地质学基础(04.4 变质作用与变质岩)
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变质作用与变质岩
2.接触交代变质作用 引起变质的因素除温度外，主要是从岩浆中分泌 的挥发性物质参与发生交代作用,促使围岩发生变 质 矽卡岩：形成于中酸性侵入岩与碳酸岩盐(石灰岩、 白云岩）的接触带。某些金属矿物常在矽卡岩中 富集成为矿体，有磁铁矿，黄铜矿，白钨矿等。 同时有一套矿物组合有石榴子石、绿帘石透闪石、 透辉石、方解石、萤石等 二.区域变质作用 1.概述 温度、压力、化学活动性流体综合影响，大面积发 生的一类变质作用，构造运动是最主要的动力因 素。岩石发生重结晶、重组合、交代作用。岩石 一般具有变晶结构、片理、片麻构造。
第三节 变质岩的特征
一.变质岩中的矿物 变质矿物：只能由变质作用形成的矿物。如：红柱石、蓝晶 石、硅灰石、石榴子石、蛇纹石等。 二.变质岩的结构 1.变晶结构 原岩经过重结晶形成的结构。 2.变余结构 变质程度不深时残留的原岩结构。如：变余斑状结构、变 余砾状结构等。 四.变质岩的构造 1.变成构造（变质作用形成的新构造） （1）斑点状构造 （2）板状构造（板岩）
二.引起变质作用的因素 1.温度 温度来源：（1）地热（2）岩浆热（3）地壳岩石 断裂摩擦生成的热 2.压力 分为静压力、流体压力、定向压力（构造运动引 起）。 3.化学活动性流体（占岩石体积的1-2%） （1）大气水 （2）沉积水 （3）岩浆水 （4）变质水
第二节 变质作用的方式
一.重结晶作用 指岩石在固态下同种矿物经过有限的颗粒溶解，组分迁 移，而又重新结晶成粗大颗粒的作用。未形成新矿物。如 隐晶质石灰岩经过重结晶作用成为大理岩。 温度升高和粒间流体的存在是重结晶作用的必要条件。 原岩成分和结构构造，则是重结晶作用主要内在因素， 如碳酸类岩石及硅质岩常比砂质岩石易于重结晶,相同成 分的沉积岩，粒度细者易于重结晶等。
第五章 变质作用与变质岩
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
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.
变质作用与变质岩
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。
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
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。
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。
四变质作用与变质岩
在环太平洋地区的许多地方，如日本发现发育良好的成双的变 质带，称为双变质带。其中一个带是高压低温变质带，分布于 靠大洋一侧；另一带是与之平行的高温低压变质带。双变质带 的成因，目前一般认为是大洋板块沿毕鸟夫带在岛弧与大陆边 缘下插引起的。
四、变质岩的基本特征
（一）物质成分
1、化学成分： 取决于原岩成分以及是否有交代作用，总体与岩浆岩类似；主要说明 变质前后是否变化。了解原岩类型、变质作用类型、交代作用的特点。 2、矿物成分： 在三大类岩石中，变质岩的矿物成分是最复杂的，主要是形成了一些 独特的变质矿物，如红柱石、十字石、石墨、绿帘石、堇青石、蓝晶石等 等。受原岩化学成分和变质条件控制。课本107页表3－4
板块构造和变质带的形成
板块构造学说认为：板块具有刚性，主要的构造活动、变质作用都集中 分布在板块的边缘附近。按日本地质学家都城秋穗的观点，沿岩石圈板块的 所有边界都有变质作用的发生。 在汇聚板块边界为造山作用带，在造山带内发生大规模的变质作用为区 域变质作用。区域变质的岩石通常在造山带内呈带状产出，称为变质带。
从接触带向外，围岩的变质作用由 强到弱，依次递减，因而使不同强 度的接触变质带围绕侵入体成环状 分布。
（2） 接触交代变质作用——除岩浆散发的热量外，还有岩浆析出的挥发组分 的加入，使接触带附近的岩浆岩和围岩发生明显的交代作用。 如：中、酸性岩浆侵入碳酸盐岩时，接触交代作用特别强烈，形成以石榴子石 和透灰石为主要矿物的岩石，称为矽卡岩。矽卡岩中含多种金属矿产，如铁、 铜、钨、锡、钼、铅、锌等。
（二）变质作用方式
变质作用的方式是指岩石发生变质作用的途径和形式。主要
有： ① 重结晶作用：T↑，P↑，矿物在固态下重新生长的过程， 小→大，以 H2O、CO2为主的粒间流体的存在是其必要条件。
《变质作用与变质岩》课件
ERA
变质作用的定义
总结词
变质作用的定义
详细描述
变质作用是指地壳中已形成的岩石，在温度、压力和化学活动性流体的作用下 ，发生矿物成分、化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用。
