普通地质学4第四章变质作用及变质岩
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
变质作用及变质岩类型
变质作用及变质岩类型作者：迟广成肖刚来源：《中国科技博览》2013年第21期[摘要]变质作用一般可划分为区域变质作用、热接触变质作用、接触交代变质作用、碎裂变质作用、糜棱变质作用和气热变质作用6种，不同变质作用所形成的岩石类型不同。
在各种成因类型的变质岩中，区域变质岩分布最广，其它成因类型的变质岩分布有限。
区域变质岩主要出露于各大陆的前寒武纪地盾区及显生宙各时代的造山带中，约占地球大陆面积的18%左右。
地壳上的变质岩在漫长的地质时间内（65-3850百万年），由于地质事件发生频繁，使岩石中活性元素产生分离、迁移、富集，形成丰富的矿产，世界上至今为止发现的各种矿产，变质岩系中都有发育，前寒武纪矿产特别丰富，许多特大矿床（如鞍山式铁矿）都产于这一时期。
[关键词]变质作用；变质岩分类；变质岩分布；矿产特征中图分类号：P588.3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0000-001 变质岩地壳上的岩石按成因不同一般划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类。
变质岩是地壳发展过程中，由已存在的岩石（主要是沉积岩、火山沉积岩和火山岩），在特定的地质和物理化学条件下，因物理化学条件的改变，使原有岩石的矿物成分和结构构造发生改造所形成的具有新的矿物组合和结构构造的岩石，变质岩形成过程一般是在压力和温度升高条件下进行的，这种转化再造过程称作变质作用，变质作用是在岩石基本上保持固体状态下进行的。
2 变质作用及岩石类型变质作用一般可划分为区域变质作用、热接触变质作用、接触交代变质作用、碎裂变质作用、糜棱变质作用和气热变质作用。
热接触变质作用是中、高温热液接触泥质岩、粉砂岩、火山熔岩和火山碎屑岩等，使原岩成分基本上或全部发生了重结晶和变质结晶作用，没有发生明显的交代作用，原岩化学成分没有发生明显的变化。
热接触变质作用所形成的岩石类型主要有板岩、角岩、大理岩、接触片岩、接触片麻岩和玻化岩。
接触交代变质作用是伴随岩浆作用而发生的一种变质作用，岩浆岩围岩受到岩浆所散发的热量及挥发分的影响，通过交代作用使已凝固的岩浆岩和围岩改变了原岩成分，形成新的矿物和结构构造岩石的地质作用，接触交代变质作用所形成的岩石类型主要有钠长英板岩、矽卡岩和混染岩。
《变质作用与变质岩》课件
变质作用的定义
总结词
变质作用的定义
详细描述
变质作用是指地壳中已形成的岩石，在温度、压力和化学活动性流体的作用下 ，发生矿物成分、化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用。
变质作用的类型
总结词
变质作用的类型
详细描述
变质作用可以分为接触变质作用、动力变质作用和区域变质作用。接触变质作用发生在岩浆活动影响的区域，岩 石在高温下发生重结晶和变质；动力变质作用则是由构造运动产生的应力引起的，使岩石发生破裂和变形；区域 变质作用是在较大区域内广泛发生的变质作用，涉及的岩石种类多，变化范围广。
03
变质岩的特征
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
变质岩的构造特征
板状构造
变质岩中常见的一种构 造，岩石呈板状或板状 集合体，平行或近于平
行排列。
千枚状构造
岩石呈薄片状或薄层状 ，片理或层理清晰，常
有丝绢光泽。
片状构造
岩石主要由片状矿物组 成，呈定向排列，有时 可见矿物呈透镜状、眼
不同类型变质岩的工程性质也不 同，如片麻岩的抗压强度高，而 大理岩则易受化学风化作用的影
响。
变质岩的鉴别方法
通过观察岩石的矿物成分、结构和构造等特征，可以初步判断岩石是否为变质岩。
进一步鉴别变质岩的类型，需要结合岩石的产状、分布规律和形成环境等因素进行 综合分析。
常见的鉴别方法包括手标本观察、薄片显微镜下观察和化学分析等。
02
变质岩的形成
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
接触变质岩的形成
总结词
接触变质岩是在岩浆侵入过程中，由于高温和气相压力作用，使围岩受到物理和 化学变化而形成的新岩石。
