变质作用与变质岩
变质作用与变质岩_普通地质学
片岩中矿物的定向排列（薄片）
二、变质岩的结构
• 3、碎裂结构：岩石受到机械力的破坏而产生的结构，
是动力变质的典型结构。可依碎裂程度进一步划分：碎裂 结构、碎斑结构、糜棱结构等。
• 4、交代结构：交代作用中，岩石原有矿物被溶解同时
被新生矿物所臵换，即形成交代结构。有的原矿物被臵换 后，仍保持原矿物的晶形者，为交代假象结构；交代作用 中还能形成斑晶者，为交代斑状结构等。交代结构的类型 很多，大多需在显微镜下才能鉴别。
片岩
片麻岩
压力增大往往伴随着温度升高，因此在温度、压
力的共同作用下，也会产生重结晶并形成新的矿物。
如：泥岩→板岩、千枚岩、片岩、片麻岩
母岩：泥岩
板岩
千枚岩
片岩
片麻岩
p.218-219b
original artwork by Gary Hincks
红柱石
Fig. 8.08
硅线石 兰晶石
W. W. Norton
变成构造
1、斑点状构造：岩石中某些组分集中成疏密不等的 斑点。斑点成分多为炭质、硅质、铁质、云母等。 如斑点板岩。
斑 点 板 岩
2、片理构造：岩石中片状或长条状矿物连续而平行
排列，形成平行、密集的纹理——片理，沿片理方向岩 石易劈开。主要是由于定向压力造成。
颗 粒 定 向
挤压力 方向
挤压力 方向
主要出现在沉积 岩中的矿物
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
主要出现在变质岩 中的矿物
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
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
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.
四变质作用与变质岩
（二）变质岩的结构、构造
1、结构 指矿物组分的形状、大小和相互关系反映出的岩石特征。分为：变余 结构、变晶结构、交代结构、碎裂结构四种。 A、变余结构（残留结构）：改造不彻底，残留有原岩结构特点，在原 岩结构名称前加“变余”二字，如变余砂状结构。 B、变晶结构：经过重结晶以后所形成的。与岩浆岩的结构相似，变晶 结构也可进一步细分，如等粒变晶结构，斑状变晶结构等。 按晶粒大小分为： 粗粒变晶结构－>3mm 中粒…………－1－3mm 细粒…………－<1mm
2、压力 压力按物性不同，分静压力和应力。 （1）静压力——是指地下某深度处，由上覆物质的重量产生的负荷压力。 静压力各向均等，大小随深度增加，大致深度每增加1000米，静压力增加 0.275kPa。变质作用的静压力范围，一般认为在1-2kPa到7-8kPa之间，相当 于距地面深5公里-30公里的区间。 静压力的增加，有利于形成体积小、密度大的矿物。 如： 镁橄榄石 + 钙长石 = 石榴石 分子体积缩小17.6% 体积：43.9 101.1 121 比重：3.2 2.7 3.4--4.3
第三节
变质岩
一、变质作用与变质岩的概念
变质作用：原岩基本在固态的条件下，受温度、压力和化学活动性流体 的作用使原有的矿物成分和结构、构造发生变化，形成新的岩石的过程。变 质作用的结果是形成变质岩。 1、岩石基本保持固态，物质成分一般不发生大规模的迁移，原岩在变质前后 总的化学成分保持不变； 2、在地下深处高温高压下进行，和常温下的风化作用不同。变质作用的温压 条件：温度一般大于150º c，上限大致在700º c-900º c，高于此上限属于岩浆作 用范围。 3、变质作用与地壳形成和发展密切相关，在不同时期，地壳状况、热流的强 度和分布、构造运动的特点有差异，即影响到变质作用。 正变质岩：指由岩浆岩经变质作用形成 副变质岩：指由沉积岩经变质作用形成
普通地质学 第五章 变质作用与变质岩
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
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。
第九章变质作用及变质岩形成
(4) 按矿物的结晶习性和形态分类
鳞片状变晶结构 纤状变晶结构等
鳞片变晶结构 第九章变质作用及变质岩形成
3. 交代结构
交代结构，是由交代作用形成的结构。
交代假象结构，表示原有矿物被化学成分不同 的另一新矿物所置换，但仍保持原来矿物的晶 形甚至解理等内部特点；
交代残留结构，表示原有 矿物被分割成零星孤立的 残留体，包在新生矿物之 中,呈岛屿状.
