地球科学概论第六章_变质作用与变质岩
地球科学概论-5.内动力 变质作用
变质反应
特征变质矿物
重结晶
分解反应 化合反应 交换反应
分解反应
NaAlSi3O8【钠长石】＝ NaAlSi2O6【硬玉】＋ SiO2【柯石英】
化合反应
Mg2SiO4【镁橄榄石】＋ CaAl2Si2O8【钙长石】 ＝ CaMg2Al2(SiO4)3【石榴石】
交换反应
KNAaAlSliS3Oi3O8【8【钾钠长长石石】】＋
接触变质
区域变质
动力变质
高热变质
侵入岩
岩石圈挤压增厚/ 拉张减薄
断裂构造活动
近地表 含煤地层自燃
热变质 交代变质
角岩
矽卡岩
大理岩 石英岩
冲击变质 陨石撞击
角岩：细碎屑沉积岩（泥岩）接触热变质产物
角岩（浅部）
堇青石角岩（深部）
大理岩与石英岩：化学沉积岩接触热变质产物
原岩为石灰岩
原岩为硅质岩
矽卡岩：石灰岩交代变质产物
变质岩构造
变成构造
变余构造
叶理
非叶理
区域变质作用
动力变质作用
板理
片理
片麻理
线理
面理
紧密
片状矿物
矿物变质
矿物拉长
拉长矿物
裂隙
定向排列
分异条带
定向排列
面状分布
板理构造
片理构造
片麻理构造
不等粒变晶似斑状结构 vs. 眼球构造
混合岩
基质
变斑晶
(a) 糜棱岩
线理与面理构造
(b) 超糜棱岩 32o
变质作用类型
断裂构造活动
近地表 含煤地层自燃
点状
带状
线状
层状
冲击变质 陨石撞击
(变质岩)名词解释
1.变质作用由地球内力作用促使岩石发生矿物成分及结构构造变化的作用称变质作用。
2.混合岩化作用变质岩中低熔点的长英物质可能被熔融，形成部分流体相，这些熔融的部分与不熔的残留体混合而形成一种新的岩石，这种作用称为混合岩化作用。
3.变质岩由变质作用形成的岩石称为变质岩。
4.正变质岩由岩浆岩变质形成的岩石称为正变质岩。
5.副变质岩由沉积岩变质形成的岩石称为副变质岩。
6.变质作用的因素是指在变质过程中起作用的物理化学条件，即引起岩石变质的外部因素。
促使岩石变质的因素有温度、压力、具化学活动性流体及时间。
7.静压力又称均向压力，是指各个方向相等的围压，主要是由上覆岩石荷重所引起的。
8.粒间流体压力它们的存在会对周围的物质，包括孔隙四周的避、顶、底赋予一定的压力，这种压力就称为粒间流体压力。
9.应力又称定向压力，是一种侧向压力。
它与地壳的构造运动及岩浆活动有关。
10.片理在地壳的深处，由于静压力较大，温度较高，岩石的塑性程度较高，在应力的作用下，组成岩石的矿物常沿垂直于应力的方向上平行排列，形成片理。
11.构造超压应力还能通过各种途径来加速变质反应的速度，促进反应的进行，尤其是在地壳的浅处，岩石处于刚性状态时，应力的垂直分力可以迭加到静压力之上，这部分叠加的压力称为构造超压。
12.动力变质作用又称为碎裂变质作用，是在构造运动产生的定向压力作用下，主要使岩石发生破碎的一种变质作用。
13.区域变质作用它是在大面积内发生的区域性的变质作用，是地壳活动带伴随强烈造山运动所发生的一种变质作用。
14.埋藏变质作用在大范围内遭受变质，但无片理化的，纯粹由于埋深而引起的低温区域变质作用称为埋藏变质作用。
15.混合岩化作用这是在区域变质作用的基础上由地壳内部热流升高而产生的深部热流和局部重熔熔浆渗透、交代、贯入于变质岩中并形成混合岩的一种变质作用。
16.接触变质作用是在岩浆岩体边缘和围岩的接触带上，由于岩浆的高温和从岩浆中分出的溶液的影响而使岩石发生变质的作用。
变质岩复习整理
变质岩复习整理1.变质作用和变质岩概念变质作用:由于地球内动力作用，原始条件发生改变，已形成的（原有的）岩石为了适应新的环境在基本保持固态的情况下发生的结构、构造和矿物成分（有时甚至化学成分）的变化和调整，甚至局部发生部分熔融。
从原始岩石到形成新的岩石类型所发生的一系列变化过程统称为变质作用变质岩: 由变质作用形成的一种新的岩石2.变质作用控制因素？温度的作用、来源、在变质作用过程中的范围变质作用控制因素:温度，压力，具化学活性的流体温度的作用：1、促进重结晶；2、促进变质反应；3、导致原岩部分重熔温度的来源：1地热增温；2放射性衰变；3机械能转变；4岩浆侵入或上地幔热流活动温度在变质作用中的范围：200~800℃3.压力的分类及定义，压力对变质反应的影响，构造超压压力的分类：负荷压（固体岩石所承受的上覆岩石的压力，是一种均向性的静压力）、流体压（岩石系统中流体所具内压）、定向压（应力，物体遭受定向外力作用时其内部产生的一种抵抗力）压力对变质反应的影响：构造超压：是应力的垂直分压，作用相同于负荷压，即为超出正常负荷压的那部分静压力。