普通地质学4第四章变质作用及变质岩
变质作用的影响因素
重结晶作用 指岩石在固态状态下，同一种矿物经过有限的颗 粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶成较粗大颗粒的作用， 在这一过程中矿物成分不发生变化。 例如 石灰岩（CaCO3) 温度 大理岩（CaCO3）
变 质 作 用 的 方 式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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， 形成新矿物或新矿物组合的作用。 例如 高岭石 >350℃ 叶腊石 交代作用 指化学活动性强的流体与固体岩石之间发生物质置 换与交换作用，产生新矿物，岩石总体化学成分发生变化。 例如 KAlSi3O8(钾长石)+Na+ NaAlSi3O8 (钠长石) +K+
200℃，直到700～900℃。
压力 变质压力可以从上百GPa到上千Gpa。根据压力的作 用特征分为静压力和定向压力。 化学活动性流体 流体以H２O与CO２为主，溶解了许多 易挥发的物质及SiO２等许多矿物质。
变质作用的影响因素
温度是控制和影响变质作用的重要因素之一。多数变质作用是随温度升高而进
行的。温度升高可使原来岩石中的一些矿物重结晶，更重要的是会使各种原始组 分重新组合成新矿物。 首先要确定变质作用发生的温度范围，既起始温度和终止温度。按研究者目前 的共同认识，变质作用不包括风化作用和沉积岩的成岩作用。而是以浊沸石、蓝 闪石、硬柱石、钠云母、叶腊石等变质矿物的首次出现，作为变质作用的开始。 这些矿物出现时的温度范围为是在150℃—250℃之间。这就是变质作用发生的起 始温度。而由于变质作用不包括原岩的大规模的熔融，终止温度就是原岩发生大 规模熔融时的温度，现确定为为650℃—100℃之间。 其次是关于温度变化的原因，导致温度变化的地质因素和热源具有多样性。主 要有下列几种因素： 地热增温：岩石随埋葬深度的增加，而温度逐渐增高，但其幅度一般不大，按 地区的地质环境有所不同，从每千米十几度到一百多度，然而其空间范围较大。 地质工作者称此种变化为地热增温率或地温梯度。 放射性元素衰释放的热量：其特点是总量大，不均匀，有时也极可观。 岩浆活动带来的热能：其强度和岩浆活动的规模有关，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。
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。
地质学基础(04.4 变质作用与变质岩)
4.1 矿物 4.2 岩浆作用与火成岩 4.3 外力地质作用与沉积岩 4.4 变质作用与变质岩 4.5 三大岩类的相互转化
4.4 变质作用与变质岩
三大岩类之一，体积比重 27.4%，火成岩和沉积岩 均可变质成变质岩，对应 于正变质岩和负变质岩。
4.4.1 变质作用 4.4.2 变质岩特征 4.4.3 常见变质岩
4.4 变质作用 与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
动力变质作用
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
1、变质岩的物质成分 原岩残留，与火成岩和沉积岩相同，如石英、长石、云母、角 闪石和辉石；
变质作用形成的变质岩特有的矿物，红柱石、蓝晶石、石墨、 滑石、石榴子石和蛇纹石等；
4.4 变质作用与变质岩
片麻状构造，变质结晶程度高，矿物颗粒较粗，浅色矿物（长 石、石英）和深色片状、柱状矿物（黑云母、角闪石）大致相 间成带状平行排列，不易劈开；片麻岩：片麻状构造，变晶结 构；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造 块状构造，变质矿物颗粒均匀分 布，无定向排列，无定向裂开性 质；石英岩：白色或灰白色，粒 状变晶结构、块状构造，由硅质 成分原岩（石英砂岩、硅质岩）， 经重结晶作用形作用
3、变质作用类型
混合岩化（超深变质）作用 组成，一是变质岩基体，主要 为变质程度较高的，颜色较深 的片岩、片麻岩；一是熔浆和 热液中沉淀出的物质，脉体， 主要是颜色较浅的石英、长石。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
