第六章变质作用概述
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变质作用
3．流体压力—— 剪切力
H2O、CO2、O2等挥发性流体占据岩石颗粒间空隙所产生的压力。
（ 静 压 力 ） 围 压
定 向 压 力
不同压力作用下矿物颗粒的排列状况
化学活动性流体
制变质作用过程。
以Ｈ２O、ＣＯ２为主，并含有易挥发的物质，可控 （1）加快矿物间的反应---催化作用； （2）直接参与到变质反应中； （3）物质组分扩散、迁移的媒介； （4）降低岩石的熔点。
（4）现代岛弧和大洋中脊---多因素；
温度影响的结果：
（ 1 ）岩石中的矿物发生重结晶。矿物颗粒
由细变粗，由隐晶质变为显晶质。
（ 2 ）化学元素活性增加，矿物间发生化学
反应，并产生新的矿物。 导致混合岩化作用。
（ 3 ）石英、钾长石等低熔点矿物重新熔融，
压力：
1．静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。
粒状变晶结构
鳞片变晶结构
纤维变晶结构
(二) 变余结构（残留结构）： 变质程度浅，保留了部分原岩的结构。 变余结构的命名原则，在原岩结构之前加 “变余”二字即可。 变余花岗结构；变余斑状结构；变余砂状结构
变余斑状结构 变余砂状结构
变余鲕
上班井采石场灰色大理岩（见变余鲕状结构）
（三）压碎结构
根据矿物的机械破碎程度分为： 碎裂结构和糜棱结构
三、 变质岩的特征
三、 变质岩中的矿物
（1）原岩保留下来的稳定矿物； （2）变质过程中产生的新矿物；
共有矿物（同原岩）： 石英、长石、云母、 角闪石、辉石、方解石、白云石 特有矿物变质矿物（鉴定变质岩的标志）： 石榴子石、 红柱石、夕线石、蓝晶石、蓝闪 石、十字石、蛇纹石
四、 变质岩的结构
岩石中的长条状、片状（或板状）矿 物平行某一平面或某一方向排列形成的 构造。它是在定向压力参与下形成的。
H2O、CO2、O2等挥发性流体占据岩石颗粒间空隙所产生的压力。
（ 静 压 力 ） 围 压
定 向 压 力
不同压力作用下矿物颗粒的排列状况
化学活动性流体
制变质作用过程。
以Ｈ２O、ＣＯ２为主，并含有易挥发的物质，可控 （1）加快矿物间的反应---催化作用； （2）直接参与到变质反应中； （3）物质组分扩散、迁移的媒介； （4）降低岩石的熔点。
（4）现代岛弧和大洋中脊---多因素；
温度影响的结果：
（ 1 ）岩石中的矿物发生重结晶。矿物颗粒
由细变粗，由隐晶质变为显晶质。
（ 2 ）化学元素活性增加，矿物间发生化学
反应，并产生新的矿物。 导致混合岩化作用。
（ 3 ）石英、钾长石等低熔点矿物重新熔融，
压力：
1．静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。
粒状变晶结构
鳞片变晶结构
纤维变晶结构
(二) 变余结构（残留结构）： 变质程度浅，保留了部分原岩的结构。 变余结构的命名原则，在原岩结构之前加 “变余”二字即可。 变余花岗结构；变余斑状结构；变余砂状结构
变余斑状结构 变余砂状结构
变余鲕
上班井采石场灰色大理岩（见变余鲕状结构）
（三）压碎结构
根据矿物的机械破碎程度分为： 碎裂结构和糜棱结构
三、 变质岩的特征
三、 变质岩中的矿物
（1）原岩保留下来的稳定矿物； （2）变质过程中产生的新矿物；
共有矿物（同原岩）： 石英、长石、云母、 角闪石、辉石、方解石、白云石 特有矿物变质矿物（鉴定变质岩的标志）： 石榴子石、 红柱石、夕线石、蓝晶石、蓝闪 石、十字石、蛇纹石
四、 变质岩的结构
岩石中的长条状、片状（或板状）矿 物平行某一平面或某一方向排列形成的 构造。它是在定向压力参与下形成的。
地质学基础B06变质岩
第六章 变质岩
第一节 变质作用和变质岩的类型 第二节 变质岩的矿物特征 第三节 变质岩的结构、构造 第四节 常见变质岩
第一节变质作用和变质岩的类型
一 变质作用的概念 二 变质作用的影响因素 三 变质作用的方式 四 变质作用类型和变质岩类型
一 变质作用的概念
在地壳一定深度内,由于温度、压力、应 力等因素的综合影响和物理化学条件的改变， 使原来的岩石在基本保持固态下发生矿物成 分、结构、构造的变化形成新岩石的一系列 过程，称为变质作用。
石英岩的变余碎屑结构
板岩的变余泥质结构
变晶结构
岩石在固态条件下经重结晶和重组合形 成的结构。矿物自形程度不高，不反映结晶 顺序，只反映结晶能力。
依矿物颗粒形态可划分为： 粒状变晶结构（花岗变晶结构） 鳞片变晶结构 纤维变晶结构
大理岩的粒状变晶结构
绿片岩的鳞片变晶结构
二 变质岩的构造
• 岩石的组分在空间上的排列、分布方式。 • 按成因分为：
变余构造 变成构造 混合构造
变余构造： • 变质岩中残留的原岩构造。 • 如变余气孔构造、变余层理构造等。
变成构造： • 由变质作用形成的构造。 • 如：板状、千枚状、片状、片麻状构造。 • 上述构造中的片状、粒状、柱状矿物的定向排
列，统称为“片理”，是变质岩的重要特征。 混合构造： • 混合岩特有的构造。
• 控制因素：温度（T）压力（P）应力（S） 流体（f）。
• 不同的构造环境,表现为变质作用的多样性。
• 物理、化学条件的改变表现为矿物成分、结 构、构造的变化。
• 原岩在基本保持固态状态下发生的变化。
不同的变质作用环境
二 变质作用的影响因素
• 温度（T）：200C——1100C，最高1150C。 控制变质程度。
第一节 变质作用和变质岩的类型 第二节 变质岩的矿物特征 第三节 变质岩的结构、构造 第四节 常见变质岩
第一节变质作用和变质岩的类型
一 变质作用的概念 二 变质作用的影响因素 三 变质作用的方式 四 变质作用类型和变质岩类型
一 变质作用的概念
在地壳一定深度内,由于温度、压力、应 力等因素的综合影响和物理化学条件的改变， 使原来的岩石在基本保持固态下发生矿物成 分、结构、构造的变化形成新岩石的一系列 过程，称为变质作用。
石英岩的变余碎屑结构
板岩的变余泥质结构
变晶结构
岩石在固态条件下经重结晶和重组合形 成的结构。矿物自形程度不高，不反映结晶 顺序，只反映结晶能力。
依矿物颗粒形态可划分为： 粒状变晶结构（花岗变晶结构） 鳞片变晶结构 纤维变晶结构
大理岩的粒状变晶结构
绿片岩的鳞片变晶结构
