第五章变质作用
第五章变质作用目的要求变质作用的概念是根据对变质岩的观察、研究而建立起来的。
变质岩是组成地壳的三大岩类之一，占地壳总面积的27.4%，由于地壳的不均匀抬升、剥蚀才露出地表。
古老的变质岩常作为各大陆地壳的核心，广泛出露在前寒武纪的地盾中，或作为年青造山带的基底存在。
其后各地质时期造山带中的变质岩，又围绕着前寒武纪地盾分布，这说明研究变质作用，对查明地壳的早期状态和它的发展演化历史，具有重要的理论意义。
此外，世界上有70% 的铁矿，63%的锰矿以及大多数的铜、钴、镍矿都产生在前寒武纪的变质岩中，因而又具有实践意义。
课时：4学时授课内容一、变质作用的概念二、变质作用的因素和方式（一）变质作用的因素（二）变质作用的方式三、变质作用的基本类型（一）接触变质作用（二）碎裂变质作用（三）区域变质作用（四）混合岩化作用重点本章课讲授重点应放在：①变质作用的因素和变质作用方式中的重结晶、变晶作用及交代作用上；②变质类型的重点是接触变质、区域变质以及碎裂变质三个类型。
其它像脱水反应、脱碳反应等则留给后续诸课去完成。
混合岩化作用宜在小结中提示。
难点在课堂上讲授变质岩时，强调变质岩的重要特征以及变质岩中的标志矿物和主要构造即可。
其它内容较难理解，宜在实习中结合岩石标本去完成。
教学方法本节课以讲解为主，配合多媒体图件进行说明。
讲授重点内容提要一、变质作用的相关概念（一）变质作用（metamorphism）什么是变质作用？就是指先成岩在地下高温高压和化学活动性流体的参与下，在固态状态下改变其结构、构造或化学成分，从而形成新岩石的作用过程。
一般说来，岩石是否变质，是以有无重结晶现象或者出不出现变质矿物为标志（特别在温度升高的情况下）。
根据观察判断，变质作用的温度大体在150°—900℃之间，低于150℃属于成岩作用的范畴；高于900℃则又属于岩浆作用的范畴。
（二）变质作用与岩浆作用的区别变质作用与岩浆作用有何区别呢？岩石在变质过程中基本保持固体状态，一般不经过熔融。
这里必须指出：如果地下温度近于岩石熔化的临界温度（如发生岩浆作用的影响）时，岩石部分产生熔融，而与固态岩石发生混合、交代等复杂过程，就叫超变质作用（或叫再熔作用，或叫花岗岩化作用），实际上是岩浆作用与变质作用的过渡形式。
变质作用不仅形成各种变质岩，而且还形成多种类型的变质矿产。
二、变质作用的因素引起变质作用的主要原因是温度、压力和化学活动性流体。
在变质作用中以某一种因素单独起作用是少见的。
它们多以不同因素的组合出现，所以变质作用十分复杂。
（一）温度（temperature）温度是引起变质的基本因素。
温度的变化来源于地热、放射性元素的蜕变、岩浆活动及地壳运动诸方面。
温度升高导致岩石重结晶作用，但不能超过900℃，否则就会重熔，那就不属于变质作用了。
出现高温的地区有：侵入岩体的周围；断裂带附近；地壳深处的放射热和地热区；现代的岛弧和大洋中脊等地区。
（二）压力（pressure）压力也是重要变质作用因素之一。
压力分为静压力、定向压力（应力）及流体压力三种。
压力可使重结晶矿物产生定向排列，而形成变质岩特有的片理构造。
1、静压力(static pressure)静压力是上覆地层引起的负荷压力。
它具有均压性（围压性）。
根据岩石的平均比重，深度增加1km，压力要增加275—300巴（1个大气压约等于1巴）。
变质作用的最低负荷压力是1—2千巴。
大约在4—7km深处。
估计变质作用的最大深度为35km，最大负荷压力为1万巴。
静压力有利于塑性变形和高压矿物的产生。
2、定向压力（directional pressure）其特征是具有定向性，主要由地壳运动引起的，在地壳中分布不均，在地壳的上部发育，使岩层产生褶皱、断裂；使矿物的晶格变形；使其中的片状矿物和柱状矿物垂直于定向压力的方向排列，而成片理构造。
此外，变晶矿物受里克定律的支配。
晶体在最大压力方向上解体，在最小压力方向上增长。
由于定向压力出现在地壳浅处，这些地方往往有水分存在，所以在定向压力条件下，产生的变质矿物多含OH-，如白云母、绿泥石、滑石等。
3、流体压力（fluid pressure）流体压力是H2O、CO2、O2等挥发性流体占据岩石粒间空隙而产生的。