变质作用的类型
总结词
变质作用的类型
详细描述
变质作用可以分为接触变质作用、动力变质作用和区域变质作用。接触变质作用发生在岩浆活动影响的区域，岩 石在高温下发生重结晶和变质；动力变质作用则是由构造运动产生的应力引起的，使岩石发生破裂和变形；区域 变质作用是在较大区域内广泛发生的变质作用，涉及的岩石种类多，变化范围广。
03
变质岩的特征
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ERA
变质岩的构造特征
板状构造
变质岩中常见的一种构 造，岩石呈板状或板状 集合体，平行或近于平
行排列。
千枚状构造
岩石呈薄片状或薄层状 ，片理或层理清晰，常
有丝绢光泽。
片状构造
岩石主要由片状矿物组 成，呈定向排列，有时 可见矿物呈透镜状、眼
不同类型变质岩的工程性质也不 同，如片麻岩的抗压强度高，而 大理岩则易受化学风化作用的影
响。
变质岩的鉴别方法
通过观察岩石的矿物成分、结构和构造等特征，可以初步判断岩石是否为变质岩。
进一步鉴别变质岩的类型，需要结合岩石的产状、分布规律和形成环境等因素进行 综合分析。
常见的鉴别方法包括手标本观察、薄片显微镜下观察和化学分析等。
02
变质岩的形成
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ERA
接触变质岩的形成
总结词
接触变质岩是在岩浆侵入过程中，由于高温和气相压力作用，使围岩受到物理和 化学变化而形成的新岩石。
变质作用的定义
总结词
变质作用的定义
详细描述
变质作用是指地壳中已形成的岩石，在温度、压力和化学活动性流体的作用下 ，发生矿物成分、化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用。
变质作用的类型
总结词
变质作用的类型
详细描述
变质作用可以分为接触变质作用、动力变质作用和区域变质作用。接触变质作用发生在岩浆活动影响的区域，岩 石在高温下发生重结晶和变质；动力变质作用则是由构造运动产生的应力引起的，使岩石发生破裂和变形；区域 变质作用是在较大区域内广泛发生的变质作用，涉及的岩石种类多，变化范围广。
03
变质岩的特征
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变质岩的构造特征
板状构造
变质岩中常见的一种构 造，岩石呈板状或板状 集合体，平行或近于平
行排列。
千枚状构造
岩石呈薄片状或薄层状 ，片理或层理清晰，常
有丝绢光泽。
片状构造
岩石主要由片状矿物组 成，呈定向排列，有时 可见矿物呈透镜状、眼
不同类型变质岩的工程性质也不 同，如片麻岩的抗压强度高，而 大理岩则易受化学风化作用的影
响。
变质岩的鉴别方法
通过观察岩石的矿物成分、结构和构造等特征，可以初步判断岩石是否为变质岩。
进一步鉴别变质岩的类型，需要结合岩石的产状、分布规律和形成环境等因素进行 综合分析。
常见的鉴别方法包括手标本观察、薄片显微镜下观察和化学分析等。
02
变质岩的形成
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接触变质岩的形成
总结词
接触变质岩是在岩浆侵入过程中，由于高温和气相压力作用，使围岩受到物理和 化学变化而形成的新岩石。
普通地质学4第四章变质作用及变质岩
变质作用的影响因素
重结晶作用 指岩石在固态状态下，同一种矿物经过有限的颗 粒溶解、组分迁移，然后又重新结晶成较粗大颗粒的作用， 在这一过程中矿物成分不发生变化。 例如 石灰岩（CaCO3) 温度 大理岩（CaCO3）
变 质 作 用 的 方 式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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， 形成新矿物或新矿物组合的作用。 例如 高岭石 >350℃ 叶腊石 交代作用 指化学活动性强的流体与固体岩石之间发生物质置 换与交换作用，产生新矿物，岩石总体化学成分发生变化。 例如 KAlSi3O8(钾长石)+Na+ NaAlSi3O8 (钠长石) +K+
200℃，直到700～900℃。
压力 变质压力可以从上百GPa到上千Gpa。根据压力的作 用特征分为静压力和定向压力。 化学活动性流体 流体以H２O与CO２为主，溶解了许多 易挥发的物质及SiO２等许多矿物质。
变质作用的影响因素
温度是控制和影响变质作用的重要因素之一。多数变质作用是随温度升高而进