4.流体的成分、含量及变化规律，来源和作用流体的成分：H2O, CO2, CH4, S, N2, Cl, F……含量及变化规律：总量不超过1~2% 随岩石变质程度的增高而减少来源：1、继承原岩中的；2、岩浆侵入和地幔去气作用；3、大气降水进入底下在循环；4、原有含挥发份矿物的分解作用：1、控制反应；2、携带活动组分导致交代作用；3、提高反应速率；4、降低熔融温度5.变质作用方式及含义，以及各种变质作用发生的控制因素变质作用方式：1、重结晶作用；2、变质结晶作用；3、变质分异作用；4、交代作用；5、变形与碎裂作用6.变质作用类型；区域、接触、气液、动力（断裂）、埋深、洋底；各种变质作用类型的主要变质作用因素和变质作用方式7.正变质岩、副变质岩，进变质、退变质正变质岩：原岩为火成岩的变质岩副变质岩：原岩为沉积岩的变质岩进变质或退变质：由原来的变质岩又一次遭受新的变质作用8.影响脆性或韧性变形的因素：温度、压力; 韧性变形的三阶段，不同矿物韧性变形相对难易（强弱）韧性变形的三阶段：滑移、恢复、重结晶不同矿物韧性变形相对难易（强弱）：由易到难石英>长石>云母9.变质岩的基本特征（结构构造、矿物成分、化学成分），它们受什么因素控制（原岩特征，变质类型及强度）10.正、副变质岩的化学特征、等化学系(列)、等物理系（列）（p19, 25）等化学系列：不论原岩类型如何，但其原始总化学成分特征相同的所有变质岩等物理系列：主要按温度高低来划分，包括在特定变质条件下形成的所有变质岩的系列11.特征变质矿物、贯通矿物特征变质矿物：形成温压条件窄，能灵敏地反映外界条件变化，并能较好地指示原岩化学成分特征的变质矿物。
变质作用与变质岩
三大岩类之间的演变：
原已形成的岩石(火成岩、沉积岩、变质岩)通
过风化、剥蚀而破坏，破坏产物经过搬运、堆积
而形成沉积岩；
沉积岩、变质岩经过高温融熔而转变为(岩浆，
冷凝后形成)火成岩；
火成岩、沉积岩遭受变质作用转变为变质岩。
三大岩类不断相互转化。
三、动力变质作用(dynamic metamorphism) 又
称破裂变质作用(cataclastic metamorphism)。
形成与地壳发生断裂有关，出现在断裂带两
侧，在地壳的不同深度有不同的表现：在地壳的
浅部，表现为岩石的破碎，形成构造角砾岩；在
地壳的深部，在较高温度和静压力条件下，矿物
可产生塑性变形、重结晶以及出现新矿物，形成 糜棱岩。
第三节 变质作用类型及其代表性岩石
变质作用类型 区域变质作用 接触变质作用 动力变质作用 混合岩化作用
一、区域变质作用(regional metamorphism) 在广大范围内发生，由温度、压力以及化学活 动性流体等多种因素引起的变质作用。影响范围 几千－几万km2 ，深度达20km以上。200－800℃， 1×108－14×108Pa。 其发生常常与构造运动有关，伴随岩石变形。 形成的岩石以具有鳞片变晶结构及片理构造、片 麻状构造为特征。
动压力－剪切力
静压力
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，岩石在 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。 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
片麻岩－片麻状，变晶结构。长石、石英、云 母、角闪石、辉石。长石含量大于30%。由砂岩、 花岗岩等变质而成。 大理岩－块状构造，粒状变晶结构。方解石、 白长石。由碳酸盐岩变质而成。得名于云南大理。 洁白者称汉白玉。 石英岩－块状构造，变晶结构。石英，少量长 石、白云母。由砂岩或硅质岩变质而成。 矽卡岩－石榴石、绿帘石、磁铁矿。伴生矿床 Fe，Cu，Pb，Zn.
