变质作用与变质岩

流体压力——静压力作用在岩石空隙中的流体上时形成 岩石封闭时，流体压力＝静压力； 开放系统时，流体压力＝流体重力<静压力
静压力使岩石的体积缩小，密度加大，变得致密坚 硬，并形成新的矿物。如：
CaAl2SiO8+(MgFe)2SiO4 钙长石 橄榄石
Ca(MgFe)2Al2(SiO4)2 石榴子石
定向压力:在三维空间的各个方向不相等的压力，也称构造应力
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成分的变化
变质作用类型
变质岩的特征
常见变质岩
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、构造和矿物成分变化的地 质作用。
依次降低的环带－接触变质晕 • 可形成夕卡岩－常与许多金属
岩浆
矿和非金属矿密切相关
接触边界
1.接触热变质作用;
以温度增高为主，岩石受热后发生矿物的重结晶。
泥质岩 石灰岩 石英砂岩
斑点板岩、角岩 大理岩
石英岩
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。
钾长石＋Na＋
纳长石＋K＋
交代作用： 外界带入的部分质子代替某些岩石成分中的质子，
使得岩石的化学成分和矿物成分发生改变的作用。
变质级别
随温度增高、压力（埋深）增大，变质级别增高
变形产生的片理过程
压实
剪切
变质程度低 p.21板岩8-219b
片岩
original artwork by Gary Hincks 片麻岩
绿泥石－白云母
温度降低
花岗岩侵入体
二、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 活动性流体等多种因素引起的变质作用。
区域变质作用影响范围可达数千至数万平方公里， 影响深度可达20Km以上，常与强烈的构造运动有关， 与一定区域范围内的构造变形、岩浆活动等同时出现。
区域变质作用与温度、压力联合作用，分为三类 变质环境。
由构造运动或岩浆活动引起的侧向挤压力，具有方向性。
浅处：使岩石破碎； 深处：使岩石变形或 形成片柱状矿物并定向排列形成片理构造。
未变形的地层
变形的地层
定向应力
三）化学活动性的流体
1.来源： a、岩石中孔隙中或岩石裂隙中的水等液体； b、矿物结构中含有较多水或二氧化碳挥发物质； c、岩浆中分泌或逃逸出的成分； d、温度压力变化下，从地壳深部物质分泌出的热液。
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）。
灰岩的接触 变质作用
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
未蚀变的方解石－ 白云石
温度降低
花岗岩侵入体
砂岩和泥岩的 接触变质作用
黑云母－红柱石
角页岩
洋壳
高温低压带
红柱石
正常地温梯度 各种变质岩
低温高压带 蓝闪石
大陆壳
岩石圈
区域变质岩类型及矿物组成
岩石类型：未蚀变 板岩
片岩
片麻岩
绿泥石 白云母 黑云母 石榴石 十字石 矽线石 石英 长石
熔融
三、混合岩化作用（超深变质作用）
——区域变质作用进一步发展，由于地壳内部热流量的 增大和动力作用的增强，产生深部热液和重熔岩浆（富含 K、Na、Si），它们广泛渗透、扩散、交代，并注入围岩 中，形成变质岩基体和长石石英质脉体组成的混合岩。
泥晶灰岩
煤在封闭条件下------石墨
大理岩
2.形成新的矿物——由于温度升高，低温条件下稳定的矿物分
解，产生相对温度较高条件下的矿物。
高岭石---红柱石+石英+水；方解石+石英---硅灰石+二氧化碳
二）压力
静压力、流体压力 定向压力
1、静压力——由上覆岩层的重力引起的,随着深 度的增加而增加，其力对岩石各个方向均等。
泥岩
板岩
三大作用之间联系
➢ 与岩浆作用的区别，变质作用岩石没有熔融， 岩石具整体性；当温度达到一定时，变质作用转 化为岩浆作用。 ➢ 引起变质作用的温度、压力等来自地球内部， 所以它发生在地下一定深度，而沉积作用是由于 外动力地质作用，发生在地表，但固结成岩时的 温度、压力较低。
温度
二、变质作用的影响因素 压力
三、变质作用后原岩物质成分的变化
1、挥发性组分的逃逸或获得，形成新矿物。 高岭石—吸—热红柱石+石英+水
2、体积大、密度小的矿物转变为密度大、体积小的 矿物（静压力）。
CaAl2SiO8+(MgFe)2SiO4 钙长石 橄榄石
Ca(MgFe)2Al2(SiO4)2 石榴子石
3、化学成分的交换（化学活动性流体）
2.成分：主要是水、二氧化碳以及多金属元素，氧、 氟、氯、硼、磷等易挥发性组分的气液。
3.作用方式： A、起到交代和直接参与到矿物中的作用。引起岩石物
质成分的变化。如：
橄榄石——蛇纹石；辉石——绿泥石、绢云母； 黑云母——绿泥石、绢云母。
B、起到溶剂的作用和介质的作用
变质作用中常常是流体与温度、压力等共同作用下， 缓慢发生。
这是变质作用向岩浆作用转变的过渡 性地质作用。如果热流量继续升高， 长英质熔体彻底交代原来岩石时，原 来岩石的宏观特征完全消失，转变为 花岗岩化作用，形成混合花岗岩。
四、动力变质作用（破裂变质作用）
——构造运动使岩石产生破碎、变形、 重结晶的一种变质作用。主要出现在断裂 带附近，常形成特有的构造岩,如碎裂岩、 角砾岩、和糜棱岩等。
蓝片岩相
变质程度高
变质作Baidu Nhomakorabea概述
变质作用类型 变质岩的特征 常见变质岩
变质作用类型
变质作用根据变质因素和地质条件的不同分为四种类型：
接触变质作用
区域变质作用
动力变质作用
混合岩化作用
变质作用类型
一、接触变质作用
• 发生在岩浆与围岩的接触带 • 岩浆“烘烤”＋活动性流体 • 常围绕侵入体形成变质程度
化学活动性流体
一）温度：150—180°C直到800—900°C
温度升高增加了岩石内部质点的活动性，而使岩石 产生物理化学变化（重结晶-非晶质向晶质转化、新矿物 生成-矿物互相转换）
主要是来自地球内部的热能（地热、岩浆热、地壳岩 石断裂），不同区域，不同深度，热能也不同
1. 重结晶作用——非晶质岩石变成结晶质岩石；隐晶质变成显 晶质；晶粒细小变成晶粒粗大。如：