动力变质作用 地点，断裂带两侧； 作用来源，构造运动； 作用结果，破碎、变形和 重结晶； 代表岩石，碎裂岩、角砾 岩和糜棱岩；
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。
变质作用类型、概念、特点及代表性岩石
2.角岩又称角页岩。是由泥质岩石（粘土岩、页岩等）、粉砂岩、火山岩等经热接触变质作用而成的变质岩，原岩已基本上重结晶，细粒变晶结构，块状构造，致密坚硬，一般为灰、灰黑和近于黑色。矿物成分有长石、石英、云母、角闪石等，但肉眼常难分辨；有时具红柱石等变斑晶（呈柱状，横断面近方形，具黑心），称红柱石角岩；若红柱石呈放射状，则通称菊花石。
9.麻粒岩是在高温高压条件下形成的区域变质岩，温度大致为700—900℃，压力为0.7×1010—1.2×1010Pa，相当于地下25—40km的深度。浅色矿物成分主为斜长石，有时含有石英，暗色矿物主为不含或基本不含水的矿物，如紫苏辉石、透辉石等，有时含有黑云母、普通角闪石、石榴子石等。具中粗粒花岗变晶结构，片理构造不清楚，块状构造。暗色矿物含量若少于30％，称浅色麻粒岩或酸性麻粒岩；其含量若大于30％（甚至可达80—85％），称暗色麻粒岩或基性麻粒岩。麻粒岩是变质程度最深的岩石，关于其成因，普遍认为是原先位于地壳上部的岩石因构造运动而逐渐埋藏到地下深处，受到高温变质作用而成。70年代以后，有的地质学家认为是由上地幔派生的岩浆，上升侵入地壳底部，在高温高压下变质而成。还有一种看法，原岩是洋壳板块俯冲至地壳深处熔融的产物。麻粒岩广泛分布于太古宙古老地层中，并常富含金、银、铬、镍、铂、铜、铅、硼、石墨、压电石英、宝石、云母、金红石、磷灰石等矿产。
6.片麻岩具明显片麻状构造的岩石。主要矿物成分为长石、石英（二者含量大于50％，而长石一般多于石英）等，片状和柱状矿物有云母、角闪石、辉石等，有时含矽线石、石榴子石等变晶矿物。属于变质程度较深的区域变质岩，但在高温热接触变质作用下，也可形成片麻岩。原岩为粘土岩、粉砂岩、砂岩和中酸性火成岩等。根据岩石中长石种类和主要片状、柱状矿物，还可进一步命名。如角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云钾长片麻岩等。若长石种类不定，则长石不参加命名。
第四章 变质岩
如石灰岩经变质作用变为大理岩。一般说来，原岩成 分越简单，粒度越细，越容易发生重结晶作用；重结晶作 用过程中，没有物质的带入和带出，因此，岩石总的化学 成分不变。
温度和压力的升高促进重结晶作用的进行，以H2O、 CO2为主的粒间流体的存在结晶作用的必要条件。
精选2021版课件
21
（2）变质结晶作用：
粒状变晶结构(花岗变晶结构)：变晶矿物颗粒 近等轴状，穰嵌紧密，不具方向性。
鳞片变晶结构：多由云母、绿泥石等片状矿物 组成，常具定向排列形成片理，也有不具定向排列 的。
纤维变晶结构：多由纤维状、针状、长柱状矿 物组成。
2.变质岩的结构ห้องสมุดไป่ตู้构造
变质岩的变晶结构 火成岩的结晶结构
2.变质岩的结构和构造
1、温度的影响
1) Minerals convert to new high temperature minerals
2) 温度促使高温矿物形成
2) Fluids are released
3) 孔隙流体释放出来
4)
Example: clay =
mica +H2O
3) Crystals grow larger
- Speed up reaction rates – catalyst（催化剂） - Deposit or remove certain elements,
can lead to formation of ore deposits copper, silver, gold, etc.（可以形成矿床）
片状构造：是岩石中大量片状、柱状、粒状矿 物呈定向排列而成，矿物颗粒肉眼即可分辨。矿物 平行排列的面，称为片理面。片状构造是变质岩最 常见、最典型的构造。
第三节 变质作用与变质岩
第三节变质作用与变质岩变质岩约占大陆面积的1/5左右，是岩浆岩或沉积岩经变质作用所形成的岩石。
一、变质作用与变质岩（一）变质作用变质作用——岩浆岩、沉积岩或者先成变质岩在地壳运动、岩浆活动等作用下导致的物理、化学条件的变化，并使之成分、结构、构造产生一系列改变，这种变化和改变的作用称为变质作用。
