变质作用方式
变质作用
角岩相 沸石相 绿 片 岩 相 角 闪 岩 相 麻 粒 岩 相
蓝 片 岩 相
榴辉岩相
例如，高岭石在大于350℃左右 的温度时可转变为叶腊石；此时静 岩压力低于300MPa易形成红柱石， 如高于 300 MPa则形成兰晶石；当 温度在500～660℃之间则变成十字 石及石英；温度高于660℃则变成石 榴子石与矽线石。
角岩相 沸石相 绿 片 岩 相 角 闪 岩 相 麻 粒 岩 相
蓝 片 岩 相
榴辉岩相
从岩石的结构、构造上来看，泥质岩 随着变质程度的加深，变质岩种类变化最 明显，可以由变质最浅的板岩、依次变为 千枚岩、片岩、片麻岩直到麻粒岩； 中酸性的岩浆岩可变成片麻岩和麻粒 岩； 偏基性的岩浆岩可变质为片岩和角闪 片岩等。 石灰岩或石英砂岩，变质后的变化序 列不明显，一般都变成大理岩或石英岩。
1、接触变质作用
是在岩浆侵入体与围岩的接触带上， 主要由岩浆活动所带来的热量及挥发性流 体所引起的一种变质作用。 接触变质作用的主要变质因素是温度 及化学活动性流体，压力居比较次要的地 位。接触变质作用的温度较高，一般为300 ～800℃， 接触变质作用发生的深度不大，通常 在10 km以内，为高温、低压的变质环境， 其地温梯度常达到6℃/100 m以上。
地壳深处的变质岩及岩浆岩，经 构造运动的抬升与表层地质作用的风 化与剥蚀又可上升并出露于地表，进 入形成沉积岩的阶段。 因此，三大类岩石是可以不断相 互转化的。
下课了！
区域变质作用按压力可分为3种类型： 低压区域变质作用、中压区域变质作 用、高压区域变质作用
（1）低压区域变质作用
发生的深度较浅，一般小于15km；压力 较小，一般为200～400MPa；温度通常较高, 可高达600℃以上;局部或暂时性的地温梯度 很高,约25～60℃/km，通常属于高热流或地 热异常区。
变质岩知识点总结
变质岩知识点总结一、基本概念➢变质岩：是经过来自地球内部的能量对早先形成的岩石进行改造使其结构构造发生变化的作用而形成的岩石。
➢变质作用：原岩在新的物理，化学，环境下为建立新的平衡以达到相对稳定的自然现象。
二、变质作用的外部因素➢温度：是主要因素：表现在：温度升高，岩石内部质点的活动能力升高，促进物质成分迁移，从而形成新的矿物。
如高岭石经过高温吸热形成红柱石和石英的作用，并且可以促进重结晶➢压力：静水压力、定向压力、粒间流体压力➢挥发物质的作用：除水的作用外，还有CO2,、F、Cl、S、P等挥发物质的影响，分布于矿物的溶液中，称间隙溶液三、变质作用的方式：➢重结晶作用：在高温下，矿物在固态的情况下，重新生长的过程，或是岩石中的化学组分重新分配形成新矿物的过程。
➢变质结晶作用：是指在变质作用的温度、压力范围内，原岩基本保持固态条件下，新矿物相的形成过程，同时还有相应的原有矿物质相消失。
由于这种作用常常造成岩石中各种组分的重新组合，所以又称为重组合作用➢交代作用：是指变质条件下，由变质原岩以外的物质的带入和带出，而造成的一种矿物被另外一种化学成分上与其不同的矿物所置换的过程➢变质分异作用变质分异作用是指在岩石总成分不变的前提下，造成矿物组合不均匀的一种变质作用。
➢变形和碎裂作用变形和碎裂作用是动力变质作用过程中岩石变质的主要方式。
各种岩石在应力作用下，当应力超过弹性极限时，就会出现塑性变形或破裂现象。
在较高的温度和静压力条件下，岩石应变以塑性变形为主，此过程岩石保持着连续性和整体性。
在地壳浅部低温低压条件下，多数岩石具有较大脆性。
当其受应力超过弹性限度时，就会出现碎裂现象。
四、变质岩的特征及分类➢变质岩的物质成分主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、FeO、MnO、CaO、Na2O、K2O、H2O、CO2和TiO2、P 2O5等氧化物组成根据原岩的化学组成在变质作用过程中是否发生改变，把变质作用分为两类：一类是等化学变质作用，另一类是异化学变质作用。
中国地质大学-变质作用类型
变质作用类型
03、变质作用类型和变质岩成因类型
1、变质作用类型
基于地质产状、主要影响因素、地质过程等要素划分，目前较为流 行是地质产状划分方案：
