?第二章变质作用的
因素及方式
第一节变质作用的主要因素
↗内部因素（内因）
↗外部因素（外因），也称地质因素（空间、时间）
内部因素只能影响变质作用产物的一些特征，而真正控制变质作用发生、影响变质作用特点的因素是地质因素。
变质作用的主要控制因素有四种：温度、压力、具化学活动性的流体和时间。
?
一、温度
（一）温度在变质过程中的作用
◆温度升高可使原岩中一些矿物发生重结晶。
温度变化能引起原岩中矿物之间发生变质反应形成新矿物。
如：CaCO3＋SiO2? CaSiO3＋CO2↑
↗因此，温度是变质反应中最重要的热力学平衡参数。
?温度升高可为变质反应提供能量，并使岩石中流体的活动性增大，促进变质反应进行，使新矿物和新组构能以较快的速度和较大的规模形成。
?温度持续升高可使原岩在重结晶和变质结晶基础上发生部分重熔，其中长英质组分成为流体相，引起混合岩化作用。
（二）温度（热状态）改变的原因
?地热增温
?上地幔热流的运动
?放射性元素衰变释放热能的积累
?岩浆活动带来的热
?在应力作用下，变形和摩擦作用产生的热能，即机械能转变的热能
二、压力
（一）负荷压力（P l）
又称围压或固体岩石所承受的压力，以P l（或P围、P岩、P固）表示，是一种均向性的静压力。其大小等于上覆单位岩石柱的重量，即：P l= gD。其数值随深度增加而增加，取决于上覆岩层的厚度和密度。
负荷压力的单位是Pa或GPa。一般情况下，P l随岩层深度约以25×106Pa～30×106Pa/km的速率增加，其增加值取决于岩石的密度。在离地表0～40km范围内，根据岩石的平均密度计算，每加深1公里，负荷压力增加0.0275GPa。变质作用的压力范围一般为0.02～1.5GPa。具体数值可根据变质当时上覆岩层的厚度和密度估算。
计算表明，大陆壳内不同深度的近似压力如下：
深度（km）10 35 50
压力（Gpa）0.26 1 1.5
负荷压力是变质反应的重要热力学平衡参数之一，它和温度一样，都能独立决定岩石中矿物组合的稳定范围及通过特定变质反应形成新矿物组合的可能性。
负荷压力的作用表现为：
?改变发生变质反应的温度。
压力增高，多数情况下可使吸热反应的平衡温度升高。如CaCO3＋SiO2 ?CaSiO3＋CO2↑的反应，当压力由105Pa（1bar）增高到0.1GPa（1Kb）时，发生这一反应的温度将
由470℃增到670℃。
?压力的增高有利于形成分子积体较小、密度较大的高压矿物或矿物组合。
如硬玉和霰石等。
（二）流体压力（P f）
一般来说，任何岩石在变质前多少都含有一定量的流体。如果仅有薄薄的流体薄膜吸附于颗粒表面，则不构成独立的流体相。变质作用一旦开始，便有流体释放出来，它们充填于毛细孔和微裂隙中，不完全被颗粒所吸附，便成为一个独立的流体相，其所具有的内压称为流体压力。以P f表示。
流体压力作用于颗粒表面，起与P l相反的作用，趋向于使颗粒分开。流体相中各组分的分压则分别以P H2O、P CO2……表示，其数值和各自在流体相中的相对摩尔含量成正比，在理想混合时，符合道尔顿定律：P f=P H2O＋P CO2＋……
流体压力在变质反应的热力学分析中能否作为一个独立变量加以考虑，要具体情况具体分析。
1. 在近地表处，岩层中裂隙发育且与地表连通，体系是开放的，此时P f等于相应深度该流体相本身的重力，而常小于上覆岩层的重力，因此P f＜P l。这种情况下，对于有流体相参与的变质反应，P f应作为一个独立的变量来考虑。
部分高级变质条件下，由于挥发分被带走或原岩中含水很少，孔隙或裂隙中流体相呈不饱和状态，也可出现P f＜P l的情况。对于有这些挥发分参与的变质反应，P f也应作为独立变量来考虑。
2. 在地壳较深部，大约在1～2km以下，由于岩层中构造裂隙不太发育，流体处于封闭体系中，当流体相在岩石中又呈饱和状态时，流体相和晶体颗粒受到同样大小的负荷压力，负荷压力压在流体上，通过流体再传递到晶体颗粒上，出现P f=P l的情况，它们都取决于上覆岩层的重力。这时有两种情况：
?若流体相为单一组分，如P f=P H2O，则它不是决定变质反应热力学平衡的独立参数；
?如果流体相为非单一组分，P f=P H2O＋P CO2＋……，对于没有这些组分参加的变质反应，P f仍不会影响平衡状态，而对于有这些组分之一参加的变质反应，该组分的分压就成为决定平衡状态的独立参数。
3. 有时在封闭体系中，随着温度的上升，多种变质反应将释放出大量的H2O和（或）CO2，由于毛细孔体积很小，同时岩石的强度又足够大，则可出现P f＞P l的情况。两者的差值称作流体超压，Winkler认为这是“内部产生的气体超压”，一般是局部的。这种情况下，无论变质反应是否有流体相参与，P f都是控制变质反应的独立因素。
