第五章 变质作用与变质岩
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第五章 变质作用与变质岩
大部分为结晶的岩石， 碎屑结构、泥质结构、 重结晶岩石，具粒状、 部分为隐晶质、玻璃 化学结构和生物结构 鳞片状、斑状等各种 质 等 变晶结构 多为块状构造。喷出 各种层理构造，如斜 岩具气孔状、杏仁状、 层理、水平层理、交 流纹状等构造 错层理等 大部分具片理构造， 部分为块状构造
橄榄石等
不含生物化石，围岩 有烘烤现象,不能形成 褶曲构造
(三)变质岩(metamorphic rock)
4.变质作用的类型和常见的变质岩 区域（动力）变质作用常见的岩石类型有：板岩、千枚岩、 片岩、片麻岩
三、岩石(rock)
(三)变质作用的类型和常见的变质岩
(5) 超变质作用：在深度区域变质的基础上，由于地壳下沉或深 部热流继续上升，使原岩发生局部重熔、交代、注入等混合 岩化作用，从而形成岩性介于变质岩与岩浆岩之间的各种混 合岩。
三、岩石(rock)
(四)岩石的相互转化
沉积岩、岩浆岩和变质岩是可以相互转化的，它们之间
的相互转化又叫做岩石的循环或地质循环。
三、岩石(rock)
(四)岩石的相互转化
特点 产 状 形成环境 结 构 构 造 标准矿物 其它 岩 类 岩 浆 岩 沉 积 岩 变 质 岩 侵入，喷出 岩浆泠却，降温降 压 层状产出 常温常压 随原岩产状而定 增温增压
三、岩石(rock)
(三)变质岩(metamorphic rock)
4.变质作用的类型和常见的变质岩
(4) 区域（动力）变质作用： 由于区域性地壳活动导致较大空间的
变质作用。影响因素多而复杂，广泛出现于古老结晶基底和造 山带中，使岩石形成不同程度的片理结构和不同类型的递增变 质带。
三、岩石(rock)
石盐、石膏等 多含生物化石，可 形成明显的褶曲
变质作用及变质岩
岩 变质作用 变质岩 岩浆岩 沉积岩 变质岩
二
引起变质作用的因素
（一）温度：是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，原来的小晶粒长大。 地热
来源 岩浆热
岩石的断裂挤压
（二） 压力
1 静压力——上覆岩石自重引起的，各项等同 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——作用于地壳岩石的侧向挤压力， 具有方向性， 主要是构造里的作用造成，作用结果使岩石中片、 柱状矿物定向排列。 挤压力 剪切力
变质作用的类型与其在地壳中发生的部位
五
变质岩的矿物
一部分矿物：石英、长石、云母、角闪石、辉石、 磁铁矿以及方解石、白云石等。这些矿物或是从变质前 的岩石中保留下来的稳定矿物；或是在变质过程中新产 生的矿物。 另一部分矿物是在变质过程中产生的新矿物，如石
榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、红柱石、阳起石、
定向压力
压力作用下矿物颗粒的排列状况
（三）化学活动性流体
以H2O、CO2为主，并含有挥发性的物。
作用：控制反应进程
扩散、迁移元素，改变化学成分。
化学活动性流体来源：
岩石孔隙及裂隙中以水为主的液体
结构水
岩浆中逃逸出的热气、热液 地壳深处的热液（带入各种元素）
在变质作用过程中，温度、压力和化学
活动性流体等各种因素是相互配合的，往往
文石
文石
文石
方解石
方解石
方解石
六
变质岩的结构
变质岩 的结构
变晶 结构
变余 结构
碎裂 结构
第五章变质作用与变质岩
变质岩的构造：指矿物之间的关系、空间展布方式 1．变成构造：原岩构造（如层理）消失，通过变
质作用形成的新构造。有以下类型：
（1）斑点状构造 （2）板状构造 （3）片理构造 （4）片麻状构造 （5）拉伸线理 （6）块状构造
四 变质岩的构造
随变质程度加深: 斑点状(spotted)→板状构造(slate) →千枚状构造（phyllite）→片状构造（schist） →片 麻状构造（gneiss）→块状构造(quartzite，矿物无明 显定向) 2.变余构造：变质岩中残留有原岩的构造。如变 余层状、气孔、条带构造等
温度的作用：非晶体→结晶体;结晶体→重结晶; 物质与结构重组，一种矿物→另一种矿物
温度的来源： 地热增温（1°C/33m）、构造运动热、 岩浆热、放射热
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体 2. 压力 P 静压力（垂或侧）:由上复岩石重量引起，随埋藏深 度增加而增加。
静压力各向 作用力相等
一、 接触变质
绿帘石（黄绿色者）矽卡岩
接触交代变质作用示意图
二、 区域变质
1. 区域变质作用:在T、P、流体的综合作用下,区域范围 内发生的变质
变质环境及其与温度、压力的关系示意图
二、 区域变质
2.代表性岩石：板岩（赣北浙西瓦板岩）→千枚岩→ 片岩→斜长角闪岩→片麻岩→麻粒岩→榴辉岩
3. 代表性矿物： 超高压、高温: C→金刚石diamond 高压、低温:角闪石、钠长石→兰闪石glaucophane 高温、低压:黏土矿物→红柱(Al2SiO5 )Andalousite 高温、高压:黏土矿物→矽线(Al2SiO5 )Sillimanite 中温、中压:黏土矿物→兰晶石(Al2SiO5 )Disthene
质作用形成的新构造。有以下类型：
（1）斑点状构造 （2）板状构造 （3）片理构造 （4）片麻状构造 （5）拉伸线理 （6）块状构造
四 变质岩的构造
随变质程度加深: 斑点状(spotted)→板状构造(slate) →千枚状构造（phyllite）→片状构造（schist） →片 麻状构造（gneiss）→块状构造(quartzite，矿物无明 显定向) 2.变余构造：变质岩中残留有原岩的构造。如变 余层状、气孔、条带构造等
温度的作用：非晶体→结晶体;结晶体→重结晶; 物质与结构重组，一种矿物→另一种矿物
温度的来源： 地热增温（1°C/33m）、构造运动热、 岩浆热、放射热
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体 2. 压力 P 静压力（垂或侧）:由上复岩石重量引起，随埋藏深 度增加而增加。
静压力各向 作用力相等
一、 接触变质
绿帘石（黄绿色者）矽卡岩
接触交代变质作用示意图
二、 区域变质
1. 区域变质作用:在T、P、流体的综合作用下,区域范围 内发生的变质
变质环境及其与温度、压力的关系示意图
二、 区域变质
2.代表性岩石：板岩（赣北浙西瓦板岩）→千枚岩→ 片岩→斜长角闪岩→片麻岩→麻粒岩→榴辉岩