行的。温度升高可使原来岩石中的一些矿物重结晶，更重要的是会使各种原始组 分重新组合成新矿物。 首先要确定变质作用发生的温度范围，既起始温度和终止温度。按研究者目前 的共同认识，变质作用不包括风化作用和沉积岩的成岩作用。而是以浊沸石、蓝 闪石、硬柱石、钠云母、叶腊石等变质矿物的首次出现，作为变质作用的开始。 这些矿物出现时的温度范围为是在150℃—250℃之间。这就是变质作用发生的起 始温度。而由于变质作用不包括原岩的大规模的熔融，终止温度就是原岩发生大 规模熔融时的温度，现确定为为650℃—100℃之间。 其次是关于温度变化的原因，导致温度变化的地质因素和热源具有多样性。主 要有下列几种因素： 地热增温：岩石随埋葬深度的增加，而温度逐渐增高，但其幅度一般不大，按 地区的地质环境有所不同，从每千米十几度到一百多度，然而其空间范围较大。 地质工作者称此种变化为地热增温率或地温梯度。 放射性元素衰释放的热量：其特点是总量大，不均匀，有时也极可观。 岩浆活动带来的热能：其强度和岩浆活动的规模有关，有时范围很小，仅限接 触带，即是所谓的接触变质，有 时也可能影响一个区域。 应力作用下的摩擦热：其较为局部，如断裂带。
普通地质学-变质作用与变质岩PPT课件
用
类
深变质带
型
（高级变质）
及温度、静压力很 高定来自压力不一 定很强重结晶极为完好
片麻岩、麻粒 岩、榴辉岩
代
表
岩
石
区域变质作用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
区 域
时出现; 因此在同一个区域变质岩发育的地区，常常可以出现变质程度不同的岩石呈
变 质
明显的条带状分布称为区域变质带。
成分的原岩（石英砂岩、 硅质岩）经变质作用重结 晶形成。石英含量>85%
16 3
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; 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。
变
矽卡岩
质
作 用
16 4
主要矿床有：区域受变质铁
矿床；区域受变质磷矿床；
变
区域变成石墨矿床; 如：鞍
质
山沉积变质铁矿床 新海连市
矿
沉积变质磷矿床。
床
三 混合岩化矿床
在混合岩化过程中;由于广泛而强烈的热液交代作用，交代重结晶作用，使成矿物质 产生迁移和富集，形成的矿床; 主要矿产有铁 铜、铀、稀土元素等金属矿产及硼、白云母、磷灰石、刚玉、石墨等非 金属矿产;
16 3
变
断层角砾岩构造角砾岩
质 作
原岩破碎成角砾;角砾大小不等，具棱角，岩性与
用
断层两侧岩石相同，并被成分相同的微细碎屑及
类
型
地下水中的物质所胶结;
及
代
表
岩
石
动
力
糜棱岩
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。
变质作用及变质岩类型
变质作用及变质岩类型
目
CONTENCT
录
• 引言 • 变质作用类型 • 变质岩类型 • 变质岩的鉴别与特征 • 变质岩的应用与意义
01
引言
变质作用的定义
变质作用是指地壳中已形成的岩石，在固态条件下由于温度、压 力等变化，引起的岩石成分、结构、构造变化的地质作用。
它包括接触变质作用、区域变质作用、动力变质作用和混合岩化 作用等类型。
02
变质作用类型
接触变质作用
定义
接触变质作用是指在岩浆侵入过程中，由于高温和 气体的影响，使围岩发生化学成分和矿物成分的变 化，从而形成新的岩石的过程。
影响因素
岩浆的温度、气体的性质和围岩的化学成分。
常见岩石类型
大理岩、石英岩等。
区域变质作用
定义
区域变质作用是指在广泛分布的区域范围内，由于温度和压力的升 高，使原岩发生重结晶、变质反应等变化，形成新的岩石的过程。
高压条件下仍会经历蚀变作用，形成新的矿物和岩石
类型。
05
变质岩的应用与意义
变质岩在地质学研究中的意义
01
提供地质历史和地壳演化的证据
变质岩记录了地壳的历史和演化过程，通过研究变质岩的特征和形成过
程，可以了解地壳的运动、板块构造和地质事件。
02
揭示地球深部过程
硬度
变质岩的硬度通常比原岩高，因 为矿物颗粒紧密结合。
密度
变质岩的密度通常比原岩高，因 为矿物颗粒排列紧密。
导热性
变质岩的导热性比原岩高，因为 矿物颗粒的热传导性能较好。
变质岩的化学性质
化学成分
01
变质岩的化学成分与原岩相似，但经过变质作用后，矿物组成
和含量会发生变化。
目
CONTENCT
录
• 引言 • 变质作用类型 • 变质岩类型 • 变质岩的鉴别与特征 • 变质岩的应用与意义
01
引言
变质作用的定义
变质作用是指地壳中已形成的岩石，在固态条件下由于温度、压 力等变化，引起的岩石成分、结构、构造变化的地质作用。
它包括接触变质作用、区域变质作用、动力变质作用和混合岩化 作用等类型。
02
变质作用类型
接触变质作用
定义
接触变质作用是指在岩浆侵入过程中，由于高温和 气体的影响，使围岩发生化学成分和矿物成分的变 化，从而形成新的岩石的过程。