二 变质岩的构造
• 岩石的组分在空间上的排列、分布方式。 • 按成因分为：
变余构造 变成构造 混合构造
变余构造： • 变质岩中残留的原岩构造。 • 如变余气孔构造、变余层理构造等。
变成构造： • 由变质作用形成的构造。 • 如：板状、千枚状、片状、片麻状构造。 • 上述构造中的片状、粒状、柱状矿物的定向排
列，统称为“片理”，是变质岩的重要特征。 混合构造： • 混合岩特有的构造。
• 控制因素：温度（T）压力（P）应力（S） 流体（f）。
• 不同的构造环境,表现为变质作用的多样性。
• 物理、化学条件的改变表现为矿物成分、结 构、构造的变化。
• 原岩在基本保持固态状态下发生的变化。
不同的变质作用环境
二 变质作用的影响因素
• 温度（T）：200C——1100C，最高1150C。 控制变质程度。
变质作用与变质岩
三大岩类之间的演变：
原已形成的岩石(火成岩、沉积岩、变质岩)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、变质岩经过高温融熔而转变为(岩浆，
冷凝后形成)火成岩；
火成岩、沉积岩遭受变质作用转变为变质岩。
三大岩类不断相互转化。
三、动力变质作用(dynamic metamorphism) 又
称破裂变质作用(cataclastic metamorphism)。
形成与地壳发生断裂有关，出现在断裂带两
侧，在地壳的不同深度有不同的表现：在地壳的
浅部，表现为岩石的破碎，形成构造角砾岩；在
地壳的深部，在较高温度和静压力条件下，矿物
可产生塑性变形、重结晶以及出现新矿物，形成 糜棱岩。
第三节 变质作用类型及其代表性岩石
变质作用类型 区域变质作用 接触变质作用 动力变质作用 混合岩化作用
一、区域变质作用(regional metamorphism) 在广大范围内发生，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。影响范围 几千－几万km2 ，深度达20km以上。200－800℃， 1×108－14×108Pa。 其发生常常与构造运动有关，伴随岩石变形。 形成的岩石以具有鳞片变晶结构及片理构造、片 麻状构造为特征。
动压力－剪切力
静压力
在最大压力方向上物质的熔点将降低从而发生 溶解，并在最小压力方向上沉淀。因此，岩石在 定向压力作用下，其中的矿物便在平行压力方向 溶解而沿垂直压力方向迁移并沉淀。 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
片麻岩－片麻状，变晶结构。长石、石英、云 母、角闪石、辉石。长石含量大于30%。由砂岩、 花岗岩等变质而成。 大理岩－块状构造，粒状变晶结构。方解石、 白长石。由碳酸盐岩变质而成。得名于云南大理。 洁白者称汉白玉。 石英岩－块状构造，变晶结构。石英，少量长 石、白云母。由砂岩或硅质岩变质而成。 矽卡岩－石榴石、绿帘石、磁铁矿。伴生矿床 Fe，Cu，Pb，Zn.
第一篇第六章板块构造与变质作用
板块构造与变质作用
3.区域变质作用与构造作用的关系 3.区域变质作用与构造作用的关系
板块活动与变质作用之间有着紧密的联系。 板块活动与变质作用之间有着紧密的联系。在分离 型板块边界的洋脊轴部附近， 型板块边界的洋脊轴部附近 ， 由于岩浆不断上涌形成新 的洋壳，因而具有较高的地热梯度及热液作用， 的洋壳 ， 因而具有较高的地热梯度及热液作用 ， 使先形 成的洋壳岩石发生中—低级变质作用 低级变质作用， 成的洋壳岩石发生中 低级变质作用 ， 并随海底扩张分 布于整个洋底，都成秋穗（1971）称之为“ 布于整个洋底 ， 都成秋穗 （ 1971 ） 称之为 “ 洋底变质作 在平错型板块边界，则主要为动力变质作用。 用 ” 。 在平错型板块边界 ， 则主要为动力变质作用 。 例 如圣安德烈斯转换断层就发育一条宽达几公里的动力变 质岩带。 质岩带 。 接触变质作用常常与板块活动引起的岩浆作用 伴随。但变质作用中最主要的还是区域变质作用， 伴随 。 但变质作用中最主要的还是区域变质作用 ， 这种 变质作用与汇聚型板块边界的活动关系密切。 变质作用与汇聚型板块边界的活动关系密切
①碰撞带区域变质作用复杂； 碰撞带区域变质作用复杂； 低压型－中压型是其主要变质作用类型； ②低压型－中压型是其主要变质作用类型； ③造山带变质作用 • 地壳的纵向、横向增生过程和加厚过程； 地壳的纵向、横向增生过程和加厚过程； • 弥散性的变形作用 • 岩浆作用 • 热作用
③形成折返过程及其构造动力学意义 中国高压、 ④中国高压、超高压变质研究问题思考 • 原生组成及性质：外来、原生 原生组成及性质：外来、 • 形成深度 • 形成过程 • 折返过程 • 形成时代
7. P-T-t轨迹的类型及意义 P①依据轨迹演化的主导方向分为: 依据轨迹演化的主导方向分为 • 顺时针型：先加载后加热 顺时针型： • 逆时针型：先加热后加载 逆时针型： 依据温度、压力变化的相对速率分为： ②依据温度、压力变化的相对速率分为： • 降压冷却型 • 等压冷却型 • 等温降压型
变质作用与变质岩
大理岩
2、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、变余斑状结 构等。
变余泥质结构
三、变质岩的构造
变质岩各个组成部分之间相互排列，组合 方式所表现出的外貌特征。
1、变成构造——原岩通过重结晶等作用 形成的构造。 分为：斑点状构造、板状构造、片理构 造、片麻状构造、块状构造。
•石英含量大于85％；质地坚硬，耐风化 • 形成于区域变质及接触变质作用
石英岩
大理岩
•白色、灰白色或各种彩色。具粒状变晶结构， 块状或条带状构造 •主要由方解石、白云石（>50%）重结晶所组成 •母岩为石灰岩或白云岩 •形成于接触变质作用或区域变质作用 •优质装饰石材和建材、雕刻用石材
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
蓝片岩相
变质程度高
变质作用概述
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
•宏观上可见平行排列的矿物 • 变质程度高于千枚岩
片岩
• 具鳞片粒状变晶结构，片麻状构 造或条带状构造。
