变质作用与变质岩

四．变质岩的构造
1．变成构造 通过变质作用形成的新构造，分以下几类： （1）斑点状构造 低温 较低变质温度下化学组分重组 而成的或疏或密的斑点。常为炭质、硅质、铁质、云母、 红柱石等，基质隐晶质。 （2）板状构造 轻压力 平行薄板状，受轻微定向压力作 用而成，常有变余泥状结构或显微变晶结构。
（3）片理构造 定向压力 岩石中片状、长条状矿物连续、 平行排列，形成平行、密集、而不甚平坦的纹理——片理 若矿物细小，呈丝绢光泽与细小皱纹——千枚状构造 若矿物粗大肉眼可见——片状构造
三．混合岩化作用
即超深变质作用，是由变质岩作 用向岩浆作用转变的过渡性地质作用。 1．定义——高温条件下，岩石部分熔融形成酸性熔 体，与地下深处富含Na、K、 Si的热液，沿着区域变质作 用形成的裂隙或片理渗透、扩散，甚至和变质岩再次发生 化学反应，形成新的岩石，这就叫混合岩化作用。 2．混合岩的组成 它包含两部分：基体——变质程度较高的片岩、 片麻岩，颜色深 脉体——外来熔体、热液的沉淀物质， 成 分为石英、长石，颜色较浅
二．引起变质作用的因素
1．温度 由150-180°直到800-900℃，低于此温度则 为沉积固结成岩作用。 温度来源： 地热、增温率 岩浆热，通过围岩而增温 地壳岩石断裂，断裂块体挤错产生高温
2．压力 分为静压力、流体压力、定向压力三种：
（1）静压力 由上覆岩石重量引起，随深度加大而增加。 静压力对岩石的作用力各向均等，且各方向的压力 值相同。 静压力使岩石矿物中的原子、离子、分子间的距离压 缩，形成密度大、体积小的新矿物，从而使岩石更致密。
注意：
在三大类岩石转化过程中，构造运动起了关键作用， 正因为有了构造运动：
才能使侵入岩、变质岩上升到地表遭受剥蚀； 才能使地表强烈坳陷，才能使沉积物有堆积的场所； 才能使喷出的火成岩、沉积岩沉入地下深处变质； 才能影响深部岩浆的形成和上升等等。
1）低压高温环境 温度为主，地下不到10㎞处温度可达600℃ （地温梯度高达25-60℃/㎞） 以出现红柱石矿物为特征，广泛发生接触变质作用，火成岩发育。 2）正常地温梯度环境 大约在20-30℃/㎞之间（正常位），随温 度压力变化可出现不同变质岩。 3）高压低温环境 地温梯度低（7-25℃/㎞），在地下20-30㎞处 温度300℃，但压力高，可出现兰闪石标准矿物，缺乏火成岩，与 板块俯冲作用相关。 4）特殊类型——埋藏变质作用 低温、静压力、放射热上覆巨厚 地层重量所致，温度不高（400℃），变质程度浅。
变质静压力最低为108Pa～2×108Pa，最高可达 13×108Pa～14×108Pa，即可在地下几公里到40公里深处 出现变质作用。
（2）流体压力 静压力通过循环于岩石空隙中的流体而形成流体压 力。 岩石处于封闭状态时，全部岩石重量传递给各部位流体，则流 体压力值等于静压值。
当岩石中有大量彼此连接而又与地面沟通的裂隙时，流体本身 为开放性系统，此时流体压力仅由流体本身重量决定，所以它低于 岩石静压值。 （3）定向压力 指作用于地壳岩石的侧向挤压力，具方向性，且两 侧作用相反： 当位于同一直线上时称为挤压力； 不在同一直线上时称为剪压力。 成因：地壳岩石相邻块体的相对运动所致。
二．区域变质作用
1．概述 ①受温度、压力、化学活动性流体综合影响； ②影响范围巨大，可达数千、数万平方公里以上，深 度可达20㎞以上； ③温度下限200-300℃，上限700-800℃； ④压力变化在1～2×108Pa到13～14×108Pa ⑤静压力、定向压力起作用巨大 ⑥与构造运动发生有关
2．变质环境分类
第二节
变质作用中原岩的变化
一．物质成分的变化
岩石的物质成分，包括密切相关的两部分：化学成分、 矿物成分 物质成分变化表现在以下几方面： 1．挥发性成分（H2O，CO2，C）的逃逸或获得，使化学 成分重组，形成新矿物：
Al4〔Si4O10〕〔OH〕8 4H2O 高岭石
吸热
Al2〔Sio4〕O + 2Sio2 +
放热
〔500℃〕 红柱石
石英
水
脱水、脱CO2反应在沉积岩十分常见： 含粘土质的砂岩、页岩 受热 含红柱石、云母、绿泥石 的变质岩 不纯石灰岩 受热 含硅灰石的大理岩 橄榄石 吸水 蛇纹石 2．由体积大、密度小的矿物转变为密度大、体积小的矿 物，决定条件是静压力。 压力﹤5.5×108Pa 粘土矿物 红柱石(密度3.13～3.16) 压力﹥5.5×108Pa 兰晶石（3.53～3.65）
3．混合岩的类型 据基体、脉体的相对数量关系及其存在状态，反映了混合岩化 的不同程度，也分出不同特征的混合岩，如： 斑点状混合岩——脉体呈斑点状分散在基体中； 条带状混合岩——脉体呈条带状贯入到基体中； 混合状花岗岩——当长英质熔体和富含K、Na、Si的热液完 全交代原来岩石时并形成花岗岩，这种花岗岩叫混合状花岗岩，这 是混合岩化作用程度极高时产物，也是花岗岩形成之重要途径，常 位于区域变质地区的核心地带。