（二）变质岩——指地壳中已有的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）在地壳运动或后来的岩浆活动的影响下，受到高温高压和化学活性物质的作用，使原岩的结构、构造甚至于化学成分都发生剧烈的变化而形成新的岩石---变质岩。
（如粘土矿物在温度压力增高时可变为云母）二、变质作用因素主要因素为温度、压力和化学性质活泼的气体和溶液（一）温度：影响变质作用的最基本因素多数变质作用是随温度升高而进行的。
变质作用发生的温度是有一定的范围，那么，变质作用的起始温度和终止温度是多少呢？目前的共同认识是：◆起始温度：以浊沸石、蓝闪石、红柱石、钠云母、叶腊石等变质矿物的首次出现，作为变质作用的开始。
这些矿物出现时的温度范围为是在150℃—250℃之间。
这就是变质作用发生的起始温度。
◆终止温度：原岩发生大规模熔融时的温度。
因此，变质作用的温度变化范围应为650℃—150℃之间。
低于150℃属固结成岩作用；大于650℃岩石熔化，属岩浆作用范畴。
温度作用：非晶质结晶质（岩石结构变，组分不变）细晶粗晶（岩石结构变，组分不变）矿物新矿物（矿物成分、结构、构造变）温度来源：◆地热增温率：1℃/33M ，需其它热源补充、迭加。
◆放射性元素衰释放的热量：特点是总量大，不均匀，有时也极为可观。
◆岩浆活动带来的热能：其强度和岩浆活动的规模有关，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。
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：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。
变质作用与变质岩
恢复
使变形晶体降低应
重结晶
剩余应变能的 消耗过程 特征：发育和 生长无应变新 颗粒
变能而回到未变形
状态的过程。
特征：在变形晶体
中产生大量细小
(粒径一般小于
0.02—0.03mm) 的 亚颗粒
新颗粒首先从高应变区开始发育，通过亚 颗粒的旋转及其边界迁移、消耗老颗粒而生长。 重结晶颗粒比亚颗粒稍大但仍较细，颗粒形态 为压扁拉长状，原始边界被破坏，显示不稳定 态。进一步重结晶使颗粒粒度增大，呈矩形状 而达稳定态。 Raymond (1995)描述了在偏应 力影响下的变质作用过程中单矿物岩石结构变 化理想序列简图
可大大加快变质反应速率和晶体生长；
T升高可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性
变形转化；
T升高会通过脱水反应、脱碳酸反应形成变质热液
作为催化剂、搬运剂和热媒介对变质作用施加影响。 此外，T升高还会导致部分熔融而发生混合岩化。
变质作用最低温度是由成岩作用向变质作用的转
化的记录，其与许多因素，如压力（深度）、流体
变形晶体有大量位错，储集了变形施加的应变
能，因而不稳定而力图通过重结晶以消除应变能
恢复到稳定的无应变状态。这种伴随变形而发生 的重结晶称为动态重结晶，包括恢复和重结晶两 个阶段；
而无偏应力参与的重结晶作用称静态重结晶，它 们都属于重结晶范畴。
静态重结晶 (static recrystalizaion)： 无偏应力参与的重结晶 作用 动态重结晶(dynamic recrystallization)：
大到＝Pl时即与Pl达平衡，Pf进一步增加，在系
统高度封闭、不易扩散的情况下，会造成局部 Pf
变质作用与变质岩
变 质 岩 的 特 征
（ 结 构 ）
16.2
①变余结构——变质程度较 低，重结晶和变质结晶不完全， 保留有原岩的结构。 如： 变余泥质结构（板岩）、变余 斑状结构等。
②变晶结构——原岩在固态下发生重结晶、 变质结晶作用，形成的结晶质结构。如： 粒状变晶结构（石英岩、大理岩）、鳞片 变晶结构（千枚岩、云母片岩）等。
第五节 变质矿床
变质矿床——在变质作用过程中、各种有用物质聚集起 来形成的矿床。 一、沉积变质矿床（受变质矿床） ——沉积岩在变质作用过程中。各种有用组分聚集起来 形成的矿床。 如：鞍山沉积变质铁矿床、新海 变 连市沉积变质磷矿床 质 二、变质矿床（变成矿床）
矿 ——原来不一定是矿或原来是别 床 的矿，在变质过程中形成新的变
16.3