变质作用
地 质 作 用 小 结
16.6
构造运动 主导下， 内外力地 质作用的 相互关系 以及岩石 的循环
侵入作用
地幔岩浆侵入
结晶作用
地幔岩浆
地壳重熔
地壳岩浆侵入结晶作用 岩浆岩
变质作用 搬风 运化 作剥 用蚀
变质岩
变质作用
风化剥蚀搬运作用
沉积物
风化剥蚀搬运作用 成岩作用
沉积岩
本章学习要求
了解变质作用的概念、因素、类型及有关矿产；初 步掌握变质岩的一般特征和常见变质岩；掌握内、外 力地质作用在地壳演变中的作用及它们之间的关系。
变 质 作 用 的 因 素
（ 化 学 活 动 性 流 体 ）
三、具有化学活动性的流体 1.来源：主要来自岩浆和深层热水溶液，也可以是原来的岩 石中的流体。
16.1
2.成分：主要是水、二氧化碳以及氧、氟、氯、硼、磷等易挥 发性组分。 3.作用方式：流体与温度、压力等共同作用，活动在岩石的破 碎带、接触带以及矿物颗粒间的空隙中，与周围物质进行一 系列反应，将岩石中的一些元素熔滤出来，引起岩石物质成 分的变化。如： 橄榄石
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
质矿床。 如：石墨矿、石棉矿、刚玉、蓝晶石、矽线石、透辉石等矿 床以及滑石矿、蛇纹石矿、大理石矿等。
16.5
第六节 地质作用小结
一、内力地质作用小结 1.动力能源来自地球内部，作用范围包括整个岩石圈。 2.以构造运动为主导，互相联系，只是在某一区域某一时期以某种内力地 质作用为主。 3.内力地质作用不但促使地壳内部物质运动，而且改造、控制地表形态 （总的轮廓和海陆变迁）。 二、内、外力地质作用的相互关系（岩石的循环） 各种地质作用是相对独立的，又是相互依存的，是对立的又是统一的。 对地球既产生破坏作用，同时也产生建造作用。
重结晶的变质作用
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、蓝晶石、矽线石、硅灰石、十字石、 蓝闪石、阳起石、透辉石、蛇纹石、透闪 石、绿帘石等，称为变质矿物。
三、变质岩的结构
指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状 及其结合方式。 根据岩石特点和结构的成因，可把变质岩的 结构分为变晶结构、变余结构、压碎结构等。
2.变质作用与岩浆作用的区别？
当引起变质作用的温度很高，达到了岩 石的熔点，使岩石完全熔化时，变质作用就 转变成岩浆作用。
界限在于：变质作用时岩石基本处于固体状 态、可能出现局部熔融，但并未失去其整体 性；当岩石基本被熔融，呈液态时，成为岩 浆作用。
二、引起变质作用的因素
引起变质作用的因素有温度、压力及化学活
1.变晶结构
在变质过程中，原岩发生重结晶形成变质矿 物，原岩的结构全部消失。变质形成的矿物的 晶粒称为变晶，由变晶组成的结构称变晶结构。
（1）按变晶的大小可分：
粗粒变晶结构 d > 3 mm 中粒变晶结构 d = 1- 3 mm 细粒变晶结构 d = 0.1-1 mm 显微变晶结构 d < 0.1 mm
2.流体压力：静压力在岩层中不仅仅是通过岩 石的固体质点来传递，并且通过岩层孔隙中的
流体来传递，这种压力称为流体压力。
当岩石处于密闭状态时岩石的 全部重量都传递给封闭在岩石 内的流体，这时流体压力值等 于静压力值。
当岩层裂隙时中有互相连通 的裂隙时，即成为开放系统 时，流体压力仅为其本身的 重量，显然要比静压力值小。
地壳中，可使周围岩石变 质。 （3）断层摩擦热
岩层产生断裂，断块互 相错动、挤压产生高温， 可使断裂面两侧的岩石变 质。
（二）压力：静压力、流体压力和定向压力
第六章 接触变质作用及
●第六章接触变质作用及接触变质岩第一节概述一、接触变质作用及其变质因素❑接触变质作用是以岩浆作用为主要热源的一种局部变质作用。
围岩受到岩浆的热烘烤而发生变质，因此也叫接触热变质作用。
其发生的部位主要是岩浆岩体周围的接触带上，变质作用的主要因素是热（温度升高），变质作用的方式主要是重结晶和变质结晶，交代作用不显著。
▪接触变质作用多发生于地壳较浅部位，以高的地热梯度（＞60℃/km）、高温低压为特征。
温度范围为300～800℃（有的达1000℃以上），压力范围为0.02～0.3GPa（0.2～3kb）。
▪接触变质作用有时也见于火山岩的围岩或捕虏体中，温度很高，产生透长石相的特殊矿物，甚至局部熔融产生玻璃质。
这种情况称为高热接触变质作用。
二、接触变质岩的基本特征❑接触（热）变质岩岩浆岩体的围岩在岩浆活动带来的热的影响下，通过重结晶和变质结晶形成的一系列具有新的矿物组合和结构构造的岩石。
接触变质岩的矿物成分和结构构造等方面的许多特点都与其形成的温度、压力条件密切相关。
●产状产于岩体周围的接触变质带上，分布宽度变化很大：几毫米～几米～几公里。
空间上常呈接触变质晕分布。
●矿物成分接触变质岩的特征矿物主要是一些高温低压条件下常见的矿物。
●组构接触变质岩一般呈块状构造，不显定向性，甚至云母、角闪石等片、柱状矿物也无定向。
典型的结构是斑状变晶结构、角岩结构或花岗变晶结构。
三、接触变质晕❑岩体与围岩的外接触带中随着与岩体距离的增大依次出现变质程度不同，具有不同矿物共生组合的接触变质岩石围绕岩体呈环带状分布，称为接触变质晕，常以特征变质矿物或特征矿物组合的出现为标志进行划分。
接触变质晕的宽度和强度，受以下因素的影响：❶岩浆岩体的成分❶岩浆岩体冷却的深度❸侵入体的体积和热容量❹围岩的成分❺接触面的形态特征第二节接触变质岩的分类、命名一、接触变质岩的分类接触变质作用过程中，岩石的化学成分基本保持不变，因此先根据等化学系列按原岩化学成分的不同将接触变质岩分为五大类：①泥质变质岩、②长英质变质岩、③钙质变质岩、④基性变质岩、⑤镁质变质岩，然后在每一大类中再按变质程度的不同及岩石所具有的特点划分具体类型。
变质岩总结
第一章 变质作用概述
三、变质作用方式（见后）：
变质重结晶作用、变质结晶作用、变形作用、 交代作用、变质分异作用。
四、变质作用类型：
分类依据:分布规模/地质背景或物化条件。有关术语 1、局部变质作用：接触变质作用; 动力变质作用; 冲击变质作用; 交代变质作用. 2、区域变质作用: 造山变质作用; 洋底变质作用; 埋藏变质作用; 混合岩化作用.