影响因素
岩浆的温度、气体的性质和围岩的化学成分。
常见岩石类型
大理岩、石英岩等。
区域变质作用
定义
区域变质作用是指在广泛分布的区域范围内，由于温度和压力的升 高，使原岩发生重结晶、变质反应等变化，形成新的岩石的过程。
高压条件下仍会经历蚀变作用，形成新的矿物和岩石
类型。
05
变质岩的应用与意义
变质岩在地质学研究中的意义
01
提供地质历史和地壳演化的证据
变质岩记录了地壳的历史和演化过程，通过研究变质岩的特征和形成过
程，可以了解地壳的运动、板块构造和地质事件。
02
揭示地球深部过程
硬度
变质岩的硬度通常比原岩高，因 为矿物颗粒紧密结合。
密度
变质岩的密度通常比原岩高，因 为矿物颗粒排列紧密。
导热性
变质岩的导热性比原岩高，因为 矿物颗粒的热传导性能较好。
变质岩的化学性质
化学成分
01
变质岩的化学成分与原岩相似，但经过变质作用后，矿物组成
和含量会发生变化。
4、地质培训-第四讲变质作用与变质岩
变质作用主要类型与板块构造关系
区域变质作用 接触变质作用
动力变质作用
一、接触变质作用
接触变质作用------在岩浆岩体与围岩的接触部位 接触变质作用------在岩浆岩体与围岩的接触部位 上，由岩浆散发的热量和流体引起的一种变质作 用。 其温度范围大致为300一800℃ 有的达1000℃ 其温度范围大致为300一800℃〈有的达1000℃以 属高温低压变质作用。 上〉,属高温低压变质作用。 温度和活动性流体是主要因素, 温度和活动性流体是主要因素, 接触变质作用又可分为两种类型： 接触变质作用又可分为两种类型： 接触热变质作用; 接触热变质作用; 接触交代变质作用。 接触交代变质作用。
注意以下几个概念的区别
1、变质岩的原岩可以是沉积岩、岩浆岩或早先的变质岩。如果原 、变质岩的原岩可以是沉积岩、岩浆岩或早先的变质岩。 岩是沉积岩,则形成的变质岩称副变质岩 如果原岩是岩浆岩,则形 则形成的变质岩称副变质岩;如果原岩是岩浆岩 岩是沉积岩 则形成的变质岩称副变质岩 如果原岩是岩浆岩 则形 成的变质岩称正变质岩。 成的变质岩称正变质岩。 2、变质作用与岩浆作用、风化作用和成岩作用的区别： 、变质作用与岩浆作用、风化作用和成岩作用的区别： （1）变质作用通常在高压和高温条件下进行，变质作用的温度一 ）变质作用通常在高压和高温条件下进行， 般大于150--250℃,但基本在固态下发生的 但基本在固态下发生的; 般大于150--250℃,但基本在固态下发生的; （2）岩浆作用也是在高温、高压条件下进行，使原岩从固态转变 ）岩浆作用也是在高温、高压条件下进行， 成熔融的液态后再结晶或凝固; 成熔融的液态后再结晶或凝固 （3）风化作用是地表岩石在常温、常压条件下进行，主要由外动 ）风化作用是地表岩石在常温、常压条件下进行， 力引起的各种变化; 力引起的各种变化 它是在较低的温压（ （4）成岩作用不属于变质作用范围 它是在较低的温压（压力 ）成岩作用不属于变质作用范围,它是在较低的温压 <1×108Pa,温度低于 温度低于150--250℃）条件下进行的。 × 温度低于 ℃ 条件下进行的。 3、引起岩石变质作用、岩浆作用的动力为内动力 而风化作用属外 、引起岩石变质作用、岩浆作用的动力为内动力,而风化作用属外 动力不同。 动力不同。
第四章 变质岩
如石灰岩经变质作用变为大理岩。一般说来，原岩成 分越简单，粒度越细，越容易发生重结晶作用；重结晶作 用过程中，没有物质的带入和带出，因此，岩石总的化学 成分不变。
温度和压力的升高促进重结晶作用的进行，以H2O、 CO2为主的粒间流体的存在结晶作用的必要条件。
精选2021版课件
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（2）变质结晶作用：
粒状变晶结构(花岗变晶结构)：变晶矿物颗粒 近等轴状，穰嵌紧密，不具方向性。
鳞片变晶结构：多由云母、绿泥石等片状矿物 组成，常具定向排列形成片理，也有不具定向排列 的。
纤维变晶结构：多由纤维状、针状、长柱状矿 物组成。
2.变质岩的结构ห้องสมุดไป่ตู้构造
变质岩的变晶结构 火成岩的结晶结构
2.变质岩的结构和构造
1、温度的影响
1) Minerals convert to new high temperature minerals
2) 温度促使高温矿物形成
2) Fluids are released
3) 孔隙流体释放出来
4)
Example: clay =
mica +H2O
3) Crystals grow larger
- Speed up reaction rates – catalyst（催化剂） - Deposit or remove certain elements,
can lead to formation of ore deposits copper, silver, gold, etc.（可以形成矿床）