3. 代表性矿物： 超高压、高温: C→金刚石diamond 高压、低温:角闪石、钠长石→兰闪石glaucophane 高温、低压:黏土矿物→红柱(Al2SiO5 )Andalousite 高温、高压:黏土矿物→矽线(Al2SiO5 )Sillimanite 中温、中压:黏土矿物→兰晶石(Al2SiO5 )Disthene
第五章变质作用和变质岩
若混合作用较强则二者界线变得不太清楚并逐渐消失区域混合岩混合岩混合岩花岗岩条带状混合岩顺层混合岩眼球状混合岩肠状混合岩阴影状混合岩具有肠状构造的混合岩变质作用的基本规律变质作用的时间演化规律古老的岩石前寒武纪5亿年以前一般都发生了变质而且变质较深常常发生过多次变质如秦岭地区的岩石普遍发生过3次变质作用
三、动力变质作用
出现在大断裂带上或构造运动强烈的 地带，由强大的侧向挤压力和剪切应力引 起，主要的变质方式为变形与碎裂。
– 在地下较浅处由于温度较低，以脆性变形为主； – 在地下较深处由于温度较高，则以韧性变形为 主，形成韧性剪切带。
四、区域变质作用
在较大区域内发生的，由一种因素为主或 多种因素综合作用的复杂变质作用。
第五章 变质作用与变质岩
变质作用
各种岩石基本上在固 态下受到内动力地质作用，发生矿物 成分和结构、构造的变化而变成一种 新岩石的过程。
经变质作用形成的岩石 原 岩
变质作用
变质岩 变质岩
岩浆岩
沉积岩
正变质岩
负变质岩
第一节
变质作用的原理
一、岩石变质的因素：
外部因素：温度、压力、活动性流体 内部因素：原岩特点、性质
又如硅质石灰岩在高温下，其中SiO2和CaCO3可重结晶成硅灰石：
（二） 压力
变 质 作 用 的 压 力 范 围 一 般 为 0— 109Pa。
包括：静压力和定向压力。
静压力（围压） 压力 侧向压力（应力）
1、静压力的影响
静压力：
又叫围压，具有均向性。岩石处于地下深处，要受到上覆 和周围岩石的静压力。 在静压力作用下，岩石中矿物重结晶成体积减小而密度增 大的新矿物，以适应新的存在环境。 例如基性岩中的钙长石（密度2.76）和橄榄石（密度3.2） 在高压下形成石榴子石（密度3.4—4.3）：
三、动力变质作用
出现在大断裂带上或构造运动强烈的 地带，由强大的侧向挤压力和剪切应力引 起，主要的变质方式为变形与碎裂。
– 在地下较浅处由于温度较低，以脆性变形为主； – 在地下较深处由于温度较高，则以韧性变形为 主，形成韧性剪切带。
四、区域变质作用
在较大区域内发生的，由一种因素为主或 多种因素综合作用的复杂变质作用。
第五章 变质作用与变质岩
变质作用
各种岩石基本上在固 态下受到内动力地质作用，发生矿物 成分和结构、构造的变化而变成一种 新岩石的过程。
经变质作用形成的岩石 原 岩
变质作用
变质岩 变质岩
岩浆岩
沉积岩
正变质岩
负变质岩
第一节
变质作用的原理
一、岩石变质的因素：
外部因素：温度、压力、活动性流体 内部因素：原岩特点、性质
又如硅质石灰岩在高温下，其中SiO2和CaCO3可重结晶成硅灰石：
（二） 压力
变 质 作 用 的 压 力 范 围 一 般 为 0— 109Pa。
包括：静压力和定向压力。
静压力（围压） 压力 侧向压力（应力）
1、静压力的影响
静压力：
又叫围压，具有均向性。岩石处于地下深处，要受到上覆 和周围岩石的静压力。 在静压力作用下，岩石中矿物重结晶成体积减小而密度增 大的新矿物，以适应新的存在环境。 例如基性岩中的钙长石（密度2.76）和橄榄石（密度3.2） 在高压下形成石榴子石（密度3.4—4.3）：
地质与地貌05变质岩
原岩性质发生了改造，也可残留原岩的某些特点——即有改造特征，又有残留特点 变质岩中的矿物成分既有原岩矿物成分，也有变质过程中新生矿物成分。
残留矿物：与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、云母、角闪
石、辉石等，它们大多是原岩残留下来的，也可以在变质作用中形成。
变质矿物：是在变质过程中产生的新矿物，是变质岩所特有的矿物，
➢片状构造(片岩)——细粒到粗粒片状或柱状矿物定向排列，可劈 开成薄片状。（图片）
➢片麻状构造(片麻岩)——矿物较粗，浅色粒状矿物(长石、石英) 和深色片状，柱状矿物(黑云母、角闪石)大致相向成带状，平行排 列，不易劈开。（图片）
➢眼球状构造(眼球状片麻岩)——片麻状构造中，钾长石呈眼球状 定向分布。（图片）
节目录
二、变质岩的结构
变余结构——变质较轻时，
残留下来的原岩结构。（如图）
变晶结构——在变质过程
中矿物重新结晶所形成的结构。
➢等粒变晶结构（如图）
➢斑状变晶结构：在个
体较小的矿物集合体(基 质)中分布有较大的矿物 晶(斑晶)。（如图）
18
二 、 变 质 岩 的 结 构
等粒变晶结构， 显微镜下的石英
一、 变 质 级
10
§ 2、 变 质级及变质作 用方式
二、变质作用方式
本节小结
城 市 与 环 境 科 学 院㊣黄昆 章目录
一、变 质 级
11
一 、 变 质 级
（一）温度型变质级
1、温克勒将整个变质作用区间分为四个变质级：
很低级变质：（200℃—350℃） 其低限以基性岩中浊沸石（ 200℃）开始出现为标志；其上限是 基性岩中出现黝帘石和阳起石（ 350℃ ）。 低级变质：（350-550℃） 以十字石的出现，堇青石的形成为标志。 中级变质：（550-650℃） 以矽线石+钾长石的组合为标志。 高级变质：（650℃—800℃） 以硅灰石+紫苏辉石+矽线石+钾长石的组合为特征。
残留矿物：与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、云母、角闪
石、辉石等，它们大多是原岩残留下来的，也可以在变质作用中形成。
变质矿物：是在变质过程中产生的新矿物，是变质岩所特有的矿物，
➢片状构造(片岩)——细粒到粗粒片状或柱状矿物定向排列，可劈 开成薄片状。（图片）
➢片麻状构造(片麻岩)——矿物较粗，浅色粒状矿物(长石、石英) 和深色片状，柱状矿物(黑云母、角闪石)大致相向成带状，平行排 列，不易劈开。（图片）
➢眼球状构造(眼球状片麻岩)——片麻状构造中，钾长石呈眼球状 定向分布。（图片）
节目录
二、变质岩的结构
变余结构——变质较轻时，
残留下来的原岩结构。（如图）
变晶结构——在变质过程
中矿物重新结晶所形成的结构。
➢等粒变晶结构（如图）
➢斑状变晶结构：在个
体较小的矿物集合体(基 质)中分布有较大的矿物 晶(斑晶)。（如图）
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二 、 变 质 岩 的 结 构
等粒变晶结构， 显微镜下的石英
一、 变 质 级
10
§ 2、 变 质级及变质作 用方式
二、变质作用方式
本节小结
城 市 与 环 境 科 学 院㊣黄昆 章目录
一、变 质 级
11
一 、 变 质 级
（一）温度型变质级
1、温克勒将整个变质作用区间分为四个变质级：
