化学成分。
化学活动性流体来源：
岩石孔隙及裂隙中以水为主的液体
结构水
岩浆中逃逸出的热气、热液 地壳深处的热液（带入各种元素）
在变质作用过程中，温度、压力和化学
活动性流体等各种因素是相互配合的，往往
文石
文石
文石
方解石
方解石
方解石
六
变质岩的结构
变质岩 的结构
变晶 结构
变余 结构
碎裂 结构
第五章变质作用与变质岩
变质岩的构造：指矿物之间的关系、空间展布方式 1．变成构造：原岩构造（如层理）消失，通过变
质作用形成的新构造。有以下类型：
（1）斑点状构造 （2）板状构造 （3）片理构造 （4）片麻状构造 （5）拉伸线理 （6）块状构造
四 变质岩的构造
随变质程度加深: 斑点状(spotted)→板状构造(slate) →千枚状构造（phyllite）→片状构造（schist） →片 麻状构造（gneiss）→块状构造(quartzite，矿物无明 显定向) 2.变余构造：变质岩中残留有原岩的构造。如变 余层状、气孔、条带构造等
温度的作用：非晶体→结晶体;结晶体→重结晶; 物质与结构重组，一种矿物→另一种矿物
温度的来源： 地热增温（1°C/33m）、构造运动热、 岩浆热、放射热
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体 2. 压力 P 静压力（垂或侧）:由上复岩石重量引起，随埋藏深 度增加而增加。
静压力各向 作用力相等
一、 接触变质
绿帘石（黄绿色者）矽卡岩
接触交代变质作用示意图
二、 区域变质
1. 区域变质作用:在T、P、流体的综合作用下,区域范围 内发生的变质
变质环境及其与温度、压力的关系示意图
二、 区域变质
2.代表性岩石：板岩（赣北浙西瓦板岩）→千枚岩→ 片岩→斜长角闪岩→片麻岩→麻粒岩→榴辉岩
3. 代表性矿物： 超高压、高温: C→金刚石diamond 高压、低温:角闪石、钠长石→兰闪石glaucophane 高温、低压:黏土矿物→红柱(Al2SiO5 )Andalousite 高温、高压:黏土矿物→矽线(Al2SiO5 )Sillimanite 中温、中压:黏土矿物→兰晶石(Al2SiO5 )Disthene
质作用形成的新构造。有以下类型：
（1）斑点状构造 （2）板状构造 （3）片理构造 （4）片麻状构造 （5）拉伸线理 （6）块状构造
四 变质岩的构造
随变质程度加深: 斑点状(spotted)→板状构造(slate) →千枚状构造（phyllite）→片状构造（schist） →片 麻状构造（gneiss）→块状构造(quartzite，矿物无明 显定向) 2.变余构造：变质岩中残留有原岩的构造。如变 余层状、气孔、条带构造等
温度的作用：非晶体→结晶体;结晶体→重结晶; 物质与结构重组，一种矿物→另一种矿物
温度的来源： 地热增温（1°C/33m）、构造运动热、 岩浆热、放射热
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体 2. 压力 P 静压力（垂或侧）:由上复岩石重量引起，随埋藏深 度增加而增加。
静压力各向 作用力相等
一、 接触变质
绿帘石（黄绿色者）矽卡岩
接触交代变质作用示意图
二、 区域变质
1. 区域变质作用:在T、P、流体的综合作用下,区域范围 内发生的变质
变质环境及其与温度、压力的关系示意图
二、 区域变质
2.代表性岩石：板岩（赣北浙西瓦板岩）→千枚岩→ 片岩→斜长角闪岩→片麻岩→麻粒岩→榴辉岩
3. 代表性矿物： 超高压、高温: C→金刚石diamond 高压、低温:角闪石、钠长石→兰闪石glaucophane 高温、低压:黏土矿物→红柱(Al2SiO5 )Andalousite 高温、高压:黏土矿物→矽线(Al2SiO5 )Sillimanite 中温、中压:黏土矿物→兰晶石(Al2SiO5 )Disthene
第五章变质作用和变质岩
若混合作用较强则二者界线变得不太清楚并逐渐消失区域混合岩混合岩混合岩花岗岩条带状混合岩顺层混合岩眼球状混合岩肠状混合岩阴影状混合岩具有肠状构造的混合岩变质作用的基本规律变质作用的时间演化规律古老的岩石前寒武纪5亿年以前一般都发生了变质而且变质较深常常发生过多次变质如秦岭地区的岩石普遍发生过3次变质作用
三、动力变质作用
出现在大断裂带上或构造运动强烈的 地带，由强大的侧向挤压力和剪切应力引 起，主要的变质方式为变形与碎裂。
– 在地下较浅处由于温度较低，以脆性变形为主； – 在地下较深处由于温度较高，则以韧性变形为 主，形成韧性剪切带。
四、区域变质作用
在较大区域内发生的，由一种因素为主或 多种因素综合作用的复杂变质作用。
第五章 变质作用与变质岩
变质作用
各种岩石基本上在固 态下受到内动力地质作用，发生矿物 成分和结构、构造的变化而变成一种 新岩石的过程。
经变质作用形成的岩石 原 岩
变质作用
变质岩 变质岩
岩浆岩
沉积岩
正变质岩
负变质岩
第一节
变质作用的原理
一、岩石变质的因素：
外部因素：温度、压力、活动性流体 内部因素：原岩特点、性质
又如硅质石灰岩在高温下，其中SiO2和CaCO3可重结晶成硅灰石：
（二） 压力
变 质 作 用 的 压 力 范 围 一 般 为 0— 109Pa。
包括：静压力和定向压力。
静压力（围压） 压力 侧向压力（应力）
1、静压力的影响
静压力：
又叫围压，具有均向性。岩石处于地下深处，要受到上覆 和周围岩石的静压力。 在静压力作用下，岩石中矿物重结晶成体积减小而密度增 大的新矿物，以适应新的存在环境。 例如基性岩中的钙长石（密度2.76）和橄榄石（密度3.2） 在高压下形成石榴子石（密度3.4—4.3）：
三、动力变质作用
出现在大断裂带上或构造运动强烈的 地带，由强大的侧向挤压力和剪切应力引 起，主要的变质方式为变形与碎裂。