一、变质作用概念
第一章 变质作用概述
（1）与地壳形成和发展密切相关的一种地质作用； （2）地壳已存岩石在基本保持固态条件下的转变过程. （3）特殊条件可以产生重熔（溶），形成部分流体相（岩浆）
二、变质作用影响因素
包括原岩化学成分；地质条件；物理化学因素。 物理化学因素包括温度、压力、应力、流体。它们通常是同时出现， 相互促进又相互制约。 温度一般是最重要的因素，它不仅控制着变质作用的发生和发展， 也制约着流体的活性和岩石变形性质； 压力也是影响物化平衡的独立因素，有时对矿物组合起决定作用； 应力不是变质反应物化平衡的独立因素，但它是变质岩组构的最重 要因素，此外还控制着变质反应的速度和规模； 流体是变质作用得以实现的基本因素，但温度又是流体具有活动性 的前提。
二、常见区域变质相的划分标志、主要特征及与温克勒变 质级的对比
重点掌握在中压地区，基性系列和富铝系列经受从绿片岩相到麻粒岩 相变质作用，可能出现的典型岩石及典型矿物组合
（1）低绿片岩相，低级变质。矿物组合及典型岩石类型为： 基性岩石：绿帘石＋阳起石＋绿泥石＋钠长石±石英±方解石； 绿泥片岩等绿 片岩； 泥质岩石：白云母＋黑云母＋绿泥石＋石英±硬绿泥石； 绿泥石黑云母片岩等。 （2）高绿片岩相，低级变质。矿物组合及典型岩石类型为： 基性岩石：普通角闪石＋绿帘石＋钠长石＋绿泥石±石英 ； 角闪绿泥片岩等。 泥质岩石：铁铝石榴石＋黑云母＋白云母＋石英； 石榴石黑云母片岩。 （3）低角闪岩相，中级变质。矿物组合及典型岩石类型为： 泥质岩石：十字石＋铁铝石榴石＋黑云母＋白云母＋石英±斜长石 ； 十字石二 云母片岩。 泥质岩石：蓝晶石＋铁铝石榴石＋黑云母＋白云母＋石英±斜长石 ； 蓝晶石白 云母片岩。 基性岩石：普通角闪石＋斜长石（An>30）±黑云母±绿帘石±石英 ；斜长角 闪岩。 （4） 高角闪岩相，高级变质。矿物组合及典型岩石类型为： 泥质岩石：夕线石＋石榴石＋黑云母＋钾长石＋石英±斜长石； 石榴夕线钾长 片麻岩。 基性岩石：普通角闪石＋斜长石±透辉石±石英； （透辉）斜长角闪岩。 （5）麻粒岩相，高级变质。矿物组合及典型岩石类型为： 基性岩石：紫苏辉石＋透辉石＋斜长石±石英±角闪石 ； 二辉麻粒岩。 泥质岩石：夕线石＋石榴石＋堇青石＋钾长石＋石英±斜长石； 夕线石榴堇青 钾长片麻岩。
变质岩 第6讲-接触变质岩
变质岩
Metamorphic Rock
第六章 接触变质岩
授课内容
概述 接触变质岩的分类命名 接触变质相及主要接触变质岩
成分特征
1. 概述
接触变质作用 接触变质作用由是岩浆体提供热，使岩浆岩体周围
接触带上岩石的成分、结构、构造发生变化的现象，又 称热变质作用。
接触变质作用以温度较高和压力较低为特点。地热 梯度>60℃/km，温度范围大致为300-800℃；压力 为百分之几GPa至0.3GPa。多发生于地壳较浅部。
成分特征
1. 概述
岩浆岩体的成分
基性岩浆比酸性岩浆侵入时温度高
辉长岩浆温度为1200℃左右，接触带温度可达800 ℃ ， 花岗岩浆为800 ℃左右，其接触带温度则为500-650 ℃
岩浆中挥发组分的多少
酸性或碱性岩浆，挥发分多，变质晕宽
成分特征
1. 概述
岩浆岩体的规模 一般地说岩体愈大，其热容量愈大，所发出的热 量愈多，因而所形成的变质晕圈也愈宽。但有时 小岩体周围挥发分富集，也能形成较宽的变质晕。
1. 概述
矽线石带：典型矿物组合
矽线石+石榴石+白云母+石英-泥质岩
矽线石+石榴石+黑云母+石英-泥质岩
矽线石+白云母+黑云母+石英-泥质岩
成分特征
1. 概述
①很低级水热变质带； ②硬绿泥石带； ③十字石带； ④红柱石带
成分特征
1. 概述
接触变质晕圈宽度影响因素
在接触变质岩中，离岩体近者变质深，往外渐 浅。变质晕圈在地质上具有等温线意义，它反映了 变质时温度及其它物化条件的变化规律。变质晕圈 的宽度及形态主要取决于5个因素。
Metamorphic Rock
第六章 接触变质岩
授课内容
概述 接触变质岩的分类命名 接触变质相及主要接触变质岩
成分特征
1. 概述
接触变质作用 接触变质作用由是岩浆体提供热，使岩浆岩体周围
接触带上岩石的成分、结构、构造发生变化的现象，又 称热变质作用。
接触变质作用以温度较高和压力较低为特点。地热 梯度>60℃/km，温度范围大致为300-800℃；压力 为百分之几GPa至0.3GPa。多发生于地壳较浅部。
成分特征
1. 概述
岩浆岩体的成分
基性岩浆比酸性岩浆侵入时温度高
辉长岩浆温度为1200℃左右，接触带温度可达800 ℃ ， 花岗岩浆为800 ℃左右，其接触带温度则为500-650 ℃
岩浆中挥发组分的多少
酸性或碱性岩浆，挥发分多，变质晕宽
成分特征
1. 概述
岩浆岩体的规模 一般地说岩体愈大，其热容量愈大，所发出的热 量愈多，因而所形成的变质晕圈也愈宽。但有时 小岩体周围挥发分富集，也能形成较宽的变质晕。
1. 概述
矽线石带：典型矿物组合
矽线石+石榴石+白云母+石英-泥质岩
矽线石+石榴石+黑云母+石英-泥质岩
矽线石+白云母+黑云母+石英-泥质岩
成分特征
1. 概述
①很低级水热变质带； ②硬绿泥石带； ③十字石带； ④红柱石带
成分特征
1. 概述
接触变质晕圈宽度影响因素
在接触变质岩中，离岩体近者变质深，往外渐 浅。变质晕圈在地质上具有等温线意义，它反映了 变质时温度及其它物化条件的变化规律。变质晕圈 的宽度及形态主要取决于5个因素。
1-变质作用的基本概念_
• 超基性岩水化，碳酸盐化生成蛇纹岩、滑石等菱镁矿的过程
由于仅涉及H2O、CO2的带入，其他组分没有变化，所以不属于 交代作用范畴，相应的反应为变质反应
返回
异化学变质作用 allochemical metamorphism
• 若伴随去硅、去镁或硅化作用
SiO2、MgO也为活动组分，则这种蛇纹石化、菱镁矿化属于交代 作用范畴，相应的反应为交代反应
用衔接过渡： 高级变质中可出现部分熔融