第四节 变质岩的分类及常见变质岩 一、变质岩的分类
变 质 岩 的 分 类 及 常 见 变 质 岩
（ 分 类 ）
16.4
动力变质岩 接触变质岩 碎裂岩 斑点板岩 构造角砾岩 角岩 糜棱岩 大理岩 石英岩 矽卡岩
区域变质岩 混合岩类 板岩 千枚岩 片岩 片麻岩 麻粒岩 混合岩化变质岩 混合岩 混合花岗岩
16.3
二、动力变质作用（破裂变质作用）
变 ——构造运动使岩石产生破碎、 质 变形、重结晶的一种变质作用。主要 作 出现在断裂带附近，常形成特有的构 用 类 造岩、碎裂岩、角砾岩、和糜棱岩等。 型 及 代 表 岩 石
（ 动 力 变 质 ）
16.3
三、区域变质作用
——是在广大范围内发生，并由温度、压力以及化学活 变 动性流体等多种因素引起的变质作用。 质 区域变质作用影响范围可达数千至数万平方公里，影响 作 深度可达20KM以上，常与强烈的构造运动有关，与一定区域 用 范围内的构造变形、岩浆活动等同时出现。往往表现出一定 类 的带状分布。 型 变质带 变质因素 变质作用 变质岩 及 代 浅变质带 温度、静压力不 岩石破碎 板岩、千枝岩、 表 （低级变质） 太高定向压力强 重结晶 片岩、石英岩 岩 中变质带 温度、定向压力 重结晶显著 片岩、大理岩、 石 （中级变质） 较强、化学活动 片麻岩
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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动力变质作用
常见结构： 角砾状结构 碎裂结构 碎斑结构 糜棱结构
动力变质岩
动力变质岩一般以结构构造特征作为分类 的主要依据，因为它反映了动力变质的性 质，也在某种程度上反映了变质程度的深 浅，见表5-4 常见的岩石类型 构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩
变质作用及变质岩类型
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
变质作用及变质岩类型
气成热液变质岩类
气-液变质作用:具有化学活动性的气水溶液对岩 石进行交代而使岩石发生变质的作用。该作用 形成的岩石称蚀变岩，主要有蛇纹岩、青磐岩、 云英岩等。发生在侵入岩体周围的称为接触交 代变质作用。Fra bibliotek混合岩类
基体结构为各种区域变质岩的结构， 脉体的结构多为粒状变晶结构、细 晶或伟晶结构等。 构造：条带状构造、眼球状构造、 角砾状构造、肠状构造、阴影构造。 岩石类型：混合岩化变质岩、混合 岩、混合片麻岩、混合花岗岩
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
混合岩类
混合岩石由混合化作用形成的岩石。其基 本组成物质是由基体和脉体两部分组成。 基体主要是由各种区域变质岩，如片岩、 片麻岩、变粒岩等，颜色较深；脉体则是 由混合岩化作用新形成的流体相结晶部分， 通常为花岗质、长英质、伟晶质、石英脉 等，与基体相比颜色较浅。 混合岩石在区域变质作用的基础上发展起 来的，常与区域变质岩相伴生。
四变质作用与变质岩
在环太平洋地区的许多地方，如日本发现发育良好的成双的变 质带，称为双变质带。其中一个带是高压低温变质带，分布于 靠大洋一侧；另一带是与之平行的高温低压变质带。双变质带 的成因，目前一般认为是大洋板块沿毕鸟夫带在岛弧与大陆边 缘下插引起的。
四、变质岩的基本特征
（一）物质成分
1、化学成分： 取决于原岩成分以及是否有交代作用，总体与岩浆岩类似；主要说明 变质前后是否变化。了解原岩类型、变质作用类型、交代作用的特点。 2、矿物成分： 在三大类岩石中，变质岩的矿物成分是最复杂的，主要是形成了一些 独特的变质矿物，如红柱石、十字石、石墨、绿帘石、堇青石、蓝晶石等 等。受原岩化学成分和变质条件控制。课本107页表3－4
板块构造和变质带的形成
板块构造学说认为：板块具有刚性，主要的构造活动、变质作用都集中 分布在板块的边缘附近。按日本地质学家都城秋穗的观点，沿岩石圈板块的 所有边界都有变质作用的发生。 在汇聚板块边界为造山作用带，在造山带内发生大规模的变质作用为区 域变质作用。区域变质的岩石通常在造山带内呈带状产出，称为变质带。
从接触带向外，围岩的变质作用由 强到弱，依次递减，因而使不同强 度的接触变质带围绕侵入体成环状 分布。