变质作用与变质岩
第六章变质作用和变质岩[教学目的与要求]本章主要讲解变质作用的原理（概念、变质作用因素、方式）；变质作用类型（接触热变质、动力变质、气—液变质、区域变质、混合岩化）；变质岩的特征（物质成分、结构、构造）；变质岩的分类（接触变质岩类、气-液变质岩类、动力变质岩类、区域变质岩类、混合岩类）。
重点：要求理解变质作用概念，不同变质岩形成过程，主要变质岩的特征。
第一节变质作用的概述一、变质作用的概念岩石在基本上处于固体状态下，受到温度、压力及化学活动性流体的作用，发生矿物成分、化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用，称为变质作用。
变质作用的特点：※岩石在基本上处于固态※岩石基本未发生熔融※岩石未失去其完整性1.变质作用与沉积作用的区别何在？松散沉积物随地壳的下沉，在温度、压力作用下，失水、固结成岩后，随温度、压力的进一步增高，可改变原沉积岩的矿物成分和结构构造，而变成变质岩，即沉积岩可逐渐过渡为变质岩，那末沉积岩的形成作用与变质作用的界限何在？归纳起来，有三点不同：（1）作用因素的来源不同引起变质作用因素主要来自于地球内部；沉积作用主要与地球外部因素有关。
（2）作用发生的深度不同变质作用发生在地壳的一定深度之下；沉积作用发生在地壳的表层。
（3）作用时的温度与压力不同引起变质作用所需的温度、压力较高；沉积岩的形成作用发生时的温度、压力均较低。
2.变质作用与岩浆作用的区别？当引起变质作用的温度很高，达到了岩石的熔点，使岩石完全熔化时，变质作用就转变成岩浆作用。
界限在于：变质作用时岩石基本处于固体状态、可能出现局部熔融，但并未失去其整体性；当岩石基本被熔融，呈液态时，成为岩浆作用。
二、引起变质作用的因素引起变质作用的因素有温度、压力及化学活动性流体。
（一）温度1.变质作用发生的温度由150－180℃（或180 －230℃）到800-900℃。
低于这个温度属沉积岩的固结成岩作用，高于这个温度岩石熔融，属岩浆作用。
地球科学概论----岩石
题目：论述岩浆岩、沉积岩、变质岩主要特征与类型，简述三大类岩石的相互转化过程。
一、岩浆岩⑴．岩浆岩的主要特征岩浆岩中有一些自己特有的结构和构造特征，比如喷出岩是在温度、压力骤然降低的条件下形成的，造成溶解在岩浆中的挥发份以气体形式大量逸出，形成气孔状构造。
当气孔十分发育时，岩石会变得很轻，甚至可以漂在水面，形成浮岩。
如果这些气孔形成的空洞被后来的物质充填，就形成了杏仁状构造。
岩浆喷出到地表，熔岩在流动的过程中其表面常留下流动的痕迹，有时好像几股绳子拧在一起，岩石学家称之为流纹构造、绳状构造。
如果岩浆在水下喷发，熔岩在水的作用下会形成很多椭球体，称之为枕状构造。
可见，这些特殊的构造只存在于岩浆岩中。
还有块状构造和斑状构造。
除了构造以外还有因为矿物的结晶程度、集合体形状与组合方式的不同可以有不同的结构，如玻璃质结构、隐晶质结构、显晶质结构。
（2）.岩浆岩的主要类型：岩浆岩依据矿物组成的差别，可以分为以下四类：①超基性岩类：二氧化硅含量小于45%，多铁、镁而少钾、钠，基本上由暗色矿物组成，主要是橄榄石、辉石，二者含量可以超过70%。
其次为角闪石和黑云母；不含石英，长石也很少。
这类岩石最常见侵入岩是橄榄岩类，喷出岩是苦橄岩类。
②基性岩类：化学成分的特征是SiO2为45-53%，Al2O3可达15%，CaO可达10%；而铁镁含量约各占6%左右。
岩石颜色比超基性岩浅，比重也稍小，一般在3左右。
侵入岩很致密，喷出岩常具有气孔状和杏仁状构造。
在矿物成分上，铁镁矿物约占40%，而且以辉石为主，其次是橄榄石、角闪石和黑云母。
基性岩和超基性岩的另一个区别是出现了大量斜长石。
这类岩石的侵入岩是辉长岩，分布较少；而喷出岩-玄武岩，却有大面积分布。
③中性岩类：化学成分特征是SiO2为53-65%，铁、镁、钙比基性岩低，Al2O3 16-17%，比基性岩略高，而Na2O+K2O可达5%，比基性岩明显增多。
中性岩类岩石颜色较浅，多呈浅灰色，比重比基性岩要小。
第六章 接触变质作用及
●第六章接触变质作用及接触变质岩第一节概述一、接触变质作用及其变质因素❑接触变质作用是以岩浆作用为主要热源的一种局部变质作用。
围岩受到岩浆的热烘烤而发生变质，因此也叫接触热变质作用。
其发生的部位主要是岩浆岩体周围的接触带上，变质作用的主要因素是热（温度升高），变质作用的方式主要是重结晶和变质结晶，交代作用不显著。