－主要属于岩浆作用范畴
很低级变质（埋藏变质）中 可出现压实作用－主要属于 沉积作用范畴
1）变质结晶——化学方式
① 重结晶（recrystallization）
岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合（不形成新矿物）和通过化 学反应形成新矿物的过程。重结晶前后，岩石总化学成分不变（除H2O、 CO2外，封闭系统）
原始颗粒 (这里是石英砂)
第一阶段 发育变形带
第二阶段 颗粒边缘多边形化
第三阶段 粒度加大 伴随颗粒边界变直
在偏应力影响下的变质作用过程中单矿物岩石结构变 化理想序列简图 (Raymond，1995)
1.2 变质作用因素
控制变质作用的根本因素是地质因素，如：构造过程（沉降、 隆升等）、岩浆作用等。 从物理化学角度看 （物理化学因素） 1）温度（T） 、压力（P） 2）流体成分（x） 3）时间（t）
比
交代 开放系统 组分带入带出 矿物成分改变 岩石总化学成分改变 体积不变
变质结晶作用机制
1）变质结晶——化学方式
① 重结晶（recrystallization）
岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合（不形成新矿物）和通过化学 反应形成新矿物的过程。重结晶前后，岩石总化学成分不变（除H2O、 CO2外，封闭系统）
由于仅涉及H2O、CO2的带入，其他组分没有变化，所以不属于 交代作用范畴，相应的反应为变质反应
返回
异化学变质作用 allochemical metamorphism
• 若伴随去硅、去镁或硅化作用
SiO2、MgO也为活动组分，则这种蛇纹石化、菱镁矿化属于交代 作用范畴，相应的反应为交代反应
用衔接过渡： 高级变质中可出现部分熔融
－主要属于岩浆作用范畴
很低级变质（埋藏变质）中 可出现压实作用－主要属于 沉积作用范畴
1）变质结晶——化学方式
① 重结晶（recrystallization）
岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合（不形成新矿物）和通过化 学反应形成新矿物的过程。重结晶前后，岩石总化学成分不变（除H2O、 CO2外，封闭系统）
原始颗粒 (这里是石英砂)
第一阶段 发育变形带
第二阶段 颗粒边缘多边形化
第三阶段 粒度加大 伴随颗粒边界变直
在偏应力影响下的变质作用过程中单矿物岩石结构变 化理想序列简图 (Raymond，1995)
1.2 变质作用因素
控制变质作用的根本因素是地质因素，如：构造过程（沉降、 隆升等）、岩浆作用等。 从物理化学角度看 （物理化学因素） 1）温度（T） 、压力（P） 2）流体成分（x） 3）时间（t）
比
交代 开放系统 组分带入带出 矿物成分改变 岩石总化学成分改变 体积不变
变质结晶作用机制
1）变质结晶——化学方式
① 重结晶（recrystallization）
岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合（不形成新矿物）和通过化学 反应形成新矿物的过程。重结晶前后，岩石总化学成分不变（除H2O、 CO2外，封闭系统）
第六章变质作用与变质岩
变质作用研究范畴
1. 变质作用的下限：与成岩作用的界限-埋藏变质作用 2. 变质作用的上限：与岩浆作用的界限-混合岩化作用
岩浆作用
成岩作用
700-900oC
150-250oC
混合岩化作用
埋藏变质作用
变质作用
二、变质作用的控制因素
(一)温度 (二)压力 (三)化学活动性流体 (四) 时间
（三）化学活动性流体
沉积岩的孔隙水、岩浆析出液体、地幔上升的溶液、变质液体。 化学活动性流体以H20和C02为主。 可以作为化学反应的媒介和降低岩石的熔点，加快变质作用的进行。
（四）时间
足够的时间
温度(热) 温度(热) 石灰岩 流体 大理岩 花岗岩 流体 片麻岩 压力 压力
碎裂结构 长石1和石英2压碎成眼球状斑晶，细粒部分为石英和绢云母
在应力的作用下能使岩石重结晶。岩石在定向压力作用下，其中的矿物在平行压力方向溶解，而向垂直压力方向迁移并且沉淀出来。 矿物 定向压力作用 岩石在定向压力 下的溶解和沉淀 作用下形成片理
二、气—液变质作用
由较强化学活动性的气体和液体对原岩进行交待作用而引起的。 从岩浆活动中析出的气-水热液对岩体与围岩的接触进行的以交代作用为主的变质改造，称为接触交代变质作用。p57 远离侵入体而沿构造破碎带及矿脉边缘发生的气-液变质作用，称为近矿蚀变或围岩蚀变。 形成气—液变质岩
三、区域变质作用
五、动力变质作用
是构造断裂活动中断裂带上的原岩在应力作用下，发生破碎、变形的作用。 形成动力变质岩。
第三节 变质岩的基本特征
一、变质岩的物质成分 变质岩的化学成分主要是SiO2、A12O3、Fe203、FeO、Mn0、CaO、K20、Na2O、H2O、CO2及TiO2、P2O5等、与岩浆岩相似。对于不同的变质岩，化学成分的差别却很大。
食品微生物学 第六章微生物引起的食品污染与腐败变质 第三节不同食品的腐败变质
③ 脂肪分解菌。主要是一些革兰氏阴性无芽孢杆菌， 如假单孢菌属和无色杆菌属等。
④ 酪酸菌。这是一类能分解碳水化合物产生酪酸、CO2 和H2的细菌。
⑤ 产气细菌。 一类能分解糖类产酸又产气的细菌，如 大肠杆菌和产气杆菌。
⑥ 产碱菌。这类细菌能分解乳中的有机酸、碳酸盐和 其他物质，使牛乳的pH上升。主要是革兰氏阴性的需氧性细 菌，如粪产碱杆菌、黏乳产碱杆菌。这些菌在牛乳中生长除 产碱外，还可使牛乳变得粘稠。
② 胨化细菌。胨化细菌可使不溶解状态的蛋白质变成 溶解状态。乳液由于乳酸菌产酸使蛋白质凝固或由细菌的乳 凝酶作用使乳中酪蛋白凝固。而胨化细菌能产生蛋白酶，使 凝固的蛋白质消化成为溶解状态。乳中常见的胨化细菌有枯 草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、荧光假单孢菌、 腐败假单孢菌等。