片状构造：是岩石中大量片状、柱状、粒状矿 物呈定向排列而成，矿物颗粒肉眼即可分辨。矿物 平行排列的面，称为片理面。片状构造是变质岩最 常见、最典型的构造。
变质作用与变质岩
在偏应力参与下，伴随 变形而发生的重结晶
恢复
使变形晶体降低应
重结晶
剩余应变能的 消耗过程 特征：发育和 生长无应变新 颗粒
变能而回到未变形
状态的过程。
特征：在变形晶体
中产生大量细小
(粒径一般小于
0.02—0.03mm) 的 亚颗粒
新颗粒首先从高应变区开始发育，通过亚 颗粒的旋转及其边界迁移、消耗老颗粒而生长。 重结晶颗粒比亚颗粒稍大但仍较细，颗粒形态 为压扁拉长状，原始边界被破坏，显示不稳定 态。进一步重结晶使颗粒粒度增大，呈矩形状 而达稳定态。 Raymond (1995)描述了在偏应 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
可大大加快变质反应速率和晶体生长；
T升高可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性
变形转化；
T升高会通过脱水反应、脱碳酸反应形成变质热液
作为催化剂、搬运剂和热媒介对变质作用施加影响。 此外，T升高还会导致部分熔融而发生混合岩化。
变质作用最低温度是由成岩作用向变质作用的转
化的记录，其与许多因素，如压力（深度）、流体
变形晶体有大量位错，储集了变形施加的应变
能，因而不稳定而力图通过重结晶以消除应变能
恢复到稳定的无应变状态。这种伴随变形而发生 的重结晶称为动态重结晶，包括恢复和重结晶两 个阶段；
而无偏应力参与的重结晶作用称静态重结晶，它 们都属于重结晶范畴。
静态重结晶 (static recrystalizaion)： 无偏应力参与的重结晶 作用 动态重结晶(dynamic recrystallization)：
大到＝Pl时即与Pl达平衡，Pf进一步增加，在系
统高度封闭、不易扩散的情况下，会造成局部 Pf
恢复
使变形晶体降低应
重结晶
剩余应变能的 消耗过程 特征：发育和 生长无应变新 颗粒
变能而回到未变形
状态的过程。
特征：在变形晶体
中产生大量细小
(粒径一般小于
0.02—0.03mm) 的 亚颗粒
新颗粒首先从高应变区开始发育，通过亚 颗粒的旋转及其边界迁移、消耗老颗粒而生长。 重结晶颗粒比亚颗粒稍大但仍较细，颗粒形态 为压扁拉长状，原始边界被破坏，显示不稳定 态。进一步重结晶使颗粒粒度增大，呈矩形状 而达稳定态。 Raymond (1995)描述了在偏应 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
可大大加快变质反应速率和晶体生长；
T升高可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性
变形转化；
T升高会通过脱水反应、脱碳酸反应形成变质热液
作为催化剂、搬运剂和热媒介对变质作用施加影响。 此外，T升高还会导致部分熔融而发生混合岩化。
变质作用最低温度是由成岩作用向变质作用的转
化的记录，其与许多因素，如压力（深度）、流体
变形晶体有大量位错，储集了变形施加的应变
能，因而不稳定而力图通过重结晶以消除应变能
恢复到稳定的无应变状态。这种伴随变形而发生 的重结晶称为动态重结晶，包括恢复和重结晶两 个阶段；
而无偏应力参与的重结晶作用称静态重结晶，它 们都属于重结晶范畴。
静态重结晶 (static recrystalizaion)： 无偏应力参与的重结晶 作用 动态重结晶(dynamic recrystallization)：
大到＝Pl时即与Pl达平衡，Pf进一步增加，在系
统高度封闭、不易扩散的情况下，会造成局部 Pf
变质作用与变质岩
变质作用与变质岩变质作用是指在高温、高压条件下，岩石中的矿物质成分、结构和组成发生改变的过程。
变质作用常常发生在地壳较深处或在板块碰撞带中，并且具有几个主要的过程和特征。
首先，变质作用是由于高温和高压带来的热力作用。
在地壳深处，地壳内的地热增加，导致岩石中的矿物质发生物理和化学变化。
高温使岩石中的矿物质重新组合和重新结晶，形成新的矿物晶体。
高压使岩石中的矿物质变得致密，并且使晶体结构重新排列。
热量和压力的作用结合在一起，使岩石中的原始矿物质转变为新的矿物质。
其次，变质作用是由于岩石中的化学成分发生变化。
在变质作用的过程中，岩石中的矿物质根据不同的化学成分和组成发生改变。
一种常见的变化是矿物质的原子重排，从而产生新的矿物质和矿物相。
例如，硅酸盐矿物可以在高温和高压条件下转变为角闪石，含铝的石英可以变成高岭石等。
此外，岩石中的化学反应也可以导致物质的重新分配，使石英和长石发生相互交换。
第三，变质作用还包括了岩石的结构调整。