在地下深处，全部负荷压力都传递给流体，这时负荷压力与流体压力相等。
在地壳浅处，岩层裂隙发育，并与地表沟通，这时流体压力小于负荷压力。
只有在岩浆侵入体周围，岩浆结晶时析出大量流体，才可能出现流体压力大于负荷压力的状况。
（三）化学活动性流体（fluid）温度和压力，只能使岩石的结构、构造和矿物成分发生变化，要使岩石的Cl、B、P以及富含多种金属的热水溶液。
这些加入物主要来源于沉积岩中的孔隙水、岩石变质过程中析出的变质水，或岩浆冷凝时析出的挥发性溶液以及地下深部上升的热水溶液等。
在一般情况下，岩石变质愈深，流体含量愈少。
化学活动性流体的存在可使变质作用受什么影响呢？①可以促使其它组分的溶解，加速扩散速度，增强重结晶作用和变质反应，同时将一些成分带入岩石中，也将某些成分带出，从而使原岩成分发生变化；②流体的存在会大大降低岩石的重熔温度和各变质级别的温度界限。
如花岗质的岩石，不含挥发组分时重熔温度为950℃，若含饱和溶液时，其中低熔组分在640℃±就开始重熔。
三、变质作用的方式主要有重结晶作用和交代作用（其它作用学生自学，作一般了解）。
1、重结晶作用(recrystallization) 就是使非晶质的岩石变成结晶质的岩石；结晶小的岩石变为结晶粗大的岩石。
重结晶作用是在固态条件下进行，一般不改变原岩成分。
变质结晶作用（metacrystallization）是指原岩总成分不变，而有新的结晶矿物形成，这说明原岩成分不纯。
下面讨论其平衡条件：①温度是重结晶作用的主要因素，每一种变质矿物的生成和稳定都有一个特定的温度区间，只要温度变化超过区间，原矿物就会消失，新矿物就开始形成，如纯石灰岩（CaCO3），温度升高将变成大理岩，温度继续升高，结晶颗粒有变粗的趋势。
如无外来物质的参与不会有新矿物出现，只是结构发生变化。
如果是硅质灰岩（含SiO2的灰岩），温度升高则出现新的变质矿物硅灰石：SiO2CaCO3→ CaSiO3＋CO2当压力为1巴时，反应式的平衡温度为273℃；压力为1千巴时，平衡温度是580°—680℃；压力为2千巴时，平衡温度是610°—750℃。
②压力在重结晶作用中是影响温度平衡的重要因素。
上面的硅灰石反应式就说明了这个问题。
另外，压力增大有利于形成分子体积小而密度大的矿物。
例如：Mg2SiO4＋CaAl2SiO8→CaMg2Al2Si3O12（橄榄石）（钙长石）（石榴子石）克分子体积43.9cc 101.1ccb 121cc比重 3.2 2.7 3.4—4.3可见，通过反应，矿物体积缩小24cc，这就是变质岩中出现比重大，体积小的矿物的原因。
2、交代作用（metasomatism）在变质作用过程中，由于外来流体（热气、热液）的加入，与岩石中的某种组分起化学反应，发生置换，使岩石中出现新矿物，这种作用就叫交代作用。
如含Na＋的流体与钾长石反应置换出K＋，而形成新矿物钠长石。
KAlSi3O8 ＋Na+→ NaAlSi3O8＋K+钾长石加入Na+, 钠长石流失K+交代作用的特点是：①在固态下进行；②交代前后岩石总体积不变；③原矿物的成分被置换与新矿物的形成同时。
交代作用的强度和范围决定于：①围岩性质；②化学活动性流体的成分；③岩石裂隙的多少；④作用时间的长短。
注意：交代作用是变质作用的普遍方式，条件是只要有活动性流体的加入。
同时必须指出，任何一种变质矿物和变质岩的形成，都是多因素控制的，所以变质作用很复杂。
可以设想，如果反应条件不能保持或持续时间不够长，必然造成变质作用不彻底，而保留原岩成分和构造。
从理论上讲，在高温高压下稳定的矿物或岩石组合，在地表常温常压下应出现“退化反应”，实际上这种反应太慢，所以我们才能看到若干亿年前变质的矿物和岩石。
四、变质作用的基本类型变质作用的分类主要根据地质环境、变质因素及产物的特征划分为接触变质作用、碎裂变质作用、区域变质作用、混合岩化作用及洋底变质作用。
本节重点应放在接触变质作用、碎裂变质作用、区域变质作用这三个类型上。
（一）接触变质作用（contact metamorphism）接触变质作用发生在岩浆岩体与围岩的接触带上，是岩浆散发的热量和流体引起的变质作用。
一般接触变质作用发生在3— 8km深度范围内。
上覆岩层的负荷压力在800—2100巴（以275巴/km计）。