– 在地下较浅处由于温度较低，以脆性变形为主； – 在地下较深处由于温度较高，则以韧性变形为 主，形成韧性剪切带。
四、区域变质作用
在较大区域内发生的，由一种因素为主或 多种因素综合作用的复杂变质作用。
第五章 变质作用与变质岩
变质作用
各种岩石基本上在固 态下受到内动力地质作用，发生矿物 成分和结构、构造的变化而变成一种 新岩石的过程。
经变质作用形成的岩石 原 岩
变质作用
变质岩 变质岩
岩浆岩
沉积岩
正变质岩
负变质岩
第一节
变质作用的原理
一、岩石变质的因素：
外部因素：温度、压力、活动性流体 内部因素：原岩特点、性质
又如硅质石灰岩在高温下，其中SiO2和CaCO3可重结晶成硅灰石：
（二） 压力
变 质 作 用 的 压 力 范 围 一 般 为 0— 109Pa。
包括：静压力和定向压力。
静压力（围压） 压力 侧向压力（应力）
1、静压力的影响
静压力：
又叫围压，具有均向性。岩石处于地下深处，要受到上覆 和周围岩石的静压力。 在静压力作用下，岩石中矿物重结晶成体积减小而密度增 大的新矿物，以适应新的存在环境。 例如基性岩中的钙长石（密度2.76）和橄榄石（密度3.2） 在高压下形成石榴子石（密度3.4—4.3）：
地质与地貌05变质岩
原岩性质发生了改造，也可残留原岩的某些特点——即有改造特征，又有残留特点 变质岩中的矿物成分既有原岩矿物成分，也有变质过程中新生矿物成分。
残留矿物：与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、云母、角闪
石、辉石等，它们大多是原岩残留下来的，也可以在变质作用中形成。
变质矿物：是在变质过程中产生的新矿物，是变质岩所特有的矿物，
➢片状构造(片岩)——细粒到粗粒片状或柱状矿物定向排列，可劈 开成薄片状。（图片）
➢片麻状构造(片麻岩)——矿物较粗，浅色粒状矿物(长石、石英) 和深色片状，柱状矿物(黑云母、角闪石)大致相向成带状，平行排 列，不易劈开。（图片）
➢眼球状构造(眼球状片麻岩)——片麻状构造中，钾长石呈眼球状 定向分布。（图片）
节目录
二、变质岩的结构
变余结构——变质较轻时，
残留下来的原岩结构。（如图）
变晶结构——在变质过程
中矿物重新结晶所形成的结构。
➢等粒变晶结构（如图）
➢斑状变晶结构：在个
体较小的矿物集合体(基 质)中分布有较大的矿物 晶(斑晶)。（如图）
18
二 、 变 质 岩 的 结 构
等粒变晶结构， 显微镜下的石英
一、 变 质 级
10
§ 2、 变 质级及变质作 用方式
二、变质作用方式
本节小结
城 市 与 环 境 科 学 院㊣黄昆 章目录
一、变 质 级
11
一 、 变 质 级
（一）温度型变质级
1、温克勒将整个变质作用区间分为四个变质级：
很低级变质：（200℃—350℃） 其低限以基性岩中浊沸石（ 200℃）开始出现为标志；其上限是 基性岩中出现黝帘石和阳起石（ 350℃ ）。 低级变质：（350-550℃） 以十字石的出现，堇青石的形成为标志。 中级变质：（550-650℃） 以矽线石+钾长石的组合为标志。 高级变质：（650℃—800℃） 以硅灰石+紫苏辉石+矽线石+钾长石的组合为特征。
残留矿物：与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、云母、角闪
石、辉石等，它们大多是原岩残留下来的，也可以在变质作用中形成。
变质矿物：是在变质过程中产生的新矿物，是变质岩所特有的矿物，
➢片状构造(片岩)——细粒到粗粒片状或柱状矿物定向排列，可劈 开成薄片状。（图片）
➢片麻状构造(片麻岩)——矿物较粗，浅色粒状矿物(长石、石英) 和深色片状，柱状矿物(黑云母、角闪石)大致相向成带状，平行排 列，不易劈开。（图片）
➢眼球状构造(眼球状片麻岩)——片麻状构造中，钾长石呈眼球状 定向分布。（图片）
节目录
二、变质岩的结构
变余结构——变质较轻时，
残留下来的原岩结构。（如图）
变晶结构——在变质过程
中矿物重新结晶所形成的结构。
➢等粒变晶结构（如图）
➢斑状变晶结构：在个
体较小的矿物集合体(基 质)中分布有较大的矿物 晶(斑晶)。（如图）
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二 、 变 质 岩 的 结 构
等粒变晶结构， 显微镜下的石英
一、 变 质 级
10
§ 2、 变 质级及变质作 用方式
二、变质作用方式
本节小结
城 市 与 环 境 科 学 院㊣黄昆 章目录
一、变 质 级
11
一 、 变 质 级
（一）温度型变质级
1、温克勒将整个变质作用区间分为四个变质级：
很低级变质：（200℃—350℃） 其低限以基性岩中浊沸石（ 200℃）开始出现为标志；其上限是 基性岩中出现黝帘石和阳起石（ 350℃ ）。 低级变质：（350-550℃） 以十字石的出现，堇青石的形成为标志。 中级变质：（550-650℃） 以矽线石+钾长石的组合为标志。 高级变质：（650℃—800℃） 以硅灰石+紫苏辉石+矽线石+钾长石的组合为特征。
普通地质学 第五章 变质作用与变质岩
11
第二节 变质作用中原岩的变化
一、物质成分的变化
在变质作用过程中物质成分的变化，温度和压力起了重要作用，表现在： 1、温度变化，① 使岩石通过释放或获得某些挥发分，发生化学成分重新组合， 原矿物消失，新矿物生成。如，高岭石脱水（高温）反应
Al4［Si4O10］［OH］8
(高岭石) 方解石的脱CO2的反应
划分为三类：
变余构造，变成构造和混合岩构造
结构构造是变质岩的重要特征，常用作变质岩分类命名的重 要依据。通过对结构和构造的研究，还可以了解变质岩的原岩， 判断原岩所经受的变质作用、环境、方式和程度等特点。
17
（一）变质岩的结构
1、变晶结构
