变质作用方式
变质作用
角岩相 沸石相 绿 片 岩 相 角 闪 岩 相 麻 粒 岩 相
蓝 片 岩 相
榴辉岩相
例如，高岭石在大于350℃左右 的温度时可转变为叶腊石；此时静 岩压力低于300MPa易形成红柱石， 如高于 300 MPa则形成兰晶石；当 温度在500～660℃之间则变成十字 石及石英；温度高于660℃则变成石 榴子石与矽线石。
角岩相 沸石相 绿 片 岩 相 角 闪 岩 相 麻 粒 岩 相
蓝 片 岩 相
榴辉岩相
从岩石的结构、构造上来看，泥质岩 随着变质程度的加深，变质岩种类变化最 明显，可以由变质最浅的板岩、依次变为 千枚岩、片岩、片麻岩直到麻粒岩； 中酸性的岩浆岩可变成片麻岩和麻粒 岩； 偏基性的岩浆岩可变质为片岩和角闪 片岩等。 石灰岩或石英砂岩，变质后的变化序 列不明显，一般都变成大理岩或石英岩。
1、接触变质作用
是在岩浆侵入体与围岩的接触带上， 主要由岩浆活动所带来的热量及挥发性流 体所引起的一种变质作用。 接触变质作用的主要变质因素是温度 及化学活动性流体，压力居比较次要的地 位。接触变质作用的温度较高，一般为300 ～800℃， 接触变质作用发生的深度不大，通常 在10 km以内，为高温、低压的变质环境， 其地温梯度常达到6℃/100 m以上。
地壳深处的变质岩及岩浆岩，经 构造运动的抬升与表层地质作用的风 化与剥蚀又可上升并出露于地表，进 入形成沉积岩的阶段。 因此，三大类岩石是可以不断相 互转化的。
下课了！
区域变质作用按压力可分为3种类型： 低压区域变质作用、中压区域变质作 用、高压区域变质作用
（1）低压区域变质作用
发生的深度较浅，一般小于15km；压力 较小，一般为200～400MPa；温度通常较高, 可高达600℃以上;局部或暂时性的地温梯度 很高,约25～60℃/km，通常属于高热流或地 热异常区。
变质岩知识点总结
变质岩知识点总结一、基本概念➢变质岩：是经过来自地球内部的能量对早先形成的岩石进行改造使其结构构造发生变化的作用而形成的岩石。
➢变质作用：原岩在新的物理，化学，环境下为建立新的平衡以达到相对稳定的自然现象。
二、变质作用的外部因素➢温度：是主要因素：表现在：温度升高，岩石内部质点的活动能力升高，促进物质成分迁移，从而形成新的矿物。
如高岭石经过高温吸热形成红柱石和石英的作用，并且可以促进重结晶➢压力：静水压力、定向压力、粒间流体压力➢挥发物质的作用：除水的作用外，还有CO2,、F、Cl、S、P等挥发物质的影响，分布于矿物的溶液中，称间隙溶液三、变质作用的方式：➢重结晶作用：在高温下，矿物在固态的情况下，重新生长的过程，或是岩石中的化学组分重新分配形成新矿物的过程。
➢变质结晶作用：是指在变质作用的温度、压力范围内，原岩基本保持固态条件下，新矿物相的形成过程，同时还有相应的原有矿物质相消失。
由于这种作用常常造成岩石中各种组分的重新组合，所以又称为重组合作用➢交代作用：是指变质条件下，由变质原岩以外的物质的带入和带出，而造成的一种矿物被另外一种化学成分上与其不同的矿物所置换的过程➢变质分异作用变质分异作用是指在岩石总成分不变的前提下，造成矿物组合不均匀的一种变质作用。
➢变形和碎裂作用变形和碎裂作用是动力变质作用过程中岩石变质的主要方式。
各种岩石在应力作用下，当应力超过弹性极限时，就会出现塑性变形或破裂现象。
在较高的温度和静压力条件下，岩石应变以塑性变形为主，此过程岩石保持着连续性和整体性。
在地壳浅部低温低压条件下，多数岩石具有较大脆性。
当其受应力超过弹性限度时，就会出现碎裂现象。
四、变质岩的特征及分类➢变质岩的物质成分主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、FeO、MnO、CaO、Na2O、K2O、H2O、CO2和TiO2、P 2O5等氧化物组成根据原岩的化学组成在变质作用过程中是否发生改变，把变质作用分为两类：一类是等化学变质作用，另一类是异化学变质作用。
中国地质大学-变质作用类型
变质作用类型
03、变质作用类型和变质岩成因类型
1、变质作用类型
基于地质产状、主要影响因素、地质过程等要素划分，目前较为流 行是地质产状划分方案：