很低级变质：（200℃—350℃） 其低限以基性岩中浊沸石（ 200℃）开始出现为标志；其上限是 基性岩中出现黝帘石和阳起石（ 350℃ ）。 低级变质：（350-550℃） 以十字石的出现，堇青石的形成为标志。 中级变质：（550-650℃） 以矽线石+钾长石的组合为标志。 高级变质：（650℃—800℃） 以硅灰石+紫苏辉石+矽线石+钾长石的组合为特征。
第五章 变质作用与变质岩
变余构造，变成构造和混合岩构造 变余构造，变成构造和
结构构造是变质岩的重要特征， 结构构造是变质岩的重要特征，常用作变质岩分类命名的重 要依据。通过对结构和构造的研究，还可以了解变质岩的原岩， 要依据。通过对结构和构造的研究，还可以了解变质岩的原岩， 判断原岩所经受的变质作用、环境、方式和程度等特点。 判断原岩所经受的变质作用、环境、方式和程度等特点。
红柱石、蓝晶石、夕线石、十字石、阳起石、透闪石、滑石、蛇纹石、 红柱石、蓝晶石、夕线石、十字石、阳起石、透闪石、滑石、蛇纹石、 绿泥石、硅灰石、石榴子石、透辉石、篮闪石、石墨等。 绿泥石、硅灰石、石榴子石、透辉石、篮闪石、石墨等。 若这些矿物在岩石中出现，反映了原岩己变质，应属变质岩。 若这些矿物在岩石中出现，反映了原岩己变质，应属变质岩。
2、石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等矿物，在火 石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等矿物， 成岩、沉积岩、变质岩都可存在 成岩、沉积岩、
主要区别是，变质岩中的石英、长石具有波状消光，裂纹较发育。 主要区别是，变质岩中的石英、长石具有波状消光，裂纹较发育。而云 母作为主要矿物出现在岩石中，那肯定是变质作用形成的。 母作为主要矿物出现在岩石中，那肯定是变质作用形成的。
30Kbar
（钙长石） 钙长石） 101
（石榴子石） 石榴子石） 119（总体积减17%） （总体积减 ）
2.76
120Kbar
3.52
② 比重
石英 2.65
柯石英 2.93
斯石英 4.35
21
3、化学成分的交换（交代作用） 化学成分的交换（交代作用） 某些元素从原岩中带出，另一些元素从外部带入， 某些元素从原岩中带出，另一些元素从外部带入，使岩石 的化学成分和矿物成分发生改变，这种作用称交代作用 交代作用。 的化学成分和矿物成分发生改变，这种作用称交代作用 比如，钾长石被Na＋交代，转变为钠长石并带走K＋。 K［AlSi3O8］＋ Na＋ →Na［AlSi3O8］＋ K＋ 交代作用在侵入岩与围岩接触带较典型。特别是当中酸性 岩浆侵入到碳酸盐围岩中，岩体中的SiO2、Al2O3等成分被带进 围岩，而围岩中的CaO、MgO等成分被带入岩体，在岩体与围岩 接触带两侧出现石榴子石、透辉石、透闪石、阳起石等矿物组 合。这些变质矿物的化学成分中都含有SiO2、Al2O3
普通地质学课件：变质作用中原岩的变化
斑点状构造
四、变质岩的构造
板状构造
四、变质岩的构造
片理构造
四、变质岩的构造
片麻状构造
四、变质岩的构造
拉伸构造
四、变质岩的构造
块状构造
四、变质岩的构造
02 变余构造
定义：指变质岩中残留的原岩构造，如变余气孔（杏仁）构 造、变余层状构造等
变余构造（变余结构）的存在便成为判断原岩属于火成岩还 是沉积岩的重要依据。
第五章 变质作用与变质岩
物质成分的变化
02
变质岩中的矿物
03
变质岩的结构
04
变质岩的构造
一、物质成分的变化
①岩石通过释放或获得某些挥发分（含H2O、CO2等） 而达到平衡，形成新的矿物。 脱水作用（ H2O ） Al4[Si4O10](OH)8吸热≈500℃2Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O
石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母等。 这些矿物能够适应较大幅度的温度、压力变化而保持稳定。
三、变质岩的结构
定义：指矿物、变斑晶自身特征、形态、大小,与邻近颗粒的关系 。 包括：变晶结构、变余结构、 碎裂结构、交代结构等。
三、变质岩的结构
变晶结构
三、变质岩的结构
变余结构
三、变质岩的结构
正变质岩（岩浆岩）；副变质岩（沉积岩）
小结
物质成分的变化，三种表现 变质岩中的矿物、特征变质矿物 变质岩的结构（变晶结构、变余结构、碎裂结构、交代结构等） 变质岩的构造（变成构造、变余构造）
学习快乐！
K [AlSi3O8 ] + Na+→ Na[AlSi3O8 ]+K+
钾长石
钠长石
二、变质岩中的矿物
第五讲 变质岩的基本特征和类型
岩石或矿物所受的应力超过弹性限度时产生的塑性变形称为变形作用。 在变形作用中，岩石/矿物基本保持原来的连续性，无破碎现象。 而在地壳浅部，当岩石和矿物所受应力超过一定限度时，会发生碎裂作 用。
20
5、变质作用类型
区域变质作用（包括混合岩化作用） 接触变质作用 动力变质作用 气-液变质作用
21
22
白云母
28
（二）结构构造特征
（1）变余结构
岩浆岩、沉积岩、变质岩等的变余结构。 例如: 原岩为岩浆岩，有变余辉绿结构、变余斑 状结构、变余花岗结构、变余凝灰结构等。 原岩为沉积岩，有变余砂状结构、变余砾状结构 等。
(1) 引起重结晶作用，晶粒由小变大；如石灰岩在高温条件下，晶粒变 得比原来粗大而成为大理岩。 (2) 促进原有矿物之间的化学反应，形成新的矿物组合。如泥质岩中的 高岭石在高温下变为红柱石和石英。
热源包括：地热、岩浆热、构造运动产生的摩擦热、地内相变热、放 射性生热
6
3、变质作用的影响因素: P、T、t、活动性流体
变质岩的分布占大陆面积的1/5以上
4
2. 变质岩的研究意义
•变质岩在地球的发展演化过程中占 有重要的地位 •可作为地质温度计和压力计 •具有高的经济价值，大理石，建筑 材料，铁矿、铜矿等
5
3、变质作用的影响因素: P、T、t、活动性流体
温度：是热力的标志，是变质作用得以进行的能 量来源。 岩石温度升高会：
11
12
13
3、变质作用的影响因素: P、T、t、活动性流体
时间
指变质作用持续的时间。 变质结构的生成、岩石的塑性变形，都是很慢的过程，均 与变质作用经历的时间有关。 注: 各种物理因素（温度、压力）化学因素（化学活动性 流体）和时间是同时存在，相互制约，相互影响，只是看 哪一种因素起主导作用。
20
5、变质作用类型
区域变质作用（包括混合岩化作用） 接触变质作用 动力变质作用 气-液变质作用
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白云母
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（二）结构构造特征
（1）变余结构