变晶结构是岩石在变质作用过程中发生重结晶和变质结晶 作用所形成的结构。这是变质岩最常见的结构。
2、变质物态
整体性。 3、变质方式 4、变质结果 分的改变。
变质作用一般在固态下发生，保持着原岩的
原岩的变形、破碎作用，重结晶作用，矿物 导致原岩的结构、构造，矿物成分及化学成
重组合和交代作用等。
由变质作用形成的岩石叫变质岩。根据原岩的类型不同，可 分两类：
正变质岩－原岩为火成岩经变质作用后形成的变质岩。
关，有时范围很小，仅限接触带，即是所谓的接触 变质，有时也可能影响一个区域。 ◆应力作用下的摩擦热：其较为局部，如断裂带。
6
2、压力
可分为静压力、流体压力、定向压力。压力单位：bar pa 等 (1)静压力（均向压力）
一般指由上覆岩层的负荷重量所引起的压力。这种压力是随
深度增加而增大的，而且对岩石的作用力各向均等。 静压力的作用： ① 压缩岩石，使岩石孔隙减小， 变得致密坚硬；
500℃
Al2［ SiO4 ］O＋2 SiO2＋4H2O
第二节 变质作用中原岩的变化
一、物质成分的变化
在变质作用过程中物质成分的变化，温度和压力起了重要作用，表现在： 1、温度变化，① 使岩石通过释放或获得某些挥发分，发生化学成分重新组合， 原矿物消失，新矿物生成。如，高岭石脱水（高温）反应
Al4［Si4O10］［OH］8
(高岭石) 方解石的脱CO2的反应
划分为三类：
变余构造，变成构造和混合岩构造
结构构造是变质岩的重要特征，常用作变质岩分类命名的重 要依据。通过对结构和构造的研究，还可以了解变质岩的原岩， 判断原岩所经受的变质作用、环境、方式和程度等特点。
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（一）变质岩的结构
1、变晶结构
变晶结构是岩石在变质作用过程中发生重结晶和变质结晶 作用所形成的结构。这是变质岩最常见的结构。
2、变质物态
整体性。 3、变质方式 4、变质结果 分的改变。
变质作用一般在固态下发生，保持着原岩的
原岩的变形、破碎作用，重结晶作用，矿物 导致原岩的结构、构造，矿物成分及化学成
重组合和交代作用等。
由变质作用形成的岩石叫变质岩。根据原岩的类型不同，可 分两类：
正变质岩－原岩为火成岩经变质作用后形成的变质岩。
关，有时范围很小，仅限接触带，即是所谓的接触 变质，有时也可能影响一个区域。 ◆应力作用下的摩擦热：其较为局部，如断裂带。
6
2、压力
可分为静压力、流体压力、定向压力。压力单位：bar pa 等 (1)静压力（均向压力）
一般指由上覆岩层的负荷重量所引起的压力。这种压力是随
深度增加而增大的，而且对岩石的作用力各向均等。 静压力的作用： ① 压缩岩石，使岩石孔隙减小， 变得致密坚硬；
500℃
Al2［ SiO4 ］O＋2 SiO2＋4H2O
普通地质学课件：变质作用中原岩的变化
斑点状构造
四、变质岩的构造
板状构造
四、变质岩的构造
片理构造
四、变质岩的构造
片麻状构造
四、变质岩的构造
拉伸构造
四、变质岩的构造
块状构造
四、变质岩的构造
02 变余构造
定义：指变质岩中残留的原岩构造，如变余气孔（杏仁）构 造、变余层状构造等
变余构造（变余结构）的存在便成为判断原岩属于火成岩还 是沉积岩的重要依据。
第五章 变质作用与变质岩
物质成分的变化
02
变质岩中的矿物
03
变质岩的结构
04
变质岩的构造
一、物质成分的变化
①岩石通过释放或获得某些挥发分（含H2O、CO2等） 而达到平衡，形成新的矿物。 脱水作用（ H2O ） Al4[Si4O10](OH)8吸热≈500℃2Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O
石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等。 这些矿物能够适应较大幅度的温度、压力变化而保持稳定。
三、变质岩的结构
定义：指矿物、变斑晶自身特征、形态、大小,与邻近颗粒的关系 。 包括：变晶结构、变余结构、 碎裂结构、交代结构等。
三、变质岩的结构
变晶结构
三、变质岩的结构
变余结构
三、变质岩的结构
正变质岩（岩浆岩）；副变质岩（沉积岩）
小结
物质成分的变化，三种表现 变质岩中的矿物、特征变质矿物 变质岩的结构（变晶结构、变余结构、碎裂结构、交代结构等） 变质岩的构造（变成构造、变余构造）
学习快乐！
K [AlSi3O8 ] + Na+→ Na[AlSi3O8 ]+K+
钾长石
钠长石
二、变质岩中的矿物
普通地质学—变质作用与变质岩
普通地质学—变质作⽤与变质岩第五章变质作⽤与变质岩第⼀节变质作⽤概述⼀、变质作⽤概念指岩⽯基本处于固体状态下，受到温度、压⼒和化学活动性流体的作⽤，发⽣矿物成分、化学成分、岩⽯结构构造的变化，形成新的结构、构造或新的矿物与岩⽯的地质作⽤。
变质岩：由变质作⽤所形成的新岩⽯。
新形成的岩⽯⽆论是岩⽯的矿物成分，还是结构、构造，均可与原岩不同。
1、变质作⽤与岩浆作⽤的区别：岩浆作⽤是⾼温、⾼压，使原岩从固态转变成熔融的液态后再成岩。
⽽变质作⽤过程中，原岩基本处于固态，温度⽐岩浆作⽤要低。
2、变质作⽤与沉积作⽤的区别：沉积作⽤只发⽣在地球的表层，与⼤⽓、⽔、⽣物等外因有关。
⽽变质作⽤主要发⽣在地表以下⼀定深度，与温度、压⼒等因素有关,温度⽐沉积作⽤要⾼。
⼆、引起变质作⽤的因素引起变质作⽤的因素有温度、压⼒以及化学活动性流体。
1、温度：温度是引起岩⽯变质的主要因素。
其作⽤是提供变质作⽤所需要的能量，促使⼀系列的化学反应和结晶作⽤得以进⾏；同时温度增⾼还可使矿物的溶解度加⼤，增强了流体的渗透性、扩散性及化学活动性，促进了变质作⽤的过程。
变质作⽤的温度范围⼀般介于（150）180℃～800（900）℃之间。
低于此温度，就属于固结成岩作⽤（沉积岩）。