▪接触变质作用多发生于地壳较浅部位，以高的地热梯度（＞60℃/km）、高温低压为特征。
温度范围为300～800℃（有的达1000℃以上），压力范围为0.02～0.3GPa（0.2～3kb）。
▪接触变质作用有时也见于火山岩的围岩或捕虏体中，温度很高，产生透长石相的特殊矿物，甚至局部熔融产生玻璃质。
这种情况称为高热接触变质作用。
二、接触变质岩的基本特征❑接触（热）变质岩岩浆岩体的围岩在岩浆活动带来的热的影响下，通过重结晶和变质结晶形成的一系列具有新的矿物组合和结构构造的岩石。
接触变质岩的矿物成分和结构构造等方面的许多特点都与其形成的温度、压力条件密切相关。
●产状产于岩体周围的接触变质带上，分布宽度变化很大：几毫米～几米～几公里。
空间上常呈接触变质晕分布。
●矿物成分接触变质岩的特征矿物主要是一些高温低压条件下常见的矿物。
●组构接触变质岩一般呈块状构造，不显定向性，甚至云母、角闪石等片、柱状矿物也无定向。
典型的结构是斑状变晶结构、角岩结构或花岗变晶结构。
三、接触变质晕❑岩体与围岩的外接触带中随着与岩体距离的增大依次出现变质程度不同，具有不同矿物共生组合的接触变质岩石围绕岩体呈环带状分布，称为接触变质晕，常以特征变质矿物或特征矿物组合的出现为标志进行划分。
接触变质晕的宽度和强度，受以下因素的影响：❶岩浆岩体的成分❶岩浆岩体冷却的深度❸侵入体的体积和热容量❹围岩的成分❺接触面的形态特征第二节接触变质岩的分类、命名一、接触变质岩的分类接触变质作用过程中，岩石的化学成分基本保持不变，因此先根据等化学系列按原岩化学成分的不同将接触变质岩分为五大类：①泥质变质岩、②长英质变质岩、③钙质变质岩、④基性变质岩、⑤镁质变质岩，然后在每一大类中再按变质程度的不同及岩石所具有的特点划分具体类型。
普通地质学第六章 变质作用与变质岩
粘土矿物 蛋白石 玉髓 海绿石 水铝石 褐铁矿 石膏 硬石膏 盐类矿物 有机碳质
红柱石 蓝晶石 硅线石 硅灰石 绿帘石 符山石 透闪石 透辉石 阳起石 硬绿泥石 蛇纹石 滑石 石墨 十字石 镁橄榄石 石榴石 刚玉
二、变质岩的结构
——指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形态 以及颗粒之间的关系。常见的结构有： 千枚岩
颗 粒 定 向
挤压力 方向
挤压力 方向
具片理构造的变质岩
➢千枚状构造：岩石矿物颗粒细小且片里面上出现丝绢 光泽与细小细纹（千枚岩）
➢片状构造：矿物颗粒较粗肉眼可识别（片岩）
千枚岩
片岩
泥岩 片岩
片岩中矿物的定向排列（薄片）
（4）片麻状构造：组成岩石的矿物是以长石为主的 粒状矿物，还有部分平行定向排列的片状、柱状矿 物，后者在前者中成断续的带状分布。（片麻岩）
灰岩的接触
变质作用－ 形成矽卡岩
方解石－白云石 －镁橄榄石
钙硅石－石榴石－ 透辉石
碳酸盐大理石
方解石－蛇纹石 －绿泥石
温度降低
花岗岩侵入体
2.接触交代变质作用——除温 度以外，来自岩浆的挥发性物 质（气水热液）与围岩发生交 代作用，使岩石发生复杂的化 学变化，并产生新的矿物。最 典型的代表是：酸性岩浆与碳 酸盐岩石接触交代，形成矽卡 岩，并且常形成矽卡岩矿床 （某些金属矿物沉淀）。
第六章 变质作用
与 变质岩
变质作用概念
变质作用概述 变质作用影响因素
变质作用后原岩物质
变质岩的特征 成分的变化
变质作用类型
常见变质岩
第一节 变质作用概述
一、变质作用概念
变质作用——地壳中已经形成的岩石在基本上 处于固体状态下，受到温度、压力及化学活动性 流体的作用，发生岩石结构、构造和物质成分变 化的地质作用。
地质学中的岩石变质与变质岩
地质学中的岩石变质与变质岩地质学是研究地球的物质组成、结构和演化的学科，而岩石是地球上最基本的构造单元。
岩石的形成过程受到各种因素的影响，其中变质是岩石形成的重要过程之一。
本文将详细介绍地质学中的岩石变质与变质岩的相关内容，以帮助读者更好地理解地球演化的过程。
一、岩石变质的基本概念与分类1. 岩石变质的定义岩石变质是指岩石在高温、高压、化学活动等外界条件下发生内部结构和组成的变化过程。
这种变化可能是岩石的矿物组成发生改变，也可能是岩石的结构发生重排。
岩石变质是地质学中研究岩石演化和岩石内部变化的重要内容之一。
2. 岩石变质的分类根据岩石变质的机制和形成条件，可以将岩石变质分为两类：动力变质和热力变质。