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P f＞P l 的情况，此时P f也是控制变质反应的独立因素，可以不考虑P l。
（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σA和水平直应力σB表示，但σA ≠σB。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（σA－σB）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＝（σA －σB）/2。
平均应力与负荷压力之差称为构造超压，是构造作用对总压力的贡献。不过构造超压大小与岩石强度有关，后者本身又因成分、温度、变形速率及其他因素而变化。由于变质作用发生在高温条件下，岩石强度通常不大，因而构造超压通常较小，正常变质条件下小于0.1Gpa。
近年来有些学者认为应力的垂直分量和前述负荷压力的性质相似，在地壳较浅
处可以附加于负荷压力之中，从而局部增大某些地段岩石中的总压力，这部分附加压力称为构造超压。从而可解释许多高压地体的形成。
构造超压只有在地壳浅部、岩石处于刚性状态且应变迅速时才有意义。而在地壳较深处，温度较高、负荷压力较大，岩石具有一定的塑性，应力可通过塑性变形而被释放，所以不大可能起附加压力的作用。这方面的问题仍在探讨（争论）之中。
应力的作用主要表现在：
1.对岩石和矿物的机械改造。如地壳浅部的岩石变形，板状流劈理和碎裂结构的形成等；区域变质岩中的结晶片理多与应力作用下的固态流或重结晶和重组合有关。
2.通过多种途径加快变质反应和重结晶的速度，促进这些作用的进行。尤其在较低温环境中，其作用更为明显。
?应力所提供的能量可以克服高温矿物组合在低温环境中的过稳状态，使化学反应能真正开始进行，并形成相应的低温矿物组合（对固相反应起催化剂作用）。
?应力引起的碎裂作用、研磨作用使矿物间接触机率增高，裂隙的发育又使流体相能更好地流通，这些因素都能有效地促进变质反应的进行。
变质作用过程中单位岩石的总压力P＝P l＋流体超压＋构造超压。
但由于流体超压和构造超压都比较小，所以在大多数情况下，可以假定P≈P l≈P f。在这个假定的基础上根据矿物组合估计的压力应指示深度的最大值，实际深度有时可能要小约3km，甚至更多。指示超高压变质条件的矿物是柯石英和金刚石，它们在大约3.0Gpa 以上的压力下稳定，其形成深度可能超过100km。
三、具化学活动性的流体
?含量很低，作用不小。
?变质地质学的三大前沿课题之一。
?名义上的无水矿物。
（一）流体相的组成
流体相的成分，总体来讲以H2O和CO2为主，可有CH4、H2S等。在变质作用的温压条件下，岩石中的某些组分如K、Na、Si、Mg、Al、Fe、Cl、F、S等也可溶解到流体相中作为流体相的组成部分。
（二）流体相的存在状态
在变质作用的温度压力范围内，在较低的温度和压力条件下，H2O、CO2等呈气态或液态存在；在较高的温度和压力条件下，流体呈超临界状态，是一种具许多流体性质的高密度气体。流体既可以存在于矿物颗粒之间被吸附在颗粒边界上，成为不能整体流动的间隙溶液；也可填充在岩石的裂隙之中，成为能够整体流动的裂隙溶液。
纯H2O：临界温度Tc=374℃；临界压力Pc=217atm。 217atm时，H2O呈超临界状态。
（三）流体相的来源
?原岩中保存的流体相。
?变质作用中的脱水及脱碳酸反应，可提供相当多的流体。
?与岩浆活动有关的流体相。
此外，在地壳深处，上地幔中的流体相也可进入地壳中在变质过程中发挥作用；在大洋与大陆板块的边缘，部分海水也可伴随俯冲作用进入地壳深处而在变质过程中发挥作用。
（四）流体在变质过程中的作用
?流体相可起溶剂作用，促进原有矿物中组分的溶解，并加快其扩散速度，从而加快重结晶和变质反应的速度。
在一定条件下，还可通过流体将体系内的某些组分带出而将体系外的某些组分带入，引起体系（原岩）化学成分的变化。
?水化和脱水反应是常见的最重要的变质反应，H2O直接参与这些反应。
反应系统中H2O的化学位或含量对这类反应的平衡温度影响很大。一般随温度升高而进行的脱水反应，使矿物中H2O呈（OH）－离子或结晶水析出，结果由含（OH）矿物变成不含水的较高温矿物。对于这类反应，H2O的化学位增高会推迟特定反应的进行，即扩大了低温含水矿物的稳定区。
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。