1）局域变质作用 (Local Metamorphism) 岩体接触变质作用 (Contact Metamorphism) 断层变质作用 (Fault-zone metamorphism) 蚀变带变质作用 (Alteration-Zone Metamorphism) 冲击变质作用 (Impact or Shock metamorphism)
2、变质岩的成因类型
◼ 1）局部变质作用 ➢ （1）接触变质岩 ➢ （2）断层变质岩 ➢ （3）蚀变带变质岩 ➢ （4）冲击变质岩
◼ 2）区域变质作用
➢ （1）造山变质岩
➢
俯冲带变质岩域混合岩
➢ （3）洋底变质岩
➢ （4）埋藏变质岩
变质作用影响因素
影响变质作用的因素
温度
低温会减缓变质 作用，使岩石变 质程度更低
温度是影响变质 作用的重要因素 之一
高温会加速变质 作用，使岩石变 质程度更高
温度变化会影响 变质作用的速度 和方向
压力
01
压力是影响变质作用的重要因素之一
02
高压环境可以加速变质作用，如高温高压变 质作用
C
B
监测地质环境的变化，提 前发现地质灾害的征兆
D
提高公众的地质灾害防范 意识，减少灾害损失
地球科学研究
01
岩石学：研究 变质作用对岩 石的成因、演 化和分类的影 响
02
地层学：研究 变质作用对地 层形成、演化 和分类的影响
03
构造地质学： 研究变质作用 对构造运动、 地壳变形和地 质灾害的影响
04
地球化学：研 究变质作用对 地球化学元素 迁移、富集和 分异的影响
谢谢
Hale Waihona Puke 变质作用的实例区域变质作用
区域变质作用是指在一定区域内发生的变质作用， 如地壳中的高温高压环境。
区域变质作用可以导致岩石的变质，如将沉积岩 变为变质岩。
区域变质作用的影响因素包括温度、压力、时间 和流体等。
区域变质作用可以形成不同类型的变质岩，如板 岩、片岩和千枚岩等。
接触变质作用
1
形成条件：岩 石与外来物质
03
低压环境可以减缓变质作用，如低温低压变 质作用
04
压力的变化可以影响变质作用的方向和程度， 如压力变化导致变质作用的逆转或停止
流体
1 流体类型：包括水、油、气等 2 流体压力：影响岩石的变形和破裂 3 流体温度：影响岩石的物理性质和化学反应 4 流体成分：影响化学反应速度和产物类型 5 流体流动：影响岩石的变形和破裂 6 流体与岩石的相互作用：影响岩石的物理性质和化学反应
变质作用的因素和方式2
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。
（三）定向压力（应力） 可理解为伴随构造运动、来自一定 方向的侧压力。当岩石受到来自构造运 动的定向压力作用时，其应力状态可用 一定剖面上的垂直直应力 A 和水平直应 力 B 表示，但 A≠B。总应力状态包括 两部分：一部分为偏应力，是一种非静 水应力，与应力差（ A－B）有关，它 导致岩石变形，但一般不影响岩石相平 衡；另一部分为平均应力，其大小＝ （A－B）/2。
四、时间
时间也是影响变质作用的重要因素。 时间因素有两方面的涵义，一是指变质 作用发生的地质时代，二是指变质作用 从发生到终止所经历的时间。研究表明， 同一地区在不同地质时期发育的变质作 用具有不同的特征。另一方面，在变质 温压条件下，如果没有足够的时间，变 质作用就难以进行或作用很不明显。
这是因为变质反应往往极其缓慢，所以 外界环境要在适宜变质反应的温压条件 下保持足够长的时间（一般要超过几个 百万年），反应才得以发生或进行较彻 底。换句话说，外界条件改变的速率要 小于变质反应的速率，才能发生变质反 应。
而在降温过程中，如果存在饱和水溶液， 则会使不含水矿物变得不稳定，转变成 含水矿物—— 水化作用。这些作用对硅 酸盐矿物的晶格类型及元素分配也有很 大影响。较低温的含水变质矿物多数为 层状或双链状结构，如绿泥石、云母和 角闪石类。而较高温的不含水硅酸盐则 多为孤立四面体、单链或架状结构。
3.含CO2 的流体对碳酸盐化和脱碳 酸反应的平衡条件有很大影响。 系统中CO2 含量的增大会阻碍碳酸 盐转变为硅酸盐的脱碳酸反应。在泥灰 质岩石中，CO2 和H2O的含量比例对变 质矿物组合及其形成温度影响也很大。
地概-7-变质