微生物引起的食品污染与腐败变质
微生物引起的食品污染与腐败变质
（3）乳杆菌期 当乳链球菌在乳液中繁殖，乳液的pH值 下降至4.5以下时，由于乳酸杆菌耐酸力较强，尚能继续繁 殖并产酸。在此时期，乳中可出现大量乳凝块，并有大量乳 清析出，这个时期约有2d。
（4） 真菌期 当酸度继续下降至pH值3.0～3.5时，绝 大多数的细菌生长受到抑制或死亡。而霉菌和酵母菌尚能适 应高酸环境，并利用乳酸作为营养来源而开始大量生长繁殖。 由于酸被利用，乳液的pH值回升，逐渐接近中性。
微生物引起的食品污染与腐败变质
（3）甜炼乳 甜炼乳是在消毒乳液中加入一定量的蔗糖、 经加热浓缩至原有体积的2/5～1/3，使蔗糖浓度达40%～45%， 装罐后一般不再灭菌，而是依靠高浓度糖分形成的高渗环境 抑制微生物的生长，达到长期保存的目的。如果原料污染严 重或加工工艺粗放造成再度污染以及蔗糖含量不足，可使甜 炼乳中微生物生长而引起变质。例如炼乳球拟酵母等分解蔗 糖而产生大量气体，芽孢杆菌、微球菌、葡萄球菌、乳酸菌 等生长产生乳酸、酪酸、琥珀酸等有机酸以及这些菌产生的 凝乳酶等，使炼乳变稠不易倾出，当罐内残存有一定的空气， 又有霉菌污染时，会出现白、黄、红等多种颜色的形似钮扣 状的干酪样凝块，并呈现金属味、干酪味等异味。在甜炼乳 中生长的霉菌有匍匐曲霉、芽枝霉等。
④ 酪酸菌。这是一类能分解碳水化合物产生酪酸、CO2 和H2的细菌。
⑤ 产气细菌。 一类能分解糖类产酸又产气的细菌，如 大肠杆菌和产气杆菌。
⑥ 产碱菌。这类细菌能分解乳中的有机酸、碳酸盐和 其他物质，使牛乳的pH上升。主要是革兰氏阴性的需氧性细 菌，如粪产碱杆菌、黏乳产碱杆菌。这些菌在牛乳中生长除 产碱外，还可使牛乳变得粘稠。
② 胨化细菌。胨化细菌可使不溶解状态的蛋白质变成 溶解状态。乳液由于乳酸菌产酸使蛋白质凝固或由细菌的乳 凝酶作用使乳中酪蛋白凝固。而胨化细菌能产生蛋白酶，使 凝固的蛋白质消化成为溶解状态。乳中常见的胨化细菌有枯 草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、荧光假单孢菌、 腐败假单孢菌等。
微生物引起的食品污染与腐败变质
微生物引起的食品污染与腐败变质
（3）乳杆菌期 当乳链球菌在乳液中繁殖，乳液的pH值 下降至4.5以下时，由于乳酸杆菌耐酸力较强，尚能继续繁 殖并产酸。在此时期，乳中可出现大量乳凝块，并有大量乳 清析出，这个时期约有2d。
（4） 真菌期 当酸度继续下降至pH值3.0～3.5时，绝 大多数的细菌生长受到抑制或死亡。而霉菌和酵母菌尚能适 应高酸环境，并利用乳酸作为营养来源而开始大量生长繁殖。 由于酸被利用，乳液的pH值回升，逐渐接近中性。
微生物引起的食品污染与腐败变质
（3）甜炼乳 甜炼乳是在消毒乳液中加入一定量的蔗糖、 经加热浓缩至原有体积的2/5～1/3，使蔗糖浓度达40%～45%， 装罐后一般不再灭菌，而是依靠高浓度糖分形成的高渗环境 抑制微生物的生长，达到长期保存的目的。如果原料污染严 重或加工工艺粗放造成再度污染以及蔗糖含量不足，可使甜 炼乳中微生物生长而引起变质。例如炼乳球拟酵母等分解蔗 糖而产生大量气体，芽孢杆菌、微球菌、葡萄球菌、乳酸菌 等生长产生乳酸、酪酸、琥珀酸等有机酸以及这些菌产生的 凝乳酶等，使炼乳变稠不易倾出，当罐内残存有一定的空气， 又有霉菌污染时，会出现白、黄、红等多种颜色的形似钮扣 状的干酪样凝块，并呈现金属味、干酪味等异味。在甜炼乳 中生长的霉菌有匍匐曲霉、芽枝霉等。
变质作用的基本概念演示文稿
矿物的成核、结晶生长受表面能最低原理控制
细 粒 大
纯 灰
理
岩
岩
原岩为单矿物岩只 有结构变化而无成 分变化
Raymond, 2002
第7页，共31页。
石英
方解石
方解石
石英
硅灰石
方解石
变质反应：（Neocrystallization， Raymond, 2002 ）细粒含石英大理岩进一步变质 发生新旧矿物更替，并伴随结构变化（据Mason，1999）
根本原因：地质环境的改变，如构造位置改变（岛弧、海沟、洋中脊、大陆 裂谷、俯冲带、碰撞带，等）、构造过程（增厚、减薄、俯冲、折返、深埋、
隆/抬升，等）和岩浆作用等。
物化因素：从物理化学角度看，控制变质作用的因素可以抽象为温度
（T ）、压力（P ）、流体组分（x ）、时间（t ）等物化因素，这也是将物
形，处于柔性状态的岩石的变形将发生韧性变形。
岩石中高能干性矿物含量越高，脆性韧性变形转变临界温度越 高。因此，长英质岩石的转变温度低于镁铁质岩石。
第14页，共31页。
脆性变形（brittle deformation）
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。
第4页，共31页。
一、变质作用机制
与沉积岩和岩浆岩的形成机制一样，变质岩的形成—
—变质作用机制也相当复杂多样，概括起来主要有变质 结晶、变形和变质分异等3种 。 高级（温）变质：深熔作用（部分熔融——岩浆岩成
因术语），总体属于岩浆作用范畴； 埋藏变质：成岩过程中的压实、重结晶和交代作用，属 于沉积作用范畴。
第21页，共31页。
1.3 热的来源
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。
第六章 变质作用与变质岩
液体对原岩进行交代作用而引起的。从岩浆活动中析出 的气-水热液对岩体与围岩的接触带进行的以交代作用为 主的变质改造称为接触交代变质作用。
1
远离侵入体而沿构造破碎带或粗大矿脉两侧发生的气液变质作用，一般称为围岩蚀变。
四、区域变质作用