?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。
?以水为主的流体相在岩石中处于饱和状态时，可降低岩石中长英质组分的熔融温度。
如在不含水的条件下，长英质低熔组分在温度高达950℃时才开始重熔，而在饱和水情况下，同样的低熔组分在640±20℃时就可开始重熔。由于流体相的经常存在，因此在中高级变质条件下，常有长英质组分发生不同程度的重熔，形成各种类型的混合岩。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，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。
↗再考虑反应动力学种种因素的影响，我们便可以理解自然界广泛存在的准稳态现象。
如有的地区曾经超过300℃，但并未发生变质反应；更常见的情况是由于退变质反应极度缓慢，才可能使各种高温矿物组合保存至今。变质结构的形成和塑性变形也都是很缓慢的过程，都需要相当长的时间方可完成。
研究表明，某一期区域变质作用演化过程中，变质作用的温度、压力等条件是随时间而变化的。也就是说，变质作用实质上是一个动态演化过程。在整个造山变质演化过程中，变质矿物组合及矿物颗粒内部都可能保留着温、压条件随时间的演化踪迹，即PTt轨迹。根据PTt轨迹的形态可以推断变质作用的类型、发生时的大地构造环境及造山过程。
第二节变质作用的方式
变质作用的方式主要包括重结晶作用、变质结晶作用、变质分异作用、交代作用以及变形和碎裂等。这些作用受各种物理化学原理及力学原理的控制，其产物特征既取决于外部条件（即变质作用因素），又与原岩成分和性状有关。
一、重结晶作用（recrystallization）
?重结晶作用是指在变质作用条件下，原岩中矿物颗粒的重新组合（只涉及同种矿物的溶解、组分迁移和再次沉淀结晶），只有矿物颗粒形状和大小的变化，而不形成新的矿物相。重结晶前后，岩石总化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）保持不变。
?重结晶作用主要和矿物颗粒的表面能密切相关。
同种矿物粒度愈小者其表面能愈高，所以在相同的温压条件下，较小的颗粒稳定性较差，易于被溶解，相应组分经迁移后在原来较大的颗粒表面继续生长，使其粒度加粗。通过这一过程，原来粒度很细或粗细不均的岩石就会变成粒度较粗、较均匀的岩石。
?重结晶作用的速度和强度受原岩成分和结构的控制。
组分较简单的岩石比组分较复杂的岩石易于重结晶。
粒度较细的岩石比粒度较粗的岩石易于重结晶。
?影响重结晶作用的外部因素主要是流体相和温度。
以H2O、CO2为主的流体相对重结晶作用的关系最大。
温度升高会大大增加重结晶的速度。
应力的增大一般也有利于重结晶作用的进行。
二、变质结晶作用（metamorphic crystallization）
?在变质作用的温度、压力范围内，原岩在基本保持固态的条件下新矿物相的形成过程，同时必然有相应的原有矿物相趋于消失。变质结晶前后，岩石总化学成分（除H2O、CO2等挥发分外）保持不变。由于这种矿物相的变化过程多数情况下涉及岩石中各种组分的重新组合，所以也称重组合作用。
变质岩中新矿物相的形成可有多种途径，但都可归结为变质反应。如红柱石、蓝晶石、夕线石间的同质多相转变，而更普遍的是通过几种矿物所含组分之间的化学反应形成新矿物相。
↙有些反应不涉及H2O、CO2等流体相，如Opx＋Pl ? Cpx＋Gt＋Q；
↙多数反应常有流体相直接参与，如Ms＋Q ? Sill＋Kfs＋H2O↑；CaCO3＋SiO2 ?CaSiO3＋CO2↑。
变质岩中新矿物相的出现受控于下列因素：
1.变质反应的热力学平衡原理。它决定着在特定温压条件下哪些矿物或矿物组合能稳定存在，哪些则不稳定，并将转变成新的矿物相。即决定着变质反应的方向。控制反应平衡的重要因素是温度和压力（包括静压力和流体压力）。
2.变质反应的速度。只有当反应能以一定速度进行时，才能真正形成应该出现的矿物或矿物组合。否则，即使温度和压力长期偏离原来矿物组合的平衡条件，也不会出现新矿物，这种情况就是所谓的准稳定状态。决定变质反应速度的主要因素是温度、流体相及应力等。
三、变质分异作用（metamorphic differentiation）
?变质分异作用是在变质作用的温、压条件下，原岩中某些矿物组分经扩散作用而不均匀聚集的过程。它以组分在空间上有一定范围的迁移而不同于一般的重结晶作用，又以没有组分从系统中带出或从系统外带入而不同于交代作用。
