变质岩的形成过程 (1).
变质岩教材
绪论一、变质岩的概念变质岩是在地壳形成发展过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩或变质岩）为适应新的地质环境和物理化学条件，在固态情况下发生的矿物组成、结构构造的重组甚至包括化学成分的变化所形成的岩石。
变质岩和其他两大类岩石之间的界限并不是绝然的，其间存在有逐渐的过渡关系或有密切的联系。
沉积岩和岩浆岩都可以通过变质作用形成变质岩（图0-1）。
图0-1 各类岩石的成岩作用变质岩石类型众多，可形成于不同时期和不同地区，既可出露于古老的结晶基底—地盾或地台，也可出现于较新的变质活动带，分布遍及大陆和海洋。
地壳深处和上地幔的上部主要由变质岩和火成岩组成。
地壳各种岩层中均包括了不同的变质岩石（表0 -1）。
从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占92%（图0-2）。
古老岩石都出现在大陆内部的结晶基底之中。
代表性的岩石属基性和超基性的火成岩。
这些岩石由于受到强烈的变质作用已转变为富含绿泥石和角闪石的变质岩，通常我们称为绿岩。
从早太古宙至现代，都有变质作用发生。
在非洲和前苏联测得侵入变质岩中的岩浆岩的年龄为35亿年，在中国的冀东地区的花岗片麻岩，其中包体的岩石年龄约为35亿年，在格陵兰测得变质岩的年龄为38亿年，说明在早太古宙时期，已有变质作用发生。
在现代岛弧底部和大洋中脊，由于有较高的地热梯度，也正在发生变质作用。
中国变质岩的分布广泛（图0-3），自太古代到新生代都有分布，太古代热流值偏高，分布广而基本均匀，变质以大面积单向变质的区域中、高温变质作用的出现。
元古代早期热流值较高，晚期变弱，发育了早期是区域动力热流变质作用及晚期是区域低温动力变质作用。
元古代晚期在裂陷槽开始出现埋深变质作用的蓝闪绿片岩相，显生宙，高热流值更加变弱，表现为大面积的绿片岩相带，而角闪岩相带仅局部出现。
个别地区出现有双变质带。
表0-1 地壳综合剖面变质岩岩石学是研究地壳内部发生的变质作用、变形作用和变质岩的形成特点及其演变历史的学科，天体陨石的冲击变质亦属这一研究范畴。
变质岩石学：1第一章 变质作用概述
温度升高，变质反应伴随着脱水而形成变质热液。这 些热液积极参加反应，从而加速变质反应的速度，使其呈 指数倍增加。
热液可将原岩中某些组分迁移到较远距离或使其相对 富集。
在某些情况下，问题的进一步升高可使原岩在变质结 晶的基础上进一步选择性重溶，引起混合岩化现象。
温度升高，变质反应伴随着脱水而形成变质热液。这 些热液积极参加反应，从而加速变质反应的速度，使其呈 指数倍增加。
化称为变质作用(Metamorphism)。
一词是由法国学者Boue (1820)年首次提出来的，后来由英国 学者C. Lyell(1833) 在他的名著《地质学原理》中比较系统地进行 了论述 。
* 地质环境和物化条件的改变可由地壳的构造运动、 岩浆活动、区域热流变化、应力变化等引起。
** 特殊条件下可发生部分熔融产生一定量的流体 相。
关于变质作用的概念应强调以下几点: (1) 变质作用是一种改造作用，这种改造发生在风化带和胶结带以
下，原岩经过改造后在固态下转变为一种新的岩石。
正变质岩和副变质岩
关于变质作用的概念应强调以下几点: (2) 变质过程中岩石基本上保持固态，并且强调温度的递增过程，
这一点与岩浆作用不同。后者强调的是矿物从硅酸盐熔融体中 结晶，所涉及的是晶体－液态的平衡，并强调温度的下降过 程。当变质作用温度较高时，岩石可发生部分熔融，出现一定 数量的熔体，这些熔体与固态残余物之间可发生混合岩化作 用。
第一节 变质作用和变质岩
为什么我们现在所见到的岩石不仅仅是岩浆岩和沉积 岩这两大类呢？
原因：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。
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
岩石的形成的原因及过程
岩石的形成的原因及过程
岩石的形成主要是受地球内部和外部的力量作用而进行的。
以下是岩石形成的主要原因和过程：
1. 岩浆的冷却凝固：由于地球内部温度高，地壳下部的岩石会融化形成岩浆，在岩浆冷却凝固后形成火山岩或深成岩。
2. 沉积物质的压实：沉积物质如泥沙、碳酸盐等经过长期的堆积和压实，形成沉积岩。
3. 变质作用：岩石受地球内部的高温、高压等力量作用，原来的岩石结构发生改变，形成变质岩。
4. 球粒岩的堆积：球粒岩是由于海洋生物的死亡残骸堆积而形成的。
5. 侵入作用：含有熔岩的岩石逐渐冷却凝固，形成侵入岩。
以上是岩石形成的主要原因和过程。
不同的岩石类型和形成过程都具有不同的特征和性质，并在地球表面起着重要的作用。