岩浆岩、沉积岩、变质岩等的变余结构。 例如: 原岩为岩浆岩，有变余辉绿结构、变余斑 状结构、变余花岗结构、变余凝灰结构等。 原岩为沉积岩，有变余砂状结构、变余砾状结构 等。
(1) 引起重结晶作用，晶粒由小变大；如石灰岩在高温条件下，晶粒变 得比原来粗大而成为大理岩。 (2) 促进原有矿物之间的化学反应，形成新的矿物组合。如泥质岩中的 高岭石在高温下变为红柱石和石英。
热源包括：地热、岩浆热、构造运动产生的摩擦热、地内相变热、放 射性生热
6
3、变质作用的影响因素: P、T、t、活动性流体
变质岩的分布占大陆面积的1/5以上
4
2. 变质岩的研究意义
•变质岩在地球的发展演化过程中占 有重要的地位 •可作为地质温度计和压力计 •具有高的经济价值，大理石，建筑 材料，铁矿、铜矿等
5
3、变质作用的影响因素: P、T、t、活动性流体
温度：是热力的标志，是变质作用得以进行的能 量来源。 岩石温度升高会：
11
12
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3、变质作用的影响因素: P、T、t、活动性流体
时间
指变质作用持续的时间。 变质结构的生成、岩石的塑性变形，都是很慢的过程，均 与变质作用经历的时间有关。 注: 各种物理因素（温度、压力）化学因素（化学活动性 流体）和时间是同时存在，相互制约，相互影响，只是看 哪一种因素起主导作用。
6第五章 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）——“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。
——“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——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 —— 由变质作用形成的岩石。
二、引起变质作用的因素(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。
原 岩 变质 变质岩岩浆岩 正变质 正变质岩沉积岩 负变质 负变质岩来源地热岩浆热岩石的断裂挤压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——作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是构造力的作用造成。
（三）化学活动性流体以H２O、CO２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。
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。
普通地质学-第5章 变质作用与变质岩
第5章变质作用与变质岩一、名词解释变质作用正变质岩副变质岩重结晶作用重组合作用交代作用接触变质作用气液变质作用蚀变动力变质作用区域变质作用混合岩化花岗岩化变质带双变质带片理变质矿物碎裂带二、是非题1.变质作用可以完全抹掉原岩的特征。
（）2.变质作用最终可导致岩石熔化和形成新的岩浆。
（）3.重结晶作用不能改变岩石原来的矿物成分。
（）4.接触变质作用常常影响到大面积的地壳岩石发生变质。
（）5.同质多相晶的矿物能够作为重结晶环境的指示矿物。
（）6.标志变质作用程度的典型的级别顺序是低级变质作用的绿片岩；中级变质作用的角闪岩和代表高级变质作用的辉石变粒岩。
（）7.标志高围压低温度形成的变质岩顺序是蓝片岩；紧接着是榴辉岩。
（）8.区域变质作用常常包含明显的机械变形。
（）9.区域变质作用的变质程度表现出水平与垂直方向上都有变化。
（）10.石灰岩经变质作用后只能变成大理岩。
（）11.片岩、片麻岩是地壳遭受强烈构造运动的见证。
（）12.高温、高压和强烈剪切作用是引起变质作用的最主要因素。
（）13.当加热时，所有的岩石都可在一定温度下重新起反应。
（）三、选择题1.接触变质形成的许多岩石没有或几乎没有面理，这是因为（）a.接触变质时几乎没有什么变形 ;b.接触变质在高温条件下进行的 ;c.接触变质在低温条件下进行的 ;d.在变质过程中没有任何完好矿物重结晶。
2.富长英质成分（Al2SiO5的铝硅酸盐）的岩石在变质作用过程中随着温度、压力的逐渐增加可以形成Al2SiO5系列多形晶矿物，其顺序是（）a.蓝晶石、红柱石、夕线石;b.红柱石、蓝晶石、夕线石;c.夕线石、红柱石、蓝晶石 ;d.夕线石、蓝晶石、红柱石。
3.碎裂岩是动力变质的产物，它主要是由于（）和（）。
a.沿断裂带机械变形的结果 ;b.作为岩石接近熔点的塑性变形 ;c.与花岗岩侵入有关 ;d.与断裂附近密集的节理有关。
4.下列哪一个不是变质作用的产物。
（）。
a.变斑晶 ;b.眼球花岗岩 ;c.斑晶 ;d.麻砾岩。
第五章变质作用与变质岩
• 眼球状构造(眼球状片麻岩)－片麻状构造中，钾长石呈眼球状定向分布。 • 条带状构造(条带状大理岩) • 块状构造(石英岩、大理岩)－结晶矿物无定向排列，无定向裂开性质。
板状构造 ： 岩石中矿物颗粒细 小，肉眼难以分辩， 岩性似薄板状，常 出现一组平行的破 裂面，且光滑平整， 破裂面具有微弱的 丝绢光泽，具变余 泥质结构。
矿物在这种定向压力下重新结晶，新生成的片状、 柱状矿物的长轴便垂直压力方向而排列，于是形成 了岩石的片理构造。
三、具有化学活动性的流体
以H2O，CO2为主，一方面可以作为化学反应 的媒介，也直接参与化学反应，另一方面降 低岩石的熔点。
化学活动性流体的参与，大大加快变质作用 的进行。
岩石粒向孔隙及裂隙中以水为主的液体；
变质结晶作用
（1）化学成分发生变化
• 脱水作用
吸热
Al4[Si4O10](OH)8 放热
高岭石
Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O 红柱石 石英
变质结晶作用
• 脱碳酸（复分解反应）
CaCO3+ SiO2
吸热
方解石 石英
放热
CaSiO3+CO2↑
硅灰石
• 水化（复分解反应）
2Mg2[SiO4] + 3H2O →
一、矿物成分
• 变质岩中的成分既有原岩成分，也有变质过程中新 产生的成分。
• 变质岩矿物成分可分为两类： • 一类是与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、
云母、角闪石、辉石等，它们大多是原岩残留下来 的，也可以在变质作用中形成。
• 另一类是变质作用产生的为变质岩所特有的矿物， 如石墨、滑石、石榴子石、红柱石、兰晶石、矽线 石等，称为变质矿物。
板状构造 ： 岩石中矿物颗粒细 小，肉眼难以分辩， 岩性似薄板状，常 出现一组平行的破 裂面，且光滑平整， 破裂面具有微弱的 丝绢光泽，具变余 泥质结构。