（2） 接触交代变质作用——除岩浆散发的热量外，还有岩浆析出的挥发组分 的加入，使接触带附近的岩浆岩和围岩发生明显的交代作用。 如：中、酸性岩浆侵入碳酸盐岩时，接触交代作用特别强烈，形成以石榴子石 和透灰石为主要矿物的岩石，称为矽卡岩。矽卡岩中含多种金属矿产，如铁、 铜、钨、锡、钼、铅、锌等。
（二）变质作用方式
变质作用的方式是指岩石发生变质作用的途径和形式。主要
有： ① 重结晶作用：T↑，P↑，矿物在固态下重新生长的过程， 小→大，以 H2O、CO2为主的粒间流体的存在是其必要条件。
矿物岩石课件：变质岩及变质作用PPt
一、变质岩、变质作用的基本概念
正变质岩 是指由岩浆岩变质形成的变质岩。 负变质岩 是指由沉积岩变质形成的变质岩。 复变质岩 是指由变质岩变质形成的变质岩。
变质条件：温度：200-1000℃（与源岩成分有关） 压力：0.1-1.0GPa之间
负变质岩 石灰岩 大理岩
正变质岩 安山岩 变安山岩
二、三大岩类的关系
变质作用与沉积岩形成作用的区别： 1、作用因素的来源不同； 引起变质作用的温度、压力和活动性流体的因素主要来自于地球内部； 沉积岩的形成作用，主要与大气、水、生物等地球外部因素有关。 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；沉积岩 的形成作用发生在地壳的表层。
变质岩及变质作用
榴辉岩形成机理示意图
榴辉岩
变质岩
石榴子石中的柯石英
陨石坑中可能存有柯石英
变质岩
大理岩中的刚玉晶体
云母片岩中的绿柱石晶体
含铁石英岩
鞍山式ห้องสมุดไป่ตู้矿
一、变质岩、变质作用的基本概念
变质作用，是指组成地壳的岩石，无论是岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于 地质条件发生变化，而使其物质成分、结构和构造发生改变，变成新的岩石 的作用。
岩石循环
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矿物岩石
变质岩及变质作用
目录
CONTENTS
1 变质岩、变质作用的基本概念 2 三大岩类的关系
变质岩及变质作用
分布:占地壳总体积的27.4%;主体在中、下地壳,地表较少。 大别山超高压变质矿物的发现，改写了经典板块构造理论。 研究目的：了解地球深部地质过程（HP的蓝闪石、红帘石，UHP的柯石 英、金刚石);恢复原岩;阐明变质作用机制和过程;寻找矿产资源(“玉自变质 来”；各种名贵宝石，原料均来自变质岩。多数金属矿产，都经历过变质， 变质使矿变富变大。前寒武纪含铁石英岩型铁矿占世界铁储量70%, 我国的 鞍山式铁矿属此类型。
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一、变质作用
变质作用的概念 变质作用的影响因素 变质作用的主要类型 变质作用的基本规律
变质作用
变质作用的概念
变质作用 指原岩基本上在固态下，主要由内动力的作用使其变成 另一种新岩石的过程。
变质作用的结果，是使一种岩石转变成另一种新的岩石。新形 成的岩石无论是岩石的矿物成分、结构、构造，均可与原岩不同， 这种新的岩石称为变质岩。
变质作用的影响因素
压力 变质作用均在一定的压力环境下进行，所以压力是控制变质作用的重要物
理因素。按压力的性质可分为二大类： 静压力：是指岩石在地壳内一定深度时，所承受的重力，其大小随埋藏深度的
增加而增加，上覆岩层厚度的增加而增加，增加的速率是25-30×106Pa/KM。不 同类型变质作用的压力变化很大，一般接触变质和动力变化发生在地表3-5km范 围内，故压力不超过0.1GPa。区域变质作用的压力范围为0.1GPa－0.8GPa。
应力：当物体遭受定向外力作用， 其内部就会产生一种抵抗力，称为 应力。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。
介质条件 在变质作用过程中，虽
然岩) 温度 大理岩（CaCO3）
用
的
方 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，
式 形成新矿物或新矿物组合的作用。
例如 高岭石 >350℃ 叶腊石
交代作用 指化学活动性强的流体与固体岩石之间发生物质置 换与交换作用，产生新矿物，岩石总体化学成分发生变化。