5.1.3变质岩 - 变质岩岩石学1
流体、时间 （4）混合岩化作用：温度
五、变质作用的基本类型
（１）接触变质作用
发生位置：岩浆岩体与围岩接触带及其附近 原因：岩浆热量及活动性流体所引起的变质作用。 温度条件：温度较高，一般在300～800℃之间， 静
由变质作用所形成的新岩石称为变质岩。 变质岩的分类：
正变质岩—由岩浆岩变质形成的 副变质岩—由沉积岩变质形成的 变质岩再变质称为复变质岩，或叠加变质岩。
二、变质岩的基本特征
分 布：岩石圈内大部分岩石 形成的条件
温度较高：（700-200℃） （静岩）压力较大：（上百到上千MPa之间） 局部定向压力（即构造应力）较大 流体的作用
如：当具有定向压力作用时，原岩本身的某些矿物（如暗 色与浅色矿物）经过变质作用、定向排列而不均匀地分别 聚集起来，分别形成暗色矿物与浅色矿物的条带
四、变质作用的方式
（5）变形作用和碎裂作用
差异应力作用使岩石的结构、构造发生改 变，同时也会伴随有化学成分和矿物组成 的变化。
变形——塑性 碎裂——脆性
变质作用与岩浆作用、风化作用的区别： •变质与岩浆作用：变质作用基本固态；岩浆作用是高 温熔融的液态演化； •变质与风化作用：常温、常压下，主要由外动力引起 •变质作用与成岩作用（沉积）、岩浆作用无截然界限
三、引起变质作用的因素——温度
温度引起的变化 引起重结晶作用 如石灰岩变大理岩 促进化学反应：
高岭石→红柱石+石英+水(吸热)
温度升高反应向右进行，温度降低则向左进行
温度升高的原因
地热增温：平均30℃/km 岩浆热 构造增热（摩擦热）—作用有限 放射性元素衰变生热——变质作用主要热源
地球科学大辞典变质岩石学
地球科学大辞典变质岩石学变质岩石学总论【变质岩石学】metamorphic petrology见83页“变质岩石学”。
【变质岩】metamorphic rock由变质作用所形成的岩石。
在变质作用条件下，使地壳中已经存在的岩石(火成岩、沉积岩及先前已形成的变质岩)变成具有新的矿物组合及变质结构与构造特征的岩石。
它们是组成地壳的三大岩类之一，约占地壳总体积的27%。
其岩性特征，一方面受原岩的控制，而具有一定的继承性；另一方面，由于受到变质作用的改造，在矿物成分和结构构造上具有与其他岩类不同的特征。
变质岩在中国和世界各地分布很广。
前寒武纪的地层绝大部分由变质岩组成；古生代以后，在各个地质时期的地壳活动带和一些侵入体的周围以及断裂带内，常有变质岩分布。
【等化学系列】isochemical series化学成分相同或基本相同的岩石，在不同的变质条件下形成的所有变质岩。
属于一个等化学系列的岩石，由于变质条件不同，可具有不同的矿物共生组合。
如原岩均为粘土质岩石，因变质条件不同，可形成板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等不同的变质岩，它们属于一个等化学系列。
【等物理系列】isophysical series化学成分不同的岩石，在相同或基本相同的变质条件下形成的所有变质岩。
属于一个等物理系列的岩石，由于原岩的化学成分不同，可具有不同的矿物共生组合。
例如，粘土岩和石灰岩，在中级区域变质作用下，前者形成云母片岩，后者形成大理岩，二者属于一个等物理系列。
【构造超压】tectonic overpressure由应力的垂直分力所产生的超负荷压力。
在区域变质作用过程中，由构造运动产生的应力是一种侧向压力，但它的垂直分力可使局部地区的负荷压力增大。
因为它是由构造应力所产生的附加压力，故称为构造超压。
它和负荷压力的性质相似，有时可达0 2～0 3 吉帕。
一般认为构造超压只在地壳浅部，岩石保持刚性状态，且应变迅速时才具有实际意义。
在地壳深部，由于温度较高和负荷压力较大，岩石具有一定的塑性，应力可通过岩石的塑性变形而释放，因此不能起附加压力的作用。
变质岩绪论
⏹一、绪论（一）变质岩和变质作用的基本概念1.变质岩在地壳形成发展过程中，母岩由于内力地质作用（岩浆作用、地壳运动等），使得地壳环境的物理、化学条件发生变化，岩石基本在固态下改变成分、结构、构造，形成新的岩石。
与岩浆岩、沉积岩的不同点：2.变质作用形成变质岩的各种内力地质作用（岩浆作用、地壳运动等）的总和。
（二）研究意义1.形成时间长。
约为40亿年，占地球形成历史的7/8。
前震旦纪~新生代，时代越久、数量越多。
2.分布广泛。
约占地球面积的1/5。
遍及大陆、岛弧、海洋等区域，出露在造山带、褶皱带和大洋底部区域。
既可以是区域型分布，也可以是局部出露。
前寒武纪的变质岩是面状分布，显生宙变质岩是线型分布。
主要特点为：（1）前寒武纪的变质岩是区域型，面状分布，多次变质，变质程度深，如秦岭地区变质岩普遍发生过三次变质作用。
（2）古生代的变质岩是带状，线型分布，如造山带。
（3）中生代、新生代的变质岩是分布在板块结合部位，如海沟-岛弧地带。
