变质作用与变质岩

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。