矿物质的重新组合和重新排列会导致岩石的结构发生变化。
例如，斜长石在高温和高压条件下会分解为石英和高岭石，并且矿物晶体的排列方式发生改变。
结构调整还可以导致岩石的脆性增加，使其更容易发生断裂和变形。
根据变质作用的性质和程度，可以将变质岩分为几种不同的类型。
最常见的是变质板岩，它是由于岩石的片状矿物质在高温和高压条件下发生重排而形成的。
板岩通常是黑色或暗灰色的，具有伪层理的结构。
另一种常见的变质岩是变质片麻岩，它是由于高温和高压条件下岩石中的石英和长石发生交互排列而形成的。
片麻岩通常有丰富的石英和斜长石，可以呈现出条纹状的结构。
另外，变质变糊岩是由于岩石中的黏土矿物质在高温和高压条件下发生重排而形成的，具有类似石英岩的颗粒状结构。
总的来说，变质作用是一种重要的地质过程，可以改变岩石的物理、化学和结构特征。
通过变质作用，岩石可以转变为变质岩，如变质板岩、变质片麻岩和变质变糊岩等。
变质作用在地壳内广泛发生，对地球的岩石圈演化和构造格局具有重要的影响。
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第四章 地质作用与三大岩类
4.1 矿物 4.2 岩浆作用与火成岩 4.3 外力地质作用与沉积岩 4.4 变质作用与变质岩 4.5 三大岩类的相互转化
4.4 变质作用与变质岩
三大岩类之一，体积比重 27.4%，火成岩和沉积岩 均可变质成变质岩，对应 于正变质岩和负变质岩。
4.4.1 变质作用 4.4.2 变质岩特征 4.4.3 常见变质岩
4.4 变质作用 与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
动力变质作用
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
1、变质岩的物质成分 原岩残留，与火成岩和沉积岩相同，如石英、长石、云母、角 闪石和辉石；
变质作用形成的变质岩特有的矿物，红柱石、蓝晶石、石墨、 滑石、石榴子石和蛇纹石等；
4.4 变质作用与变质岩
片麻状构造，变质结晶程度高，矿物颗粒较粗，浅色矿物（长 石、石英）和深色片状、柱状矿物（黑云母、角闪石）大致相 间成带状平行排列，不易劈开；片麻岩：片麻状构造，变晶结 构；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造 块状构造，变质矿物颗粒均匀分 布，无定向排列，无定向裂开性 质；石英岩：白色或灰白色，粒 状变晶结构、块状构造，由硅质 成分原岩（石英砂岩、硅质岩）， 经重结晶作用形作用
3、变质作用类型
混合岩化（超深变质）作用 组成，一是变质岩基体，主要 为变质程度较高的，颜色较深 的片岩、片麻岩；一是熔浆和 热液中沉淀出的物质，脉体， 主要是颜色较浅的石英、长石。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
动力变质作用 地点，断裂带两侧； 作用来源，构造运动； 作用结果，破碎、变形和 重结晶； 代表岩石，碎裂岩、角砾 岩和糜棱岩；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造
片状构造，变质结晶程度高，细粒到粗粒片状或柱状矿物定向 排列，可劈开成薄片状；片岩：片状构造，变晶结构。主要矿 物，云母、绿泥石、滑石等；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造 块状构造，变质矿物颗粒均匀分 布，无定向排列，无定向裂开性 质；大理岩：白色、灰白色或多 色，粒状变晶结构、块状构造， 由方解石、白云石（>50%）， 经重结晶作用形成；
4.4.1 变质作用
2、变质作用影响因素
压力
定向压力，是地壳岩体相对运动产生的。作用（垂直于压力方 向的定向排列，致使结构、构造的改变，甚至形成新的矿物 （绿泥石、石墨等） ） ；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
2、变质作用影响因素
化学活动性流体 来源，岩浆和深层热水溶液，或岩石中存在的液体； 成分，H2O和CO2等易挥发组分和含K、Na和SiO2的热液； 地点，孔隙裂隙发育区（破碎带、接触带及矿物颗粒空隙）； 作用，与岩石进行元素交换，从而改变岩石的元素组成，形成 新的岩石。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
1、变质作用概念 地下深处固态岩石在高温高压和化学活动性流体作用下，引起岩 石的结构、构造和物质成分发生变化，形成新的岩石的过程。 温、压条件与岩浆和成岩作用有相近之处，三者又各具特点。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