（4）现代的变质岩是分布在洋脊、海沟、喜山一带。
3.理论研究。
有助于了解一个地区地壳发展演化历史、规律，了解地球深部物质组成。
4.实际意义。
（1）变质作用是重要的成矿作用，矿产资源种类多。
如F e、A u、A g、C u、P b、Z n、C r等金属矿床，以及石墨、石棉、滑石、云母、硅灰石、蓝晶石、红柱石等非金属矿床。
（2）变质岩的结构、构造特性、岩石的强度、透水性等特征，是水文地质、工程地质的直接研究对象。
二、变质因素⏹内因母岩成分——决定了变质产物。
岩石粒度——决定了变质作用的先后次序。
粒度越细，越易变质。
构造、孔隙度——越发育者，越易变质。
外因压力（P）温度（T）流体时间（t）即“P–T–t”轨迹。
（一）温度1.温度范围上限：＞600~900°C，至岩石熔化前。
下限：＜150~200°C。
以片沸石、辉沸石、方沸石等矿物作为后生作用的结束。
以浊沸石、葡萄石、绿纤石、黑硬绿泥石、硬柱石等矿物作为变质作用的开始。
2022版新教材高考地理一轮复习第2单元地形变化的原因第2节岩石圈的组成及物质循环内力与地表形态的变
03
核心素养
问题研究——从地球演化史的角度 看构造地貌的形成
【获取信息】 ①图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表沉积环境、熔融环境和变质环境， 箭头线代表不同的地质过程。 ②图中指向岩石的箭头表示不同环境形成不同的岩石；岩石指 向不同环境的箭头，表示不同的地质作用。 ③昆仑玉与大理石的形成过程相同。 【尝试解答】(1)D (2)A
解析：第(1)题，图中箭头①表示固结成岩，箭头②表示沉积岩 受高温熔融作用(重熔再生)，箭头③表示熔岩冷却，箭头④表示熔岩 在内力作用下发生变质作用，箭头⑤表示变质作用，箭头⑥表示变 质岩受到外力作用。昆仑玉与大理石的形成过程相同，因此属于变 质岩。第(2)题，古生物进入岩石并成为岩石中化石的环境为沉积环 境，通过箭头①固结成岩作用完成。
考点二 地质构造与地形
(2020·全国卷Ⅲ)下图示意某地质剖面，其中①指断层。据此完 成(1)、(2)题。
(1)①②③④中最先形成的是( ) A．① B．② C．③ D．④ (2)砂砾石层的下界为相对平坦而广阔的面。该面形成时期，所 在区域可能( ) A．地壳持续抬升，遭受侵蚀 B．地壳持续下降，接受沉积 C．地壳运动稳定，遭受侵蚀 D．地壳运动稳定，接受沉积
❹三大类岩石在地质循环过程中是可以相互转化的，但岩浆岩 只能由岩浆喷出或侵入地壳上部冷凝而成，因此沉积岩和变质岩不 能直接转化成岩浆岩，必须经过高温高压的岩浆重熔再生才能转化。
三、内力与地表形态的变化 1．内力作用主要表现：构造运动、 岩浆活动 、变质作用等。
2．构造运动的分类：按照运动的方向和性质，可以分为水平运
动和垂直运动，如下表。
分类
运动特点
对地形影响
水平运 地壳或者岩石圈块体大致平行 常形成巨大的 褶皱 山系
变质岩和岩浆岩形成机制上的异同
在地质学中，常常会涉及到变质岩和岩浆岩这两种岩石类型。
它们分别是在不同地质条件下形成的，具有不同的特点和特性。
本文将从深度和广度上对变质岩和岩浆岩的形成机制进行全面评估，以帮助读者更深入地理解这两种岩石类型。
一、变质岩的形成机制在地球深部，地壳内部的高温高压环境会使岩石发生变质作用。
变质作用是指岩石在高温高压下，由于受到外界条件的改变而发生物理化学性质和结构的变化，最终形成变质岩。
变质作用主要分为热液作用、压力作用和化学作用三种类型。
1. 热液作用热液作用是指岩浆活动使得地下水被加热并含有有益矿物质，进而对周围岩石进行溶解和沉淀的一种变质作用。
这种作用产生的岩石称为热液岩，比如石英岩、硫化岩等。
通过热液作用，变质岩中常常出现大量的矿物质，使得变质岩的结构更加坚硬。
2. 压力作用压力作用是指在高温高压环境下，岩石受到外界压力的变化，使得岩石的晶体结构发生改变，最终形成变质岩。
例如片麻岩、云母片岩等就是通过这种方式形成的。
压力作用使得岩石中的矿物质产生排列和排列的变化，从而使得岩石的结构更加坚硬和稳定。
3. 化学作用化学作用是指在高温高压环境下，岩石中的矿物质受到外界化学条件的改变，发生化学反应而形成的岩石。
例如大理岩、石英片岩等就是通过这种方式形成的。
通过化学作用，岩石中的矿物质会重新组合，从而形成新的矿物质和结构。
以上就是变质岩的形成机制，可以看出，变质岩的形成主要是受到高温高压环境和外界条件的改变而形成的。
而岩浆岩的形成机制与之有所不同。
二、岩浆岩的形成机制岩浆岩是由地壳深部的岩浆侵入地表形成的岩石。
岩浆是地壳深部岩石在高温高压条件下熔融形成的物质，它在地下运动，在地表流动或凝固后形成岩浆岩。
岩浆岩形成的过程可以分为岩浆的流动、冷却凝固和结晶三个阶段。