1）局域变质作用 (Local Metamorphism) 岩体接触变质作用 (Contact Metamorphism) 断层变质作用 (Fault-zone metamorphism) 蚀变带变质作用 (Alteration-Zone Metamorphism) 冲击变质作用 (Impact or Shock metamorphism)
2、变质岩的成因类型
◼ 1）局部变质作用 ➢ （1）接触变质岩 ➢ （2）断层变质岩 ➢ （3）蚀变带变质岩 ➢ （4）冲击变质岩
◼ 2）区域变质作用
➢ （1）造山变质岩
➢
俯冲带变质岩域混合岩
➢ （3）洋底变质岩
➢ （4）埋藏变质岩
变质作用影响因素
影响变质作用的因素
温度
低温会减缓变质 作用，使岩石变 质程度更低
温度是影响变质 作用的重要因素 之一
高温会加速变质 作用，使岩石变 质程度更高
温度变化会影响 变质作用的速度 和方向
压力
01
压力是影响变质作用的重要因素之一
02
高压环境可以加速变质作用，如高温高压变 质作用
C
B
监测地质环境的变化，提 前发现地质灾害的征兆
D
提高公众的地质灾害防范 意识，减少灾害损失
地球科学研究
01
岩石学：研究 变质作用对岩 石的成因、演 化和分类的影 响
02
地层学：研究 变质作用对地 层形成、演化 和分类的影响
03
构造地质学： 研究变质作用 对构造运动、 地壳变形和地 质灾害的影响
04
地球化学：研 究变质作用对 地球化学元素 迁移、富集和 分异的影响
谢谢
Hale Waihona Puke 变质作用的实例区域变质作用
区域变质作用是指在一定区域内发生的变质作用， 如地壳中的高温高压环境。
区域变质作用可以导致岩石的变质，如将沉积岩 变为变质岩。
区域变质作用的影响因素包括温度、压力、时间 和流体等。
区域变质作用可以形成不同类型的变质岩，如板 岩、片岩和千枚岩等。
接触变质作用
1
形成条件：岩 石与外来物质
03
低压环境可以减缓变质作用，如低温低压变 质作用
04
压力的变化可以影响变质作用的方向和程度， 如压力变化导致变质作用的逆转或停止
流体
1 流体类型：包括水、油、气等 2 流体压力：影响岩石的变形和破裂 3 流体温度：影响岩石的物理性质和化学反应 4 流体成分：影响化学反应速度和产物类型 5 流体流动：影响岩石的变形和破裂 6 流体与岩石的相互作用：影响岩石的物理性质和化学反应
变质作用的因素和方式2
在侵入体附近，由于岩浆结晶过程 中析出大量流体相，也可在局部出现Pf ＞Pl的情况，此时Pf也是控制变质反应的 独立因素，可以不考虑Pl。
（三）定向压力（应力） 可理解为伴随构造运动、来自一定 方向的侧压力。当岩石受到来自构造运 动的定向压力作用时，其应力状态可用 一定剖面上的垂直直应力 A 和水平直应 力 B 表示，但 A≠B。总应力状态包括 两部分：一部分为偏应力，是一种非静 水应力，与应力差（ A－B）有关，它 导致岩石变形，但一般不影响岩石相平 衡；另一部分为平均应力，其大小＝ （A－B）/2。
四、时间
时间也是影响变质作用的重要因素。 时间因素有两方面的涵义，一是指变质 作用发生的地质时代，二是指变质作用 从发生到终止所经历的时间。研究表明， 同一地区在不同地质时期发育的变质作 用具有不同的特征。另一方面，在变质 温压条件下，如果没有足够的时间，变 质作用就难以进行或作用很不明显。
这是因为变质反应往往极其缓慢，所以 外界环境要在适宜变质反应的温压条件 下保持足够长的时间（一般要超过几个 百万年），反应才得以发生或进行较彻 底。换句话说，外界条件改变的速率要 小于变质反应的速率，才能发生变质反 应。
而在降温过程中，如果存在饱和水溶液， 则会使不含水矿物变得不稳定，转变成 含水矿物—— 水化作用。这些作用对硅 酸盐矿物的晶格类型及元素分配也有很 大影响。较低温的含水变质矿物多数为 层状或双链状结构，如绿泥石、云母和 角闪石类。而较高温的不含水硅酸盐则 多为孤立四面体、单链或架状结构。
3.含CO2 的流体对碳酸盐化和脱碳 酸反应的平衡条件有很大影响。 系统中CO2 含量的增大会阻碍碳酸 盐转变为硅酸盐的脱碳酸反应。在泥灰 质岩石中，CO2 和H2O的含量比例对变 质矿物组合及其形成温度影响也很大。
地概-7-变质