⼀旦温度⾼到使原岩熔融，那么就进⼊到岩浆作⽤的范畴。
因此，变质作⽤基本上在固态下进⾏。
变质温度的基本来源有三个⽅⾯：（1）地热：地下温度随着深度增加⽽增⾼。
如果地表岩⽯因某种原因沉陷到⼀定深处，就能获得相应的温度。
（2）岩浆热：岩浆是⾼温熔融体，当岩浆侵⼊时，岩浆热会传到围岩，使围岩增温。
（3）地壳岩⽯断裂：断裂块体相互错动和挤压，能产⽣剪切热，使岩⽯升温。
2、压⼒：压⼒可分为静压⼒、流体压⼒及定向压⼒。
（1）静压⼒与流体压⼒：静压⼒是由上覆岩⽯重量引起的，它随着埋藏深度增加⽽增⼤。
静压⼒对岩⽯的作⽤⼒各项均等。
流体压⼒：静压⼒在岩⽯中的传递不只是通过固体的岩⽯质点，也可以通过循环于岩⽯空隙中的流体传递，形成流体压⼒。
普通地质学-第5章 变质作用与变质岩
第5章变质作用与变质岩一、名词解释变质作用正变质岩副变质岩重结晶作用重组合作用交代作用接触变质作用气液变质作用蚀变动力变质作用区域变质作用混合岩化花岗岩化变质带双变质带片理变质矿物碎裂带二、是非题1.变质作用可以完全抹掉原岩的特征。
（）2.变质作用最终可导致岩石熔化和形成新的岩浆。
（）3.重结晶作用不能改变岩石原来的矿物成分。
（）4.接触变质作用常常影响到大面积的地壳岩石发生变质。
（）5.同质多相晶的矿物能够作为重结晶环境的指示矿物。
（）6.标志变质作用程度的典型的级别顺序是低级变质作用的绿片岩；中级变质作用的角闪岩和代表高级变质作用的辉石变粒岩。
（）7.标志高围压低温度形成的变质岩顺序是蓝片岩；紧接着是榴辉岩。
（）8.区域变质作用常常包含明显的机械变形。
（）9.区域变质作用的变质程度表现出水平与垂直方向上都有变化。
（）10.石灰岩经变质作用后只能变成大理岩。
（）11.片岩、片麻岩是地壳遭受强烈构造运动的见证。
（）12.高温、高压和强烈剪切作用是引起变质作用的最主要因素。
（）13.当加热时，所有的岩石都可在一定温度下重新起反应。
（）三、选择题1.接触变质形成的许多岩石没有或几乎没有面理，这是因为（）a.接触变质时几乎没有什么变形 ;b.接触变质在高温条件下进行的 ;c.接触变质在低温条件下进行的 ;d.在变质过程中没有任何完好矿物重结晶。
2.富长英质成分（Al2SiO5的铝硅酸盐）的岩石在变质作用过程中随着温度、压力的逐渐增加可以形成Al2SiO5系列多形晶矿物，其顺序是（）a.蓝晶石、红柱石、夕线石;b.红柱石、蓝晶石、夕线石;c.夕线石、红柱石、蓝晶石 ;d.夕线石、蓝晶石、红柱石。
3.碎裂岩是动力变质的产物，它主要是由于（）和（）。
a.沿断裂带机械变形的结果 ;b.作为岩石接近熔点的塑性变形 ;c.与花岗岩侵入有关 ;d.与断裂附近密集的节理有关。
4.下列哪一个不是变质作用的产物。
（）。
a.变斑晶 ;b.眼球花岗岩 ;c.斑晶 ;d.麻砾岩。
第五章变质作用与变质岩
• 眼球状构造(眼球状片麻岩)－片麻状构造中，钾长石呈眼球状定向分布。 • 条带状构造(条带状大理岩) • 块状构造(石英岩、大理岩)－结晶矿物无定向排列，无定向裂开性质。
板状构造 ： 岩石中矿物颗粒细 小，肉眼难以分辩， 岩性似薄板状，常 出现一组平行的破 裂面，且光滑平整， 破裂面具有微弱的 丝绢光泽，具变余 泥质结构。
矿物在这种定向压力下重新结晶，新生成的片状、 柱状矿物的长轴便垂直压力方向而排列，于是形成 了岩石的片理构造。
三、具有化学活动性的流体
以H2O，CO2为主，一方面可以作为化学反应 的媒介，也直接参与化学反应，另一方面降 低岩石的熔点。
化学活动性流体的参与，大大加快变质作用 的进行。
岩石粒向孔隙及裂隙中以水为主的液体；
变质结晶作用
（1）化学成分发生变化
• 脱水作用
吸热
Al4[Si4O10](OH)8 放热
高岭石
Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O 红柱石 石英
变质结晶作用
• 脱碳酸（复分解反应）
CaCO3+ SiO2
吸热
方解石 石英
放热
CaSiO3+CO2↑
硅灰石
• 水化（复分解反应）
2Mg2[SiO4] + 3H2O →
一、矿物成分
• 变质岩中的成分既有原岩成分，也有变质过程中新 产生的成分。
• 变质岩矿物成分可分为两类： • 一类是与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、
云母、角闪石、辉石等，它们大多是原岩残留下来 的，也可以在变质作用中形成。
• 另一类是变质作用产生的为变质岩所特有的矿物， 如石墨、滑石、石榴子石、红柱石、兰晶石、矽线 石等，称为变质矿物。
板状构造 ： 岩石中矿物颗粒细 小，肉眼难以分辩， 岩性似薄板状，常 出现一组平行的破 裂面，且光滑平整， 破裂面具有微弱的 丝绢光泽，具变余 泥质结构。
矿物在这种定向压力下重新结晶，新生成的片状、 柱状矿物的长轴便垂直压力方向而排列，于是形成 了岩石的片理构造。
三、具有化学活动性的流体
以H2O，CO2为主，一方面可以作为化学反应 的媒介，也直接参与化学反应，另一方面降 低岩石的熔点。
化学活动性流体的参与，大大加快变质作用 的进行。
岩石粒向孔隙及裂隙中以水为主的液体；
变质结晶作用
（1）化学成分发生变化
• 脱水作用
吸热
Al4[Si4O10](OH)8 放热
高岭石
Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O 红柱石 石英
变质结晶作用
• 脱碳酸（复分解反应）
CaCO3+ SiO2
吸热
方解石 石英
放热
CaSiO3+CO2↑
硅灰石
• 水化（复分解反应）
2Mg2[SiO4] + 3H2O →
一、矿物成分
• 变质岩中的成分既有原岩成分，也有变质过程中新 产生的成分。