矿物在这种定向压力下重新结晶，新生成的片状、 柱状矿物的长轴便垂直压力方向而排列，于是形成 了岩石的片理构造。
三、具有化学活动性的流体
以H2O，CO2为主，一方面可以作为化学反应 的媒介，也直接参与化学反应，另一方面降 低岩石的熔点。
化学活动性流体的参与，大大加快变质作用 的进行。
岩石粒向孔隙及裂隙中以水为主的液体；
变质结晶作用
（1）化学成分发生变化
• 脱水作用
吸热
Al4[Si4O10](OH)8 放热
高岭石
Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O 红柱石 石英
变质结晶作用
• 脱碳酸（复分解反应）
CaCO3+ SiO2
吸热
方解石 石英
放热
CaSiO3+CO2↑
硅灰石
• 水化（复分解反应）
2Mg2[SiO4] + 3H2O →
一、矿物成分
• 变质岩中的成分既有原岩成分，也有变质过程中新 产生的成分。
• 变质岩矿物成分可分为两类： • 一类是与岩浆岩、沉积岩相同的，如石英、长石、
云母、角闪石、辉石等，它们大多是原岩残留下来 的，也可以在变质作用中形成。
• 另一类是变质作用产生的为变质岩所特有的矿物， 如石墨、滑石、石榴子石、红柱石、兰晶石、矽线 石等，称为变质矿物。
第5章变质岩
第五章 变质岩
第五章变质岩
二、变质岩的结构
（一）变晶结构
变质岩的变晶结构
按变晶的相对大小可分：
等粒变晶结构、 斑状变晶结构
第五章 变质岩
第五章变质岩
二、变质岩的结构
（一）变晶结构
按变晶的形态可分：
粒状变晶结构、 柱状或纤状变晶结构、 鳞片状或片状变晶结构
第五章 变质岩
二、变质岩的结构
（一）变晶结构
和长英质脉体组成的混合岩。
第五章 变质岩
第五章变质岩
四、混合岩化作用及所形成的岩石
第五章 变质岩
第五章变质岩
形成的岩石
眼球状混合岩
肠状混合岩
第五章 变质岩
第五章变质岩
角砾状混合岩
混合花岗岩
第五章 变质岩
第四节 有关变质岩的几个问题
一、变质程度
第五章 变质岩
第五章变质岩
二、变质作用和地壳演化的关系
（二 ）压力
定压力
静压力
第五章 变质岩
第五章变质岩
（三）化学活动流体
岩石粒向孔隙及裂隙中以水为 主的液体 结构水［含有矿物Ｈ２Ｏ、Ｃ Ｏ2 ］ 岩浆中逃返的热气、热液 地壳深处的热液代入各种元素
第五章 变质岩
来源
第五章变质岩
三、原岩在变质作用中的变化方式。 重组合 重结晶 交代作用
第五章 变质岩
5 6
第五章 变质岩
第五章变质岩
二、变质岩的结构
（二）变余结构
变余斑状结构
变余砂状结构
43
第五章 变质岩
第五章变质岩
三、变质岩的构造 片理构造
（一）变成构造
第五章 变质岩
第五章变质岩
5.变质作用与变质岩
千枚状构造－－矿物颗粒细小，肉眼不能分辨，
片理面上出现丝绢光泽和细小皱纹。
片状构造－－矿物颗粒较粗，肉眼能清楚辨别。
（4）片麻构造 以粒状矿物为主，伴随定向排列 的片状、柱状矿物。后者被粒状矿物隔 开，断续排列 （5）块状构造 矿物均匀分布，无定向排列
2.变余构造：
变质岩中残留了原岩的构造特征。 如变余气孔构造、变余流纹构造、变余层状 构造等。
石灰岩（隐晶质）
成分CaCO3 石英砂岩（细小） 成分SiO2
大理岩（显晶质）
石英岩（粗大）
（三）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， 原有矿物或矿物组合形成新矿物或新矿物组合的作 用。 特点：新矿物形成和旧矿物消失，反应前后岩石 的总体化学成分基本不变 红柱石（Al2SiO5） 蓝晶石（Al2SiO5）
矽卡岩主要产于中、酸性侵入体与碳酸盐 岩石的接触带上，碳酸盐岩经受变质所形 成的变质岩石。
可形成许多富铜、富铁、白钨、黄金等矿 床，这是我国东部地区常见的一种矿床类 型。
二、区域变质作用
在广大范围内发生，并由温度、压力、化学活动 性流体等多种因素引起的变质作用 影响范围:数千---数万平方公里 区域变质作用与大构造运动有关：
温度的影响：矿物中原子、离子或分子的活动 性增强，引发各种反应： • 重结晶 石灰岩（隐晶质） • 促进新矿物的形成
Al4[Si4O10](OH)8 高岭石 CaCO3 + 方解石 SiO2 石英
大理岩（显晶质）
2Al2[SiO4]O + 红柱石 CaSiO3 + CO2 硅灰石 2SiO2 + 4H2O 石英
按变晶相对大小，分为:
等粒变晶结构 斑状变晶结构
变质岩课件
地热
岩浆热
摩擦热
二、压力
变质作用的压力范围一般为0—109Pa。
静压力(围压):具有均向性。当岩石处于地下，就要受到上覆和周围岩石的压力，岩石所处部
位越深，其所受静压力也越大。在静压力作用下，岩石中矿物往往重结晶成体积减小而密度 增大的新矿物，以适应新的存在环境。 如，CaAl2SiO8+（Mg，Fe）2SiO4→Ca（Mg, Fe）2Al[SiO4]3 钙长石 橄榄石 石榴子石
中粒鳞片粒状变晶结构
纤维状变晶结构
碎裂结构/压碎结构
断层角砾岩
变余结构
变余碎屑结构 膨润土矿石
变余角砾结构 膨润土矿石 变余凝灰结构 膨润土矿石
交代结构 含硅质微晶生物碎屑灰岩
糜棱结构
糜棱岩
糜棱岩
（三）变余结构
指变质岩中残留的原来岩石的结构，如变余斑状结构、变余砾状结构等。根据这种 结构可以帮助恢复变质前是哪种岩石。
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。
一、变质岩的矿物
大部分变质岩都是重结晶的岩石，所以一般都能辨认其矿物成分。
其中一部分矿物是在其它岩石中也存在的矿物。如石英、长石、云母、角闪石、辉石、磁 铁矿以及方解石、白云石等。这些矿物或是从变质前的岩石中保留下来的稳定矿物；或是 在变质过程中新产生的矿物。 还有一部分矿物是在变质过程中产生的新矿物。如石榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、 红柱石、阳起石、透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石、石墨等。这些矿物是在特定环境下形 成的稳定矿物，可以作为鉴别变质岩的标志矿物。
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
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静压力各向 作用力相等
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体 2. 压力 P 流体压力: 封闭系统的流体压力等于上复岩石的静压值; 开放系统的流体压力等于流体本身的重量.