1. 岩浆的流动岩浆是由地下岩石在高温高压条件下熔融形成的物质，它具有高温、高粘度、高压等特点。
当地下岩浆温度达到一定程度时，岩浆会向地表或地下某一地点运动，形成火山喷发或岩浆侵入地表，从而形成岩浆岩。
变质岩——变质岩的形成过程22014全解
1.3 纯固相反应
➢ 仅涉及固相矿物；
➢ 影响因素：Ｔ，Ｐl
NaAlSi2O6 + SiO2 = NaAlSi3O8
Jd（硬玉） Qtz
Ab（钠长石）
(Mg,Fe)3Al2Si3O12 + Ca(Mg,Fe)Si2O6 + SiO2
Grt
Cpx
Qtz
= 4 (Mg,Fe)SiO3 + CaAl2Si2O8
1.2出溶反应（Exsolution or solvus reactions）
实例：
高温碱性条纹长石
影响因素：
晕长石（Ab-Olg）
Ｐl、Ｔ；冷却速率
高Al斜方（En-Grt） 在压力条件已知时可用
高镁方解石（Cc-Dol） 作温度计
实例：
过硅石榴石 过钛石榴石 过硅绿辉石
Maruyama et al., 1982
Mg-Opx 铁辉石
Fe-Opx
透辉石
Annite + Pyrope = Phlogopite + Almandine (Grt-Bt)
铁云母 镁铝榴石 金云母
铁铝榴石
1.5、纯转移反应 （Net-Transfer reactions)
纯转移反应：反应物分解出来的组分向反应物一方转移，并全 部构成反应物。
Opx
Plag
2. 有流体相参加的反应
反应物或生成物中存在独立的流体相，其正反应（吸 热反应）总称为脱挥发份反应，其逆反应为“XX化 反应”；
H2O-CO2 -O体系的变质反应常见，本章只讲H2OCO2 体系的变质反应；
影响因素：Ｐ，Ｔ，Pfi （某种挥发份或流体组分分
压）； 由于自然界中流体组分在分布上的存在明显不均一性
三大岩石及其转化过程
三大岩石及其转化过程岩石是地球上最基本的固体物质，其形成和转化过程对地球的构造和地质变化具有重要意义。
根据岩石的成因和物质组成，常常将岩石分为三类：火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由岩浆或岩浆经冷却凝固而形成的岩石。
岩浆是地球内部高温、高压的物质，在地壳深部形成并向上移动。
当岩浆进一步冷却时，其物质会凝固并形成固体结晶，从而形成火成岩。
根据岩浆的硅酸盐含量和结晶程度，火成岩分为酸性岩、中性岩和碱性岩。
酸性岩由于其富含硅酸盐，其熔点较高，常常形成于地壳的上部，如花岗岩和英安岩。
中性岩的硅酸盐含量适中，如安山岩和玄武岩。
碱性岩富含镁铁质矿物，如辉石和角闪石，其岩浆是地幔部分熔融形成的。
火成岩的形成过程主要有结晶凝固和岩浆喷发，岩浆在地壳中冷却凝固形成岩体，或喷发到地表形成火山岩。
沉积岩是由沉积物在地表积累并经过成岩作用形成的岩石。
沉积物是由其他岩石破碎、搬运和沉积而来的岩屑、矿物粒子或有机物质。
沉积岩主要分为碎屑岩和化学沉积岩两大类。
碎屑岩是由于物理和化学作用，将沉积物颗粒粘结在一起形成的，如砂岩、泥岩和石灰岩。
化学沉积岩是通过水中的溶解物质在溶液饱和或过饱和的条件下沉淀而形成的岩石，如盐岩和石膏。
沉积岩的形成过程包括物理颗粒沉积、压实、水分流和矿物析出等。
变质岩是由原有岩石在高温和（或）高压、化学作用下发生变化而形成的岩石。
变质岩主要分为高温变质岩和低温变质岩两类。
高温变质岩形成在比较深的地壳部分，温度和压力较高，如片麻岩和榴辉岩。
低温变质岩形成在相对较浅的地壳部分，温度和压力相对较低，如千枚岩和蛇纹岩。
变质岩的形成过程包括岩石矿物的晶格重排和新矿物晶体的生成等。
岩石的转化过程是岩石在地质作用下发生变化的过程。
在地壳运动和内外力的作用下，岩石可能会发生变形、折叠、断裂和形成新的岩石类型等。
岩石的转化过程包括蚀变、交代和变质等。
蚀变是指岩石中的矿物质发生化学变化，如长石蚀变为黏土矿物。
交代是指岩石受到热液流体的改造，从而产生新的矿物和质地。
岩石的三大类型介绍沉积岩火成岩变质岩
岩石的三大类型介绍:沉积岩.火成岩.变质岩岩石有三大类型，沉积岩、火成岩、变质岩。
具体类型和它们的形成过程的具体总结，全都在这里！不懂得同学看这里，懂得同学复习一下！一、沉积岩(1) 什么是沉积岩?沉积岩是在地球表面及其以下深度有限的地方形成的地质体，它是在常温常压下由风化作用、生物作用和部分火山作用形成的碎屑物质，经过一系列作用( 搬运、沉积和成岩作用等) 而形成的岩石。
在陆地约四分之三的表面是沉积岩，它占地壳总重量的8%。
这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。
像沙，盐，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