2、变质作用影响因素
温度 范围，150-180℃ 直到 800-900℃； 来源，地热、岩浆热、地壳岩石断裂产生的高温； 作用，促进重结晶（固态下质点重新排列，使非晶成晶， 小晶变大晶）、促进新矿物的形成（含SiO2灰岩变成硅 灰岩）；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
接触变质作用（接触变质岩） 地点，侵入岩与围岩之间的接 触带上； 影响因素，岩浆散发出的热和 挥发分； 特点，高温低围压； 代表性变质岩，板岩、大理岩、 石英岩和矽卡岩。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
区域变质作用（区域变质岩） 地点，地下20公里以下，方圆几千至几万平方公里的区域； 影响因素，温度、压力和化学活动性流体； 特点，时间漫长，温度和压力作用范围大； 代表性变质岩，具有鳞片变晶结构及片理构造、片麻状构造 为特征的：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩和片粒岩等。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
混合岩化（超深变质）作用 作用来源，区域变质的进一步发展，地球内部热流量增大和动 力作用的增强，产生深部热液和重熔岩浆； 作用方式，区域变质的基础上，热液和重熔岩浆以各种方式 （包括渗透、扩散和交代等）改变原岩的物质组成和结构构造； 特点，区域变质及熔浆和热液的双重作用；
4.4.2 变质岩特征
2、变质岩的结构 变晶结构，变质过程中形成的结构 分类（大小），粗粒变晶结构（>1mm）、细粒变晶结构 （<1mm）； 分类（均匀），等粒变晶结构、斑状变晶结构；
变余结构，变质程度较低、重结晶和变质结晶不完全，而保留的原
岩的结构，如变余泥质结构（板岩）、变余斑状结构。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造
板状构造，变质结晶程度很底、矿物颗粒很小，常出现较为平 整的破裂面；板岩：灰至黑色，板状构造，矿物颗粒细小，肉 眼难以辩别，均匀而致密；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造
千枚状构造，变质结晶程度稍高，但肉眼仍难以识别矿物颗粒， 可劈开成薄片状，断口呈参透不齐皱纹状；千枚岩：千枚状构 造，隐晶质变晶结构，主要矿物云母、绿泥石和角闪石；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
2、变质作用影响因素
压力
静压力，范围（100-200MPa 直到1300-1400MPa）、对应深 度（数公里-40公里） 、作用（体积缩小、密度加大，形成致密 坚硬的新矿物（相对密度3.1的红柱石 压力作用下形成相对密度 3.6的蓝晶石） ） ；
4.4 变质作用与变质岩
4.1 矿物 4.2 岩浆作用与火成岩 4.3 外力地质作用与沉积岩 4.4 变质作用与变质岩 4.5 三大岩类的相互转化
4.4 变质作用与变质岩
三大岩类之一，体积比重 27.4%，火成岩和沉积岩 均可变质成变质岩，对应 于正变质岩和负变质岩。
4.4.1 变质作用 4.4.2 变质岩特征 4.4.3 常见变质岩
4.4 变质作用 与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
动力变质作用
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
1、变质岩的物质成分 原岩残留，与火成岩和沉积岩相同，如石英、长石、云母、角 闪石和辉石；
变质作用形成的变质岩特有的矿物，红柱石、蓝晶石、石墨、 滑石、石榴子石和蛇纹石等；
4.4 变质作用与变质岩
片麻状构造，变质结晶程度高，矿物颗粒较粗，浅色矿物（长 石、石英）和深色片状、柱状矿物（黑云母、角闪石）大致相 间成带状平行排列，不易劈开；片麻岩：片麻状构造，变晶结 构；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造 块状构造，变质矿物颗粒均匀分 布，无定向排列，无定向裂开性 质；石英岩：白色或灰白色，粒 状变晶结构、块状构造，由硅质 成分原岩（石英砂岩、硅质岩）， 经重结晶作用形作用
3、变质作用类型
混合岩化（超深变质）作用 组成，一是变质岩基体，主要 为变质程度较高的，颜色较深 的片岩、片麻岩；一是熔浆和 热液中沉淀出的物质，脉体， 主要是颜色较浅的石英、长石。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