例如 KAlSi3O8(钾长石)+Na+ NaAlSi3O8 (钠长石) +K+
低级变质：温度范围在350-550℃左右，和中级变质的界限是泥质岩 石中十字石的出现或黑云母存在时，堇青石的形成；
中级变质：温度在550-650℃左右，和高级变质的界限是白云母和石 英反应形成矽线石+钾长石的组合；
高级变质：温度>650℃时，属于高级变质，上限可达800℃左右。
变质作用---变质级
质 作
200℃，直到700～900℃。
用 的 影
压力 变质压力可以从上百GPa到上千Gpa。根据压力的作 用特征分为静压力和定向压力。
响
因 素
化学活动性流体 流体以H２O与CO２为主，溶解了许多 易挥发的物质及SiO２等许多矿物质。
变质作用的影响因素
温度是控制和影响变质作用的重要因素之一。多数变质作用是随温度升高而进
由于许多变质矿物可以在不同温度、压力条件下，由不同变质反应 形成，因而由标志矿物划定的等变线往往不是等变质条件的。因此温克 勒提出，根据常见岩石中，反映矿物共生组合重要变质变化的特定矿物 反应来划分变质带，成为变质级。温克勒讲整个变质作用区间分为四个 变质级：
很低级变质：其低限以基性岩中浊沸石开始出现为标志，其温度界 限在200℃左右，它与低级变质之间的界限是基性岩中绿纤石或葡萄石和 绿泥石的反应形成黝帘石和阳起石，临界温度在350℃左右或稍高；
变质作用的主要类型
区域变质作用
在大区域范围内发生，并由温度、压力及化学活动性很强的 流体等多种因素，共同引起的一种变质作用。区域变质作用影 响的范围可达数千至数万km２以上，影响深度可达30 km以上， 温度在200-800℃之间。
高温低压带 高温高压带 低温高压带
洋壳
大陆壳
岩石圈
变质作用---变质级
变质作用的主要类型
接触变质作用
区域变质作用
动力变质作用
变质作用的主要类型
变质作用的主要类型
接触变质作用 在岩浆岩体与围岩接触
带上，主要由岩浆活动所带 来的热量及活动性流体所引 起的变质作用。
变质作用的主要类型
动力变质作用 指在构造变形、变位过程中所产 生的定向压力的作用下，使岩石 发生变形、破碎以及伴随的重结 晶等作用。这种变质作用主要发 生在相邻的两个岩石块体之间发 生相对错动的接触面附近。这种 接触面被称为断层或断裂带。
变质作用---变质相
变质作用的概念
变质作用和沉积作用、岩浆作用之间存在一定的区别和联系。变质 作用与岩浆作用之间比较容易区别，它们之间的界线是熔融，而和 沉积成岩作用之间的重要标志是矿物组合的变化，一般认为以浊沸 石开始出现为标志。
变质作用的影响因素
温度 是变质作用的基本因素，多数变质作用都是在温度
变 升高条件下进行的。变质作用的温度范围从150～
行的。温度升高可使原来岩石中的一些矿物重结晶，更重要的是会使各种原始组 分重新组合成新矿物。
首先要确定变质作用发生的温度范围，既起始温度和终止温度。按研究者目前 的共同认识，变质作用不包括风化作用和沉积岩的成岩作用。而是以浊沸石、蓝 闪石、硬柱石、钠云母、叶腊石等变质矿物的首次出现，作为变质作用的开始。 这些矿物出现时的温度范围为是在150℃—250℃之间。这就是变质作用发生的起 始温度。而由于变质作用不包括原岩的大规模的熔融，终止温度就是原岩发生大 规模熔融时的温度，现确定为为650℃—100℃之间。
其次是关于温度变化的原因，导致温度变化的地质因素和热源具有多样性。主 要有下列几种因素：
地热增温：岩石随埋葬深度的增加，而温度逐渐增高，但其幅度一般不大，按
地区的地质环境有所不同，从每千米十几度到一百多度，然而其空间范围较大。 地质工作者称此种变化为地热增温率或地温梯度。
放射性元素衰释放的热量：其特点是总量大，不均匀，有时也极可观。 岩浆活动带来的热能：其强度和岩浆活动的规模有关，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。
有少量流体相。流体相存在于矿物粒隙之间或岩石的裂隙中，成分以水和CO2， 还可含有其它挥发份。它们在较高的温度和压力条件下，具有较大的活性。
变质作用的影响因素
重结晶作用 指岩石在固态状态下，同一种矿物经过有限的颗
粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶成较粗大颗粒的作用，
变 在这一过程中矿物成分不发生变化。