下，发生成分、结构和构造 副变质岩：沉积岩形成的
的变化而变成一种新岩石的 变质岩，灰岩→大理岩
过程。由变质作用形成的岩 正变质岩：岩浆岩形成的
石称为变质岩。
变质岩，花岗岩类→花岗
质(TTG)片麻岩
第九章变质作用及变质岩形成
二、变质作用的因素
温度(T) 压力(P) 流体相(Fluid) 时间(t)
第九章变质作用及变质岩形成
第九章变质作用及变质岩形成
眼球状构造
3. 混合构造
混合构造，指混合岩特有的构造。通常把原先 存在的高级变质岩称为基体或残留体，长英质 称为脉体。按形态分有：条带状构造、眼球状 构造、片麻状构造等。
第九章变质作用及变质岩形成
四、 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
角闪石斜长片麻岩、石
：片麻状、条带状。
榴子石斜长片麻岩、黑
云母斜长片麻岩等
第九章变质作用及变质岩形成
7. 角闪岩
中－高级区域变质 岩，原岩为基性的 火成岩。
颜色：比较深暗； 矿物组成：角闪石 >95%，其次斜长石 、辉石和橄榄石； 结构：粒状变晶； 构造：块状。
第九章变质作用及变质岩形成
8. 麻粒岩
第九章变质作用及变质岩形成
变质作用及变质岩
三、变质作用的方式
1、重结晶作用：指在原岩基本保持固态条件下，同种矿物的化学组 重结晶作用： 重结晶作用 分的溶解、迁移和再次沉淀结晶，使粒度不断加大，而不形成新的矿 物相的作用。例如，石灰岩变质成为大理岩。 2、变质结晶作用：指在原岩基本保持固态条件下，形成新矿物相的 变质结晶作用： 变质结晶作用 同时，原有矿物发生部分分解或全部消失。这种过程一般是通过特定 的化学反应来实现的，又称为变质反应。在矿物相的变化过程中，多 数情况下岩石中的各种组分发生重新组合。在变质结晶作用中形成新 矿物相的主要途径有脱挥发分反应、固体－固体反应和氧化－还原反 应等。变质岩中新矿物相的出现首先受变质反应过程中物理化学平衡 原理的控制，其次受化学动力学有关原理的控制。
第四章 变质作用及变质岩
★变质作用的因素
高温高压带 低温高压带 高温低压带
及类型
洋壳
大陆壳
★变质岩的Байду номын сангаас般特
征
岩石圈
第一节 变质作用的因素及类型
一、变质作用的概念
变质作用
指地壳中已经形成的岩石在高温高压和化学 活动性流体作用下，引起岩石的结构、构造或成 分发生变化，形成新的岩石的一种地质作用。 岩石是否发生变质要看其有无重结晶现象或 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。
如橄榄石和钙长石在一定的压力下就会形成石榴子石，如下式：
2）定向压力(应力）：当物体遭受定向外力作用， ）定向压力 其内部就会产生一种抵抗力，称为应力。应力是 由构造运动或岩浆作用产生的一种侧向压力，也 称为动压力。 应力通常和地壳活动带的构造运动有关。应力是 引起岩石变质和变形的重要因素。地壳中岩石变 形、板状流劈理和碎裂构造都和应力有关，而且 它能增加变质反应和重结晶的速度，促使变质作 用的进行。例如当岩石受到挤压、断裂活动或岩 浆侵入，一方面可使它变形或破碎；另一方面也 可使它重结晶，并使岩石中片状或柱状矿物在垂 直于应力方向生长、拉长或压扁，形成明显的定 向排列，从而使岩石具有各种片理构造。
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。
变质作用和变质岩的概念
变质作用和变质岩的概念变质作用的概念：由内力地质作用引起物理、化学条件的改变，从而使地壳中原有岩石的化学组分、矿物组成、结构构造等方面在原岩基本保持固态的情况下所发生的转化作用。
变质作用与岩浆作用没有明显的界限（如混合岩化作用：低熔点的长英质物质被熔融形成液体相，与原岩中难熔组分相互作用混合形成一种新的岩石。
），但两者不同的特点是：变质作用基本在固态进行。
影响变质作用的因素（相当于变质作用的物化条件）温度：是变质作用最积极主要的因素，多数变质作用是在温度升高的情况下进行的。
主要表现：1、温度升高引起重结晶作用（如非晶质蛋白石变成石英、石灰岩重结晶变成大理岩、石英砂岩变成石英岩等）和矿物多型变体的形成（低温石英变成高温石英、变质岩中的蓝晶石红柱石变成矽线石等）。
2、温度升高引起岩石中各种组分重新组合形成新矿物，且伴随结构水、结晶水等的脱出。
如高岭石在温度升高下转变为红柱石和石英组成的红柱石角岩。
【高岭石（吸热→）↔（←放热）红柱石+石英+水】。
白云母分解就形成硅线石+钾长石。
【白云母+石英（吸热→）↔（←放热）硅线石+钾长石+石英】。
3、温度升高为变质反应提供能量，起到促进作用。
热源：1-岩浆熔融体带来的热。
2-地热：地壳恒温层以下，温度随深度而改变，愈深温度愈高，呈有规律的增加。
但单纯的地热不足以引起变质作用。