动力变质作用 地点，断裂带两侧； 作用来源，构造运动； 作用结果，破碎、变形和 重结晶； 代表岩石，碎裂岩、角砾 岩和糜棱岩；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造
片状构造，变质结晶程度高，细粒到粗粒片状或柱状矿物定向 排列，可劈开成薄片状；片岩：片状构造，变晶结构。主要矿 物，云母、绿泥石、滑石等；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造 块状构造，变质矿物颗粒均匀分 布，无定向排列，无定向裂开性 质；大理岩：白色、灰白色或多 色，粒状变晶结构、块状构造， 由方解石、白云石（>50%）， 经重结晶作用形成；
4.4.1 变质作用
2、变质作用影响因素
压力
定向压力，是地壳岩体相对运动产生的。作用（垂直于压力方 向的定向排列，致使结构、构造的改变，甚至形成新的矿物 （绿泥石、石墨等） ） ；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
2、变质作用影响因素
化学活动性流体 来源，岩浆和深层热水溶液，或岩石中存在的液体； 成分，H2O和CO2等易挥发组分和含K、Na和SiO2的热液； 地点，孔隙裂隙发育区（破碎带、接触带及矿物颗粒空隙）； 作用，与岩石进行元素交换，从而改变岩石的元素组成，形成 新的岩石。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
1、变质作用概念 地下深处固态岩石在高温高压和化学活动性流体作用下，引起岩 石的结构、构造和物质成分发生变化，形成新的岩石的过程。 温、压条件与岩浆和成岩作用有相近之处，三者又各具特点。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
2、变质作用影响因素
温度 范围，150-180℃ 直到 800-900℃； 来源，地热、岩浆热、地壳岩石断裂产生的高温； 作用，促进重结晶（固态下质点重新排列，使非晶成晶， 小晶变大晶）、促进新矿物的形成（含SiO2灰岩变成硅 灰岩）；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
接触变质作用（接触变质岩） 地点，侵入岩与围岩之间的接 触带上； 影响因素，岩浆散发出的热和 挥发分； 特点，高温低围压； 代表性变质岩，板岩、大理岩、 石英岩和矽卡岩。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
区域变质作用（区域变质岩） 地点，地下20公里以下，方圆几千至几万平方公里的区域； 影响因素，温度、压力和化学活动性流体； 特点，时间漫长，温度和压力作用范围大； 代表性变质岩，具有鳞片变晶结构及片理构造、片麻状构造 为特征的：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩和片粒岩等。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
3、变质作用类型
混合岩化（超深变质）作用 作用来源，区域变质的进一步发展，地球内部热流量增大和动 力作用的增强，产生深部热液和重熔岩浆； 作用方式，区域变质的基础上，热液和重熔岩浆以各种方式 （包括渗透、扩散和交代等）改变原岩的物质组成和结构构造； 特点，区域变质及熔浆和热液的双重作用；
4.4.2 变质岩特征
2、变质岩的结构 变晶结构，变质过程中形成的结构 分类（大小），粗粒变晶结构（>1mm）、细粒变晶结构 （<1mm）； 分类（均匀），等粒变晶结构、斑状变晶结构；
变余结构，变质程度较低、重结晶和变质结晶不完全，而保留的原
岩的结构，如变余泥质结构（板岩）、变余斑状结构。
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造
板状构造，变质结晶程度很底、矿物颗粒很小，常出现较为平 整的破裂面；板岩：灰至黑色，板状构造，矿物颗粒细小，肉 眼难以辩别，均匀而致密；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.2 变质岩特征
3、变质岩的构造
变成构造，变质作用形成的新构造
千枚状构造，变质结晶程度稍高，但肉眼仍难以识别矿物颗粒， 可劈开成薄片状，断口呈参透不齐皱纹状；千枚岩：千枚状构 造，隐晶质变晶结构，主要矿物云母、绿泥石和角闪石；
4.4 变质作用与变质岩
4.4.1 变质作用
2、变质作用影响因素
压力
静压力，范围（100-200MPa 直到1300-1400MPa）、对应深 度（数公里-40公里） 、作用（体积缩小、密度加大，形成致密 坚硬的新矿物（相对密度3.1的红柱石 压力作用下形成相对密度 3.6的蓝晶石） ） ；
4.4 变质作用与变质岩