（1）动力变质：是指岩石在大地构造力作用下发生变质的过程。
动力变质主要是由于地壳构造运动所引起的岩石变形、剪切和折叠等造成的。
动力变质常见于构造带和地震断裂带的附近，如大陆边缘带、海底地震带等。
（2）热力变质：是指岩石在高温、高压条件下发生结构和组成的变化过程。
热力变质是岩石变质的主要形式，其形成条件通常是经历了高温和高压的作用。
热力变质可分为焙烧变质、热液变质和交代变质等。
二、变质岩的形成与特点变质岩是在地质变质作用下形成的岩石。
在岩石变质的过程中，岩石的组成、矿物的结晶类型和结晶度等都会发生相应的改变，最终形成具有特定岩石学特征的变质岩。
1. 页岩变质岩页岩是由泥质、腐植质等沉积物堆积而成的含油气和黑色石炭的岩石。
在高温和高压的作用下，页岩会发生热液交代、高温脱碳和热裂变等过程，形成变质程度较低的页岩变质岩。
页岩变质岩常见的类型有云母变质岩、绿色片岩等。
2. 硬岩变质岩硬岩是指含有较高硅酸盐的碎屑岩、沉积岩和火山岩等。
在高温和高压作用下，硬岩会发生矿物晶须及颗粒的增长和相互排列的变化，从而形成变质程度较高的硬岩变质岩。
硬岩变质岩的类型有石英岩、云母片岩等。
3. 火成岩变质岩火成岩是由岩浆在地壳中冷却凝固形成的岩石，如花岗岩、安山岩等。
变质作用及变质岩
岩浆岩占总面积的76％，沉积岩20％， 变质岩不足4％。 岩石圈的总体积
沉积岩约占总体积的5％，岩浆岩35％， 变质岩60％。
地质作用与三大岩类的形成
岩浆作用
沉积作用
变质作用
沉积岩
变质岩
岩浆岩
三 大 岩 类 的 相 互 转 化
沉积岩
变质岩 岩浆岩
出露到地表面的岩浆岩、变质岩与沉积岩，在大气圈、水圈 与生物圈的共同作用下，可以经过风化、剥蚀、搬运作用而变成 沉积物，沉积物埋到地下浅处就硬结成岩--重新形成沉积岩。
韧性变形
变质作用的基本类型： （３）区域变质作用
是在大区域范围内发生，影响的范围可达数千 至数万km２以上，影响深度可达30 km以上。常发 生在板块边界附近与大断裂带附近。由温度、压力、 化学活动性流体等多种因素引起的变质作用。 变质环境：温度在200-800℃之间， 静岩压力可随埋深不同而变化，存 在较强的定向压力（构造应力）。
每公里厚的岩石压力约为275巴； 地下10 公里 约2750巴； 地下 20公里 约5500巴。
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， 主要是构造力的作用造成。作用结果使岩石中 片、柱状矿物定向排列。
挤压力 剪切力
沉积岩
埋到地下深 处的沉积岩或 岩浆岩，在温 度不太高的条 件下，可以以 固态的形式发 生变质，变成 变质岩.
变质岩
岩浆岩
沉积岩
变质岩 岩浆岩
不管什么岩石， 一旦进入高温（大 于700～800℃）状 态，岩石就将逐渐 熔融成岩浆。岩浆 在地下浅处冷凝成 侵入岩，或喷出地 表而形成火山岩。
第六章变质作用与变质岩
变质作用研究范畴
1. 变质作用的下限：与成岩作用的界限-埋藏变质作用 2. 变质作用的上限：与岩浆作用的界限-混合岩化作用
岩浆作用
成岩作用
700-900oC
150-250oC
混合岩化作用
埋藏变质作用
变质作用
二、变质作用的控制因素
(一)温度 (二)压力 (三)化学活动性流体 (四) 时间
（三）化学活动性流体
沉积岩的孔隙水、岩浆析出液体、地幔上升的溶液、变质液体。 化学活动性流体以H20和C02为主。 可以作为化学反应的媒介和降低岩石的熔点，加快变质作用的进行。
（四）时间
足够的时间
温度(热) 温度(热) 石灰岩 流体 大理岩 花岗岩 流体 片麻岩 压力 压力
碎裂结构 长石1和石英2压碎成眼球状斑晶，细粒部分为石英和绢云母
在应力的作用下能使岩石重结晶。岩石在定向压力作用下，其中的矿物在平行压力方向溶解，而向垂直压力方向迁移并且沉淀出来。 矿物 定向压力作用 岩石在定向压力 下的溶解和沉淀 作用下形成片理
二、气—液变质作用
由较强化学活动性的气体和液体对原岩进行交待作用而引起的。 从岩浆活动中析出的气-水热液对岩体与围岩的接触进行的以交代作用为主的变质改造，称为接触交代变质作用。p57 远离侵入体而沿构造破碎带及矿脉边缘发生的气-液变质作用，称为近矿蚀变或围岩蚀变。 形成气—液变质岩
三、区域变质作用
五、动力变质作用
是构造断裂活动中断裂带上的原岩在应力作用下，发生破碎、变形的作用。 形成动力变质岩。