（三）化学活动性流体 化学活动性流体是一种以 是一种以H 为主， 化学活动性流体是一种以H2O和CO2为主，并包含多种 金属和非金属以及F Cl、 等组分的溶液。 金属和非金属以及F、Cl、B、P等组分的溶液。 化学活动性流体在变质过程中，可以促进组分的溶解， 化学活动性流体在变质过程中，可以促进组分的溶解， 加速扩散速度，增强重结晶作用及变质反应。 加速扩散速度，增强重结晶作用及变质反应。还可将一 些组分带入变质反应中， 些组分带入变质反应中，或带出某些组分从而使原岩成 分发生变化。另外，流体可以降低岩石的重熔温度。 分发生变化。另外，流体可以降低岩石的重熔温度。 因此，流体的存在， 因此，流体的存在，可能会降低各种变质级别的温 度界限， 度界限，使某些高级别变质作用在温度偏低的情况下就 能完成。 能完成。
接触变质晕： 接触变质晕：接触变质作用的强度随着距离增大而减 直至热力减小到一定限度而消失。 弱，直至热力减小到一定限度而消失。结果以岩体为中 在周围形成一个变质强度不同的环状带。 心，在周围形成一个变质强度不同的环状带。 接触变质晕的规模与岩体大小、性质、埋藏深度以 接触变质晕的规模与岩体大小、性质、 及围岩性质有关。 及围岩性质有关。 接触变质晕的研究通常是划分出由强到弱的变质带。 接触变质晕的研究通常是划分出由强到弱的变质带。 每一个变质带中都有能代表反应温度条件的变质矿物， 每一个变质带中都有能代表反应温度条件的变质矿物， 并以这种矿物给予命名。利用围岩的变质规律， 并以这种矿物给予命名。利用围岩的变质规律，在侵入 岩体未剥蚀出露的情况下能够迅速识别变质晕的变化方 以确定岩体位置，进而找寻接触变质矿床。 向，以确定岩体位置，进而找寻接触变质矿床。
c.Pt＜Pf：在侵入体附近，岩浆侵入带来大量挥发分，在局 ＜ ：在侵入体附近，岩浆侵入带来大量挥发分， 部聚集， 部聚集，使Pt＜Pf。另外，如果原岩中水含量高，当压力增 ＜ 。另外，如果原岩中水含量高， 大时，水压出， 大时，水压出，使Pt＜Pf。在温度升高很快的情况下，由于 ＜ 。在温度升高很快的情况下， 变质反应很快，去水反应快， 变质反应很快，去水反应快，使Pt＜Pf。 ＜ 。
8 变质作用
第八章变质作用变质作用（metamorphism）是指原岩处在特定的地质环境中，由于物理化学条件的改变，使其在固态下改变其矿物成份、结构和构造，从而形成新岩石的过程。
变质岩（metamorphic rock）: 经受变质作用所形成的新岩石。
原岩:可以是沉积岩、岩浆岩或早先的变质岩。
变质标志：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。
变质作用通常在高压、高温和固态下的条件下进行，变质作用的温度一般大于150℃。
低于这个温度，沉积岩的成岩作用范畴；变质作用是在固态下进行的，可以把岩石的初始熔融温度作为它的最高温限，对大多数岩石来说，变质作用的高温限大致在700-900℃，高于这个温度属于岩浆作用范畴。
一、变质作用的因素引起岩石变质的主要因素是温度、压力及化学活动性流体。
有时变质作用以某种因素为主，有时是多种因素起作用，形成复杂的地质环境，互相配合又互相制约，共同改造着岩石。
（一）温度温度是引起变质作用的主导因素。
温度是引起变质作用的主导因素，他提供变质作用所需的能量。
温度升高会引起岩石的重结晶、加速变质反应和交代作用。
混合岩化作用:当温度升高达到一定程度时，在变质作用的基础上会引起岩石选择性重熔，形成花岗质流体，引起混合岩化作用。
地下出现高温的地区通常是在侵入岩体周围、断裂活动带或地壳深部。
•（二）压力•变质压力有静压力、定向压力和流体压力。
压力同样可以使矿物重结晶并呈定向排列（在定向压力作用时）和机械改造，从而形成变质岩特有的结构和构造。
因而是引起变质的另一个重要因素。
• 1.静压力静压力是由上覆地层引起的负荷压力，它随深度而增大，具有均向性。
变质作用的最低负荷压从1-2×108Pa开始，大约在4-7km深处。
变质作用最大深度为35km，最大负荷压力约为109Pa。
静压力增大可使矿物分子体积缩小，比重增大，如红柱石可转变为蓝晶石。
•2.动压力（构造应力）它主要与构造运动有关，为构造运动产生的定向压力，动压力在地壳内部分布不均，一般随深度而减弱在地壳上部静压力不大的地方表现最强，常常出现在构造活动带或构造断裂带。
变质作用的类型
变质作用的类型一、变质作用的类型依据引发变质作用的主要因素、变质规模，变质作用可分为下面几种常见的类型：区域变质作用：是岩石在大范围内，在温度增高及定向和均向压力、流体等多因素参与下经过重结晶、变质结晶、变形，有时伴随有变质分异或交代等作用的一类变质作用。
