变质岩(复习)

1.为什么自然界的岩石不仅仅是岩浆岩、沉积岩两大类？答：地球演化过程中不同地球动力学事件使早先存在的岩石所处的地质环境和物理化学条件发生变化，偏离其初始形成时的地质环境及物理化学条件。

这必然引起岩石的矿物组成、结构构造甚至化学成分发生变化（调整或改造），以适应新的地质环境及物理化学条件。

2.如何正确理解变质作用的概念答：在地壳形成和发展、演化过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩）在地壳一定深处，为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的变化称为变质作用。

3.变质作用与岩浆作用都是内生地质作用，它们的区别是什么？答：变质作用的发生过程主要是一个升温过程，而岩浆作用主要是降温过程。

（变质反应重结晶）变质作用主要是在固态条件下的矿物转变，而岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。

（变晶结构）变质作用与岩浆活动之间也不存在一条截然的界线。

（部分重熔）4.为什么说温度是变质作用最重要的因素？答：○1温度升高可使原岩中一些矿物发生重结晶。

○2温度变化能引起原岩中矿物之间发生变质反应形成新矿物。

CaCO3（Cc）＋SiO2 （Q）⇌ CaSiO3 （Wo）＋CO2↑温度是变质反应中最重要的热力学平衡参数。

○3温度升高可为变质反应提供能量，并使岩石中流体的活动性增大，促进变质反应进行，使新矿物和新组构能以较快的速率和较大的规模形成。

○4温度持续升高可使原岩在重结晶和变质结晶基础上发生部分重熔，其中长英质组分成为流体相，引起混合岩化作用。

○5温度升高还可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性变形转变。

5.负荷压力在变质过程中的作用是什么？答：○1改变发生变质反应的温度。

压力增高，多数情况下可使吸热反应的平衡温度升高。

如: CaCO3(Cc）＋SiO2（Q）⇌ CaSiO3（Wo）＋CO2↑压力由105Pa（1bar）增高到0.1GPa（1Kb）时，发生这一反应的温度将由470℃增到670℃。

○2压力的增高有利于形成分子积体较小、密度较大的高压矿物或矿物组合。

如硬玉和霰石等。

6.评述构造超压和流体超压对变质作用的影响。

答：构造超压——构造超压为平均应力与负荷压力之差，是构造作用对总压力的贡献。

构造超压大小与岩石强度有关，后者本身又因成分、温度、变形速率及其他因素而变化。

由于变质作用发生在高温条件下，岩石强度通常不大，因而构造超压通常较小，正常变质条件下小于0.1GPa。

构造超压只有在地壳浅部、岩石处于刚性状态且应变迅速时才有意义。

而在地壳较深处，温度较高、负荷压力较大，岩石具有一定的塑性，应力可通过塑性变形而被释放，所以不大可能起附加压力的作用。

流体超压——有时在封闭体系中，随着温度的上升，多种变质反应将释放出大量的H2O 和（或）CO2，由于毛细孔体积很小，同时岩石的强度又足够大，则可出现Pf＞Pl 的情况。

两者的差值称作流体超压， Winkler认为这是“内部产生的气体超压”，一般是局部的。

这种情况下，无论变质反应是否有流体相参与，Pf都是控制变质反应的独立因素。

在侵入体附近，由于岩浆结晶过程中析出大量流体相，也可在局部出现Pf＞Pl的情况，此时Pf也是控制变质反应的独立因素，可以不考虑Pl。

7.区分：重结晶作用与变质结晶作用，变质分异作用与交代作用，动态重结晶与静态重结晶。

答：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（只涉及同种矿物的溶解、组分迁移和再次沉淀结晶），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。