影响变质分异作用的外部因素主要是温度、流体相和应力，内部因素可能是离子半径、电价以及它们在间隙溶液中的相对浓度。然而，各种离子迁移方向和速度的差异不一定就能引起变质分异现象，有时反会使矿物成分趋于均匀化。所以变质分异作用的出现必须有某些特定条件。引起各种组分向不同部位或以不同速度迁移聚集的原因和机理尚不十分清楚。
?注意！变质分异和各种交代作用及重熔作用等尽管在概念上是不同的，但它们所产生的现象有时很难区别，尤其在深变质的结晶片岩中更是如此，而且还可能有各种错综合复杂的过渡类型。如某些条带状片麻岩中的长英质“顺层”脉体究竟是变质分异成因，还是重熔或交代作用产物多数情况下是有争论的，区分标志至今仍不十分明确。
四、交代作用（metasomatism）
?在变质作用条件下，由变质原岩以外的物质的带入和原岩物质的带出而造成的一种
矿物被另外一种化学成分与其不同的矿物所置换的过程。
交代作用的特征是：
?交代作用是一种机理复杂的成岩成矿作用过程。在自然界分布很广，可在多种地质环境中出现，并与不同的地质作用相联系。
?交代作用过程中岩石总的化学成分要发生不同程度的改变。
?交代作用过程中，岩石中原有矿物的分解消失与新矿物的形成和生长基本同时进行，是一种物质逐渐置换的过程。
?交代作用过程中，岩石基本保持固态（刚性或塑性），但少量流体相的存在是十分必要的。在干的环境中，交代作用很难大规模进行。
?交代作用过程，岩石总体积基本不变，即交代反应的过程既遵守质量守恒的规律，又必须体积守恒。但有些情况下，交代过程中系统的体积并非完全不变。
五、变形和碎裂作用（deformation and cataclasis）
?各种岩石受应力超过弹性限度时，就会出现破碎或塑性变形现象。变形和碎裂是变质过程中的一种重要作用。它们的发育程度和特点与许多因素有关，如岩石的物理性质、所处的深度（温度、静压力条件）以及所受应力的作用方式和强度等。
变形有脆性变形和塑性变形。从地质上讲，塑性变形是指地质体在没有总体破裂情况下所发生的一种形状改变；而脆性变形则是有破裂发生的一种变形，这种破裂可以有、也可没有明显的位移。这两种变形的区别取决于观察尺度。
变形还包括在应力作用下有方向性的重结晶作用。这种情况也会使矿物结晶的方位和形态发生变化而形成矿物外形及内部结构的优选方位。
在近地表低温低压和较高应变速率条件下，岩石显示脆性行为，永久变形机制为脆性变形，表现为岩石沿裂缝破裂，产生碎裂和断裂。而在地下高温高压条件下，特别是当应变速率低时，岩石显示塑性行为，永久变形主要由塑性流动产生，导致矿物畸变和褶皱而没有破裂。较高温压条件下塑性流动导致的永久变形主要有晶内塑性变形和晶界塑性变形两种机制。
晶内塑性变形包括直线滑移、双晶滑移和单个晶体的扭折，它们与晶体位错相联合。晶界塑性变形包括颗粒边界的滑移和扩散流动。通过粒间流体相的扩散流动称为压溶。发育位错的晶体储集了变形施加的应变能，所以不稳定而力图通过重结晶来消除应变能并恢复到稳定的无应变状态。这种伴随变形发生的重结晶称为动态重结晶，包括恢复和重结晶两个阶段。
?第二章变质作用的 因素及方式 第一节变质作用的主要因素 ↗内部因素（内因） ↗外部因素（外因），也称地质因素（空间、时间） 内部因素只能影响变质作用产物的一些特征，而真正控制变质作用发生、影响变质作用特点的因素是地质因素。 变质作用的主要控制因素有四种：温度、压力、具化学活动性的流体和时间。 ? 一、温度 （一）温度在变质过程中的作用 ◆温度升高可使原岩中一些矿物发生重结晶。 温度变化能引起原岩中矿物之间发生变质反应形成新矿物。 如：CaCO3＋SiO2? CaSiO3＋CO2↑ ↗因此，温度是变质反应中最重要的热力学平衡参数。 ?温度升高可为变质反应提供能量，并使岩石中流体的活动性增大，促进变质反应进行，使新矿物和新组构能以较快的速度和较大的规模形成。 ?温度持续升高可使原岩在重结晶和变质结晶基础上发生部分重熔，其中长英质组分成为流体相，引起混合岩化作用。 （二）温度（热状态）改变的原因 ?地热增温 ?上地幔热流的运动 ?放射性元素衰变释放热能的积累 ?岩浆活动带来的热 ?在应力作用下，变形和摩擦作用产生的热能，即机械能转变的热能 二、压力 （一）负荷压力（P l） 又称围压或固体岩石所承受的压力，以P l（或P围、P岩、P固）表示，是一种均向性的静压力。其大小等于上覆单位岩石柱的重量，即：P l= gD。其数值随深度增加而增加，取决于上覆岩层的厚度和密度。 负荷压力的单位是Pa或GPa。一般情况下，P l随岩层深度约以25×106Pa～30×106Pa/km的速率增加，其增加值取决于岩石的密度。在离地表0～40km范围内，根据岩石的平均密度计算，每加深1公里，负荷压力增加0.0275GPa。变质作用的压力范围一般为0.02～1.5GPa。具体数值可根据变质当时上覆岩层的厚度和密度估算。 计算表明，大陆壳内不同深度的近似压力如下： 深度（km）10 35 50 压力（Gpa）0.26 1 1.5 负荷压力是变质反应的重要热力学平衡参数之一，它和温度一样，都能独立决定岩石中矿物组合的稳定范围及通过特定变质反应形成新矿物组合的可能性。 负荷压力的作用表现为： ?改变发生变质反应的温度。 压力增高，多数情况下可使吸热反应的平衡温度升高。如CaCO3＋SiO2 ?CaSiO3＋CO2↑的反应，当压力由105Pa（1bar）增高到0.1GPa（1Kb）时，发生这一反应的温度将
