1、第十四章第十四章 岩石的变质作用岩石的变质作用YOUR SITE HERELOGO变质岩石的基本特征片理YOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGO概述概述v岩石在深部受高温、高压和化学活动性流体岩石在深部受高温、高压和化学活动性流体等内动力因素的影响下发生变化和改造的过等内动力因素的影响下发生变化和改造的过程称为变质作用。变质作用形成的岩石称为程称为变质作用。变质作用形成的岩石称为变质岩，与岩浆岩和沉积岩构成了地壳中三变质岩，与岩浆岩和沉积岩构成了地壳中三种主要的岩石类型。种主要的岩石类型。v变质岩可以由沉积岩、岩浆岩甚至是变质岩变质岩可以由沉积岩、岩浆岩甚至是变
2、质岩变质而成，原岩是岩浆岩的变质岩称为正变变质而成，原岩是岩浆岩的变质岩称为正变质岩，原岩是沉积岩的变质岩称为副变质岩。质岩，原岩是沉积岩的变质岩称为副变质岩。YOUR SITE HERELOGOv变质改造的特点：变质改造的特点：v岩石的变质改造主要引起岩石在结构、构造和矿岩石的变质改造主要引起岩石在结构、构造和矿物组成方面的变化。物组成方面的变化。v重结晶是变质作用的主要现象之一。岩石的重结重结晶是变质作用的主要现象之一。岩石的重结晶作用使一些柱状、针状、片状矿物具有垂直主晶作用使一些柱状、针状、片状矿物具有垂直主压应力方向生长的趋势，形成片理。压应力方向生长的趋势，形成片理。v在变质过程中
3、原岩中的一些矿物消失，并在新的在变质过程中原岩中的一些矿物消失，并在新的温度、压力条件下形成更加稳定的矿物组合。也温度、压力条件下形成更加稳定的矿物组合。也就是说新的矿物组合的产生必须符合一定的热力就是说新的矿物组合的产生必须符合一定的热力学参数的矿物平衡，由此可以反推矿物组合形成学参数的矿物平衡，由此可以反推矿物组合形成时的温压条件。时的温压条件。YOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGOv变质作用的决定因素是温度、变质作用的决定因素是温度、压力和流体，随着深度的加压力和流体，随着深度的加大
4、，地壳中的温度和压力也大，地壳中的温度和压力也逐渐加大，因此变质作用的逐渐加大，因此变质作用的强度也在加大。强度也在加大。v虽然绝大多数的前寒武纪地虽然绝大多数的前寒武纪地层都发生的变质作用，但地层都发生的变质作用，但地质时间的长短并不是影响变质时间的长短并不是影响变质作用的主要因素。质作用的主要因素。YOUR SITE HERELOGOv变质作用的类型：变质作用的类型：v变质作用的类型主要有局部的和区域变质作用的类型主要有局部的和区域的两大类，局部的变质作用又可分为的两大类，局部的变质作用又可分为接触变质作用和动力变质作用。近年接触变质作用和动力变质作用。近年来关于冲击变质作用的研究也逐渐成
5、来关于冲击变质作用的研究也逐渐成为热点。为热点。v区域变质作用是最重要的变质类型，区域变质作用是最重要的变质类型，它所涉及的变质区域可以达到数万到它所涉及的变质区域可以达到数万到数十万平方千米。数十万平方千米。YOUR SITE HERELOGO14.1 接触变质作用接触变质作用v 接触变质作用与岩浆岩的侵入有关，是一种热变质作用，接触变质作用与岩浆岩的侵入有关，是一种热变质作用，一般说来岩体的规模越大，具有的能量也越大，所形成一般说来岩体的规模越大，具有的能量也越大，所形成的接触变质带也越宽。的接触变质带也越宽。v 接触变质带离开岩体越远，温度也越低，热变质程度也接触变质带离开岩体越远，温度
6、也越低，热变质程度也越浅，并形成以岩体为中心的同心圆状的，由深到浅的越浅，并形成以岩体为中心的同心圆状的，由深到浅的变质带。变质带。v 接触变质作用所形成的最典型的岩石是角岩。接触变质作用所形成的最典型的岩石是角岩。v 如果岩浆中含有热液或气体，它们会与围岩的物质发生如果岩浆中含有热液或气体，它们会与围岩的物质发生交代作用，并改变围岩的化学成分，即发生接触交代变交代作用，并改变围岩的化学成分，即发生接触交代变质。围岩成分的改变常形成矽卡岩，矽卡岩常包含重要质。围岩成分的改变常形成矽卡岩，矽卡岩常包含重要的工业矿产。的工业矿产。YOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELO
7、GO14.2 动力变质作用动力变质作用v动力变质作用一般是在挤压环境中发育的，动力变质作用一般是在挤压环境中发育的，大规模的断裂带通常是在挤压应力的条件下大规模的断裂带通常是在挤压应力的条件下形成的，这种挤压环境通常会使岩石发生脆形成的，这种挤压环境通常会使岩石发生脆性变形或者是塑性流动（在较深的部位）。性变形或者是塑性流动（在较深的部位）。v脆性变形形成断层破碎带和其它构造岩（碎脆性变形形成断层破碎带和其它构造岩（碎裂岩、超碎裂岩、断层泥等）。裂岩、超碎裂岩、断层泥等）。v塑性变形则形成糜棱岩。许多学者认为，糜塑性变形则形成糜棱岩。许多学者认为，糜棱岩是在岩石中的物质没有没有失去连续性棱岩是