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体 2. 压力 P 定向压力：作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有 方向性，且两侧的作用力相反。
c.岩浆流体:深部岩浆上升至浅部,T、P降低,分逸出易挥 发和易流动的物质K、Na、S、F、H2O、CO2、SiO2 等
第五章 变质作用与变质岩
第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变
第二节 变质作用中原岩的变化
一、 化学成分的变化 二、 矿物的变化 三、变质岩的结构 四、 变质岩的构造
一、 接触变质
绿帘石（黄绿色者）矽卡岩
接触交代变质作用示意图
二、 区域变质
1. 区域变质作用:在T、P、流体的综合作用下,区域范围 内发生的变质
变质环境及其与温度、压力的关系示意图
二、 区域变质
2.代表性岩石：板岩（赣北浙西瓦板岩）→千枚岩→ 片岩→斜长角闪岩→片麻岩→麻粒岩→榴辉岩
3. 代表性矿物： 超高压、高温: C→金刚石diamond 高压、低温:角闪石、钠长石→兰闪石glaucophane 高温、低压:黏土矿物→红柱(Al2SiO5 )Andalousite 高温、高压:黏土矿物→矽线(Al2SiO5 )Sillimanite 中温、中压:黏土矿物→兰晶石(Al2SiO5 )Disthene
四、动力变质作用
80年代形成的科学新理论 动力变质作用: 由于地壳运动的影响，岩石在强
烈定向压力下发生变化的一种变质作用。主要表现 在岩石的变形方面，可分为浅地壳层次的脆性变形 和中深地壳层次的韧性变质-变形
四、动力变质作用
脆性变形表现为机械破碎，一般不发生物质成分 的重组，不形成新矿物，其产物主要有压碎角砾 岩、碎裂岩、碎粒岩等。
第五章 变质作用与变质岩
第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变
第三节 变质作用类型及其代表性岩石
一、接触变质 二、区域变质 三、混合岩化作用 四、动力变质作用
一、 接触变质
由岩浆活动引起的、发生在火成岩（主要是侵 入岩）与围岩接触带范围的变质作用。按照变质 过程中有无交代作用，可分为接触热变质作用和 接触交代作用两种类型 1. 接触热变质作用：岩石受热后发生矿物的重结晶、
1Pa=1牛顿(≈100克/m2)=100克/10000 cm2=0.01克/ cm2
第一节 变质作用基本特征
压力作用的标志 蓝片岩，蓝闪石+钠长石,产在地壳上部，但压力很大, 为LT/HP产物，为古俯冲-碰撞带的重要标志。 榴辉岩,镁铝榴石+绿辉石,产在地下40km±深,压力为 10Kb=10吨/cm2!（10Kb=109Pa=107克/cm2） 超高压岩，含柯石英、金刚石的榴辉岩,压力更大, 埋藏更深（30Kb,>100km);全世界只有中国大别山、 法意边境西阿.尔卑斯极少数地区被保存。诞生了大 陆深俯冲的科学新理论。
金刚石
三、变质岩的结构
变质岩的结构指矿物、变斑晶自身特征、形态、 大小,与邻近颗粒的关系 1.变晶结构：原岩发生重结晶或交代作用而形成新 矿物的结构（前者有大理岩;后者有石榴石片岩(有 新生矿物石榴石) 2.变余结构：尚残留部分原岩结构者称之为浅变质 结构（如板岩特有的变余泥质结构、砂质结构）
三 变质岩的结构
第四节 岩石的演变
三大类岩石具有不同的形成条件和环境，而环境和 条件又随地质作用的发生而变化。因此，在地址历史 中，总有某些岩石在形成，而另一些岩石在消亡。如 火成岩（变质岩、沉积岩的情况相同）通过风化、剥 蚀而破坏，破坏产物经过搬运、堆积而形成沉积岩； 沉积岩受到高温作用又可以熔融转变为火成岩。火成 岩与沉积岩都可以遭受变质作用而转变成变质岩；变 质岩又可再转变成沉积岩或熔融转变成为火成岩。因 此，三大类岩石是不断相互转换的。
变质三要素:T,P,流体, 温度最重要。但陨石撞击及
高压变质，主导因素则是压力。
第一节 变质作用基本特征
一、变质作用:
热源主要来自地球内部（岩浆热能与放射热能） 通过变质作用形成的岩石叫变质岩。 正、副变质岩原岩为火成岩的叫正变质岩；
原岩为沉积岩的叫副变质岩。
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体
第五章 变质作用与变质岩
引言
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。我国缺金铜铁铀)
脱水、脱碳以及物质成分的重组合，形成新矿物 与边境结构。引起变质的主要因素是温度。
代表性岩石有：角岩、斑点角岩、大理岩、石英岩等
一、 接触变质
2. 接触交代变质作用：从岩浆中分泌的挥发性物质， 对围岩进行作用，导致围岩化学成分发生显著变 化，产生大量新矿物，形成新的岩石和结构构造。
接触交代变质作用主要发生在侵入体与围岩的接触 带上，其典型岩石是矽卡岩
混合化作用：由变质作用向岩浆作用转变的一种 过渡性成岩作用。有混合化作用所形成的岩石成 为混合岩。 混合岩由两部分组成：基体和脉体 基体：变质岩，一般是变质程度较高的各种岩、片 麻岩和斜长角闪岩，颜色较深 脉体：熔融体，通过熔体和热液注入、交代而新形成 的岩石
三 、混合岩化作用
条带状混合岩
肠状状混合岩
3. 碎裂结构：动力变质作用使岩石发生机械破碎而 形成的一类结构。
特点是矿物颗粒破碎成外形不规则的带棱角的碎 屑，碎屑边缘常呈锯齿状，并具有扭曲变形等现 象。
4. 交代结构：变质作用过程中，通过化学交代作用 （物质的带出和加入）形成的结构。
特点是在岩石中原有矿物被分解消失，形成新矿物。
四 变质岩的构造
变质岩的构造：指矿物之间的关系、空间展布方式 1．变成构造：原岩构造（如层理）消失，通过变
质作用形成的新构造。有以下类型：
（1）斑点状构造 （2）板状构造 （3）片理构造 （4）片麻状构造 （5）拉伸线理 （6）块状构造
四 变质岩的构造
随变质程度加深: 斑点状(spotted)→板状构造(slate) →千枚状构造（phyllite）→片状构造（schist） →片 麻状构造（gneiss）→块状构造(quartzite，矿物无明 显定向) 2.变余构造：变质岩中残留有原岩的构造。如变 余层状、气孔、条带构造等
二 、区域变质（代表性岩石）
板岩
千枚岩
二 、区域变质（代表性岩石）
变形的石英片岩
蓝闪石片岩
二 、区域变质（代表性岩石）
眼球状花岗片麻岩
榴辉岩
二、区域变质
4. 变质程度：不同的变质岩，原岩可能是同一个,称等 化学系 如 黏土岩或页岩→板岩→千枚岩→片岩→片麻岩 (世界著名的巴罗变质带)
三 、混合岩化作用
二、矿物的变化
片理和变质矿物是变质岩的两大重要特征！ 变质矿物：在变质作用过程中形成的独有矿物.