区域变质作用 编辑 区域变质作用（regional metamorphism）是在大面积内发生的变质作用的统称。它是由区域性的构造运动和岩浆活动引起的一种大面积的区域变质作用造成的，变质岩的范围往往达数百或数千平方公里。 它们的主要特征是呈面型分布，出露面积从几百至几千平方千米，影响范围可达几千至几万平方千米，形成深度可达20千米以上。根据地质环境和物理化学条件可分为不同的类型，如区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用、埋藏变质作用、洋底变质作用等。 区域变质岩由于受温度影响，重结晶作用显著；又因受到强大定向压力的作用，具有明显的片理构造；受岩浆活动影响，岩石的化学成分和矿物成分也有很大变化。所以说，区域变质岩是在各种变质因素综合作用下产生的。代表性岩石有板岩、片岩、片麻岩。 深成变质作用是指沉降到地下深处的煤层，受到地热及上覆岩系产生的静压力的作用，发生了变质程度随深度增加而增加的变质作用。深成变质作用在大区域内使煤普遍发生变质作用，它的影响范围最为广泛，因此又称为区域变质作用。 试述蛇绿岩套特征及地质意义? 蛇绿岩套其实就是蛇绿岩（ophiolite）。是一组由蛇纹石化超镁铁岩、基性侵入杂岩和基性熔岩以及海相沉积物构成的岩套。（在地史学中这个就是“三位一体”，是寻找古缝合线的依据，就想前面两位说的“海洋遗”一样。）
蛇绿岩可以形成於洋中脊、弧后盆地、弧前盆地、岛弧或活动大陆边缘等构造环境。现在大陆上发现的蛇绿岩，多数是大陆裂解或弧间扩张的产物，而不是洋中脊蛇绿岩。蛇绿岩不但是目前为大多数地质和地球物理学家们所接受的板块构造学说的一个重要组成部分，也在解释喜马拉雅山形成这一重大地质理论问题时具有特殊的意义。由于蛇绿岩与大洋岩石圈的演化有密切的关系,因此研究蛇绿岩的组成、成分及成因也是了解大洋岩石圈结构、变化及动力学的主要途径。 与蛇绿岩深成岩浆作用有关的矿产是铬、铂、金、镍；当喷射的富金属卤水与海水反应，在低洼地可形成铁、铜、锰矿床。此外，蛇绿岩中普遍伴生的蛇纹石，是重要的非金属矿产 沼泽沉积物编辑 沼泽沉积物（bog deposit）是指沼泽中形成的沉积物。它以泥炭、腐殖泥为主，有时也有少量泥沙沉积。 它常与湖泊沉积、河流沉积和海洋沉积共生，沼泽沉积物主要分布在河流泛滥平原、河流三角洲、湖滨平原和海滨平原及某些平坦的高原上。[1] 潟湖相编辑 泻湖相即潟湖相。 潟湖相（lagoon facies）是潟湖环境下形成的沉积物。按形成条件的 潟湖相(3张) 不同，潟湖相可分为淡化潟湖相、咸化潟湖相、沼泽化潟湖相等。淡化潟湖相的形成条件是气候潮湿、雨量丰富，有大量的淡水供给，主要由碳酸盐质粉砂岩、粘土岩及粉砂质粘土岩组成，生物种属单调，以海相生物化石为主，常具变态特征,形体变小，单斜交错层理不发育，具波状层理或水平波状层理。咸化潟湖相的形成条件是气候干燥，蒸发作用显著，淡水补给困难，因此，它主要由纯化学沉积岩及细粒碎屑岩组成，并有盐渍化及石膏化砂质粘土岩，生物化石单调，仅见有能适应高盐度的生物化石，单斜交错层理不发育，一般为水平层理或塑性变形层理，层面上常有波痕、泥裂及雨痕等。沼泽化潟湖相是指在湿热的气候条件下，滨海平原上的沼泽化了的淤积盆地，其岩石组分以粘土岩为主，其次是粉砂岩、砂岩、
