1、变质作用概述ppt课件
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矿物岩石课件：变质作用类型
重结晶极为完好
作用
又称碎裂变质作用，是在构 造运动应力的影响下，使岩石发 生破碎的作用。
动力变质作用形成的破碎角 砾岩、糜棱岩等。其展布往往与 断裂带有关，故常呈带状分布。
四、冲击变质作用
陨石高速冲击星球表面，在强大的冲击波作用下压力突然增高、温 度骤增，引起陨石坑周围的岩石发生变质作用。特点是时间短、定向压 力大，温度很高。在冲击变质中出现超高压矿区（柯世英、斯石英）， 瞬时高速冲击所产生的高温使岩石熔融形成玻璃质，在陨石坑中也常有 陨击角砾岩产出，并非地球内动力的变质作用。
五、气液变质作用
具有化学性质活泼的气态或液态的流体与围岩相交代，而使岩石发生 变质的作用称气－液变质作用。
引起变质的气液可以来自岩浆体的挥发分、热液或地壳内区域性分布 的热水，在一定条件下可发生交代变质作用。
特点是变质作用前后物质成分明显有差异。
六、混合岩化变质作用
在区域变质作用强烈的地区，由地壳内部热流升高而产生的熔浆 渗透、贯入、扩散到变质岩中的作用，称混合岩化作用，其产物称混合 岩。
一、接触变质作用
二、区域变质作用
大面积内发生的变质作用 ，是地 壳活动带伴随强烈造山运动所发生的 一种变质作用。影响区域变质作用的 主要因素有：温度、负荷压力、应力 和化学活动性流体等。
区域变质作用形成的岩石一般都 强烈变形或片理化，它们主要出现在 前寒武纪结晶基底和造山带中，常与 混合岩化作用相伴生。
矿物岩石
变质作用的类型
变质作用的类型
1 接触变质作用 2 区域变质作用
目录
CONTENTS
3 动力变质作用 4 冲击变质作用
5 气液变质作用 6 混合岩化变质作用
一、接触变质作用
当岩浆侵入围岩时，由于岩浆的高温和从岩浆中析出的气液引起围岩 的变质，称接触变质作用。
第一章 变质作用概述
接触交代变质作用：如果变质因素除温度压力之外，还有
大量来自岩浆的挥发组分参与，就会使接触带附近的侵入
岩和围岩发生明显的交代作用，从而形成变质岩。
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 依次降低的环带－接触变质晕 • 可形成夕卡岩－常与许多金属
本点，也是区别于其他矿物转变作用的关键所在。
* 地壳一定深处的含义：是指变质作用发生于一定的温度
和压力范围，通常是T=200～800℃，P=0.02～1.5GPa。此
温度范围大致位于成岩后生作用和岩浆作用之间，压力范
围表明它要求处于地壳一定深处，即风化带之下。
* *变质作用不包括各种表生作用。
第一章 第一节 第二节 第三节 第四节
的压碎、由一轴晶变为二轴晶等。)，从而可导致岩石在
结构构造的变化。
片理：变质岩中矿物颗粒定向排列成层或条带
• 系定向压力下颗粒变形或矿物重结晶形成。 • 变质岩的特有构造
颗 粒 定 向
挤压力 方向
挤压力 方向
泥岩
片岩
片岩中矿物的定向排列
(3) 粒间流体压力 是指存在于岩石颗粒之间、岩石的显微裂隙及毛细孔 中的流体性质，主要为水、二氧化碳、氧等。
X H 2o X CO2 1
流体成分
在较高温压条件下, 具有较大的活性。主要作用如下： a. 溶剂和媒介（载体）作用。 b. 控制变质反应方向。例如 Cc + Q Wo + CO2 c. 降低岩石熔点。 长英质岩: 无水950℃, 含水640 ℃ d. 变质反应的催化剂。例如铁橄榄石的合成实验： 2 MgO + SiO2 Mg2SiO4 在干体系 10000C条件下, 须时近四天, 只有26%转化；
大量来自岩浆的挥发组分参与，就会使接触带附近的侵入
岩和围岩发生明显的交代作用，从而形成变质岩。
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 依次降低的环带－接触变质晕 • 可形成夕卡岩－常与许多金属
本点，也是区别于其他矿物转变作用的关键所在。
* 地壳一定深处的含义：是指变质作用发生于一定的温度
和压力范围，通常是T=200～800℃，P=0.02～1.5GPa。此
温度范围大致位于成岩后生作用和岩浆作用之间，压力范
围表明它要求处于地壳一定深处，即风化带之下。
* *变质作用不包括各种表生作用。
第一章 第一节 第二节 第三节 第四节