常见的沉积岩有：直径大于3 毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2 毫米到0.05 毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。
(2) 沉积岩的主要特征：①层理构造显著;②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、结核等。
(3) 沉积岩的分类：以物质来源为主要考虑因素的分类，沉积岩被分成三类，即由母岩风化物质、火山碎屑物质和生物遗体形成的不同沉积岩。
二、火成岩(1) 什么是火成岩?火成岩是岩浆在地下或喷出地表后冷凝形成的岩石，又称岩浆岩。
大部分火成岩是结晶质，小部分是玻璃质。
火成岩的形成温度较高，一般介于700-1500C之间。
火成岩主要由硅酸盐矿物组成，在地壳中具有一定的产状、形态。
根据岩石的矿物成分和化学成份，火成岩分为喷出岩和侵入岩。
(2) 岩浆岩的显晶质结构和隐晶质结构根据形成岩浆岩的主要矿物颗粒的绝对大小，可把岩浆岩的结构分为显晶质结构和隐晶质结构。
(1) 显晶质结构凭肉眼观察或借助放大镜能分辨出矿物颗粒者称显晶质。
根据主要矿物颗粒的平均直径大小又分为：粗粒结构颗粒直径>5mm;中粒结构颗粒直径5-2mm;细粒结构颗粒直径2-0.2mm;微粒结构颗粒直径若颗粒平均直径大于1cm者称为巨晶、伟晶。
岩石的变化过程
岩石的变化过程岩石是地壳中最常见的物质之一，它们经历了漫长的变化过程。
本文将以岩石的变化过程为题，探讨岩石形成的原因、分类以及变化过程中的关键因素。
一、岩石形成的原因岩石形成是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
首先，岩石的形成与地球内部的高温高压条件密切相关。
地球内部的高温和压力使得岩石物质发生熔融，形成了岩浆。
其次，岩石的形成还与地壳运动有关。
地壳的运动导致了地表的隆起和沉降，进而影响了岩石的形成。
此外，外界环境的变化也会对岩石的形成产生影响，比如气候变化、水体侵蚀等。
二、岩石的分类岩石可以根据其形成过程和组成成分进行分类。
按照形成过程，岩石可以分为火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由岩浆或凝固岩浆所形成的，包括了火山岩和侵入岩。
沉积岩是由地表物质的沉积和堆积形成的，包括了砂岩、泥岩和石灰岩等。
变质岩是在高温高压条件下形成的，包括了片麻岩、云母片岩和石英岩等。
按照组成成分，岩石可以分为酸性岩石、中性岩石和碱性岩石等。
1. 岩浆的形成岩浆是由地球内部的高温高压条件下形成的熔融岩石物质。
当地壳下部的岩石受到高温和压力的作用，开始熔化，形成岩浆。
岩浆的温度和成分决定了岩浆的粘度和流动性。
2. 火成岩的形成岩浆从地下深处上升到地表时，经历了冷却和凝固的过程，形成了火成岩。
如果岩浆在地表喷发，冷却迅速，形成了细粒的火山岩，如玄武岩和安山岩。
如果岩浆在地下冷却，冷却速度较慢，形成了粗粒的侵入岩，如花岗岩和二长岩。
3. 沉积岩的形成沉积岩是由地表物质的沉积和堆积形成的。
当岩石经历了风化、侵蚀和运移等过程后，沉积物被水体或风力搬运到某个地方，随着时间的推移，沉积物逐渐堆积形成了沉积岩。
例如，河流中的砂砾积聚形成砂岩，湖泊中的泥沙沉积形成泥岩，海洋中的有机质沉积形成石灰岩。
4. 变质岩的形成变质岩是在高温高压条件下形成的。
当岩石受到地壳运动的影响，被埋藏在地下深处时，受到地热和压力的作用，原有的岩石发生了变化，形成了变质岩。
变质岩的变质过程
变质岩的变质过程一、引言变质岩是一类由原始岩石在高温高压条件下经历了各种物理化学变化而形成的岩石。
变质过程对岩石的物质组成、结构和矿物学特征都会产生显著的改变。
本文将深入探讨变质岩的变质过程及其影响因素。
二、变质岩的形成条件1.温度：变质岩的形成通常需要高温条件，一般在400摄氏度以上。
高温可以促使岩石中的矿物发生相变、溶解、重新结晶等变化，从而形成新的矿物组合。
2.压力：变质岩的形成还需要一定的压力条件。
高压可以使岩石中的矿物重新排列，形成新的晶格结构，增加岩石的密度和硬度。
3.供给：供给主要指岩石中的组成元素的供给。
变质过程中，岩石中的元素会重新组合，形成新的矿物。
不同变质岩的形成需要不同元素的供给。
4.时间：变质过程是一个缓慢的过程，通常需要几百万到几亿年的时间。
在长时间的作用下，岩石中的矿物会发生相互作用，形成新的岩石。
三、变质岩的类型根据变质作用的不同，变质岩可以分为接触变质岩、区域变质岩和动力变质岩三类。
1. 接触变质岩接触变质岩是指原始岩石与侵入的岩浆接触，由于岩浆的高温作用，使原始岩石发生变质的岩石。
接触变质岩的温度较高，通常在600摄氏度以上。