• 变质岩矿物成分可分为两类： • 一类是与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、
云母、角闪石、辉石等，它们大多是原岩残留下来 的，也可以在变质作用中形成。
• 另一类是变质作用产生的为变质岩所特有的矿物， 如石墨、滑石、石榴子石、红柱石、兰晶石、矽线 石等，称为变质矿物。
变质作用及变质岩类型
变质作用及变质岩类型
目
CONTENCT
录
• 引言 • 变质作用类型 • 变质岩类型 • 变质岩的鉴别与特征 • 变质岩的应用与意义
01
引言
变质作用的定义
变质作用是指地壳中已形成的岩石，在固态条件下由于温度、压 力等变化，引起的岩石成分、结构、构造变化的地质作用。
它包括接触变质作用、区域变质作用、动力变质作用和混合岩化 作用等类型。
02
变质作用类型
接触变质作用
定义
接触变质作用是指在岩浆侵入过程中，由于高温和 气体的影响，使围岩发生化学成分和矿物成分的变 化，从而形成新的岩石的过程。
影响因素
岩浆的温度、气体的性质和围岩的化学成分。
常见岩石类型
大理岩、石英岩等。
区域变质作用
定义
区域变质作用是指在广泛分布的区域范围内，由于温度和压力的升 高，使原岩发生重结晶、变质反应等变化，形成新的岩石的过程。
高压条件下仍会经历蚀变作用，形成新的矿物和岩石
类型。
05
变质岩的应用与意义
变质岩在地质学研究中的意义
01
提供地质历史和地壳演化的证据
变质岩记录了地壳的历史和演化过程，通过研究变质岩的特征和形成过
程，可以了解地壳的运动、板块构造和地质事件。
02
揭示地球深部过程
硬度
变质岩的硬度通常比原岩高，因 为矿物颗粒紧密结合。
密度
变质岩的密度通常比原岩高，因 为矿物颗粒排列紧密。
导热性
变质岩的导热性比原岩高，因为 矿物颗粒的热传导性能较好。
变质岩的化学性质
化学成分
01
变质岩的化学成分与原岩相似，但经过变质作用后，矿物组成
和含量会发生变化。
目
CONTENCT
录
• 引言 • 变质作用类型 • 变质岩类型 • 变质岩的鉴别与特征 • 变质岩的应用与意义
01
引言
变质作用的定义
变质作用是指地壳中已形成的岩石，在固态条件下由于温度、压 力等变化，引起的岩石成分、结构、构造变化的地质作用。
它包括接触变质作用、区域变质作用、动力变质作用和混合岩化 作用等类型。
02
变质作用类型
接触变质作用
定义
接触变质作用是指在岩浆侵入过程中，由于高温和 气体的影响，使围岩发生化学成分和矿物成分的变 化，从而形成新的岩石的过程。
影响因素
岩浆的温度、气体的性质和围岩的化学成分。
常见岩石类型
大理岩、石英岩等。
区域变质作用
定义
区域变质作用是指在广泛分布的区域范围内，由于温度和压力的升 高，使原岩发生重结晶、变质反应等变化，形成新的岩石的过程。
高压条件下仍会经历蚀变作用，形成新的矿物和岩石
类型。
05
变质岩的应用与意义
变质岩在地质学研究中的意义
01
提供地质历史和地壳演化的证据
变质岩记录了地壳的历史和演化过程，通过研究变质岩的特征和形成过
程，可以了解地壳的运动、板块构造和地质事件。
02
揭示地球深部过程
硬度
变质岩的硬度通常比原岩高，因 为矿物颗粒紧密结合。
密度
变质岩的密度通常比原岩高，因 为矿物颗粒排列紧密。
导热性
变质岩的导热性比原岩高，因为 矿物颗粒的热传导性能较好。
变质岩的化学性质
化学成分
01
变质岩的化学成分与原岩相似，但经过变质作用后，矿物组成
和含量会发生变化。
第5章变质岩
第五章 变质岩
第五章变质岩
二、变质岩的结构
（一）变晶结构
变质岩的变晶结构
按变晶的相对大小可分：
等粒变晶结构、 斑状变晶结构
第五章 变质岩
第五章变质岩
二、变质岩的结构
（一）变晶结构
按变晶的形态可分：
粒状变晶结构、 柱状或纤状变晶结构、 鳞片状或片状变晶结构
第五章 变质岩
二、变质岩的结构
（一）变晶结构
和长英质脉体组成的混合岩。
第五章 变质岩
第五章变质岩
四、混合岩化作用及所形成的岩石
第五章 变质岩
第五章变质岩
形成的岩石
眼球状混合岩
肠状混合岩
第五章 变质岩
第五章变质岩
角砾状混合岩
混合花岗岩
第五章 变质岩
第四节 有关变质岩的几个问题
一、变质程度
第五章 变质岩
第五章变质岩
二、变质作用和地壳演化的关系
（二 ）压力
定压力
静压力
第五章 变质岩
第五章变质岩
（三）化学活动流体
岩石粒向孔隙及裂隙中以水为 主的液体 结构水［含有矿物Ｈ２Ｏ、Ｃ Ｏ2 ］ 岩浆中逃返的热气、热液 地壳深处的热液代入各种元素
第五章 变质岩
来源
第五章变质岩
三、原岩在变质作用中的变化方式。 重组合 重结晶 交代作用
第五章 变质岩
5 6
第五章 变质岩
第五章变质岩
二、变质岩的结构
（二）变余结构
变余斑状结构
变余砂状结构
43
第五章 变质岩
第五章变质岩
三、变质岩的构造 片理构造
（一）变成构造
第五章 变质岩
第五章变质岩
5.变质作用与变质岩
千枚状构造－－矿物颗粒细小，肉眼不能分辨，
片理面上出现丝绢光泽和细小皱纹。
片状构造－－矿物颗粒较粗，肉眼能清楚辨别。
（4）片麻构造 以粒状矿物为主，伴随定向排列 的片状、柱状矿物。后者被粒状矿物隔 开，断续排列 （5）块状构造 矿物均匀分布，无定向排列
2.变余构造：
变质岩中残留了原岩的构造特征。 如变余气孔构造、变余流纹构造、变余层状 构造等。
石灰岩（隐晶质）
成分CaCO3 石英砂岩（细小） 成分SiO2
大理岩（显晶质）
石英岩（粗大）
（三）变质结晶作用
指在原岩总体化学成分基本不变化的条件下， 原有矿物或矿物组合形成新矿物或新矿物组合的作 用。 特点：新矿物形成和旧矿物消失，反应前后岩石 的总体化学成分基本不变 红柱石（Al2SiO5） 蓝晶石（Al2SiO5）
矽卡岩主要产于中、酸性侵入体与碳酸盐 岩石的接触带上，碳酸盐岩经受变质所形 成的变质岩石。