大面积的岩石普遍经历了程度不等的变质，所形成的岩石普遍具有结晶片理及其他定向性组构，一般地质构造复杂。
低变质区常保留了原岩某些矿物及结构、构造，而高级变质区常伴随混合岩化作用及岩浆作用。
区域变质作用广泛出现于太古代结晶基底及其他时代的变质活动带，里面状或带状分布，其地质成因极为复杂。
接触变质作用：这种类型变质作用是一种局部性变质作用，常规模不大，围岩主要受岩浆所散发的热量及挥发分的影响，发生重结晶及变质结晶作用而形成新的岩石；有时也可伴有热水溶液交代作用，引起化学成分的变化。
静压力和应力的作用较为次要。
当以温度升高为主时，围岩仅受岩浆体温度影响而发生重结晶、变质结晶作用，变质前后化学成分基本相同，挥发组分仅起催化剂作用。
这类接触变质作用称为热触变质作用。
当接触变质作用发生时，围岩除受岩浆体温度影响外，由于挥发组分的影响，在岩体与围岩之间发生交代作用（化学成分的交换），致使接触带附近岩体和围岩的化学成分发生变化，称接触交代变质作用。
当接触变质作用发生在与火山岩接触的围岩中时，由于火山岩的温度比深部岩浆高，但冷凝速度更快，可发生小规模的高温变质作用，称为高热(烘烤)变质作用。
特征是围岩被烘烤变色、脱水，甚至部分熔融，可出现一些特殊的低压高温矿物，如鳞石英、硅锌矿等。
动力变质作用：动力变质作用是在构造作用过程中所产生的强应力作用下，岩石发生破碎、变形的同时，伴一定的变质结晶、重结晶作用的一类变质作用。
其发育常受断裂构造所控制，原岩受动力变质作用后的变化也极为复杂，有时碎裂作用占主导地位（脆性状态下的岩石），变质结晶、重结晶作用轻微。
有时变形作用（塑性状态下的岩石）和变质结晶、重结晶作用都很显著，视动力变质作用发生时的地质环境及热动力条件而定。
变质岩岩石学
▲ 脱水反应——反应矿物中有含水矿物，反应后有水生成。如
KAl2[AlSi3O10](OH)2 + SiO2
白云母(Mr)
KAlSi3O8 + Al2SiO5 + H2O ↑
正长石(Or) 铝硅酸盐
Al2Si4O10(OH) 2
叶腊石(Pyp)
理主要是变形。
2）区域变质作用：发生在岩石圈的广大范围内，各种温压、化学活性 流体共同起作用，变质机理复杂多样，很难找到变质和未变质间的界 线。又分为： ● 造山变质作用：发生在前寒武纪结晶基底和寒武纪以后的造山带
中，是区域变质作用的代表。常称区域变质一般就指造山变质。 ● 混合岩化作用：高级区域变质作用向岩浆作用的过渡，已有部分
积岩。
除发生交代作用的岩石外，变质岩的化学成 分主要取决于原岩的成分。当变质作用过程中有交 代作用参与时，由于有组分的带出带入，变质岩的 化学成分就发生了明显变化。
研究变质岩的化学成分可以帮助了解原岩类型、 变质作用和交代作用的特点。
等化学系列：是指具有同一原始化学成分的所有岩石。这些 岩石中矿物共生组合的不同，是由变质作用的类型和强度不 同所决定的。随着变质程度增加，泥质岩出现板岩——千枚 岩——片岩——片麻岩系列。
（2）压力：包括静压力、粒间流体压力和应力。
静压力：由上覆岩石荷重所引起的，随岩 石所处深 度增加而加大。根据岩石的平均比重计算，每加深1 公里，静压力增加0.28千巴。
静压力加大使岩石空隙减小，
P(GPa)
变得致密坚硬。在一定温度下，
1.0
静压力增大，可生成比重增大、
Jd+Q
Ab
简述变质作用的概念及其类型
变质作用是指物质在一定条件下发生化学或物理上的改变，导致其性质、组成或结构发生变化的过程。
变质作用可以发生在食物、有机物、矿物等各种物质上。
以下是常见的变质作用类型：
1.生物变质：生物变质是由微生物（如细菌、霉菌等）引起的变质作用。
这些微生物可以
通过分解和代谢食物中的有机物质，导致食物腐败、变酸、产生恶臭气味等不良变化。
生物变质在食品保存和卫生方面非常重要，因为它可以导致食品中的细菌和毒素的形成。
2.化学变质：化学变质是由化学反应引起的变质作用。
例如，食物中的氧气、水分、酸碱
性物质、光照等条件可以引发氧化、水解、聚合、分解等化学反应，导致食物的色泽、口感、营养价值等发生变化。
3.酶促变质：酶促变质是由食物中的酶（如酪氨酸酶、淀粉酶等）引起的变质作用。
酶能
够加速食物中的生化反应，例如水解蛋白质、碳水化合物和脂肪分子，导致食物发生质地松软、变色、变味等变化。