接触变质岩的形成受到以下因素的影响： - 岩浆的温度和组成：岩浆温度高、含有高温矿物的岩浆对原始岩石的作用更为明显； - 岩浆与原始岩石的接触程度：接触面积越大，岩浆对原始岩石的变质作用越明显； - 附近地层的压力：压力较小的地层更容易受到岩浆的变质作用。
接触变质岩的代表性矿物有角闪石、辉石、矽卡岩等。
区域变质岩是指在板块构造碰撞或板块俯冲作用下，大范围地区的岩石发生的变质作用。
区域变质岩是变质过程中最常见的一类。
区域变质岩的形成受到以下因素的影响： - 地壳压力：地壳压力的增加会使岩石更容易发生变形和变质； - 挤压作用：岩石受到挤压作用，形成剪切带，使岩石中的矿物发生变化； - 热液作用：热液中含有丰富的化学元素，可以促进岩石之间的反应和矿物的重新结晶。
变质岩的形成过程 (1)
物化和动力学因素：可以抽象为温度（T ）、压力（P ）、 流体组分（x ）、时间（t ）等因素，这也是将物理化学和 动力学引入变质岩石学研究的基础。
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1. 温度(temperature condition, heat)
温度是热的标量。变质作用的热源主要有地幔对流热、地壳放射 性元素蜕变产生的放射性热、岩浆结晶潜热和构造摩擦热等。
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1.2 变质作用温度范围
变质作用温度-压力范围图解
实验确定的白云母花岗岩(1～4)和拉斑玄武岩(5～8)的熔融间隔(引自Miyashiro,1994) 。实线表示无水
条件，虚线表示过量水条件。白云母花岗岩过量水条件下的固相线和液相线分别为1、2，无水条件下的
固相线和液相线分别为3、4；对拉斑玄武岩，过量水条件下的固相线和液相线分别为5、6，无水条件下
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一、变质作用与变质岩概念
沉积岩：表生环境 ，外力作用，风化、搬运、沉积；
岩浆岩：地球内部，上地幔或地壳深处，内力作用，炽热熔浆，结 晶，地表冷凝结晶或淬火后冷凝固结；
变质岩：地球内部，内力作用，原有岩石的基本固态下的成分与组
2021/6/16 构转变
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变质作用——在地壳环境中，先存岩石（原 岩,protolith）在固态下（下固相线subsolidus） 发生的成分、组构转变过程的总和；
2.2 岩柱压力范围
变质作用压力条件范围
实验确定的变质反应将变质作用按压力条件划分为低压、中压、高压和超高压变质：低 压——低于蓝晶石、红柱石和矽线石（Als）三相点压力条件；中压——Als三相点至 Jd+QAb（硬玉+石英钠长石）反应之间；高压——Jd+Q至出现柯石英（Coe）多 型之前的压力条件；超高压——柯石英（Coe）至金刚石（Dia）
变质岩是怎样形成的
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟变质岩是怎样形成的变质岩是组成地壳的重要成分，虽然和岩浆岩相比稍有逊色，但是根据其占地壳总体积约27.4%的比例来看，发生在地壳中的变质作用也相当广泛。
变质岩是在变质作用过程中形成的。
变质作用有很多类型，每种变质类型的作用范围、引起变质作用的原因和形成的变质岩都不大一样。
下面介绍几种常见的变质作用，不同类型的变质岩就是在各种不同的变质作用过程中形成的。
接触交代变质作用这是指岩浆侵入时，岩浆和围岩的接触带受到岩浆的热烘烤而引起的变质作用。
这是一种局部变质作用，仅限于接触带附近。
变质温度大致为300-800℃，压力0.2-3Kb，反映出高温、低压的特点。
角岩是接触变质作用特有并且常见的岩石，一般呈块状，矿物排列没有定向性，典型的角岩甚至连云母、角闪石这样的片状、柱状矿物排列都没有定向性。
角岩的种类很多，有泥质角岩、长英质角岩等类型。
区域变质作用这是分布最广泛、变质因素最复杂的一种变质作用，一般具有比较大的规模，分布面积可以达到数百、甚至数千公里。
高温和定向构造应力是引起区域变质作用诸多因素中的主要因素。
通常，变质作用温度范围大约在200-900℃，压力在3-12Kb。
区域变质作用程度的深浅不同，形成的变质岩也有一些差别，表现在岩石结晶程度、矿物组合特征上最为明显。
比如板岩、千枚岩、片岩、片麻岩都是区域变质岩，由于变质程度不同，它们的结晶程度逐渐变化，从板岩的隐晶质到片岩的显晶质，并且开始出现片理。
区域变质岩中的片理、片麻理是岩石在定向压力作用下形成的，岩石呈片状，矿物大致在垂直压力的方向上定向排列。
变质岩中出现的矿物能反映岩石的变质程度，比如在不同的岩石中见到了绿泥石、角闪石和辉石，可以粗略地认为它们是代表较浅变质、较强变质到强烈变。