按侵入体可以上升到1km浅处计，接触变质作用的有效压力范围是200—2000巴。
这个压力与区域变质及碎裂变质的压力相比（几千—1万巴）是很小的。
可见接触变质作用是一种低压高温的变质作用。
温度和化学活动性流体是主要原因。
如果按变质因素和围岩变质特征，又可分为：①接触热变质作用：是岩浆岩体散发的热引起围岩的变质所形成的变质岩，不具备片理构造，称为角岩，如红柱石角岩、大理岩等。
②接触交代变质作用：是岩体中的挥发组分与围岩发生作用引起的变质，使之产生新矿物组合的岩石。
特别是中酸性岩体与碳酸盐类的岩石接触（石灰岩）而形成夕卡岩（含多金属如Fe、Cu、W、Sn、Mo、Pb、Zn等）。
一般岩浆类型不同，温度也不一样。
花岗岩侵入体的温度为700°—800℃；正长岩为900℃；辉长岩为1200℃。
这说明基性岩体外围的变质比酸性岩外围的变质温度高。
而且愈接近岩体围岩变质深，远离岩体的围岩变质浅，最后过渡为原岩。
从平面上看，组成环状接触变质带，称为变质晕或变质圈（图7-4）。
（二）碎裂变质作用（或动力变质作用）（dynamic metamorphism）动力变质作用是在定向压力作用下发生变质的一种作用。
这种变质由于动力作用的时间短暂，又可能多次叠加，结果使岩石发生破碎。
其变质程度由岩石的破裂程度表现出来，这种岩石称为碎裂岩。
如果由大小不等的岩块嵌在一起时，叫断层角砾岩。
在韧性条件下形成的动力变质岩叫糜棱岩。
这种作用常出现在断层带上，多伴有重晶作用和变晶作用（如出现绿泥石、绿帘石、兰晶石等），有时出现构造透镜体。
图7-4 接触变质作用示意图（据李淑达，1983）（三）区域变质作用（regional metamorphism）这种变质作用常在大范围内发生呈带状。
变质带长几百—几千公里；宽几十—几百公里；深度从几公里—几十公里；压力在2000—10000巴以上。
引起这种变质作用除负荷压力以外，构造运动引起的应力常叠加其上。
区域变质的温度范围在150°—900℃之间。
热量来源于地幔的热流和局部的动力热和岩浆热。
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
第五章-变质作用和变质岩
绿泥石 白云母 黑云母 石榴石 十字石 夕线石 石英 长石
板岩
片岩
片麻岩
熔融
四 变质岩的结构和构造
1 变质岩的结构 变晶结构：变质作用过程中，原岩发生矿物
的形成、生长、组合镶嵌而形成的结晶结构。（
如：粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构、斑状变
晶结构等。）
变余结构：变质作用过程中，残留的原岩结
构。（如：变余碎屑结构、变余泥质结构等。）
个过程中起决定作用的是压力。
在静压力很高的情况下，密度小、体积大的不同矿物 可以结合成密度大、体积小的新矿物，并且总体积会 缩小。岩浆岩中橄榄石和钙长石在高压下可以结合成
为石榴子石。
通过高温高压试验，在30×108Pa压力（相当于地下 110km深度压力）下，普通石英可以转变为结构不同 的柯石英，比重由2.65变为2.93。
的矿物。比如常见的粘土矿物（高岭石），在500℃
时可发生下列反应：
若该脱水反应进行的不彻底，则形成白云母和绿泥石 含水矿物，但其含水量远低于高岭石
另外一种在沉积岩中常见的变质反应是脱CO2反应.例
如方解石受热作用后可以释放出CO2，剩余的CaO会
与岩石中的SiO2结合，形成新的矿物——硅灰石
这一反应中起决定作用的仍然是温度，温度大于 400℃时会发生此反应
榴子石，夕线石、蓝晶石、蓝闪石等标志性变质矿物
片麻岩：变质程度和片岩一致，具有片麻状（岩石中 暗色矿物断断续续呈定向排列）或者条带状构造，出 现的典型变质矿物跟片岩类似。
变粒岩：主要由长石和石英组成，片麻状构造不发 育，一般呈细粒状
麻粒岩：变质程度较
片岩、片麻岩深，其
基本不含黑云母，角 闪石等含水矿物。主 要由长石、辉石、石 榴子石、石英等粒状
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
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