第三节 变质岩的基本特征
一、变质岩的物质成分 变质岩的化学成分主要是SiO2、A12O3、Fe203、FeO、Mn0、CaO、K20、Na2O、H2O、CO2及TiO2、P2O5等、与岩浆岩相似。对于不同的变质岩，化学成分的差别却很大。
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。
地质 变质作用
地质变质作用
变质作用是指在地下特定的地质环境中，由于物理、化学条件的改变，使原有岩石基本上在固态状态下发生物质成分与结构、构造变化而形成新岩石的地质作用。
这种新形成的岩石称为变质岩。
变质作用的原岩可以是沉积岩、岩浆岩及变质岩，它们在形成时与当时的物理、化学条件之间处于平衡或稳定状态，但是这种平衡和稳定状态都是相对的和暂时的，一旦它们所处的物理、化学条件发生变化，原有平衡就会遭到破坏，原岩便被改造成为在新的环境中稳定的岩石。
例如，在地表浅海环境中形成的石灰岩，如果处于地下较高温的条件下，它将会转变成为大理岩。
变质作用与岩浆作用和风化作用的区别为：岩浆作用是高温、高压，使原岩从固态转变成熔融的液态后；风化作用是地表岩石在常温、常压下，主要由外动力引起的各种变化。
变质作用的影响因素包括温度、压力和化学活动性流体。
变质作用的方式包括重结晶作用、变质结晶作用、交代作用、生物质置换与交换作用和接触变质作用等。
地质大《地球科学概论》复习要点
《地球科学概论》复习要点（地质学专业使用）第一章绪论1．地球科学及其相关学科举例。
2．地质学的定义。
地质学大约从何时开始诞生？依据？3．举例说明地质学的两大目的（索宝与防害）。
4．地质学的研究方法与特征：大自然是实验室与博物馆，对基础学科的依赖与促进，现实主义原则（将今论古与以古鉴今）。
5．均变论的要点和代表人物。
6．地质作用及其能：内力地质作用（地点，主要能）、外力地质作用（地点，主要能），辅助能。
第二章宇宙与行星地质学1．宇宙、星系、银河系、太阳系的基本概念。
2．太阳系的七大类成员。
3．行星的定义，“八”大行星的相对位置与大小次序（冥王星的特殊性与地位）。
4．类地行星与类木行星的基本特点与差异。
5．自转方向相反的行星（据表2.2）、自转轴与黄道面交角特大的行星。
解释原因。
6．公转轨道偏心率大的两个行星。
7．内外行星的密度差异，密度最大的星球是哪个？密度是多少？8．为什么地球现在是最适宜生命存在的行星？9．小行星的轨道位置、成因。
为什么形状特殊？补充火星探索最新进展（水）？10 彗星的基本特征（头、尾、核、发等），彗星在天空中的方向及其原因。
11 月亮的地理组成：月海、月陆、月壤、撞击坑等。
补充月球含水的最新成果？12 陨石与流星：陨石的分类及其组成（铁、石、石铁；球粒、非球粒）。
13 为什么月球表面岩石和陨石的年龄可以达到45.5—46亿年，而地球表面的岩石基本上都小于42亿年？14 太阳的表面温度。
为什么月壤中保存了氢离子，而地球表面土壤中却不能？15 太阳系的几个有趣的规律：Titius—Bode Rule与行星轨道分布；万有引力；Kepler’s 三个定律：第一定律、第二定律、第三定律。
用行星的某些规律解释上述定律。
16 太阳系起源最著名的假说—星云说。
17 地球的形状特点。
用两极与赤道半径的差异说明之。
给出自己的解释。
第三章元素与矿物1．元素的基本概念：原子、质子、中子、同位素、放射性同位素、稳定同位素、半衰期。
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
变质岩
第一节 变质作用的因素
三、化学因素：
化学活动性流体 以H2O、CO2为主，并含有易挥发的物质 控制反应进程 扩散、迁移元素，改变化学成分 岩石粒间孔隙及裂隙中以水为主的液体
结构水
岩浆中逃逸的热气、热液 地壳深处的热液带入各种元素
第一节 变质作用的因素
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，而在不同的地质条件下，主导 因素不同，显出不同的变质特征。
主要见于沉 积岩中的矿 物
蛋白石 玉髓 粘土矿物 水铝石 海绿石 盐类矿物 等
第二节 变质岩的特征
二、变质岩的结构
变质岩的结构是指构成岩石各矿物颗粒的大小， 形状以及它们之间的相互关系。 （一）变晶结构 变晶结构--在变质过程中矿物重新结晶或重组合作用 新形成的结晶质结构.