（4）片麻状构造 矿物以长石为主（粒状），伴有部分平行定向排列的片 状、柱状矿物呈断续带状分布，受原岩成分控制，也有后 生成矿物的作用。 若长石特粗大，称为眼球状构造 （5）块状构造
矿物均匀分布，无定向排列，为温度、静压力联合作用 所成。
2．变余构造 残留的原岩构造，例如： 变余气孔构造、变余层状构造、变余泥裂构造等等。 注意：一般将火成岩变质而成的岩石叫正变质岩；
3．化学活动性流体 指流体成分以H2O、CO2为主，并含 其它易挥发、易流动的物质。它的来源多样： ①孔、裂隙中以水为主的液体； ②许多造岩矿物（尤以沉积岩矿物），分子结构中含 较多H2O和CO2，在温度压力下被分离出来； ③岩浆中逃逸出来的成分； ④因温度压力变化，从地壳深部物质分泌出来的含K、 Na、Sio2的热液。
3．代表性岩石
板岩——原岩为粘土岩、粘土质粉砂岩、凝灰岩。重 结晶不明显，板状构造。 千枚岩——原岩同上，重结晶程度高，矿物主要是绢 云母、绿泥石等。 片岩——片状构造，全部重结晶，片状柱状矿物含量 大于1/3。
片麻岩——片麻状构造，中、粗粒粒状变晶结构，含 长石较多。
4．变质程度 受温度、压力、原岩成分的控制。 同一种岩石，在不同条件下可形成不同的变质岩。 不同温度下页岩可变为板岩、片岩和斜长角闪岩。 不同成分的岩石形成不同类的变质岩，石灰岩变为 大理岩、石英砂岩变成石英岩。
将沉积岩变质而成的岩石叫副变质岩。
第三节
变质作用类型及其代表 性岩石
一．接触变质作用
定义——发生在火成岩（侵入岩为主）与围岩之间 的接触带上，并主要由温度和挥发性物质所引起的变质 作用。 要求高温 300-800℃，有时达1000℃ 所需压力较低（108Pa-wenku.baidu.com×108Pa）
分为两类： 1．接触热变质作用 岩石受热后发生矿物重结晶、脱水、脱炭及物质成 分的重组合，形成新矿物和变晶结构，但总化学成分无显 著改变。 代表性岩石有：板岩、大理岩、石英岩 2．接触交代变质作用 受岩浆的温度和挥发性影响 岩石化学成分有显著变化，新矿物大量产生。 典型岩石 矽卡石——主要矿物有石榴子石、绿帘石、 透闪石、透辉石、阳起石等，还有云母、长石、石英、蛋 石、方解石等，粒状或不等粒状变晶结构、块状构造。
2．其它稳定型矿物，如石英、钾长石、钠长石、白云母、黑云母 等属于沉积岩、火成岩的矿物也存在于变质岩中。
3．只适宜常温常压下的矿物：粘土、蛋白石、玉髓、石膏在变质 岩中是难存在的。 4．大量云母出现成为岩石主要矿物时，则为变质作用所成。
三．变质岩的结构
1．变晶结构 原岩发生重结晶而形成的结构，表现为矿物形成、 长大、晶粒相互紧密嵌合。新成晶体叫变晶，它可以粗、 中、细粒。也可以分为等粒变晶和斑状变晶（二种颗粒大 小相差悬殊）。 2．变余结构 浅变质时所留下的原岩结构： 变余斑状结构 变余砾状结构 保留原岩斑状结构 保留原岩砾状结构
四．动力变质作用 又叫破裂变质作用 它与地壳发生断裂有关
地壳上层，岩石破碎，形成构造角砾岩
出现在断裂带两侧 地壳下层，温度较高，又有静压力， 矿物重结晶形成糜棱岩
第四节 岩石的演变
• 三大类岩石具有不同的形成环境和条件，环境和条件又 随地质作用发生而变化，在地质作用下，三大类岩石不 断相互转化，一直处于消亡、新生的无限循环之中。
第五章
变质作用与变质岩
变质岩占地壳总体积的27.4%
第一节
变质作用概述
一．概念
1．定义：固态岩石，受温度、压力及化学活动性液 体作用，发生矿物成分、化学成分、岩石结构构造变化的 地质作用，叫变质作用。 2．注意几个问题 （1）岩石基本不发生熔融，原岩未失其整体性，否则 成火成岩、岩浆作用了。但一旦温度达到熔点，变质作用 将转为岩浆作用，二者有成因联系。 （2）引起变质作用的温度、压力主要来自地球内部， 所以它发生在地表以下一定深度中，这与发生在地表的沉 积作用不同，沉积作用固结成岩的温度压力也比变质作用 小，深度也小。 （3）特殊情况下，变质作用可在地表进行：陨石撞击、 地下热流
3．化学成分的交换
带出
以原子、离子、分子形式带进
交代作用——在固态中，在一定温度条件下，通过 某种媒介（水）、某些成分的原子、离子、分子从原岩中 带出，而另一些原子、离子、分子又从外部带入，从而使 岩石化学成分与矿物成分发生改变。例如岩浆侵入围岩。
二．变质岩中的矿物
1．变质矿物的特征矿物，只形成于变质作用。如 红柱石、兰晶石、 硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透闪石、透辉石、阴起石、兰 闪石、石墨、蛇纹石、夕线石等。