恒温层以下每向下增加100米所增加的温度数称为地热增温率（一般深度每增加100米温度平均增加3℃）3-构造运动所产生的热，大规模推覆挤压由于摩擦产生大量的热能，可使岩石变成塑性状态，甚至发生局部熔融。
4-岩石中放射性元素蜕变放出能量。
5-地幔深部熔融体的重力分异，产生上升的热流，引起热液值的升高。
6-地壳中物质相转变释放出的热能等。
压力：根据压力性质和所起的作用划分。
1、负荷压力（P L）：又称围压。
是一种均向压力，一般指岩石在一定埋深所承受上覆岩层的重力，负荷压力是深度和上覆岩层比重的函数，主要表现如下。
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
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。
07第二节 变质作用与变质岩
（2）动压力：构造运动产生的定向压力。 构造运动（地壳运动）具有方向性，产 出的压力为定向压力。 特点：在地壳上部静压力不大的地方表现最 强，在地壳深部，因静压力较大，岩石呈塑 性，应力因塑性变形而释放，因此，动压力 随深度增加而减弱。 效果：动压力的作用主要变现在它对岩石矿 物的机械破坏（低温）以及造成压溶现象 （高温）。 在其作用下可使柱状、片状矿物定向排 列。
温度因素引起变质作用的效果： （1）温度升高增加了岩石矿物分子运动能力 和化学活动性，使那些没有结晶的矿物结 晶------重结晶。
重 结 晶 普通灰岩
大理岩
（2）温度的升高，加速了化学反应的进程，产生新的 矿物组合。 例如：高岭石在热力作用下，形成红柱石和石英矿物 组合： 吸热 Al4[Si4O10][OH]8→2Al2[SiO4]O（高岭石） （红柱石） ＋2SiO2＋4H2O（石英） （3）温度升高，还可使含水矿物脱水形成不含水的新 矿物。 如：蛋白石脱水变成石英
（三）变质岩
1、变质岩的矿物成分： （1）原岩中的矿物成分： 石英、长石、云母等。 （2）变质矿物： 变质作用形成的矿物。 石墨、滑石、蛇纹石、石榴子石、红 柱石等
2、变质岩的结构
（1）变余结构： 变质不彻底而残留有原岩的结构。 如：变余斑状结构、变余砂状结构等。
（2）变晶结构： 在变质作用过程中，经重结 晶作用形成的结构。 （a）按颗粒大小分为： • 粗粒变晶结构---粒径大于3毫米 • 中粒变晶结构---粒径3~1毫米； • 细粒变晶结构---粒径小于1毫米。
（e）条带状构造：不同矿物成分、粒度、颜 色呈条带状分布
（f）块状构造： 矿物成分和颗粒大小分布均匀，不具定 向性。
块状构造：均匀分布
4、常见变质岩
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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第五章变质作用与变质岩
§1.变质作用概述
前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地
壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。
以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）一一“水成论”。
以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。
一一“火成论”。
这两大学派的争论持续了大约三十年，最后以“ 火成论”胜利告终。
现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成”的沉积岩，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。
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% ；
沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75% ；
变质岩占地壳总体积的27.4%。
一、概念
变质作用一一岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体
的作用，发生成分、结构、构造等变化的地质作用。
变质岩一一由变质作用形成的岩石。
原岩变质* 变质岩
、引起变质作用的因素
地热
来源彳
岩浆热
（一）温度：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，原来小晶粒长大。
（二）压力：
1.静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。
每公里厚的岩石压力为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 •定向压力一一作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是「挤压力