可形成许多富铜、富铁、白钨、黄金等矿 床，这是我国东部地区常见的一种矿床类 型。
二、区域变质作用
在广大范围内发生，并由温度、压力、化学活动 性流体等多种因素引起的变质作用 影响范围:数千---数万平方公里 区域变质作用与大构造运动有关：
温度的影响：矿物中原子、离子或分子的活动 性增强，引发各种反应： • 重结晶 石灰岩（隐晶质） • 促进新矿物的形成
Al4[Si4O10](OH)8 高岭石 CaCO3 + 方解石 SiO2 石英
大理岩（显晶质）
2Al2[SiO4]O + 红柱石 CaSiO3 + CO2 硅灰石 2SiO2 + 4H2O 石英
按变晶相对大小，分为:
等粒变晶结构 斑状变晶结构
变质作用与变质岩
变质静压力最低为108Pa～2×108Pa，最高可达 13×108Pa～14×108Pa，即可在地下几公里到40公里深处 出现变质作用。
（2）流体压力 静压力通过循环于岩石空隙中的流体而形成流体压 力。 岩石处于封闭状态时，全部岩石重量传递给各部位流体，则流 体压力值等于静压值。
当岩石中有大量彼此连接而又与地面沟通的裂隙时，流体本身 为开放性系统，此时流体压力仅由流体本身重量决定，所以它低于 岩石静压值。 （3）定向压力 指作用于地壳岩石的侧向挤压力，具方向性，且两 侧作用相反： 当位于同一直线上时称为挤压力； 不在同一直线上时称为剪压力。 成因：地壳岩石相邻块体的相对运动所致。
第五章
变质作用与变质岩
变质岩占地壳总体积的27.4%
第一节
变质作用概述
一．概念
1．定义：固态岩石，受温度、压力及化学活动性液 体作用，发生矿物成分、化学成分、岩石结构构造变化的 地质作用，叫变质作用。 2．注意几个问题 （1）岩石基本不发生熔融，原岩未失其整体性，否则 成火成岩、岩浆作用了。但一旦温度达到熔点，变质作用 将转为岩浆作用，二者有成因联系。 （2）引起变质作用的温度、压力主要来自地球内部， 所以它发生在地表以下一定深度中，这与发生在地表的沉 积作用不同，沉积作用固结成岩的温度压力也比变质作用 小，深度也小。 （3）特殊情况下，变质作用可在地表进行：陨石撞击、 地下热流
2．其它稳定型矿物，如石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母 等属于沉积岩、火成岩的矿物也存在于变质岩中。
3．只适宜常温常压下的矿物：粘土、蛋白石、玉髓、石膏在变质 岩中是难存在的。 4．大量云母出现成为岩石主要矿物时，则为变质作用所成。
三．变质岩的结构
1．变晶结构 原岩发生重结晶而形成的结构，表现为矿物形成、 长大、晶粒相互紧密嵌合。新成晶体叫变晶，它可以粗、 中、细粒。也可以分为等粒变晶和斑状变晶（二种颗粒大 小相差悬殊）。 2．变余结构 浅变质时所留下的原岩结构： 变余斑状结构 变余砾状结构 保留原岩斑状结构 保留原岩砾状结构
自然地质学07 变质岩
37
（二）糜棱岩系列
1.糜棱岩类 具糜棱结构，定向构造。碎斑常呈卵圆状、眼 球状、透镜状，常发育波状消光、带状消光、 变形纹、扭折带等晶内和晶界塑性变形结构； 基质主要由亚颗粒和细小的重结晶颗粒组成， 且常呈条带状绕过碎斑，显示塑性流动迹象， 因而常称为流状构造。
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2.千糜岩
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Байду номын сангаас
按引起接触变质的主导因素及变 质作用方式的不同，接触变质作用可 分为两种： (1) 接触热变质作用
(2) 接触交代变质作用
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当碳酸盐岩石与中、酸性侵入岩 相接触时常形成矽卡岩。 矽卡岩(钙质矽卡岩)：主要由钙、 镁硅酸盐组成的接触交代变质岩。 我国大量中、小型含金的富铜、富铁 矿床（如湖北铜绿山铜矿床、大冶铁 矿床、安徽铜官山铜矿床）大多是与 矽卡岩关系密切的金属矿床。
4.热穹隆核部的区域变质作用 穹隆构造的核心部分变质 程度高、出现片麻岩、混合岩和花岗岩，向边部变质程 度逐渐降低。 5.洋底变质作用 由于洋中脊和热点附近热流值的增加和 深部上升的含Mn、Fe、Zn、Pb等元素的热水溶液的作用， 使洋壳岩石发生不同程度的变质作用。
44
区域变质岩的主要类型
区域变质岩常具有区域性大面积分布，多发育区 域性的劈理、结晶片理。
2
(二 )
变质作用的主要方式
1、重结晶作用
重结晶作用是指在变质作用条件下，原岩中矿物 颗粒的重新组合，只有矿物颗粒形状和大小的变 化，而不形成新的矿物相。重结晶前后，岩石总 化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）保持不变。
例如，石灰岩
隐晶
大理岩
显晶
3
2、变质结晶作用 是指在变质作用的温度、压 力范围内，在原岩总体化学成分 基本保持不变的情况下（挥发分 除外），原有矿物或矿物组合转 变为新的矿物或矿物组合的作用。
变质作用与变质岩
变质作用与变质岩变质作用是指在高温、高压条件下，岩石中的矿物质成分、结构和组成发生改变的过程。
变质作用常常发生在地壳较深处或在板块碰撞带中，并且具有几个主要的过程和特征。
首先，变质作用是由于高温和高压带来的热力作用。
在地壳深处，地壳内的地热增加，导致岩石中的矿物质发生物理和化学变化。
高温使岩石中的矿物质重新组合和重新结晶，形成新的矿物晶体。
高压使岩石中的矿物质变得致密，并且使晶体结构重新排列。
热量和压力的作用结合在一起，使岩石中的原始矿物质转变为新的矿物质。
其次，变质作用是由于岩石中的化学成分发生变化。
在变质作用的过程中，岩石中的矿物质根据不同的化学成分和组成发生改变。