（三）化学活动性流体 化学活动性流体是一种以 是一种以H 为主， 化学活动性流体是一种以H2O和CO2为主，并包含多种 金属和非金属以及F Cl、 等组分的溶液。 金属和非金属以及F、Cl、B、P等组分的溶液。 化学活动性流体在变质过程中，可以促进组分的溶解， 化学活动性流体在变质过程中，可以促进组分的溶解， 加速扩散速度，增强重结晶作用及变质反应。 加速扩散速度，增强重结晶作用及变质反应。还可将一 些组分带入变质反应中， 些组分带入变质反应中，或带出某些组分从而使原岩成 分发生变化。另外，流体可以降低岩石的重熔温度。 分发生变化。另外，流体可以降低岩石的重熔温度。 因此，流体的存在， 因此，流体的存在，可能会降低各种变质级别的温 度界限， 度界限，使某些高级别变质作用在温度偏低的情况下就 能完成。 能完成。
接触变质晕： 接触变质晕：接触变质作用的强度随着距离增大而减 直至热力减小到一定限度而消失。 弱，直至热力减小到一定限度而消失。结果以岩体为中 在周围形成一个变质强度不同的环状带。 心，在周围形成一个变质强度不同的环状带。 接触变质晕的规模与岩体大小、性质、埋藏深度以 接触变质晕的规模与岩体大小、性质、 及围岩性质有关。 及围岩性质有关。 接触变质晕的研究通常是划分出由强到弱的变质带。 接触变质晕的研究通常是划分出由强到弱的变质带。 每一个变质带中都有能代表反应温度条件的变质矿物， 每一个变质带中都有能代表反应温度条件的变质矿物， 并以这种矿物给予命名。利用围岩的变质规律， 并以这种矿物给予命名。利用围岩的变质规律，在侵入 岩体未剥蚀出露的情况下能够迅速识别变质晕的变化方 以确定岩体位置，进而找寻接触变质矿床。 向，以确定岩体位置，进而找寻接触变质矿床。
c.Pt＜Pf：在侵入体附近，岩浆侵入带来大量挥发分，在局 ＜ ：在侵入体附近，岩浆侵入带来大量挥发分， 部聚集， 部聚集，使Pt＜Pf。另外，如果原岩中水含量高，当压力增 ＜ 。另外，如果原岩中水含量高， 大时，水压出， 大时，水压出，使Pt＜Pf。在温度升高很快的情况下，由于 ＜ 。在温度升高很快的情况下， 变质反应很快，去水反应快， 变质反应很快，去水反应快，使Pt＜Pf。 ＜ 。
8 变质作用
第八章变质作用变质作用（metamorphism）是指原岩处在特定的地质环境中，由于物理化学条件的改变，使其在固态下改变其矿物成份、结构和构造，从而形成新岩石的过程。
变质岩（metamorphic rock）: 经受变质作用所形成的新岩石。
原岩:可以是沉积岩、岩浆岩或早先的变质岩。
变质标志：岩石是否发生变质要看其有无重结晶现象或有无变质矿物出现为标志。
变质作用通常在高压、高温和固态下的条件下进行，变质作用的温度一般大于150℃。
低于这个温度，沉积岩的成岩作用范畴；变质作用是在固态下进行的，可以把岩石的初始熔融温度作为它的最高温限，对大多数岩石来说，变质作用的高温限大致在700-900℃，高于这个温度属于岩浆作用范畴。
一、变质作用的因素引起岩石变质的主要因素是温度、压力及化学活动性流体。
有时变质作用以某种因素为主，有时是多种因素起作用，形成复杂的地质环境，互相配合又互相制约，共同改造着岩石。
（一）温度温度是引起变质作用的主导因素。
温度是引起变质作用的主导因素，他提供变质作用所需的能量。
温度升高会引起岩石的重结晶、加速变质反应和交代作用。
混合岩化作用:当温度升高达到一定程度时，在变质作用的基础上会引起岩石选择性重熔，形成花岗质流体，引起混合岩化作用。
地下出现高温的地区通常是在侵入岩体周围、断裂活动带或地壳深部。
•（二）压力•变质压力有静压力、定向压力和流体压力。
压力同样可以使矿物重结晶并呈定向排列（在定向压力作用时）和机械改造，从而形成变质岩特有的结构和构造。
因而是引起变质的另一个重要因素。
• 1.静压力静压力是由上覆地层引起的负荷压力，它随深度而增大，具有均向性。
变质作用的最低负荷压从1-2×108Pa开始，大约在4-7km深处。
变质作用最大深度为35km，最大负荷压力约为109Pa。
静压力增大可使矿物分子体积缩小，比重增大，如红柱石可转变为蓝晶石。
•2.动压力（构造应力）它主要与构造运动有关，为构造运动产生的定向压力，动压力在地壳内部分布不均，一般随深度而减弱在地壳上部静压力不大的地方表现最强，常常出现在构造活动带或构造断裂带。
变质作用的类型
变质作用的类型一、变质作用的类型依据引发变质作用的主要因素、变质规模，变质作用可分为下面几种常见的类型：区域变质作用：是岩石在大范围内，在温度增高及定向和均向压力、流体等多因素参与下经过重结晶、变质结晶、变形，有时伴随有变质分异或交代等作用的一类变质作用。
