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第十一章 变质岩的基本特征 第一节 变质作用和变质岩的基本概念 变质作用和变质岩 变质作用：由地球内力作用下引起物理、化学条件的改变，从而使地壳中已形成的岩石在基本保持固态状态下，原岩组分、矿物组合、结构、构造等方面发生改变的作用。 正变质岩：原岩为岩浆岩。 副变质岩：原岩为沉积岩。 变质作用因素 主要指引起岩石发生变质作用的外部因素，主要是温度、压力、以及具化学活动性的流体。 温度 变质作用中，温度是一个很重要的因素。大部分变质作用是在温度升高的 情况下发生。 促使矿物重结晶。从而使原岩的结构和构造发生改变，而岩石矿物组分基本不变，如石灰岩重结晶成大理岩。 促进变质反应的进行。使组分重新组合，致使矿物成分和结构、构造都发生改变。如： 吸热 Al4[Si4O10](OH)8 2Al2[SiO4]O+2SiO2+4H2O 高岭石 放热 红柱石 石英 吸热 KAl2[AlSi3O10](OH)2+SiO2 Al[AlSiO5]+K[AlSi3O8]+H2O 白云母 石英 放热 矽线石 钾长石 引起变质作用的热源： 岩浆熔融体所带来的热。 地热。一般30℃/km 构造运动所产生的热。 岩石中所含放射性元素蜕变放出的热。 地幔深部熔融体的重力分异，产生上升的热流。 变质作用温度下限，根据浊沸石等开始出现，大约在180—230℃；上限根据熔融实验确定的温度，约为700—900℃。 压力 可分为均向压力（负荷压力）、流体压力和定向压力（应力）。 均向压力（静水压力） 以Pl表示。一般指地壳一定深处岩石所承受的上覆岩层的重力。因而均向压力是深度和上覆岩层密度的函数。平均为0.027GPa(0.27Kb)/km。 在一定温度下，由于均向压力的增加，往往形成密度较大，分子体积较小的矿物，如： Mg2[SiO4]+Ca[Al2Si2O8] CaMg2Ai2[SiO4]3 镁橄榄石 钙长石 石榴子石 分子体积 43.9 101.1 121 145 相对密度 3.3 2.76 3.52 流体压力 定向压力（应力） 主要指由构造运动或岩浆活动所引起的侧向挤压力。 岩石在定向压力的作用下，当超过其弹性极限时可发生变形。 在定向压力的参与下还可引起变质岩中某些定向构造的形成，如片理、线理等。 促进粒间流体的活动，从而加速变质作用的进行。 具有化学活动性的流体 通常指气态或液态的水溶液。由于压力差或者溶液中活动组分的浓度差而 引起流动。 对周围岩石发生交代作用产生组分的迁移（带出或带入），形成与原岩迥然不同的变质岩。 水溶液的存在，对岩石重熔温度影响很大。 流体相可以起溶剂作用，促进重结晶和变质反应的速度。 变质过程中，上述各种变质作用因素常同时存在。一般情况下，温度常是 主要因素。 变质作用的发生和进行还与原岩的物质组分、结构、构造密切相关。如石 灰岩易变成大理岩，而石英砂岩则在同样的温压条件下可没有变化。 此外，时间也是一个重要因素。一般来说变质作用过程需要一个较长时间。 变质作用类型 （一）接触变质作用 由岩浆散发的热量和析出的气态或液态溶液引起的变质作用。又可分为： 1．热接触变质作用 以热力影响为主，原岩主要发生重结晶作用和变质结晶作用，而化学成分没有显著改变。 2．接触交代变质作用 除热力外，还伴随有岩浆中析出的气态和液态溶液引起的交代作用，使原岩矿物成分、化学成分也发生显著改变。 （二）动力变质作用 （三）气液变质作用 区域变质作用 混合岩化作用 复变质作用 进变质作用 退变质作用 变质岩的物质成分 一．变质岩的化学成分 由于变质岩是原来岩石经变质作用所形成，所以变质岩的化学成分和原岩的化学成分密切相关。 对于无交代作用的变质（如区域变质作用、热接触变质作用），其化学成分（除水和CO2外）和原岩化学成分几乎相同，它们基本继承了原岩的化学成分。可以把原岩这一变质作用过程当作是在封闭体系条件下进行的，相应的变质反应称为等化学反应。 但有交代作用进行时，由于化学元素的带出和带入，其化学成分可以发生很大改变并随着交代作用的性质和强度的不同而改变。交代作用不是等化学反应，它们是在开放体系中进行的。 变质岩的主要造岩元素仍是SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O、CO2以及P