的压碎、由一轴晶变为二轴晶等。)，从而可导致岩石在
结构构造的变化。
片理：变质岩中矿物颗粒定向排列成层或条带
• 系定向压力下颗粒变形或矿物重结晶形成。 • 变质岩的特有构造
颗 粒 定 向
挤压力 方向
挤压力 方向
泥岩
片岩
片岩中矿物的定向排列
(3) 粒间流体压力 是指存在于岩石颗粒之间、岩石的显微裂隙及毛细孔 中的流体性质，主要为水、二氧化碳、氧等。
X H 2o X CO2 1
流体成分
在较高温压条件下, 具有较大的活性。主要作用如下： a. 溶剂和媒介（载体）作用。 b. 控制变质反应方向。例如 Cc + Q Wo + CO2 c. 降低岩石熔点。 长英质岩: 无水950℃, 含水640 ℃ d. 变质反应的催化剂。例如铁橄榄石的合成实验： 2 MgO + SiO2 Mg2SiO4 在干体系 10000C条件下, 须时近四天, 只有26%转化；
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.
1 第一章变质作用概述
动力变质作用和接触变质作用多在5 km 范围内，压 力低于0.1GPa；
区域变质作用 深度大于5 km，压力高于0.1GPa，按 压力大小分为不同的压力型（低压、中压、高压、超 高压）
第二节
变质作用的影响因素
二、压 力 (静压力和流体压力)
2. 流 体 压 力
岩石系统中常存在少量的流体相, 它们所具有的内压称流 体压力。对变质作用的影响分两种情况: (1). 流体压力与静压力相等：流体压力不构成独立的控 制因素； (2). 流体压力与静压力不相等：流体压力则构成独立的 控制因素。
岩浆作用强调矿物从硅酸盐熔融体中结晶，是晶体-液态的平衡， 并强调温度下降过程。当变质作用温度较高时，岩石可发生部分 熔融，出现一定数量的熔体，这些熔体与固态残余物之间可发生 混合岩化作用。当熔体数量较多时转变为典型的岩浆作用。
广义的变质作用：包括岩石在固态下的变质作用和有部分熔体出 现的混合岩化作用。
流体压力
流体——指存在于岩石的颗粒间、显微裂隙和毛细孔隙中的流体， 包括水、CO2，O2等。 流体对其存在的空间壁会有一定的压力，即粒间流体压力。其总压 力为各组分分压之和。 P流体＝PH2O＋PO2＋………
流体压力的作用： (1) 对有流体参与的变质反应的温度有影响， 例如： CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑
热接触变质作用 接触交代变质作用
变质机制以静态重结晶或 静态变质结晶为主。
二、动力变质作用
在构造运动产生的压力下，使岩石发生破碎 的变质作用 分布位置：断层，破碎带 导致结果：使岩石发生变形、破碎，还有轻 微的重结晶现象 正断层
变质机制以变形和动态重结晶 或动态变变质反应
在变质作用的温度、压力范围内，在原岩基本 保持固态条件下使旧矿物消失、新矿物形成的 变质方式，一般通过特定的化学反应来实现， 这种化学反应称为变质反应。 包括同质多象转变和形成新的矿物组合。
变质作用影响因素
变质作用是一个漫长的过程，需 要数百万年甚至上亿年的时间
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
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
普通地质学第六章 变质作用与变质岩
粘土矿物 蛋白石 玉髓 海绿石 水铝石 褐铁矿 石膏 硬石膏 盐类矿物 有机碳质
红柱石 蓝晶石 硅线石 硅灰石 绿帘石 符山石 透闪石 透辉石 阳起石 硬绿泥石 蛇纹石 滑石 石墨 十字石 镁橄榄石 石榴石 刚玉
二、变质岩的结构
——指岩石中矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形态 以及颗粒之间的关系。常见的结构有： 千枚岩
颗 粒 定 向
挤压力 方向
挤压力 方向
具片理构造的变质岩
➢千枚状构造：岩石矿物颗粒细小且片里面上出现丝绢 光泽与细小细纹（千枚岩）
➢片状构造：矿物颗粒较粗肉眼可识别（片岩）
千枚岩
片岩
泥岩 片岩
片岩中矿物的定向排列（薄片）
（4）片麻状构造：组成岩石的矿物是以长石为主的 粒状矿物，还有部分平行定向排列的片状、柱状矿 物，后者在前者中成断续的带状分布。（片麻岩）
灰岩的接触
变质作用－ 形成矽卡岩