4.物理变质：物理变质是由物理条件引起的变质作用。
例如，温度过高或过低、湿度、压
力、辐射等可以对食物产生影响，使其发生质地改变、结晶、冻结等物理性质上的变化。
5.自然变质：自然变质是指自然界中发生的一些不可控制的变质作用。
例如，水果的成熟
腐烂、动物尸体的腐败等都属于自然变质。
这些变质作用类型在实际生活中常常交织在一起，同时影响着食物、有机物和其他物质的品质和稳定性。
因此，正确的储存、处理和加工方法对于延缓变质作用、保持物质的质量至关重要。
接触变质作用
接触变质作用
接触变质作用是由岩浆活动引起的，发生在岩浆侵入体与围岩接触带附近的规模不太大的一种变质作用。
根据变质作用因素的不同，可划分为以下两种类型。
1）接触热变质作用：岩浆从地壳深处或上地幔上升到地壳较浅的部位后，围岩由于受高温的影响，组分将发生重结晶和变质结晶作用，但原岩的化学成分没有显著变化。
例如纯石灰岩经热变质后，发生重结晶形成粒度较粗的大理岩；泥灰岩受热变质后，发生重结晶及重组合，形成透辉石大理岩、钙铝榴石透辉石大理岩、透闪石大理岩等。
在整个变质过程中主要的控制因素是温度，其温度范围见图9-29。
2）接触交代变质作用：围岩除受岩浆体的高温影响外，由于挥发分在岩体与围岩间的交代作用，致使接触带附近岩体和围岩的化学成分也发生变化。
例如石灰岩受中酸性侵入体的影响，发生接触交代变质作用，形成矿物成分及结构构造均比较特殊的一类岩石——矽卡岩。
接触变质作用发生时，围岩常因距离侵入体的远近不同，而受到不同程度的变质。
距侵入体近的围岩变质程度高，远离侵入体的围岩变质程度低。
因此，在侵入体周围常按顺序出现变质程度不同的岩石，这种现象称为接触变质圈或接触变质晕。
接触变质圈的范围和形态，常常和侵入体的温度、成分、
形态、大小、侵入时的深度及围岩的性质有关。
一般情况下，侵入体愈大、侵入时深度愈深、温度愈高、挥发组分越多、围岩的化学性质越活泼，则形成的变质圈越宽，反之则较窄。
此外，侵入体与围岩接触面的产状，对变质圈也有一定的影响。
当接触面较平缓或较复杂时，所形成的变质圈就宽，反之，接触面较陡或较平直时，变质圈就窄。
五类变质作用方式
五类变质作用方式可按概念、作用方式、特点、影响因素、识别标志五个方面以列表的形式进行归纳和对比。
重结晶变质结晶变质分异交代变形概念变质过程中，原岩中的矿物发生溶解，组分迁移至再沉淀结晶，但不形成新矿物相的变质方式。
（重结晶过程中有物相的变化，但其结果无成分和相数的变化。
）变质过程中，发生变质反应，原有的矿物相消失而出现新矿物相的过程。
（变质结晶过程中新矿物的出现与原矿物的消失是同时进行的，当过程不完全时有原矿物的残留。
新矿物（相）的出现可以有体系外组分的加入，也可以是体系内组分的调整）成分、结构构造均匀的原岩，在变质过程中形成矿物成分、结构、构造不均匀的各种作用。
变质过程中，有新的化学成分加入，原岩化学成分有迁出，形成新的组分和矿物的过程。
（交代作用进行过程的关键在于有新组分的加入与原有组分的迁出，两者是同时进行的，即交代过程为开放体系）在变质过程中，由于应力的作用使岩石、矿物发生脆性、韧性变形的过程。
（变形作用是在封闭系统条件下进行的，但常伴有其他作用的同时进行，如：重结晶、变质结晶等）作用方式变质分异作用的方式有三种：1）侧分泌作用:由于裂隙发育产生的压力差（P l＞P f）导致组分溶解，迁入裂隙并沉淀结晶形成新矿物的过程。
这些新矿物组分来自两侧的岩石组分，两者组合为一封闭系统。
2）成核作用:由于不同矿物表面能的差异，在变质过程中，表面能相当的矿物趋于集中在一起成核，造成矿物分群集中的过程。
与交代作用、变质结晶作用等的不同在于：组分在封闭系统内发生溶解→迁移→沉淀，过程中无组分的交换和变质反应。
变斑晶的生长受成核作用交代作用进行的方式有两种：1）渗透作用粒间或孔隙溶液由于压力差流动，溶解、析出组分，造成物质置换的过程。
2）扩散作用组分以分子、离子的形式由于浓度差产生迁移，从而引起成分更替的过程。
的影响，但其过程中有组分的重组，形成了新的矿物相，因而不能完全视为变质分异作用。
3）机械分异作用在应力作用下，原矿物通过晶格滑移方式及再沉淀方式发生迁移、聚集、分带集中的过程。
变质成矿作用及其矿石综述
17
区域变质成矿作用及其矿石
区域变质成矿作用