一种常见的变化是矿物质的原子重排，从而产生新的矿物质和矿物相。
例如，硅酸盐矿物可以在高温和高压条件下转变为角闪石，含铝的石英可以变成高岭石等。
此外，岩石中的化学反应也可以导致物质的重新分配，使石英和长石发生相互交换。
第三，变质作用还包括了岩石的结构调整。
矿物质的重新组合和重新排列会导致岩石的结构发生变化。
例如，斜长石在高温和高压条件下会分解为石英和高岭石，并且矿物晶体的排列方式发生改变。
结构调整还可以导致岩石的脆性增加，使其更容易发生断裂和变形。
根据变质作用的性质和程度，可以将变质岩分为几种不同的类型。
最常见的是变质板岩，它是由于岩石的片状矿物质在高温和高压条件下发生重排而形成的。
板岩通常是黑色或暗灰色的，具有伪层理的结构。
另一种常见的变质岩是变质片麻岩，它是由于高温和高压条件下岩石中的石英和长石发生交互排列而形成的。
片麻岩通常有丰富的石英和斜长石，可以呈现出条纹状的结构。
另外，变质变糊岩是由于岩石中的黏土矿物质在高温和高压条件下发生重排而形成的，具有类似石英岩的颗粒状结构。
总的来说，变质作用是一种重要的地质过程，可以改变岩石的物理、化学和结构特征。
通过变质作用，岩石可以转变为变质岩，如变质板岩、变质片麻岩和变质变糊岩等。
变质作用在地壳内广泛发生，对地球的岩石圈演化和构造格局具有重要的影响。
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和田玉： 和田玉：变质角闪石岩
如果有一天， 中国重新成为 世界最强国， 依赖的一定是 我们的文化， 而不是其他。 --马未都
翡翠
主成分：微细 粒透辉石 透辉石
第一节 变质作用方式
• 变质作用一般指地下深处固态岩石在高温高 变质作用一般指地下深处固态岩石在 一般指地下深处固态岩石 压和化学活动性流体作用下，引起岩石的结 压和化学活动性流体作用下，引起岩石的结 构造和物质成分发生变化，形成新的岩 构、构造和物质成分发生变化，形成新的岩 的一种地质作用。 石的一种地质作用。 • 沉积岩、岩浆岩和变质岩都可以是受变质作 沉积岩、 用的原岩，变质作用使岩石变得更坚硬更致 用的原岩，变质作用使岩石变得更坚硬更致 比重加大)。 密(比重加大 。 比重加大
← 压应力作用下矿物 的定向排列
← 剪切应力作用下矿物 的定向排列
压力作用下，矿物颗粒的排列情况
构造应力可以理解为定向压力， 构造应力可以理解为定向压力，构造运动产生侧压 力。 李客定律： 李客定律：在最大压力方向上物质的熔点将降低从 而发生溶解，并在最小压力方向上沉淀。因此， 而发生溶解，并在最小压力方向上沉淀。因此，岩 石在定向压力作用下， 石在定向压力作用下，其中的矿物便在平行压力方 向溶解而沿垂直压力方向迁移并沉淀。 向溶解而沿垂直压力方向迁移并沉淀。 矿物在这种定向压力下重新结晶，新生成的片状、 矿物在这种定向压力下重新结晶，新生成的片状、 柱状矿物的长轴便垂直压力方向而排列， 柱状矿物的长轴便垂直压力方向而排列，于是形成 了岩石的片理构造。 了岩石的片理构造。
1.重结晶作用 重结晶作用 石英砂岩 石灰岩 石英岩 大理岩
化学成分与矿物成分均不发生变化
重结晶作用
石灰岩
大理岩
• 重结晶作用在成岩作用中已经出现，但在 重结晶作用在成岩作用中已经出现， 变质作用中则表现得更加强烈和普遍。 变质作用中则表现得更加强烈和普遍。 • 重结晶作用对原岩的改造主要是使其粒度 重结晶作用对原岩的改造主要是使其粒度 加大、颗粒相对大小均一化、 加大、颗粒相对大小均一化、颗粒外形变 得较规则。 得较规则。
五岳之首：太 太 古代变质岩。 古代变质岩。
雄伟的泰山
五台山所见的变质岩，
为区域变质作用 区域变质作用所产生 区域变质作用
北 京 故 宫
故宫里的大石栏杆， 以及一些假山石的 台座应该都是品质 品质 最高的汉白玉。 最高的汉白玉。 故宫旧称紫禁城。 是明、清两代皇宫， 无与伦比的古代建 筑杰作，中国现存 最大、最完整的古 建筑群。被誉为世 被誉为世 界五大宫之一(北京 界五大宫之一 故宫、法国凡尔赛 宫、英国白金汉宫、 美国白宫、俄罗斯 克里姆林宫)。
温度来源
地 热 岩 浆 热 岩石的断裂挤压
• 二、压力 可分为静压力 定向压力（应力） 静压力、 可分为静压力、定向压力（应力） 1）静压力指各个方面相等的围压，主要是 静压力指各个方面相等的围压， 由上覆岩石重量引起的，其大小随深度 由上覆岩石重量引起的， 的增加而增大。 的增加而增大。 • 静压力的增加有利于促使岩石中矿物晶 静压力的增加有利于促使岩石中矿物晶 格化， 体积较大的矿物形成体积较小， 格化，由体积较大的矿物形成体积较小， 密度较大的新矿物。 密度较大的新矿物。
例如： 例如：含 Na+ 的流体与钾长石发生交 代作用而置换出 K+，形成新矿物钠长 斜长石的一种）： 石（斜长石的一种）： KAlSi3O8+Na+→NaAlSi3O8+K+
钾长石 钠长石
交代作用的特点： 交代作用的特点： •在固态下进行； 在固态下进行； 下进行 •交代前后岩石的总体积基本保持不变； 交代前后岩石的总体积基本保持不变； 交代前后岩石的总体积基本保持不变 •原矿物的溶解和新矿物的形成几乎同时 原矿物的溶解和新矿物的形成几乎同时 原矿物的溶解和新矿物的形成几乎 进行； 进行； •交代作用是在开放系统中进行的； 交代作用是在开放系统中进行的； 交代作用是在开放系统中进行的 •反应前后岩石的总体化学成分发生改变。 反应前后岩石的总体化学成分发生改变 反应前后岩石的总体化学成分发生改变。
• 变质作用使得矿物由非晶质变为结晶质； 变质作用使得矿物由非晶质变为结晶质； 矿物 变为结晶质 结晶细小变为结晶粗大。 结晶细小变为结晶粗大。 细小变为结晶粗大 • 如石灰岩在持续较高温度的作用下转变为 大理岩， 大理岩，原来的碳酸钙物质经重结晶作用 转变为方解石。 转变为方解石。