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
温度降低
花岗岩侵入体
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 （某些金属矿物沉淀）。
第六章 变质作用
与 变质岩
变质作用概念
变质作用概述 变质作用影响因素
变质作用后原岩物质
变质岩的特征 成分的变化
变质作用类型
常见变质岩
第一节 变质作用概述
一、变质作用概念
变质作用——地壳中已经形成的岩石在基本上 处于固体状态下，受到温度、压力及化学活动性 流体的作用，发生岩石结构、构造和物质成分变 化的地质作用。
变质地质课件之变质作用基本概念
变质岩岩石学
第一讲
第一讲 变质作用基本概念
变质作用的概念 变质作用的分类 变质作用机制 变质作用因素 变质作用P-T-t轨迹
变质作用及有关概念
●变质岩岩石学：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
含石英大理岩的结构演化（Mason（1999）绘，有修改补充）
1. 石英；2. 方解石； 3. 硅灰石 a. 低温下Cc+Q平衡结构 b. 温度超越Cc+Q=Wo+ CO2↑反应温度时，粒度增大的同时Q与Cc反应，
形成Wo反应边。在Wo集合体内有少量Q残留，不平衡结构 c. 反应完全，粒度进一步增大，形成新的高温条件下稳定的矿物组合
变质作用条件(MT)与岩浆作用条件(MG)间有一个范围广大的P-T过渡区，在
熔融曲线1～8之间
变质作用P-T-t轨迹
所谓P-T-t轨迹（P-T-t path）就是“岩石在变质作用过程中P-T 条件随时间（t）的变化而变化的历程（course）或在P-T图解中
表示该历程的曲线” （Miyashiro, 1994）
晶内塑性变形包括直线滑移（translation gliding）、 双晶(twinning)滑移和单个晶体的扭折(kinking)，它 们与晶体位错(dislocation)移动相联合
晶界塑性变形包括颗粒边界的滑移和扩散流动 (diffusive flow)
变质分异（ metamorphic differentiation ） 就是使原先均匀的岩石发育成分层的变质过程 （Raymond, 1995）
从现有资料看，变质分异产生成分层的机理主要 有下列三种解释 （1）成分层代表扩散反应带。 （2）成分层的发育是构造重结晶的结果。 （3）成分层是强烈压扁（塑性变形）的结果。
第一讲
第一讲 变质作用基本概念
变质作用的概念 变质作用的分类 变质作用机制 变质作用因素 变质作用P-T-t轨迹
变质作用及有关概念
●变质岩岩石学：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
含石英大理岩的结构演化（Mason（1999）绘，有修改补充）
1. 石英；2. 方解石； 3. 硅灰石 a. 低温下Cc+Q平衡结构 b. 温度超越Cc+Q=Wo+ CO2↑反应温度时，粒度增大的同时Q与Cc反应，
形成Wo反应边。在Wo集合体内有少量Q残留，不平衡结构 c. 反应完全，粒度进一步增大，形成新的高温条件下稳定的矿物组合
变质作用条件(MT)与岩浆作用条件(MG)间有一个范围广大的P-T过渡区，在
熔融曲线1～8之间
变质作用P-T-t轨迹
所谓P-T-t轨迹（P-T-t path）就是“岩石在变质作用过程中P-T 条件随时间（t）的变化而变化的历程（course）或在P-T图解中
表示该历程的曲线” （Miyashiro, 1994）
晶内塑性变形包括直线滑移（translation gliding）、 双晶(twinning)滑移和单个晶体的扭折(kinking)，它 们与晶体位错(dislocation)移动相联合
晶界塑性变形包括颗粒边界的滑移和扩散流动 (diffusive flow)
变质分异（ metamorphic differentiation ） 就是使原先均匀的岩石发育成分层的变质过程 （Raymond, 1995）
从现有资料看，变质分异产生成分层的机理主要 有下列三种解释 （1）成分层代表扩散反应带。 （2）成分层的发育是构造重结晶的结果。 （3）成分层是强烈压扁（塑性变形）的结果。
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。