变粒岩的描述
变粒岩的描述变粒岩是一种由于地壳活动、地球内部热等因素所形成的一种岩石类型。
在地质学的研究中，变粒岩被经常用来探究地球的构造、地球化学和地球动力学等方面的内容。
接下来，我将为大家分步骤阐述一下变粒岩的特点及其形成过程。
一、变质作用变粒岩是由高温和高压的变质作用下形成的。
这种岩石类型与前期岩石的类型息息相关，如：沉积岩、火山岩及岩浆岩。
当这些岩石类型受到变质岩石的作用时，成分、结构及其它性质就会发生改变。
例如，变质作用能够将火山灰变为页岩，把花岗岩转化成片麻岩，把石灰岩变成大理石等。
二、形成过程1. 高温高压作用：在地壳深部，地温和压力相对较高，此时的岩石处于一种稳定平衡状态。
然而当这些岩石遭受高压及高温的作用时，成分和结构会发生改变。
变质作用可以使岩石中的矿物成分和结构发生变化。
2. 断裂和变形：在岩石遭受高压和高温的作用时，如果还有一些外界的力量作用于它们，就有可能发生变形和断裂。
在这种情况下，变形越剧烈，矿物的成分、结构的改变就会越显著。
3. 降温：随着高温、高压的撤离，岩石中的矿物质量和结构就会发生各种变化，通常是变成比较粗颗粒的矿物。
4. 其它作用：在变质岩石的形成过程中，还有其它一些因素，例如水的作用。
水能够在岩石的变质过程中解离某些物质，使之变得比较活泼。
这些物质能够抵消矿物成分在变质过程中的损失。
总之，变粒岩是由于地壳活动、地球内部热等因素所形成的一种岩石类型。
在我们的日常生活中，变粒岩可能并不是很显著，但在地质学领域中，变粒岩却是非常重要的岩石类型，它向我们展示了地球的演变历史和地质活动的过程。
岩石的生成方式
岩石的生成方式岩石是地球上最常见的固体物质，存在于各个地理环境中。
它们以不同的形状和颜色出现，构成了地球的地壳。
岩石的生成方式可以追溯到地球形成的早期阶段，经历了数十亿年的演变和变化。
岩石的生成主要有三种方式：火成岩、沉积岩和变质岩。
火成岩是由深层地幔岩熔融后冷却固化而成的岩石。
地球的地幔是由许多岩石和金属组成的，当这些物质受到高温和高压的作用时，就会发生熔融并形成岩浆。
岩浆冷却的过程分为两种情况：一种是在地下深处冷却，形成深成岩；另一种是喷发到地面上冷却，形成火山岩。
火山岩包括了多种不同的岩石类型，比如玄武岩、安山岩和流纹岩。
这些火成岩具有坚硬且结晶明显的特点。
沉积岩是由沉积过程形成的岩石。
当物质悬浮在水体或空气中时，由于重力的作用，这些物质会逐渐沉积在地表或水底部。
随着时间的推移，这些沉积物层叠在一起并逐渐压缩，形成了沉积岩。
最常见的沉积岩有砂岩、泥岩和石灰岩。
砂岩由石英颗粒组成，泥岩由细颗粒的黏土和粉状物质组成，石灰岩则是由贝壳、化石以及水中钙离子沉积形成的。
变质岩是由高温和高压作用下旧岩石发生结构和化学成分变化形成的岩石。
当岩石受到地下深处的高温和高压作用时，它们的结构和成分发生改变，逐渐变成新的岩石。
麻粒岩、片麻岩和云母片岩都是常见的变质岩类。
变质岩通常呈现出大理石般的晶粒结构，具有坚硬和致密的特点。
岩石的生成过程需要很长的时间，可以从几百万年到几十亿年。
而且，它们的生成需要复杂的地质过程和条件。
例如，火成岩的生成需要地幔物质的熔融和冷却过程；沉积岩的生成需要水体或空气中物质的沉积过程；变质岩的生成需要地下深处的高温和高压条件。
此外，岩石的生成还受到地质构造运动的影响。
地球上存在着大规模的板块运动，这些板块不断地碰撞、挤压和拉伸，使得岩石发生变形和断裂。
地质构造运动也促使岩石重新运移和再结晶，形成新的岩石。
总之，岩石的生成是一个复杂而漫长的过程，它涉及了地球深处的物质熔融、冷却和固化过程，以及地表和水底的物质沉积和压实过程。
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举例：判断以下反应是交代作用与变质重 结晶机制？
纯橄榄岩蛇纹岩 重结晶机制（无主要造岩成分得失）：
2Mg2SiO4+3H2O→H4Mg3Si2O9+Mg(OH)2 Fo(镁橄榄石) Ser(蛇纹石) Brc(水镁石)
交代机制（有主要造岩成分得失）：
3Mg2SiO4 + 4H2O + (SiO2) →2H4Mg3Si2O9 Fo 溶液中 Ser
交代过程是异化学作用过程，岩石体系性质属于开放体系。
交代作用也可在成岩阶段发生，称成岩交代作用；在变质 条件下发生的交代作用称为变质交代作用。
活动元素（组分）与惰性元素（组分）；
活动组分：可带入带出，岩石中该组分的绝对含量交代前 后的含量发生改变，除H、F、Cl、S、C等挥发份组分 以外，碱金属Na、K、Rb、Cs和碱土金属类元素Be、
脆性变形使先存岩石在变形后完全失去内聚力（四分五裂、支离 破碎），岩石表现为破裂、碎裂、碎粒、碎粉化之特征。
沉积岩：表生环境 ，外力作用，风化、搬运、沉积； 岩浆岩：地球内部，上地幔或地壳深处，内力作用，炽热熔浆，结 晶，地表冷凝结晶或淬火后冷凝固结；