区域变质矿床主要是受热力和动力的影响而形成的有 用矿物堆积体，因而亦称为热力-动力变质矿床。这类矿 床受区域性构造运动的影响，分布范围广大，因而称之为 区域变质矿床。 在区域变质成矿作用过程中，原岩(原矿)在温度、压 力及H2O、CO2等挥发组分的作用下，通常表现为下列变 化:原来沉积铁矿中的氢氧化铁经脱水和重结晶作用变为 磁铁矿或赤铁矿;矿石中蛋白石结晶为石英;使原来致密隐 晶质的铁质碧玉变为条带状磁铁(或赤铁)石英岩。矿物粒 度增大，特别是磁铁矿的出现，很有利于工业加工利用， 有时，原矿受变质之后，铁矿石中的磷和硫等有害杂质也 会降低，进一步提高了矿石质量。
列旧矿物被新矿物所取代的过程。
6、碎裂作用：
当外力超过岩矿石弹性极限时发生破裂而形成角砾状构造、
碎裂结构、压力双晶结构等。
兰州资环
6
概述
变质成矿作用的类型
使原岩或原矿床受改造而发生转化成为矿床或被改 造的矿床，或使有用组分进一步富集成矿的变质作 用称为变质成矿作用。 变质成矿作用可分为三类: (1)可使工业意义相对较小的岩石或矿床转变成工业 意义较大的矿床。 (2)可使原矿床变为另一种有工业意义的矿床。 (3)原矿床经变质作用使品位增高，矿石质量得到提 高。
12
兰州资环
（1）主期交代重结晶阶段
①区域变质作用后深部流体或岩石部分熔融成混浆——长英
质熔浆； ②硅酸盐矿物重结晶，局部富集成矿（非金属，如云母、刚 玉、磷灰石、稀土元素及伟晶岩型矿产）； ③熔浆的碱质交代，K、Na、Si等带入，Fe、Mg、Ca等带出；
④形成富Fe、Mg、B等热液。
兰州资环
变质作用概念
变质作用概念变质作用是指物质在一定条件下发生化学或物理性质上的变化的过程。
这种变化可以是可逆的，也可以是不可逆的，通常伴随着结构的改变以及性质的变化。
变质作用主要发生在化学反应、热力学和物理条件的影响下。
它是一种将较稳定的物质转化为较不稳定或具有不同性质的物质的过程。
变质作用可发生在固态、液态和气态物质之间，具体情况取决于物质的类型和条件。
变质作用可分为化学变质和物理变质两种类型。
化学变质是指物质发生化学反应，生成新的物质。
这种变化通常伴随着能量的吸收或释放，以及结构的改变。
物理变质是指物质发生物理性质上的变化，而没有发生化学反应。
这种变化通常涉及物质的相变、形态改变等。
化学变质是物质之间发生化学反应，生成新物质的过程。
在化学反应中，原有物质的分子结构和成分发生了改变，形成了具有新的物理和化学性质的物质。
化学变质常见的例子包括氧化反应、还原反应、酸碱中和反应等。
在氧化反应中，物质与氧气发生反应，产生新的物质。
在还原反应中，物质接受电子而发生变化。
在酸碱中和反应中，酸和碱反应生成盐和水。
化学变质具有不可逆性，即生成物无法回转到原始物质。
物理变质是物质在物理条件下发生的变化，而不涉及化学反应。
物理变质常见的例子包括熔化、凝固、汽化、凝结、溶解等。
在熔化过程中，固态物质在一定温度下转变为液态物质。
在凝固过程中，液态物质在一定温度下转变为固态物质。
在汽化过程中，液态物质在一定温度下转变为气态物质。
在凝结过程中，气态物质在一定温度下转变为液态物质。
在溶解过程中，固态或液态物质在其他物质中均匀分布。
变质作用的发生受到许多因素的影响，如温度、压力、浓度、催化剂等。
温度是影响变质作用的重要因素之一。
随着温度的升高，变质速率通常会加快。
这是因为在较高温度下，分子的热运动加剧，分子之间的碰撞概率增加，有利于反应的发生。
压力对于气体变质作用的影响也很重要。
在高压下，气体分子之间的距离减小，分子之间的碰撞概率增大，有利于反应的发生。
变质作用的四大类型
变质作用的四大类型
变质作用的四大类型包括接触变质、区域变质、动力变质和混合岩化。
1. 接触变质作用是由岩浆沿地壳的裂缝上升，停留在某个部位上，侵入到围岩之中，因为高温，发生热力变质作用，使围岩在化学成分基本不变的情况下，出现重结晶作用和化学交代作用。
例如中性岩浆入侵到石灰岩地层中，使原来石灰岩中的碳酸钙熔融，发生重结晶作用，晶体变粗，颜色变白（或因其他矿物成分出现斑条），而形成大理岩。
它的分布范围局部，附近一定有侵入体。
2. 动力变质作用是由地壳构造运动所引起的、使局部地带的岩石发生变质。
特别是在断层带上经常可见此种变质作用。
此类受变质的岩石主要是因为在强大的、定向的压力之下而造成的，所以产生的变质岩石也就破碎不堪，以破碎的程度而言，就有破碎角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等等。