主要有:兰闪石、红帘石、红柱石、蓝晶石、矽 线石、十字石、堇青石、硅灰石、柯石英、金刚石 (罕见)
红帘石
红柱石
蓝晶石
矽线石
十字石
堇青石
硅 灰 石
33-44为柱状柯石英，新发现的超高压地幔矿物
一、化学成分的变化
1. T、P变化时形成新矿物: （1）分解
岩石通过释放或获得某些挥发分而达到平衡，形成新 的矿物. 如:高岭土(吸热)→红柱石+石英+水（高岭土脱水） 方解石+石英(吸热)→硅灰石(放射状+CO2↑变化时形成新矿物:
体积大、密度小的矿物变为体积小、密度大的矿物。
三大类岩石的转化
各种地质作用的关系及三大类岩石的演化
定向压力
第一节 变质作用基本特征
压力单位换算
Bar (巴) Pa(帕斯卡) MPa兆帕 GPa吉帕
1
105
10-1
10-4
1atm=101325Pasca≈105Pa=0.1Mpa（兆帕）
1Gpa=103Mpa=10Kbar=109Pa
1Mpa=106Pa,1Kb=100Mpa
1巴≈1atm（100万因达/cm2=0.986923标准大气压）
一、化学成分的变化
3. 重结晶作用 Recystalization 定义：小晶体在温度升高的情况下长成更大晶体 的作用。 石灰岩CaCO3→大理岩CaCO3（质纯、洁白的称 汉白玉） 石英砂岩(加温)→石英岩
4. 变质分异： 岩石从均匀构造到不均匀条带构造的变质。
一、化学成分的变化
5. 韧性剪切作用 发生在地壳中深部位较高温度和定向应力条件下的
蓝片岩
蓝片岩艺术品
榴辉岩
榴辉岩艺术品
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体
3.具化学活动性的流体
a.成分:以H2O、CO2为主，并含其它易挥发和易流动物 质
b.流体分布:存在于岩石粒间或裂隙中的主要是H2O；矿 物结构中的是H2O、CO2；从岩浆分逸出来的是 K,Na,S,F,H2O,CO2,SiO2等.
第五章 变质作用与变质岩
第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体 2. 压力 P 流体压力: 封闭系统的流体压力等于上复岩石的静压值; 开放系统的流体压力等于流体本身的重量.
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体 2. 压力 P 定向压力：作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有 方向性，且两侧的作用力相反。
c.岩浆流体:深部岩浆上升至浅部,T、P降低,分逸出易挥 发和易流动的物质K、Na、S、F、H2O、CO2、SiO2 等
第五章 变质作用与变质岩
第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变
第二节 变质作用中原岩的变化
一、 化学成分的变化 二、 矿物的变化 三、变质岩的结构 四、 变质岩的构造
一、 接触变质
绿帘石（黄绿色者）矽卡岩
接触交代变质作用示意图
二、 区域变质
1. 区域变质作用:在T、P、流体的综合作用下,区域范围 内发生的变质
变质环境及其与温度、压力的关系示意图
二、 区域变质
2.代表性岩石：板岩（赣北浙西瓦板岩）→千枚岩→ 片岩→斜长角闪岩→片麻岩→麻粒岩→榴辉岩
3. 代表性矿物： 超高压、高温: C→金刚石diamond 高压、低温:角闪石、钠长石→兰闪石glaucophane 高温、低压:黏土矿物→红柱(Al2SiO5 )Andalousite 高温、高压:黏土矿物→矽线(Al2SiO5 )Sillimanite 中温、中压:黏土矿物→兰晶石(Al2SiO5 )Disthene
四、动力变质作用
80年代形成的科学新理论 动力变质作用: 由于地壳运动的影响，岩石在强
烈定向压力下发生变化的一种变质作用。主要表现 在岩石的变形方面，可分为浅地壳层次的脆性变形 和中深地壳层次的韧性变质-变形
四、动力变质作用
脆性变形表现为机械破碎，一般不发生物质成分 的重组，不形成新矿物，其产物主要有压碎角砾 岩、碎裂岩、碎粒岩等。
第五章 变质作用与变质岩
第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变
第三节 变质作用类型及其代表性岩石
一、接触变质 二、区域变质 三、混合岩化作用 四、动力变质作用
一、 接触变质
由岩浆活动引起的、发生在火成岩（主要是侵 入岩）与围岩接触带范围的变质作用。按照变质 过程中有无交代作用，可分为接触热变质作用和 接触交代作用两种类型 1. 接触热变质作用：岩石受热后发生矿物的重结晶、
1Pa=1牛顿(≈100克/m2)=100克/10000 cm2=0.01克/ cm2
第一节 变质作用基本特征
压力作用的标志 蓝片岩，蓝闪石+钠长石,产在地壳上部，但压力很大, 为LT/HP产物，为古俯冲-碰撞带的重要标志。 榴辉岩,镁铝榴石+绿辉石,产在地下40km±深,压力为 10Kb=10吨/cm2!（10Kb=109Pa=107克/cm2） 超高压岩，含柯石英、金刚石的榴辉岩,压力更大, 埋藏更深（30Kb,>100km);全世界只有中国大别山、 法意边境西阿.尔卑斯极少数地区被保存。诞生了大 陆深俯冲的科学新理论。
金刚石
三、变质岩的结构
变质岩的结构指矿物、变斑晶自身特征、形态、 大小,与邻近颗粒的关系 1.变晶结构：原岩发生重结晶或交代作用而形成新 矿物的结构（前者有大理岩;后者有石榴石片岩(有 新生矿物石榴石) 2.变余结构：尚残留部分原岩结构者称之为浅变质 结构（如板岩特有的变余泥质结构、砂质结构）