（一）变晶结构 按变晶粒度划 分： 粗粒变晶结构 >3mm 中粒变晶结构 1-3mm 按变晶粒度 按变晶的自形 的 相 对 大 小 ： 程度划分： 等粒变晶结 构 不等粒变晶 结构
二、变质岩的结构
（二）碎裂结构 当岩石在低温下（脆性状态）受定向压力后 岩石及矿物发生破裂，错动、磨碎现象，从而形 成碎裂结构。 压碎粒化（碎边）结构
碎斑结构
压碎角麻结构
第二节 变质岩的特征
二、变质岩的结构
（三）变余结构 ——变质较轻时，残留下来的原岩结构。如变余 粒状结构， 变余花岗结构。
变
余
如红柱石、蓝晶石、夕线石等。 2．贯通矿物：是能在一个很大的温度一压力范 围内稳定存在的矿物，如方解石、石英。
第二节 变质岩的特征
一、变质岩的矿物
(二) 矿物特征 二）按变质矿物的成因可分为：
1．稳定矿物：又称为新生矿物，是指在一定的
第六章 变质作用与变质岩
1
远离侵入体而沿构造破碎带或粗大矿脉两侧发生的气液变质作用，一般称为围岩蚀变。
四、区域变质作用
▲是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 变质作用。 ▲常与强烈的构造运动有密切联 系，并伴随有大规模的形变、岩 浆活动和混合岩化等作用。 ▲热量来源除构造运动的动力热 能和岩浆热能外，主要的是从地 幔上升的热流。化学活动性流体 的作用显著而广泛。 ▲区域变质作用持续时间长，多 具有周期性叠加的作用过程。
第三节 变质岩的特征
一、变质岩的化学成分 主 要 是 氧 化 物 ： Si02 、 A1203 、 Fe203 、 FeO 、 MgO、CaO、Na20、K20、MnO、H20、C02 、 TiO、P205等。
二、变质岩的矿物成分 变质岩矿物突出的特征： 1．广泛发育纤维状、片状、长柱状和针状矿物， 如透闪石、阳起石、云母类、石墨、夕线石、 角闪石等；
(1)等粒粒状变晶结构 ●按矿 物形态 特点将 变晶变晶结构 (5)鳞片粒状变晶结构 (6)纤状变晶结构
1
(1)等粒粒状变晶结构 岩石主要由石英、长石或碳 酸盐等他形粒状矿物组成， 其矿物粒度大体相等。 粗、中、细粒变晶结构也称 为花岗变晶结构， 常见于石英岩、大理岩中。 (2)角岩结构
石英
辉石
辉石石英岩中少量细粒辉石
分散在较大的石英颗粒之间
(二)变质反应
在原岩基本保持固态、且岩石总的化学成分不变(除挥发组分 外) 的条件下，部分原有矿物通过发生特定的化学反应(主要是 与粒间孔隙溶液作用)而趋于消失，同时形成新的稳定矿物的 过程，称为变质反应或重组合作用。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地热 岩浆热 构造热
非晶质转化为晶质
细晶质转化为粗晶质 形成新的矿物
2. 压力：分为静压力、流体压力与定向压力。
静压力与流体压力，静压力由上覆岩石引起，随深度增 大而加大，具有均向性，在静压力作用下矿物往往重结晶、 体积减小密度增大，例如：
CaAl2Si2O8＋（Mg，Fe）2SiO4
钙长石 橄榄石
板状构造：页岩等柔性岩石受区域低温时，常出现一组平行的破 裂面——劈理，劈理面常整齐而光滑，有时有少量绢云母、绿泥石 等，新生矿物数量很少，一般为低级区域变质形成。
三.变质岩的结构
1. 变晶结构：指原岩发生重结晶的结构，表现为 新矿物形成、长大且晶粒相互紧密嵌合。 粒状变晶结构：又成花岗变晶结构，特征是主要由 石英、长石或方解石等等粒状矿物构成，颗粒大小相 近，紧密镶嵌，接触线呈多边形或锯齿状，块状构造， 定向排列不明显。
斑状变晶结构：在个体小 的矿物结合体中镶嵌了较大 的矿物晶体（变斑晶）。变 斑晶通常是结晶能力较强的 矿物，包括石榴子石，红柱 石，蓝晶石、磁铁矿等。
鳞片状变晶结构：由云母、 滑石、绿泥石等片状矿物定 向排列形成片理，这种结构 称鳞片状变晶结构。
2. 碎裂结构：原岩在定向压力作用下，当压力超过岩石或矿物的弹 性极限时，矿物便发生弯曲、变形。如定向压力进一步增强，超过 其强度极限时，则发生破裂和粒化作用，甚至产生韧性变形，形成 各种碎裂结构。
3. 变余结构： 由于变质结晶作用不彻底，原岩的矿物成分和结构构 造特征可能部分地保留下来，形成残余结构。变余结构的命名只要在 原岩结构名称上加上“变余”二字便可。例如变余花岗结构等；称为 变余砾状结构及变余砂状结构； 如变余碎裂结构，变余变晶结构等。