好在这些岩石的原岩容易识别，故在岩石命名时就按原岩名称而定，如称为花岗破裂岩、破碎斑岩等。
3. 区域变质作用是使大面积的岩石发生变质。
区域变质的岩石类型很多，包括板岩、千枚岩、片岩、大理岩与片麻岩等。
4. 混合岩化作用是指从较深部地壳的区域变质岩石向浅部的较大规模的热液或交代流动，是岩石由变质向成矿的转化过程。
如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询地质学家。
M1岩石学基础宝石08(变质作用及变质岩的基本概念-第一章)
三、变质作用类型
4、气液变质作用 、 • 具有化学活动性的热水溶液和气体对岩石进 行交代， 行交代，而使岩石发生变质的作用 主要因素：化学活动性流体， 主要因素：化学活动性流体， 温度来源：岩浆的挥发分， 温度来源：岩浆的挥发分，地壳内的热水 结果：岩石化学成分变化 结果：
• • •
三、变质作用类型
二、变质作用的因素
4、时间 、 实验室的化学反应——瞬间 瞬间 实验室的化学反应 地球系统的化学反应——漫长 漫长 地球系统的化学反应 在实验室短时间内无法发生的变质反应和变质 作用（以天、月计算）， ），在地球系统的地质演 作用（以天、月计算），在地球系统的地质演 化历史中是可以发生的（ 为单位）， 化历史中是可以发生的（以Ma为单位），以百 为单位），以百 万年为单位。 万年为单位。 • 归纳变质作用因素为：T、P、流体、时间 归纳变质作用因素为： 、 、流体、
第三篇
变质岩
Metamorphic Rocks
红柱石角岩
第一章 变质作用及变质岩的基本概念
一、变质作用及变质岩的概念 二、变质作用的因素 三、变质作用类型 四、变质作用的方式 五、变质岩的物质成分 六、变质岩的结构和构造 七、变质岩的分类
一、变质作用及变质岩的概念
一、变质作用及变质岩的概念
2、变质岩——由变质作用形成的岩石，即为变质岩。 、变质岩 由变质作用形成的岩石， 由变质作用形成的岩石 即为变质岩。 3、变质岩的类型 、 正变质岩：由岩浆岩经过变质作用形成的变质岩 正变质岩： 副变质岩：由沉积岩———————————— 副变质岩：由沉积岩 4、变质岩的重要地位 、 (1)前寒武纪之前的岩石几乎均为变质岩，占大陆面积的1/5 前寒武纪之前的岩石几乎均为变质岩，占大陆面积的 前寒武纪之前的岩石几乎均为变质岩 (2)变质岩在我国分别很广，而且有大量的金属和非金属矿产 变质岩在我国分别很广， 变质岩在我国分别很广 例如：鞍山式铁矿—含铁石英岩型 例如：鞍山式铁矿 含铁石英岩型 石英脉型金矿—如山东 石英脉型金矿 如山东
变质作用方式
变质作用的方式
变质作用的方式是指变质作用过程中，导致岩石的矿物组分，结构构造转变的机制。
1．重结晶作用（recrystallization）指原岩中的矿物发生溶解、组分迁移、再沉淀结晶，致使矿物形状、大小改变，而无新矿物相形成的作用。
例如石灰岩因方解石在变质作用过程中发生重结晶形成大理岩。
2．变质结晶作用（metacrystallization）指变质作用过程中，原岩中化学成分重新组合而形成新的矿物的作用。
矿物相的转变是通过变质反应来实现的，变质反应的种类很多，有固体≒固体反应（如红柱石、蓝晶石、夕线石的多相转换）、脱流体相反应（如白云母+石英＝钾长石+红柱石或夕线石+水）等。
3．交代作用（metasomatism）在变质作用过程中，由于流体相运移，发生物质组分的带入、带出，引起组分的复杂置换的作用。
交代作用的结果是使原岩的化学成分发生改变。
在交代作用过程中，新矿物的形成与旧矿物的消失是同时进行的。
4．变质分异作用（metamorphic differentiation）指成分、结构构造均与的原岩，经变质作用致使矿物成分、结构构造不均匀的各种作用。
这是由于温度、压力、应力和溶液影响下，使岩石中某些组分发生迁移和聚集形成的。
5．变形和碎裂作用（deformation and cataclasis）指在应力作用下，由于应力超过了弹性限度，矿物和岩石就会出现塑性变形；而当超过破裂强度时，则发生碎裂，此外还伴随应力下的重结晶，从而改变原岩的岩性。
变形和碎裂的强度与应力大小、作用方式和持续时间及岩石本身的力学性质有关。