剪切力
构造力的作用造成。
定向压力的作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。
（三）化学活动性流体
岩石粒向孔隙及裂隙中以水为主的液体
结构水[含有矿物H 2O、CO 2]
以H 2 0、CO 2为主，并含有易挥发的物质
在变质作用过程中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，显出有不同的变质特征。
金丹卄千〃中砧Q估八禹二宀 "控制反应进程
参预变质作用的各项化学反应L
原岩在变质作用中的变化方式（变质方式）
（一）重组合
沉积岩在常温、常压环境下形成，进入变质作用环境后，矿物中的H20、
C0 2等在新环境下失去，而转化为新矿物。
岩浆岩在高温、高压环境下形成，进入相对较低的温压环境后，转为新矿物。
（二）、重结晶
固态下，矿物岩矿经有限的粒间溶解，迁移、重新结晶，使原岩矿物中的晶
粒增大且紧密相嵌的作用。
石英砂岩石英岩
石灰岩大理岩
（三）交代作用
主要由于化学活动性流体的作用，使得某些成分的原子、离子、分子从原岩中带出，另一些成分的原子、离子、分子被带入原岩中，从而改变了原岩的成分。
交代作用是岩石在固态下发生的物质交换。
由于化学活动性流体在岩石空隙中渗透或扩散，促成了交代作用的进行。
交代作用因为有新的成分带入，因此，是变质过程中原岩物质成分变化的最重要因素。
§2.变质岩的特征
变质岩中的矿物
特有矿物变质矿物：石榴子石、红柱石、夕线石、蓝晶石、蓝闪石、
十字石、蛇纹石……
共有矿物：石英、长石、云母
变质岩的结构
（一）变晶结构
由于原岩在变质过程中的重结形成的结构
粗粒变晶结构主要矿物粒径>3mm
<中粒变晶结构1-3mm
等粒变晶结构细粒变晶结构0.1-1mm
显微变晶结构<0.1mm
1.按变晶的大小可分为
2.按变晶的形态可以分为
石英
粒状变晶结构
—
鳞片变晶结构云母、绿泥石
（二）变余结构：变质程度浅，保留了部分原岩的结构
变余斑状结构
变余砂状结构……
变质岩的构造
（一）变成构造：原岩构造消失，形成新的构造。
斑点构造：炭质、硅质、铁质、红柱石等呈斑点状。
板状构造：岩石具平行、密集、平坦的破裂面，沿此面岩石
易分裂成薄板状
片理构造：片、柱、长条状矿物平行定向排列。
片麻状构造：片柱状矿物（常为深色）与粒状矿物（常为浅色）
相间排列。
块状构造：矿物均匀分布。
（二）变余构造：
变质岩中残留了原岩的构造，变余气孔构造、变余杏仁构造、变余层状构造等。
§3．变质作用类型及其代表性岩石
根据引起变质作用的地质条件和主导因素不同，可分为接触变质作用，区域
变质作用，动力变质作用，混合岩化作用。
一、接触变质作用
发生在火成岩与围岩之间的接触带上。
引起变质的主导因素：温度（300。
-800 C）、挥发性物质（岩浆分泌）（一）接触热变质作用
主要因素是温度
岩石受热后有重结晶，重组合现象，但化学成分无显著改变。
代表性岩石，斑点板岩、角岩、石英岩、大理岩。
接触变质晕——围绕侵入体，变质程度不同的岩石呈环带状分布，
由内向外变质程度加深
（二）接触交代变质作用引起变质的因素：除温度外，岩浆分泌的挥发性物质很重要。
原岩岩石的化学成分显著变化，大量新生矿物产生。
代表岩石：矽卡岩。
矽卡岩成分复杂：暗色矽卡岩常含铁镁质硅酸盐矿物（石榴子石、
绿帘石）浅色矽卡岩常含硅灰石，透闪石等矽卡岩中常伴随有金属
元素的富集，形成金属矿床。
蚀变——地壳内热液（含某些化学元素）在岩石裂隙和孔隙中进行渗透扩散，与围岩发生的交代作用。
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。
影响范围几千——几万平方公里区域
变质作用与大构造运动有关：
对岩石施加强大定向压力；下降到地下深处，上升到地表；
裂隙为岩浆活动及化学活动性流体提供有利条件。
代表性岩石：板岩、片岩、千枚岩、片麻岩。
我们知道了不同的原岩可以变质为不同的
变质岩（石灰岩——大理岩；石英砂岩——石英岩）在区域变质岩中，经常有同一类原岩在不同的变质条件下，形成不同的变质岩的现象，（表现为不同的变质程度）：
页岩板岩千板岩片岩斜长角闪岩
较低温300 C 600 C
变质程度浅' 变质程度深
三、混合岩化作用（超深变质作用）
长英质的矿物溶解浸透、扩散、贯入组成脉体（浅色）；
铁镁质的矿物组成基体（深色）；
代表岩石：混合岩
四、动变质作用（碎裂变质作用）
由于构造运动产生的定向压力作用，岩石发生的变质作用。
经常出现在断裂带的两侧。
原岩变形，破碎、粉碎、导致了结构、构造的改变。
代表岩石：断层角砾岩、糜棱岩、千糜岩。
§4 •岩石的演化
岩浆岩
…外
• ■作力
用
变质作用变质岩沉积岩十
外力作用—。