变质结晶作用：在变质作用的温度、压力范围内，原岩在基本保持固态的条件下新矿物相的形成过程，同时必然有相应的原有矿物相趋于消失。

变质结晶前后，岩石总化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）保持不变。

变质分异作用：是在变质作用的温、压条件下，原岩中某些矿物组分经扩散作用而不均匀聚集的过程。

它以组分在空间上有一定范围的迁移而不同于一般的重结晶作用，又以没有组分从系统中带出或从系统外带入而不同于交代作用。

交代作用：在变质作用条件下，由变质原岩以外的物质的带入和原岩物质的带出而造成的一种矿物被另外一种化学成分与其不同的矿物所臵换的过程。

发育位错的晶体储集了变形施加的应变能，所以不稳定而力图通过重结晶来消除应变能并恢复到稳定的无应变状态。

这种伴随变形发生的重结晶称为动态重结晶，包括恢复和重结晶两个阶段。

无偏应力参与的重结晶作用称静态重结晶。

8.综合说明变质作用的分类答：根据其规模，可分为局部变质作用和区域变质作用两大类：一、局部变质作用局部变质作用分布局限（其体积一般小于100km3），分布在一个具体的地质构造中，往往一个变质因素起主导作用。

在局部变质作用发生的地区可清楚地观察到变质岩与未变质岩石的逐渐过渡。

具体分为4类：（1）接触热变质作用指发生于侵入体周围的接触带上，由岩浆侵入带来的热使围岩发生的变质作用，也称热变质作用。

其主要控制因素是温度，变质作用的方式主要是重结晶和变质反应。

这类变质作用一般深度不大，围限压力不高，约为2～3×108Pa以下。

典型的接触热变质岩称为角岩。

（2）动力变质作用指断层带或其它强烈错动（剪切作用）带上，由于构造应力的作用，岩石通过碎裂、变形或重结晶等方式，发生结构、构造上的改造，有时有矿物成分上的转换。

其特点是低温、高应变速率。

除高级动力变质外，一般变质温度相当于绿片岩相。

典型岩石如糜棱岩、碎裂岩。

（3）气－液变质作用指在化学活动性流体的参与下，岩石中某些活动性组份之间发生的一种交代作用。

常发生于一些热液矿床或矿脉周围以及侵入体与围岩的接触带上，前者称围岩蚀变，后者称接触交代变质作用。

除流体外，温度、组分的化学位是主要的控制因素，交代作用和变质反应是其主要的变质方式。

（4）冲击变质作用指陨石撞击地表引起的一种局部的、短时间的、压力巨大的变质作用。

是陨石冲击时产生的动能瞬时转化为热能使岩石变质。

高压、高温条件→石英高压变体：柯石英和斯石英；长石、石英熔融形成玻璃等。

典型岩石为陨击角砾岩，是一种基质呈似熔岩外貌的角砾岩。

二、区域变质作用指岩石圈大规模范围内发生的多种因素综合起作用的复杂的变质作用。

多与构造运动相伴发生，常见于前寒武纪结晶基底及显生宙造山带中。

主要变质因素有温度、压力（包括围限压力和应力）和流体。

一般发生于地壳深部，并且常伴随有混合岩化、大规模的构造变形及岩浆活动。

按照区域变质的环境可分出以下类型：（1）造山变质作用是大规模分布于前寒武纪结晶基底和显生宙造山带的变质作用，与造山作用有密切的成因联系。

面积数百至数千平方公里。

在前寒武纪结晶基底呈面状分布，在显生宙造山带呈带状分布。

温度、压力、偏应力都是其重要的变质因素，主要变质机制为重结晶、变质结晶和变形，形成的岩石常具有面理和线理，因而又称区域动热变质作用。

（2）洋底变质作用是指洋中脊附近的洋壳岩石在上升热流和热卤水作用下发生的大规模变质作用。

温度和流体中活动组分化学位（或浓度）是主要的变质因素。

P/T很低。