▲是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 变质作用。 ▲常与强烈的构造运动有密切联 系，并伴随有大规模的形变、岩 浆活动和混合岩化等作用。 ▲热量来源除构造运动的动力热 能和岩浆热能外，主要的是从地 幔上升的热流。化学活动性流体 的作用显著而广泛。 ▲区域变质作用持续时间长，多 具有周期性叠加的作用过程。
第三节 变质岩的特征
一、变质岩的化学成分 主 要 是 氧 化 物 ： Si02 、 A1203 、 Fe203 、 FeO 、 MgO、CaO、Na20、K20、MnO、H20、C02 、 TiO、P205等。
二、变质岩的矿物成分 变质岩矿物突出的特征： 1．广泛发育纤维状、片状、长柱状和针状矿物， 如透闪石、阳起石、云母类、石墨、夕线石、 角闪石等；
(1)等粒粒状变晶结构 ●按矿 物形态 特点将 变晶变晶结构 (5)鳞片粒状变晶结构 (6)纤状变晶结构
1
(1)等粒粒状变晶结构 岩石主要由石英、长石或碳 酸盐等他形粒状矿物组成， 其矿物粒度大体相等。 粗、中、细粒变晶结构也称 为花岗变晶结构， 常见于石英岩、大理岩中。 (2)角岩结构
石英
辉石
辉石石英岩中少量细粒辉石
分散在较大的石英颗粒之间
(二)变质反应
在原岩基本保持固态、且岩石总的化学成分不变(除挥发组分 外) 的条件下，部分原有矿物通过发生特定的化学反应(主要是 与粒间孔隙溶液作用)而趋于消失，同时形成新的稳定矿物的 过程，称为变质反应或重组合作用。
1
远离侵入体而沿构造破碎带或粗大矿脉两侧发生的气液变质作用，一般称为围岩蚀变。
四、区域变质作用
▲是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 变质作用。 ▲常与强烈的构造运动有密切联 系，并伴随有大规模的形变、岩 浆活动和混合岩化等作用。 ▲热量来源除构造运动的动力热 能和岩浆热能外，主要的是从地 幔上升的热流。化学活动性流体 的作用显著而广泛。 ▲区域变质作用持续时间长，多 具有周期性叠加的作用过程。
第三节 变质岩的特征
一、变质岩的化学成分 主 要 是 氧 化 物 ： Si02 、 A1203 、 Fe203 、 FeO 、 MgO、CaO、Na20、K20、MnO、H20、C02 、 TiO、P205等。
二、变质岩的矿物成分 变质岩矿物突出的特征： 1．广泛发育纤维状、片状、长柱状和针状矿物， 如透闪石、阳起石、云母类、石墨、夕线石、 角闪石等；
(1)等粒粒状变晶结构 ●按矿 物形态 特点将 变晶变晶结构 (5)鳞片粒状变晶结构 (6)纤状变晶结构
1
(1)等粒粒状变晶结构 岩石主要由石英、长石或碳 酸盐等他形粒状矿物组成， 其矿物粒度大体相等。 粗、中、细粒变晶结构也称 为花岗变晶结构， 常见于石英岩、大理岩中。 (2)角岩结构
石英
辉石
辉石石英岩中少量细粒辉石
分散在较大的石英颗粒之间
(二)变质反应
在原岩基本保持固态、且岩石总的化学成分不变(除挥发组分 外) 的条件下，部分原有矿物通过发生特定的化学反应(主要是 与粒间孔隙溶液作用)而趋于消失，同时形成新的稳定矿物的 过程，称为变质反应或重组合作用。
第六章 变质作用及变质岩60
入体与碳酸盐岩的接触带中。呈褐色，暗绿色等，不
等粒变晶结构或斑状变晶结构，矿物成分有透辉石，
绿帘石，金云母，透闪石，方解石等。
蛇纹岩（原岩为镁质超基性岩）；
云英岩（原岩为酸性侵入岩）；
青盘岩（原岩为中基性火山岩及火山碎屑岩）； 44
地质学基础
三、动力变质岩类
原岩一般发生破碎，在高温和应力作用下，发
28
29
30
31
32
33
地质学基础
34 34
地质学基础
35 35
地质学基础
36 36
37
地质学基础
38 38
地质学基础
39 39
地质学基础
40 40
地质学基础
41 41
地质学基础
42 42
地质学基础
43
地质学基础
二、气-液变质岩类
矽卡岩：接触交代变质作用形成。产于中酸性侵
18
地质学基础
一、变质岩的化学成分
没有发生交代的变质岩的化学成分取决于原岩 的成分。出现交代作用的变质岩的化学成分即取决 于原岩又与交代作用的类型和强度有关。
19
地质学基础
二、变质岩的矿物成分
1．变质岩中广泛发育纤维状、片状、长柱状和
针状矿物，如透闪石、阳起石、云母类、石墨、夕线
石、角闪石等。
2．变质岩中常出现相对密度大、分子体积小的 矿物，如石榴子石、硬玉等。 3．变质岩中同质异像（多形）矿物发育，如红 但矿物稳定的压力-温度范围很狭小。
54
地质学基础
55
地质学基础
56
地质学基础
57 57
58
地质学基础
59
12
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超临界状态-高密度气体
概论
具化学活动性流体
流体相来源：
1.2 变质作用的影响因素
岩浆活动
变质作用提供的流体
板块俯冲带入的海水
未变质的原岩中会保存流体
概论
变质作用的影响因素 时间
1.2 变质作用的影响因素
变质作用发生的地质时代
变质作用发生到终止所经历的时间
概论 1.3 变质作用的主要类型
1.3 变质作用的类型
类型-规模 局部变质作用
接触－热变质作用：分布在侵入体与围岩接触 带，主要由岩浆热而导致的变质作用。 特点：主要控制因素为温度；
主要变质机制为重结晶；
具有很低P/T比。
概论
类型-规模 局部变质作用
1.3 变质作用的类型
动力变质作用 ：分布在断裂带，在构造作用 下导致的变质作用。 特点：主要控制因素为偏应力；
不可更新应力指那些具初始应变能一经释放应力 立刻消失的一种应力。主要有：挠曲应力、薄膜 应力、热应力。
概论
变质作用的影响因素 具化学活动性流体
1.2 变质作用的影响因素
流体相组成： H2O，CO2，K，Na，Si，Mg，O2 A1，Fe，C1，F，S，CH3， CH4 流体相存在状态： 低温-气态或液态
特点：主要控制因素为温度、压力； 主要变质机制为重结晶、变形； 具有很宽P/T比。
概论
类型-规模 区域变质作用
1.3 变质作用的类型