变质岩：地球内部，内力作用，原有岩石的基本固态下的成分与组 构转变
变质作用——在地壳环境中，先存岩石（原 岩,protolith）在固态下（下固相线subsolidus） 发生的成分、组构转变过程的总和； 变质岩——原岩成分与组构经固态转变过程（变 质作用）而形成的新岩石。 原岩为岩浆岩—正变质岩（ortho-） 原岩为沉积岩—副变质岩（para-） 原岩为变质岩—复变质岩（poly-）
变质岩石学
Metamorphic Petrology
第一讲 变质岩的形成过程（1）
本讲基本问题
问题（1）变质作用与变质岩概念（what）
问题（2）变质岩是如何形成的呢？（How）
问题（3）变质作用机制因何而启动和进行？ （Why） 问题（4）变质作用发生的地质构造环境 （Where）
一、变质作用与变质岩概念
未参与化学反应的方解石经狭义重结晶加粗，三联点结构；
c. 反应后：因石英方解石，石英被全部消耗，未参与反应的Cc和新生长的Wo
粒度进一步加粗，形成高温条件下的稳定矿物组合（Cc+Wo） 。
挪威Oslo裂谷二叠纪接触变质晕内沉积岩向变质岩的转变露头照片 （据Kurt Rucher &Rodney Grapes, 2011）
Ca、Mg、Sr、Ba 、Si等常见；
惰性组分：基本不发生带入带出，交代前后组分的绝对含 量不发生改变，以重金属、稀土或超场强元素（HFSEs） 常见；主量元素中包括Fe、Al、Mn、Ti等。
某一元素是否属于活动与惰性元素，视具体情况而定！
交代机制——交代作用中的活动组分：组分受压力差驱动，随溶液流
（1）狭义重结晶： (Recrystallization ,Raymond, 2002)
矿物成分不变下的结构调整： 纯灰岩（沉）大理岩（变） 纯石英砂岩（沉） 石英岩 （变） 粗 粒 大 理 岩 细 粒 大 理 岩
纯 灰 岩
单矿物原岩 结构变化成分不变
Raymond, 2002
（2）变质反应：（Neocrystallization， Raymond, 2002 ）
石 英 方解 石
方解 石 石 英 方解石
硅灰 石
细粒含石英大理岩新旧矿物更替和结构变化（据Mason，1999）
a. 反应前：低温下，微晶方解石Cc（CaCO3）与碎屑石英Q（SiO2） ，通过重结晶 改变各自的大小和形状，多处形成三联点结构；
b. 在碎屑石英边缘上生长出Wo（称反应边）：
Cc+Q=Wo（CaSiO3）+ CO2↑
二、变质作用机制（How）
变质作用机制：变质结晶、变形、变质分 异；
深熔作用（anatexis）与部分熔融 （partial melting——岩浆岩成因术语）； 埋藏变质（burial metamorphism）与 成岩作用（diagenesis）过程的压实、重结晶 和交代作用，属于沉积作用范畴）。
1. 变质结晶作用 （Metamorphic crystallization）
变质结晶作用：先存岩石（原岩）在变
质作用温度压力条件范围内新矿物的结 晶生长。包括：
重结晶作用（等化学过程，封闭）
交代作用（异化学过程，开放）
1.1 重结晶作用（recrystallization）
——在基本固体状态下原岩矿物发生的结构调整或化学反 应形式的再造过程。重结晶前后，岩石的造岩组分（除 H2O、CO2等挥发分外）基本保持不变。特点： 等化学过程 封闭体系 矿物的成核、结晶生长受表面能最低原理控制 可分狭义重结晶和变质结晶（变质反应）两种(Raymond, 2002)
动，从高压域向低压域迁移，主要发生在裂隙溶液中;
扩散（diffusion）：组分受浓度差驱动，从高浓度域
向低浓度域迁移，主要发生在不流动的粒间孔隙溶液中； 粒间孔隙溶液中某种活动组分浓度或化学位梯度是运移 和交代的主要动力；
交代作用也见于岩浆岩和沉积岩的形成过程；变质交
代作用仅指发生在变质作用条件范围内的交代作用。
（左）远离岩体的上奥陶统页岩中的 含化石灰岩结核. （右） 近岩体处，页岩变 质岩角岩，灰岩与页岩反应为以钙长石+透辉石为主要矿物的钙硅粒岩壳
1.2 变质交代作用 （metasomatism）
交代作用指在变质作用条件范围内，在以化学活动性流体为主
要因素的作用下，使岩石中的造岩组分发生不同程度的带入 或带出，使新形成岩石的化学成分（除H2O、CO2等挥发分 外）部分或全部变化的变质过程。在交代过程中，岩石的体 积基本保持不变。
思考题：地质学和岩相学证据？
2. 变形 （Deformation)
岩石在变质作用的温压条件范围内，受到超过
其最高弹性模量的应力作用，将发生永久变形，
使岩石的结构和构造受到破坏，岩石化学成分
可变可不变，从而形成变质岩的地质作用过程。
依据变形性质可分脆性变形和韧性变形两种。
脆性变形（brittle deformation）