变质作用机制是变质结晶作用和交代作用，形成的岩石通常不显片理、线理。

洋底变质作用不仅使岩石矿物成分、结构构造发生变化，也可导致岩石化学成分发生变化，因而是区域规模的异化学变质作用。

（3）埋藏变质作用岩层由于上覆沉积物的深埋而处于地下较深处，由负荷压力和地热增温引起的一种大规模、很低级变质作用。

常出现于造山变质和洋底变质的很低级部分，或独立出现于强烈坳陷的沉积盆地底部，P/T变化范围很大。

其特点是变质温度低，重结晶和变质反应不彻底，多形成很低级至低级变质岩石，可看作是成岩作用与变质作用的过渡类型。

（4）混合岩化作用地壳深部高级变质岩发育区，由于温度、压力的增高及流体的参与，一些变质岩能熔融产生相当数量的花岗质熔体（深熔作用）。

当熔融程度很高时可产生花岗质岩浆，冷凝后便形成典型的花岗岩；如果熔融程度较低，则出现部分属花岗岩质、部分属原变质岩的宏观上不均匀的复合岩石，称为混合岩。

从变质岩经深熔而形成混合岩的过程称为混合岩化。

它是变质作用向岩浆作用过渡的类型，亦称超变质作用。

9.为什么说固-固反应是较好的地质稳压计？答：固－固反应的反应物和生成物都是固相，不涉及流体相，因此平衡条件与流体相无关，影响反应的因素仅仅是T和P，是较好的温压指示计。

10.为什么说与脱碳酸反应相比，脱水反应是较好的地质稳压计？答：由于地壳流体中H2O的大量存在，因此在通常的成因分析中，把流体相近似地看作是纯水相，分析脱水平衡时，仅考虑图解中x（H2O）＝1条件下的P-T曲线，把脱水反应作为地质温压计应用。

脱碳酸反应的下述一般特点：它们都不仅受T、P控制，而且受x（CO2）控制。

当x（CO2）＝0时，反应的平衡温度最低，平衡曲线为具有负斜率的直线。

随着x（CO2）的增加，平衡温度增高，平衡曲线逐渐变为正斜率曲线，x（CO2）＝1时，平衡温度最高，曲线斜率和曲率最大（如脱水反应一样，在高压下变为负斜率）。

11.说明Ms+Q=Als+Or+H2O的岩石学意义。

答：是最重要的脱水反应之一，是中级变质与高级变质的临界反应。

Or＋Als组合指示高级变质，而Ms＋Q组合指示中级变质。

反应式中的Als（铝硅酸盐）视反应的压力条件可以是Ky（高压）、Sill（中压）或And（低压）。

12.连续反应的特点是什么？答：另一些反应涉及成分可变的固溶体，反应物与生成物之间的关系是渐变的，在给定压力和流体成分的条件下，反应在一个温度范围内连续发生。

在P-T、P-x、T-x等双变量图解上，反应物和生成物在双变反应区内共存。

在双变区内，成分不断调整，反应的P-T条件取决于岩石成分。

这样的反应称为连续反应或滑动反应。

13.变质带的定义和划分标志是什么？答：在变质岩分布区，变质程度不同的岩石在空间上往往呈有规律的带状分布，可根据变质岩矿物、矿物组合、结构构造等特点将这些变质程度不同的带划分出来。

同一个带的变质岩石在一个基本相同的P-T-x范围内形成，这些指示变质程度的带称为变质带，带与带之间的界线称为等变线。

标志就是巴洛式变质带的等变线反应（书281页）14.岩石中既有Sil，又有And，是否说明岩石形成的P-T条件一定在And=Sil反应线上？有哪几种可能？15.已知岩石的矿物组合，请指出他们的化学类型：（1）Di+Tr+Cc+Dol+Q；————（钙质变质岩）（2）And+Crd+Ms+Bi+Q；————（泥质变质岩）（3）Di+Hb+Bi+Pl+Q；————（基性变质岩）（4）Ms+Bi+Mi+Pl+Q；————（长英质变质岩）16.举例说明变质岩矿物成分的影响因素。