洋底变质作用 ：洋壳岩石在大洋中脊附近上升 热流和海水作用下产生的规模巨大的变质作用。 特点：主要控制因素为温度和活动组分；
主要变质机制为重结晶和交代。
具有低P/T比。
提示：
不要将
变质作用方式
与变质作用类 型两者相混！
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
造、物质成分发生变化而形成的一种新的岩石
概论
强调3点 先存岩石
—沉积岩（副变质岩）
—岩浆岩（正变质岩） —变质岩（复变质岩）
1.1变质岩的基本概念
变化特征
—固态变化 —结构构造 —物质成分
内力地质作用
—构造运动 —岩浆作用 —地热流体 地质环境 物化条件
概论
变质岩石学
1.1变质岩的基本概念
概论
三点说明
1.1 变质作用的基本概念
变质作用作为一种地质作用，其发生发展与地壳的 发生发展有关，特别与地幔与地壳的相互作用有关。 变质作用、岩浆作用、构造运动的联系服从于地壳 形成与发展的总过程，并受地幔与地壳相互作用支配 三者是平行的，在不同情况下呈现不同的内在联系。
变质作用形成的变质岩是一种转化岩石。
岩浆活动带来的热能
摩擦作用产生的热能
放射性元素衰变释放热能的积累
概论
变质作用的影响因素 压力
静压力：定向压力
1.2 变质作用影响因素
负荷压力(Pl )：上覆岩层的重力
单位-b、kb、Pa、GPa 范围：1-2kb～7-8kb
据计算每加深1公里，压力增加0.0275GPa
概论
变质作用的影响因素 压力
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
Foliation
a. Flattening b. Grain Rotation c. Solution d. New Minerals e. Partial Melting f. Shearing
其数值与各自在流体相中相对物质的量
成正比（等于各组分分压之和）。
Pf= PH20＋PCO＋…
关系： Pf = Pl （地壳深部）
Pf ＜Pl （地壳浅部） Pf ＞Pl （侵入体附近）
概论
变质作用的影响因素
1.2 变质作用的影响因素
压力
应力：侧向压力
可更新应力：指能够不受应力松驰和逐渐释放应 变能的影响而连续起作用或者在环境变化后还能 重新起作用的一种应力。
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。
主要变质机制为变形及动态重结晶。
具有高至低P/T比，但通常P/T比较高。
概论
类型-规模 局部变质作用
1.3 变质作用的类型
冲击变质作用 ：分布在陨石坑附近，在陨石 冲击地表的强大冲击波作用下产生的变质作用。 特点：主要控制因素为瞬时高温、高压； 主要变质机制为变形及部分熔融。
位于美国亚利桑那州的陨石坑
概论
变质作用的影响因素 温度
1.2 变质作用影响因素
温度是体系的热状态的直接标志。热状态的 改变是导致变质作用发生的最重要的因素之一。 温度范围：150℃-250 ℃～ 650℃-1100 ℃ 指示矿物：浊沸石、蓝闪石、硬柱石、叶腊石
概论
原因： 地热增温
1.2 变质作用影响因素
上地幔热流的运动
1.3 变质作用的类型
混合岩化作用 ：高级区域变质（造山变质）伴随 的部分熔融产生的低熔物质（新成体）与变质岩 （古成体）混合形成混合岩的大规模变质作用。
概论
1.3 变质作用的类型
概论
1.4 变质作用方式 地质作用
地质因素
母岩
T P f σ
Why?
固态 How?
固态
1.4 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
是研究变质岩的成分、结构、构造、产状、 分布、分类、命名、共生组合和变质岩的形 成、演化的机制与条件以及其在地球(天体) 形成、演化中的地位及作用、与矿产的关系 等内容的独立的学科。
概论
1.1 变质作用的基本概念
变质作用-Metamorphism 在地壳形成和演化过程中，由于地球内力 的变化，使已存的地壳岩石，在基本保持固态 的条件下，从原岩的化学成分、矿物组成和结 构构造等方面进行了调整，在特殊情况下，还 可产生重熔或重溶，形成部分流体相的各种作 用的总和。
4．变质分异作用 （metamorphic differentiation）
在变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。
3．交代作用（metasomatiam） • 如反应： • Na+十KalSi3O8====NaA1Si308十K+ • (带入成分) 钾长石 钠长石 (带出成分)
3．交代作用（metasomatiam）
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
Mg2[ SiO4 ] ＋ Ca [ Al2 Si2 O8 ] → Ca Mg2 Al2 [ SiO4 ]3
镁橄榄石
43.9
钙长石
101.1
石榴石
121
3.3
2.76
3.52
形成密度（比重）大，体积小的矿物。
概论
流体压力：流体相 Pf
1.3 变质作用的影响因素
表示：各组分的分压力表示，例如PH20，PCO，
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
第十讲
混合岩
实验教学学时分配
实验一 实验二
实验三 实验四
区域变质岩 接触变质岩
气-液变质岩 动力变质岩-混合岩
授课内容
变质岩与变质作用的基本概念 研究历史和发展现状 变质岩分布及研究意义
课程目的和基本要求
概论
变质岩
1.1 变质岩的基本概念
在地壳发展演化过程中，已存在的各种岩石， 由于地壳的构造运动、岩浆活动，地热流的变 化等内力地质作用，使原来岩石所处的地质环 境及物理化学条件发生改变，为了适应这种变 化，在基本保持固态的情况下，岩石的结构构