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Ａ：多型转变 And=Ky=Sill
B: 固－固反应 斜方辉石＋斜长石＝单斜辉石＋石榴子石＋石英 橄榄石＋钙长石＝石榴石
Ｃ：脱水反应 KAl2(AlSi3O10)(OH)2＋SiO2＝KAlSi3O8＋Al2SiO5+H2O
D: 去碳酸盐反应 ＣaCO3+SiO2=CaSiO4+CO2 E: 氧化和还原反应
原来的矿物被
新生的交代矿物完
全取代，但仍保持
原来矿物的形态、 晶形。
绢云母+石英集合体呈长石板状晶形假象
3．交代作用（metasomatiam） 有新组分的加入和新矿物的形成，原有组 分有迁出，原矿物的消失，体系的化学组分和 矿物相数均有变化。
提示(与变质结晶作用的区别)： 交代作用过程为非等化学过程
2．变质结晶作用（metacryatellization）
变质结晶与重结晶的区别在 于是否有新矿物的形成！
3．交代作用（metasomatiam）
岩石在基本保持固态的条件下，随着 一定数量组分从外部带入岩石中，并在其 中富集，同时另一些组分被带出，而使岩 石的化学成分发生不同程度的改变的过程。 这一过程基本上原有矿物的消失和新矿物 相的形成基本上是同时的，而且交代前后 岩石总的体积不改变。
4．变质分异作用 （metamorphic differentiation）
在Байду номын сангаас质作用的物化条件下，
原岩本身的某些矿物组分经扩
散作用而不均匀聚集的过程。
Ｅ skola 提出三种可能的成因
机理：结核原理、不稳定组分 的局部溶解、最稳定组分的沉 淀和局部富集。
4．变质分异作用 （metamorphic differentiation） 一般情况下，没有新组分的加入和新矿物 的形成，原有组分也无有迁出；但出现组分和 矿物的分带现象。
变形和碎裂作用的关键 在于岩石和矿物的形变！
1．重结晶作用（recryatallization）
同种矿物的溶解、组分
迁移和再次沉淀结晶而不形 成新的矿物相的过程。
2．变质结晶作用（metacryatellization）
是指在变质作用的温度压力 范围内，原岩基本保持固态的
条件下，原有矿物相的消失和 新矿物相的形成过程。主要是
通过变质反应来实现.
提示：
变质分异作用的关键 在于出现分带现象！
5．变形作用（deformation ）
在应力作用下，岩石和矿物发生变 形和破碎的作用。
Rocks may also be subjected to differential stress which is unequal in different directions Rocks may be shortened in one direction and lengthened in the other • Brittle deformation = fracturing • Ductile deformation = flow • Mineral grains flatten and elongate
Foliation
a. b.
c.
d.
e.
f.
Flattening Grain Rotation Solution New Minerals Partial Melting Shearing
5．变形作用（deformation ） 因此，变形作用是在封闭－开放的体系中 发生的 一般情况下，可出现重结晶和变质结晶；开 放条件下则有现组分变化；也可见矿物的分带 现象。 提示：
地质作用
地质因素
母岩
T P f σ
Why?
物化因 素
固态
固态
How?
1.1.3 变质作用的方式
变质作用方式——变质作用过程中，导致岩石的 矿物成分，结构构造转变的机制。 主要的变质作用方式有五种： 重结晶作用 变质结晶作用 交代作用 变质分异作用 变形和碎裂作用
提示：
不要将
变质作用方式
与变质作用类 型两者相混！
钠长石边
主要发育在斜长 石中，蚀变的（绢云 母化和粘土化）斜长 石边缘可见洁净的钠
长石边。
斜长石
交代矿物以不规
则的外形从边缘伸入
被交代的矿物之中。
蓝晶石 白云母
当交代强度进 一步发展，在新的 交代矿物中残留了 零星的孤岛状的被 交代矿物；这些零 星的残留矿物仍保 持同一光性方位。
绿帘石 钙铝榴石