大面积的岩石普遍经历了程度不等的变质，所形成的岩石普遍具有结晶片理及其他定向性组构，一般地质构造复杂。
低变质区常保留了原岩某些矿物及结构、构造，而高级变质区常伴随混合岩化作用及岩浆作用。
区域变质作用广泛出现于太古代结晶基底及其他时代的变质活动带，里面状或带状分布，其地质成因极为复杂。
接触变质作用：这种类型变质作用是一种局部性变质作用，常规模不大，围岩主要受岩浆所散发的热量及挥发分的影响，发生重结晶及变质结晶作用而形成新的岩石；有时也可伴有热水溶液交代作用，引起化学成分的变化。
静压力和应力的作用较为次要。
当以温度升高为主时，围岩仅受岩浆体温度影响而发生重结晶、变质结晶作用，变质前后化学成分基本相同，挥发组分仅起催化剂作用。
这类接触变质作用称为热触变质作用。
当接触变质作用发生时，围岩除受岩浆体温度影响外，由于挥发组分的影响，在岩体与围岩之间发生交代作用（化学成分的交换），致使接触带附近岩体和围岩的化学成分发生变化，称接触交代变质作用。
当接触变质作用发生在与火山岩接触的围岩中时，由于火山岩的温度比深部岩浆高，但冷凝速度更快，可发生小规模的高温变质作用，称为高热(烘烤)变质作用。
特征是围岩被烘烤变色、脱水，甚至部分熔融，可出现一些特殊的低压高温矿物，如鳞石英、硅锌矿等。
动力变质作用：动力变质作用是在构造作用过程中所产生的强应力作用下，岩石发生破碎、变形的同时，伴一定的变质结晶、重结晶作用的一类变质作用。
其发育常受断裂构造所控制，原岩受动力变质作用后的变化也极为复杂，有时碎裂作用占主导地位（脆性状态下的岩石），变质结晶、重结晶作用轻微。
有时变形作用（塑性状态下的岩石）和变质结晶、重结晶作用都很显著，视动力变质作用发生时的地质环境及热动力条件而定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ａ：多型转变 And=Ky=Sill
B: 固－固反应 斜方辉石＋斜长石＝单斜辉石＋石榴子石＋石英 橄榄石＋钙长石＝石榴石
Ｃ：脱水反应 KAl2(AlSi3O10)(OH)2＋SiO2＝KAlSi3O8＋Al2SiO5+H2O
D: 去碳酸盐反应 ＣaCO3+SiO2=CaSiO4+CO2 E: 氧化和还原反应
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
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。
4．变质分异作用 （metamorphic differentiation）
在Байду номын сангаас质作用的物化条件下，
原岩本身的某些矿物组分经扩
散作用而不均匀聚集的过程。
Ｅ skola 提出三种可能的成因
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。
变形和碎裂作用的关键 在于岩石和矿物的形变！
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
通过变质反应来实现.
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
Foliation
a. b.
c.
d.
e.
f.
Flattening Grain Rotation Solution New Minerals Partial Melting Shearing
5．变形作用（deformation ） 因此，变形作用是在封闭－开放的体系中 发生的 一般情况下，可出现重结晶和变质结晶；开 放条件下则有现组分变化；也可见矿物的分带 现象。 提示：
地质作用
地质因素
母岩
T P f σ
Why?
物化因 素
固态
固态
How?
1.1.3 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
提示：
不要将
变质作用方式
与变质作用类 型两者相混！
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
交代矿物以不规
则的外形从边缘伸入
被交代的矿物之中。
蓝晶石 白云母
当交代强度进 一步发展，在新的 交代矿物中残留了 零星的孤岛状的被 交代矿物；这些零 星的残留矿物仍保 持同一光性方位。
绿帘石 钙铝榴石