三 变质岩的结构
第四节 岩石的演变
三大类岩石具有不同的形成条件和环境，而环境和 条件又随地质作用的发生而变化。因此，在地址历史 中，总有某些岩石在形成，而另一些岩石在消亡。如 火成岩（变质岩、沉积岩的情况相同）通过风化、剥 蚀而破坏，破坏产物经过搬运、堆积而形成沉积岩； 沉积岩受到高温作用又可以熔融转变为火成岩。火成 岩与沉积岩都可以遭受变质作用而转变成变质岩；变 质岩又可再转变成沉积岩或熔融转变成为火成岩。因 此，三大类岩石是不断相互转换的。
变质三要素:T,P,流体, 温度最重要。但陨石撞击及
高压变质，主导因素则是压力。
第一节 变质作用基本特征
一、变质作用:
热源主要来自地球内部（岩浆热能与放射热能） 通过变质作用形成的岩石叫变质岩。 正、副变质岩原岩为火成岩的叫正变质岩；
原岩为沉积岩的叫副变质岩。
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体
第五章 变质作用与变质岩
引言
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。我国缺金铜铁铀)
脱水、脱碳以及物质成分的重组合，形成新矿物 与边境结构。引起变质的主要因素是温度。
代表性岩石有：角岩、斑点角岩、大理岩、石英岩等
一、 接触变质
2. 接触交代变质作用：从岩浆中分泌的挥发性物质， 对围岩进行作用，导致围岩化学成分发生显著变 化，产生大量新矿物，形成新的岩石和结构构造。
接触交代变质作用主要发生在侵入体与围岩的接触 带上，其典型岩石是矽卡岩
混合化作用：由变质作用向岩浆作用转变的一种 过渡性成岩作用。有混合化作用所形成的岩石成 为混合岩。 混合岩由两部分组成：基体和脉体 基体：变质岩，一般是变质程度较高的各种岩、片 麻岩和斜长角闪岩，颜色较深 脉体：熔融体，通过熔体和热液注入、交代而新形成 的岩石
三 、混合岩化作用
条带状混合岩
肠状状混合岩
3. 碎裂结构：动力变质作用使岩石发生机械破碎而 形成的一类结构。
特点是矿物颗粒破碎成外形不规则的带棱角的碎 屑，碎屑边缘常呈锯齿状，并具有扭曲变形等现 象。
4. 交代结构：变质作用过程中，通过化学交代作用 （物质的带出和加入）形成的结构。
特点是在岩石中原有矿物被分解消失，形成新矿物。
四 变质岩的构造
变质岩的构造：指矿物之间的关系、空间展布方式 1．变成构造：原岩构造（如层理）消失，通过变
质作用形成的新构造。有以下类型：
（1）斑点状构造 （2）板状构造 （3）片理构造 （4）片麻状构造 （5）拉伸线理 （6）块状构造
四 变质岩的构造
随变质程度加深: 斑点状(spotted)→板状构造(slate) →千枚状构造（phyllite）→片状构造（schist） →片 麻状构造（gneiss）→块状构造(quartzite，矿物无明 显定向) 2.变余构造：变质岩中残留有原岩的构造。如变 余层状、气孔、条带构造等
二 、区域变质（代表性岩石）
板岩
千枚岩
二 、区域变质（代表性岩石）
变形的石英片岩
蓝闪石片岩
二 、区域变质（代表性岩石）
眼球状花岗片麻岩
榴辉岩
二、区域变质
4. 变质程度：不同的变质岩，原岩可能是同一个,称等 化学系 如 黏土岩或页岩→板岩→千枚岩→片岩→片麻岩 (世界著名的巴罗变质带)
三 、混合岩化作用
二、矿物的变化
片理和变质矿物是变质岩的两大重要特征！ 变质矿物：在变质作用过程中形成的独有矿物.
主要有:兰闪石、红帘石、红柱石、蓝晶石、矽 线石、十字石、堇青石、硅灰石、柯石英、金刚石 (罕见)
红帘石
红柱石
蓝晶石
矽线石
十字石
堇青石
硅 灰 石
33-44为柱状柯石英，新发现的超高压地幔矿物
一、化学成分的变化
1. T、P变化时形成新矿物: （1）分解
岩石通过释放或获得某些挥发分而达到平衡，形成新 的矿物. 如:高岭土(吸热)→红柱石+石英+水（高岭土脱水） 方解石+石英(吸热)→硅灰石(放射状+CO2↑变化时形成新矿物:
体积大、密度小的矿物变为体积小、密度大的矿物。
三大类岩石的转化
各种地质作用的关系及三大类岩石的演化
定向压力
第一节 变质作用基本特征
压力单位换算
Bar (巴) Pa(帕斯卡) MPa兆帕 GPa吉帕
1
105
10-1
10-4
1atm=101325Pasca≈105Pa=0.1Mpa（兆帕）
1Gpa=103Mpa=10Kbar=109Pa
1Mpa=106Pa,1Kb=100Mpa
1巴≈1atm（100万因达/cm2=0.986923标准大气压）
一、化学成分的变化
3. 重结晶作用 Recystalization 定义：小晶体在温度升高的情况下长成更大晶体 的作用。 石灰岩CaCO3→大理岩CaCO3（质纯、洁白的称 汉白玉） 石英砂岩(加温)→石英岩
4. 变质分异： 岩石从均匀构造到不均匀条带构造的变质。
一、化学成分的变化
5. 韧性剪切作用 发生在地壳中深部位较高温度和定向应力条件下的
蓝片岩
蓝片岩艺术品
榴辉岩
榴辉岩艺术品
第一节 变质作用基本特征
二、变质作用的三大因素 T、P、流体
3.具化学活动性的流体
a.成分:以H2O、CO2为主，并含其它易挥发和易流动物 质
b.流体分布:存在于岩石粒间或裂隙中的主要是H2O；矿 物结构中的是H2O、CO2；从岩浆分逸出来的是 K,Na,S,F,H2O,CO2,SiO2等.
第五章 变质作用与变质岩
第一节 变质作用基本特征 第二节 变质作用中原岩的变化 第三节 变质作用类型及其代表性岩石 第四节 岩石的演变