四.变质岩的构造
1. 片理构造：指岩石中矿物定向排列所显示的构造，而形成 的这种平行、密集且不甚平坦的纹理称为片理，沿片理方向容 易剖开，根据矿物组合合重结晶程度又可以分为几类： 片麻构造：主要为以长石为主的粒状矿物，同时伴有部分 成定向排列的片状或柱状矿物，后者在前者中成断续分布， 形成断续条带状构造。一般它们的重结晶程度都比较高。
第二节 变质过程中原岩的变化 一.物质成分的变化
化学成分的变化引起矿物成分的变化 脱水、脱CO2反应
Al4﹝Si4O10﹞﹝OH﹞8
高岭石
吸热 放热
Al2﹝SiO4﹞O＋2SiO2 ＋H2O
红柱石
CaCO3＋SiO2
吸热 CaSiO3＋CO2 放热
水合作用与碳酸化作用 水合作用后橄榄石变成蛇纹石，辉石变成绿泥石或黑 云母，钾长石变成白云母；碳酸化作用后基性斜长石 变成方解石等。
片状构造：相当于狭义的片理构造，是变质岩中常见的类型， 主要由云母、闪石等片状矿物和部分粒状矿物所组成，它们平 行排列，形成连续的片理构造，片理面可以是较平直，也可以 波状弯曲。
千枚状构造：变质重结晶程度不高，矿物颗粒肉眼还不能分辨， 仅在片理面上见有强烈的绢丝光泽，此系绢云母、绿泥石密集排列 所致，经常还表现许多小皱纹，这种微片理常常细而薄，镜下见新 生变质矿物微粒呈密集的连续排列或呈现微皱纹。
二.变质岩中的矿物
很多矿物是变质岩中所特有的特征性矿物，称为 变质矿物。包括红柱石、蓝晶石、夕线石、硅灰石、 石榴子石、滑石、十字石、透闪石、蓝闪石、阳起 石、透辉石、蛇纹石、石墨等。 岩浆岩中一些矿物同样存在于变质岩中，包括石 英、长石、云母等，但是如果云母族矿物在岩石中 称为主要组分，则肯定是变质作用产物。 只能存在于地表常温常压环境下的矿物包括粘土、 蛋白石、玉髓、石膏等矿物在变质岩中不存在。
Ca（Mg，Fe）2Al2﹝SiO4﹞3
石榴子石
分子体积 相对密度
101.0 2.76
42.6 3.3
119 3.52
定向压力，侧向压力，导致岩石积压或剪切，可使岩石 发生重结晶，以及片状和柱状矿物垂直于应力方向生长、 拉长或压扁而定向排列，形成各种水和CO2为主，并 含有其他的一些挥发性组分，这种流体参与变质作 用，与先成岩石发生反应，形成新的变质矿物，例 如白云石或菱镁矿等在热水作用下形成滑石。
沉积岩
0 km
变质岩 沉积物
10 km ~200º C
Increasing depth and temperature
火成岩
沉积岩
变质作用
变质作用 通常发生 在地下几 公里到几 十公里之 间
50 km ~800º C
熔融
二.引起变质作用的因素
1. 温度：变质作用温度范围在150～180℃到800～ 900 ℃之间，低于这一温度范围属于固结成岩作用， 高于这一范围可能属于岩浆作用范畴。
3MgCO3＋4SiO2 ＋H2O
菱镁矿
Mg3﹝Si4O10﹞﹝OH2﹞＋3CO2
滑石
各种变质作用通常是共同进行的，不管哪种因素，都必 须通过岩石本身起作用，不同岩石在相同条件下可能产生 不同的结果，如在同样热力条件下石灰岩变成大理岩、砂 岩变成石英岩；而相同岩石条件不同则形成不同结果，如 石灰岩仅在温度影响下发生大理岩化，而当岩浆侵入时则 会发生交代作用形成新的矿物。
压实作用 在很高的静压力下密度小体积大的矿物结 核呈密度大体积小的新矿物。 交代作用 原矿物中的某些微粒被外部的化学活动性 流体所带入的新微粒所代替而形成新的矿 物，在固体状态下进行，岩石体积不变。
K﹝AlSi3O8﹞+Na＋ Na﹝AlSi3O8﹞+K＋
在岩浆岩侵入的接触带上往往形成很多交代矿物如 石榴子石、透辉石、透闪石、阳起石等等。
第六章 变质作用与变质岩
第一节 变质作用概述
一.变质作用概念
岩石在基本处于固体状态下，受到温度、压力以及 化学活动性流体的作用，发生化学成分、矿物组成 以及岩石结构和构造变化的作用。 变质作用不同于风化作用在于其通常是在高温高压 环境下发生，而风化作用是地表常温常压环境发生。 变质作用不同于岩浆作用在于其通常在固体状态下 发生而岩浆作用是在熔融条件下进行的。 分布广泛，尤其是前寒武地层绝大多数由变质岩构 成，含有丰富的矿产，例如全世界铁矿的70％都储存 在前寒武古老的变质岩中。