第五章变质作用与变质岩 §1.变质作用概述 前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地 壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。 以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）一一“水成论”。 以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。一一“火成论”。 这两大学派的争论持续了大约三十年，最后以“ 火成论”胜利告终。现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成”的沉积岩，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。三大岩类在地壳中分布大致是： 岩浆岩占地壳总体积的64.7% ； 沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75% ； 变质岩占地壳总体积的27.4%。 一、概念 变质作用一一岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体 的作用，发生成分、结构、构造等变化的地质作用。 变质岩一一由变质作用形成的岩石。 原岩变质* 变质岩
、引起变质作用的因素 地热 来源彳 岩浆热 （一）温度：影响变质作用的最基本因素150 °180 ° -800。-900 ° 升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质 变为晶质，原来小晶粒长大。 （二）压力： 1.静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。 每公里厚的岩石压力为275巴；地下10公里约2750巴； 地下20公里约5500巴。 静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小的新矿物。 2 ?定向压力一一作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是「挤压力 剪切力 构造力的作用造成。 定向压力的作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。 （三）化学活动性流体
第5章变质作用与变质岩试题 一、名词解释 变质作用正变质岩副变质岩重结晶作用重组合作用交代作用接触变质作用接触热变质作用动力变质作用区域变质作用混合岩化变质带片理变质矿物 二、是非题 1.变质作用可以完全抹掉原岩的特征。（） 2.重结晶作用不能改变岩石原来的矿物成分。（） 3.接触变质作用常常影响到大面积的地壳岩石发生变质。（） 4.标志变质作用程度的典型的级别顺序是低级变质作用的绿片岩；中级变质作用的角闪岩和代表高级变质作用的辉石变粒岩。（） 5.标志高围压低温度形成的变质岩是蓝片岩；（） 6.区域变质作用常常包含明显的机械变形。（） 7.石灰岩经变质作用后只能变成大理岩。（） 8.片岩、片麻岩是地壳遭受强烈构造运动的见证。（） 9.高温、高压和化学活动性流体是引起变质作用的主要因素。（） 10.当加热时，所有的岩石都可在一定温度下重新起反应。（） 三、选择题 1.接触变质形成的许多岩石没有或几乎没有面理，这是因为（） a.接触变质时几乎没有什么变形 ; b.接触变质在高温条件下进行的 ; c.接触变质在低 温条件下进行的 ;d.在变质过程中没有任何完好矿物重结晶。 2.富长英质成分（Al2SiO5的铝硅酸盐）的岩石在变质作用过程中随着温度、压力的逐渐增加可以形成Al2SiO5系列多形晶矿物，其顺序是（） a.蓝晶石、红柱石、夕线石; b.红柱石、蓝晶石、夕线石; c.夕线石、红柱石、蓝晶石 ; d. 夕线石、蓝晶石、红柱石。 3.碎裂岩是动力变质的产物，它主要是由于（）和（）。 a.沿断裂带机械变形的结果 ; b.作为岩石接近熔点的塑性变形 ; c.与花岗岩侵入有 关 ;d.与断裂附近密集的节理有关。 4.下列哪一个不是变质作用的产物。（）。 a.变斑晶 ; b.眼球花岗岩 ; c.斑晶 ; d.麻粒岩。 5.蓝片岩是什么变质环境的标志性产物？（）。 a.接触变质 ; b.高温低压变质带 ; c.低温高压变质带 ; d.区域变质。 6.变质岩约占地壳物质体积的百分之几？（） a.25% ; b.15% ; c.5% ; d.35% 。