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）：
教学课件：第五章-动力变质作用和接触变质作用概述
• 动力变质作用和接触变质作用的相互关系：动力变质作用和接触变质作用并不 是相互独立的，它们可以相互影响。例如，岩浆的活动可以引起地壳的应力变 化，从而影响岩石的破碎和变形；同时，动力变质作用也可以改变岩石的物理 性质，从而影响接触变质作用的程度和范围。
总结词
页岩在接触带受到高温影响，发生接触变质作用 ，形成板岩。
详细描述
在某地区的接触带附近，石灰岩受到高温的影响 ，岩石中的矿物成分发生重新结晶和变质，形成 了白色大理岩。这些大理岩质地致密、细腻，常 被用于建筑和装饰材料。
详细描述
在某地区的接触带附近，页岩受到高温的影响， 岩石中的矿物成分发生重新结晶和变质，形成了 板岩。这些板岩具有明显的板状构造，其矿物组 成和结构特征与页岩截然不同。
02
动力变质作用和接触变质作用是 地质学中的重要概念，对地球的 演变和矿产资源的形成具有重要 意义。
课程目标
掌握动力变质作用和 接触变质作用的原理、 特点及影响因素。
学会分析实际地质情 况中变质岩的分布和 形成机制。
了解不同类型变质岩 的形成过程和特征。
02 动力变质作用概述
动力变质作用的定义
动力变质作用：指地壳中因构造运动产生的应力、热流等物理地质作用， 使已形成的岩石发生机械破碎、碎裂、重结晶等变化的地质作用。
动力变质作用主要发生在构造运动活跃的地区，如断层、褶皱等构造部 位。
动力变质作用可以发生在不同的构造环境，如大陆板块内部、板块边界 等。
动力变质作用的特点
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
6第五章动力变质作用和接触变质作用资料PPT课件
2020年9月28日
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高热变质作用
在非常低的压力条件下的非常高温的变质, 由 火山岩或次火山岩岩体产生的. 也可以发育在捕虏体中
2020年9月28日
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2. 接触、热变质岩的主要岩石类型
Tuner（ 1955 ）简明等化学分类
a. 泥质岩类：原岩为泥质沉积物。
b. 长英质：包括砂岩、酸性岩浆岩等。
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① 在英国Skiddaw接触变质晕中的 泥质岩的接触变质作用,
• 加里东Skiddaw 板岩 (英国的湖区(English Lake District)) 被几个花岗岩体侵入
• 侵入体是较浅的, 接触变质叠加在一个较早的低 级区域造山变质作用之上.
2020年9月28日
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① 在英国Skiddaw接触变质晕中的 泥质岩的接触变质作用,
接触变质晕的大小和形状控制因素:
侵入岩的性质
大小 形状 方向
温度 组分
围岩的性质
组分 围岩进入岩体的深度和变质级别强度 渗透性
2020年9月28日
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接触变质作用
非常容易判别, 通常一个侵入体侵入到浅部岩石中
靠近侵入体的围岩常常形成非常均匀的高级 变质岩-角岩(hornfelses), 残留的结构和构造 也是十分普遍的
③ 接触－热变质属于很低P／T变质(视地热梯度>80℃／km), 形 成深度浅(通常P<0．3GPa), 因而矿物成分上以红柱石、堇青石 、硅灰石等低压矿物为特征.
④ 由于导致接触-热变质的热和流体来自侵入体, 因而接触变质晕 中出现自侵人体接触带向外变质程度逐渐降低的变质分带, 围 绕侵人体呈同心圈状分布. 发育完整的接触变质带.
纵向上：
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。