8、在岩石中的物质没有没有失去连续性的情况下发生的粘性流动。实际上糜棱岩在的情况下发生的粘性流动。实际上糜棱岩在形成过程中很重要的一点就是伴有重结晶的形成过程中很重要的一点就是伴有重结晶的发生。发生。YOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGO14.3 区域变质作用区域变质作用v 区域变质作用是一种大面积的，多种因素共同作用形成区域变质作用是一种大面积的，多种因素共同作用形成的一种变质类型。的一种变质类型。v 大多数的岩石学家最
9、初认为，决定岩石变质程度的温压大多数的岩石学家最初认为，决定岩石变质程度的温压条件只与岩石的埋深有关，但实际上在一定的区域范围条件只与岩石的埋深有关，但实际上在一定的区域范围内温压的变化是很大的，温压条件虽然与深度成正相关，内温压的变化是很大的，温压条件虽然与深度成正相关，但并不能构成直接的联系。因此区域变质岩石的分类应但并不能构成直接的联系。因此区域变质岩石的分类应直接以温压条件为依据。直接以温压条件为依据。v 变质相变质相 变质相是一套能够代表形成于一定的温压条件变质相是一套能够代表形成于一定的温压条件的变质矿物组合所构成的变质岩。利用这套变质岩中的的变质矿物组合所构成的变质岩。利用这套变
10、质岩中的矿物组合可以确定其形成时的温压条件。矿物组合可以确定其形成时的温压条件。v 每一种变质相都包含几种不同类型的变质岩，因为变质每一种变质相都包含几种不同类型的变质岩，因为变质岩类型除了与温压条件有关外，还与原岩的成分有关。岩类型除了与温压条件有关外，还与原岩的成分有关。YOUR SITE HERELOGO14.3.1 低级区域变质作用低级区域变质作用v最低级的区域变最低级的区域变质作用称为质作用称为沸石沸石相相，以岩石中新，以岩石中新形成沸石为特征，形成沸石为特征，泥质板岩是典型泥质板岩是典型的代表。的代表。YOUR SITE HERELOGOv 板岩进一步变质形成千枚岩，它与板岩的区别
11、是形成板岩进一步变质形成千枚岩，它与板岩的区别是形成一些肉眼可见的绢云母等片状矿物。一些肉眼可见的绢云母等片状矿物。YOUR SITE HERELOGOv 低级变质作用更成熟的是低级变质作用更成熟的是绿片岩相绿片岩相岩石，典型代表岩石，典型代表有绿泥石有绿泥石- -云母片岩。可由泥质岩类和基性火山岩云母片岩。可由泥质岩类和基性火山岩类变质而成。类变质而成。YOUR SITE HERELOGOv 蓝片岩是低级变质作用中最特殊的一种岩石类型，蓝片岩是低级变质作用中最特殊的一种岩石类型，它是在低温高压环境下形成的。它是在低温高压环境下形成的。YOUR SITE HERELOGO14.3.2 中级区域
12、变质作用中级区域变质作用v中级变质作用称为中级变质作用称为角闪岩相角闪岩相，其典型的，其典型的岩石类型主要有结晶片岩、片麻岩、角岩石类型主要有结晶片岩、片麻岩、角闪岩等。闪岩等。v角闪岩相变质作用，尤其高角闪岩相变角闪岩相变质作用，尤其高角闪岩相变质，往往过渡为岩石的部分熔融，混合质，往往过渡为岩石的部分熔融，混合岩就是部分熔融的产物。再往前发展就岩就是部分熔融的产物。再往前发展就会完全熔融（即深熔作用），形成深熔会完全熔融（即深熔作用），形成深熔花岗岩。花岗岩。YOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGOYOUR SITE HERELOGO14.3.3 高级区域变
13、质作用高级区域变质作用v高级区域变质作用又称高级区域变质作用又称麻粒岩相麻粒岩相，最典型的，最典型的岩石类型是麻粒岩。岩石类型是麻粒岩。v麻粒岩形成的代表性矿物是紫苏辉石，由基麻粒岩形成的代表性矿物是紫苏辉石，由基性岩类变质而成的称为基性麻粒岩；酸性麻性岩类变质而成的称为基性麻粒岩；酸性麻粒岩一般由泥质岩类变质而成，称为酸性麻粒岩一般由泥质岩类变质而成，称为酸性麻粒岩或紫苏花岗岩。粒岩或紫苏花岗岩。v麻粒岩广泛分布于太古代岩系中，其它时代麻粒岩广泛分布于太古代岩系中，其它时代岩系中很少发现。岩系中很少发现。YOUR SITE HERELOGO粘土泥岩泥质板岩千枚岩结晶片岩片麻岩紫苏花岗岩酸性麻粒岩混合岩花岗岩变质作用演化系列YOUR SITE HERELOGO14.4 冲击变质作用冲击变质作用v陨石在极短的时间里释放巨大的能陨石在极短的时间里释放巨大的能量，形成同心圆状的变质带。量，形成同心圆状的变质带。v蒸发带蒸发带v熔融带熔融带v多型过渡带多型过渡带v岩石强烈破碎带岩石强烈破碎带YOUR SITE HERELOGO位于美国亚利桑那州的陨石坑