1.为什么自然界的岩石不仅仅是岩浆岩、沉积岩两大类？ 答：地球演化过程中不同地球动力学事件使早先存在的岩石所处的地质环境和物理化学条件发生变化，偏离其初始形成时的地质环境及物理化学条件。这必然引起岩石的矿物组成、结构构造甚至化学成分发生变化（调整或改造），以适应新的地质环境及物理化学条件。 2.如何正确理解变质作用的概念 答：在地壳形成和发展、演化过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩）在地壳一定深处，为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的变化称为变质作用。 3.变质作用与岩浆作用都是内生地质作用，它们的区别是什么？ 答：变质作用的发生过程主要是一个升温过程，而岩浆作用主要是降温过程。 （变质反应重结晶） 变质作用主要是在固态条件下的矿物转变，而岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。 （变晶结构） 变质作用与岩浆活动之间也不存在一条截然的界线。（部分重熔） 4.为什么说温度是变质作用最重要的因素？ 答：○1温度升高可使原岩中一些矿物发生重结晶。 ○2温度变化能引起原岩中矿物之间发生变质反应形成新矿物。 CaCO3（Cc）＋SiO2 （Q）? CaSiO3 （Wo）＋CO2↑ 温度是变质反应中最重要的热力学平衡参数。 ○3温度升高可为变质反应提供能量，并使岩石中流体的活动性增大，促进变质反应进行，使新矿物和新组构能以较快的速率和较大的规模形成。 ○4温度持续升高可使原岩在重结晶和变质结晶基础上发生部分重熔，其中长英质组分成为流体相，引起混合岩化作用。 ○5温度升高还可改变岩石的变形行为，从脆性变形向塑性变形转变。 5.负荷压力在变质过程中的作用是什么？ 答：○1改变发生变质反应的温度。压力增高，多数情况下可使吸热反应的平衡温度升高。 如: CaCO3(Cc）＋SiO2（Q）? CaSiO3（Wo）＋CO2↑压力由105Pa（1bar）增高到0.1GPa（1Kb）时，发生这一反应的温度将由470℃增到670℃。 ○2压力的增高有利于形成分子积体较小、密度较大的高压矿物或矿物组合。 如硬玉和霰石等。 6.评述构造超压和流体超压对变质作用的影响。 答：构造超压——构造超压为平均应力与负荷压力之差，是构造作用对总压力的贡献。构造超压大小与岩石强度有关，后者本身又因成分、温度、变形速率及其他因素而变化。 由于变质作用发生在高温条件下，岩石强度通常不大，因而构造超压通常较小，正常变质条件下小于0.1GPa。构造超压只有在地壳浅部、岩石处于刚性状态且应变迅速时才有意义。而在地壳较深处，温度较高、负荷压力较大，岩石具有一定的塑性，应力可通过塑性变形而被释放，所以不大可能起附加压力的作用。 流体超压——有时在封闭体系中，随着温度的上升，多种变质反应将释放出大量的H2O 和（或）CO2，由于毛细孔体积很小，同时岩石的强度又足够大，则可出现Pf＞Pl 的情况。两者的差值称作流体超压， Winkler认为这是“内部产生的气体超压”，一般是局部的。这种情况下，无论变质反应是否有流体相参与，Pf都是控制变质反应的独立因素。 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
第五章变质作用 目的要求 变质作用的概念是根据对变质岩的观察、研究而建立起来的。变质岩是组成地壳的三大岩类之一，占地壳总面积的27.4%，由于地壳的不均匀抬升、剥蚀才露出地表。古老的变质岩常作为各大陆地壳的核心，广泛出露在前寒武纪的地盾中，或作为年青造山带的基底存在。其后各地质时期造山带中的变质岩，又围绕着前寒武纪地盾分布，这说明研究变质作用，对查明地壳的早期状态和它的发展演化历史，具有重要的理论意义。此外，世界上有70% 的铁矿，63%的锰矿以及大多数的铜、钴、镍矿都产生在前寒武纪的变质岩中，因而又具有实践意义。 课时：4学时 授课内容 一、变质作用的概念 二、变质作用的因素和方式 （一）变质作用的因素 （二）变质作用的方式 三、变质作用的基本类型 （一）接触变质作用 （二）碎裂变质作用 （三）区域变质作用 （四）混合岩化作用 重点 本章课讲授重点应放在：①变质作用的因素和变质作用方式中的重结晶、变晶作用及交代作用上；②变质类型的重点是接触变质、区域变质以及碎裂变质三个类型。其它像脱水反应、脱碳反应等则留给后续诸课去完成。混合岩化作用宜在小结中提示。 难点 在课堂上讲授变质岩时，强调变质岩的重要特征以及变质岩中的标志矿物和主要构造即可。其它内容较难理解，宜在实习中结合岩石标本去完成。 教学方法 本节课以讲解为主，配合多媒体图件进行说明。 讲授重点内容提要 一、变质作用的相关概念 （一）变质作用（metamorphism） 什么是变质作用？就是指先成岩在地下高温高压和化学活动性流体的参与下，在固态状态下改变其结构、构造或化学成分，从而形成新岩石的作用过程。