• 温度的升高，加速了化学反应的进程， 温度的升高，加速了化学反应的进程， 产生新的矿物组合。 产生新的矿物组合。 • 例如高岭石在热力作用下，形成红柱石 例如高岭石在热力作用下， 和石英矿物组合。 和石英矿物组合。
3. 变质交代作用
原岩组分与化学活动性流体发生化学反 原岩组分与化学活动性流体发生化学反 化学活动性流体 出现物质成分的迁移， 应，出现物质成分的迁移，形成新的矿 物质有带进带出。 物，物质有带进带出。经交代作用形成 的新矿物具有原来矿物的假象。 的新矿物具有原来矿物的假象。 其结果不仅形成新矿物，而且岩石的总 其结果不仅形成新矿物， 形成新矿物 化学成分发生改变。 体化学成分发生改变。
目前世界上下潜深度最深的自主 日本的“ 行动潜水器是日本的“深海 日本的 6500”，最大下潜深度达 ，最大下潜深度达6500米。 米
第五章 变质作用与变质岩
现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成” 现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成” 的沉积岩， 火成的”的岩浆岩，还有经变质作用 的沉积岩 ，“ 火成的” 的岩浆岩 ， 还有经 变质作用 形成的变质岩。 形成的变质岩。 三大岩类在地壳中分布大致是： 三大岩类在地壳中分布大致是： 岩浆岩占地壳总体积的64.7％； ％ 岩浆岩占地壳总体积的 沉积岩占地壳总体积的7.9％ 占地表面积的 ％ 沉积岩占地壳总体积的 ％，占地表面积的75％； 变质岩占地壳总体积的27.4％。 ％ 变质岩占地壳总体积的
第一节 变质作用方式
1.重结晶作用－岩石在固态条件下发生重结晶使小 重结晶作用－ 重结晶作用 晶体变为大晶体，但成分不变。 晶体变为大晶体，但成分不变。如由微晶方解石组 成的灰岩变成由粗粒方解石组成的大理岩。 成的灰岩变成由粗粒方解石组成的大理岩。 2.变质结晶作用－原岩在固态条件下，有些矿物通 变质结晶作用－原岩在固态条件下， 变质结晶作用 过变质作用形成新矿物。 过变质作用形成新矿物。 3.变质交代作用－原岩组分与化学活动性流体发生 变质交代作用－原岩组分与化学活动性流体发生 变质交代作用 化学活动性流体 化学反应，出现物质成分的迁移，形成新的矿物， 化学反应，出现物质成分的迁移，形成新的矿物， 物质有带进带出。 物质有带进带出。经交代作用形成的新矿物具有原 来矿物的假象。 来矿物的假象。
2.变质结晶作用 变质结晶作用
概念：原岩在固态条件下， 概念：原岩在固态条件下，有些矿物通过变质作 用形成新矿物。 用形成新矿物。 特点：总体化学成分基本保持不变的情况下 的情况下（ 特点 ： 总体化学成分基本保持不变 的情况下 （ 挥 发分H 等除外） 发分 2O, CO2, C等除外），原有矿物或矿物组合 等除外 重新组合形成新矿物的作用。 重新组合形成新矿物的作用。 新矿物的作用
压 力 （千 巴 ）
沉积岩 成岩作用 低度变质 低度变质 中 度 变 质 大陆 地壳
深 度 （千 米 ） 度变质
度℃ 度℃
岩石是否发生变质要看其有无明显的重结晶 岩石是否发生变质要看其有无明显的重结晶 现象或有无变质矿物出现为标志。 变质矿物出现为标志 现象或有无变质矿物出现为标志。 岩石的变质作用是在固态状况下进行的。 岩石的变质作用是在固态状况下进行的。 固态状况下进行的 变质作用在地壳内部的物质活动中是广泛分 变质作用在地壳内部的物质活动中是广泛分 地壳内部 布和普遍存在的， 布和普遍存在的，不仅形成了各种变质岩石 而且形成了大量变质矿产。 ，而且形成了大量变质矿产。
变质结晶作用
（1）化学成分发生变化
• 脱水作用
吸热
Al4[Si4O10](OH)8 高岭石
放热
Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O 红柱石 石英
变质结晶作用
• 脱碳酸（复分解反应） 脱碳酸（复分解反应）
CaCO3+ SiO2
方解石 石英
吸热 放热
CaSiO3+CO2↑
硅灰石
• 水化（复分解反应） 水化（复分解反应） 2Mg2[SiO4] + 3H2O → 橄榄石 • 结合（化合反应） 结合（化合反应） Mg2[SiO4]+ Ca[Al2Si2O8] → 橄榄石 钙长石
静压力
静压力
如橄榄石和钙长石在一定的压力下就会形成 石榴子石。 石榴子石。 Mg2[SiO4]+ Ca[Al2Si2O8]
分子 体积 相对 密度 42.6 3.3 101.0 2.76
CaMgAl2[SiO4]
119 3.52
定向压力（应力） 2）定向压力（应力） —— 作用于地 壳岩石的侧向挤压力，具有方向性， 壳岩石的侧向挤压力， 具有方向性， 主要是 构造力的作用造成。 构造力的作用造成。 作用结果使岩石中的柱状 使岩石中的柱状、 作用结果 使岩石中的柱状 、 片状矿物 定向排列(岩石的结构 构造发生变化 结构、 发生变化） 定向排列(岩石的结构、构造发生变化）。可 分为： 分为： ※ 挤压力 ※ 剪压力
普通地质学
主讲： 主讲：杨 斌 二零一一年
第五章 变质作用与变质岩
第一节 变质作用方式 第二节 变质作用的因素 第三节 变质岩特征 第四节 变质作用类型及其代表性岩石
一则消息
“蛟龙号”载人潜水器将进行5000米 蛟龙号”载人潜水器将进行 米 米大深度海上试验， 至7000米大深度海上试验，挑战目前 米大深度海上试验 世界载人深潜新的最大深度。 如果试验取得成功，将意味着“蛟龙 号”潜水器可在占世界海洋面积 99.8%的广阔海域使用。 “蛟龙”号经过了37次严格试验后， 于2010年7月在中国南海成功下潜至 年 月在中国南海成功下潜至 3759米。 米