一般说来，岩石是否变质，是以有无重结晶现象或者出不出现变质矿物为标志（特别在温度升高的情况下）。根据观察判断，变质作用的温度大体在150°—900℃之间，低于150℃属于成岩作用的范畴；高于900℃则又属于岩浆作用的范畴。 （二）变质作用与岩浆作用的区别 变质作用与岩浆作用有何区别呢？岩石在变质过程中基本保持固体状态，一般不经过熔融。这里必须指出：如果地下温度近于岩石熔化的临界温度（如发生岩浆作用的影响）时，岩石部分产生熔融，而与固态岩石发生混合、交代等复杂过程，就叫超变质作用（或叫再熔作用，或叫花岗岩化作用），实际上是岩浆作用与变质作用的过渡形式。变质作用不仅形成各种变质岩，而且还形成多种类型的变质矿产。 二、变质作用的因素 引起变质作用的主要原因是温度、压力和化学活动性流体。在变质作用中以某一种因素单独起作用是少见的。它 们多以不同因素的组合出现，所以变质作用十分复杂。 （一）温度（temperature） 温度是引起变质的基本因素。温度的变化来源于地热、放射性元素的蜕变、岩浆活动及地壳运动诸方面。温度升高导致岩石重结晶作用，但不能超过900℃，否则就会重熔，那就不属于变质作用了。 出现高温的地区有：侵入岩体的周围；断裂带附近；地壳深处的放射热和地热区；现代的岛弧和大洋中脊等地区。 （二）压力（pressure） 压力也是重要变质作用因素之一。压力分为静压力、定向压力（应力）及流体压力三种。压力可使重结晶矿物产生定向排列，而形成变质岩特有的片理构造。 1、静压力(static pressure) 静压力是上覆地层引起的负荷压力。它具有均压性（围压性）。根据岩石的平均比重，深度增加1km，压力要增加275—300巴（1个大气压约等于1巴）。变质作用的最低负荷压力是1—2千巴。大约在4—7km深处。估计变质作用的最大深度为35km，最大负荷压力为1万巴。静压力有利于塑性变形和高压矿物的产生。 2、定向压力（directional pressure） 其特征是具有定向性，主要由地壳运动引起的，在地壳中分布不均，在地壳的上部发育，使岩层产生褶皱、断裂；使矿物的晶格变形；使其中的片状矿物和柱状矿物垂直于定向压力的方向排列，而成片理构造。此外，变晶矿物受里克定律的支配。晶体在最大压力方向上解体，在最小压力方向上增长。由于定向压力出现在地壳浅处，这些地方往往有水分存在，所以在定向压力条件下，产生的变质矿物多含OH-，如白云母、绿泥石、滑石等。 3、流体压力（fluid pressure） 流体压力是H2O、CO2、O2等挥发性流体占据岩石粒间空隙而产生的。在地下深处，全部负荷压力都传递给流体，这时负荷压力与流体压力相等。在地壳浅处，岩层裂隙发育，并与地表沟通，这时流体压力小于负荷压力。只有在岩浆侵入体周围，岩浆结晶时析出大量流体，才可能出现流体压力大于负荷压力的状况。 （三）化学活动性流体（fluid） 温度和压力，只能使岩石的结构、构造和矿物成分发生变化，要使岩石的
●第九章区域变质作用及 区域变质岩 第一节概述 一、区域变质作用的基本概念 ●区域变质作用是在岩石圈大规模范围内发生的多种因素综合起作用的复杂变质作 用；区域变质作用常与构造运动相伴发生，多见于前寒武纪结晶基底及显生宙造山带，常伴有混合岩化、大规模的变形及岩浆活动，主要变质因素是温度、压力和流体；区域变质作用以分布范围广、变质环境多样和变质因素复杂为特征。 二、区域变质作用因素 ●区域变质作用中有各种变质因素的复杂配合，特别是区域性的地热异常和构造应力 场的配合。一般来说变质峰期晚于变形峰期或与变形峰期大致同时。 ●区域变质作用和花岗岩浆侵入作用间的关系虽有争议，但许多片麻岩热穹隆中心或 造山带的热轴附近都伴随有大规模的混合岩化作用和花岗岩浆活动。 ●低压区域变质和花岗岩浆活动的关系更为密切。特别是一些发育“板底垫托”岩浆活 动的地区，可以把岩体看作是热能提供者之一；但在另一些情况下，花岗岩、混合岩和高级变质岩都可能是受热达到顶峰时的产物，都与区域热流异常有关。在一个造山带中区域热流异常的强度往往是不均一的，导致造山带区域变质作用的不均一性，可以形成一个甚至多个变质热穹隆。 ●区域变质作用的温度范围和接触变质作用大体相同，为200 ℃±～800℃±，而压 力范围显然比接触变质高，为0.3～1.2GPa。但要注意两者之间的过渡关系，特别是高热流条件下的低压区域变质几乎与接触变质没有什么区别，应从产状上加以区分。 压力是区域变质的一个重要控制因素。一个区域范围内，温度对压力的改变率（dT/dp）称为地热梯度，记作℃/km。地热梯度的大小决定着区域变质作用的压力 类型。 三、区域变质作用的地质条件 区域变质作用与造山运动有密切的成因联系。在我国及世界各地，最古老的岩石如太古宙结晶基底主要由区域变质岩构成，元古宙、显生宙的一些造山带的核部，区域变质岩亦有大面积的分布。 区域变质作用可发生于多种地质条件下，苏克（Milos Suk,1983）划分出5种不同类型的区域变质作用： 1.大陆地盾区的区域变质作用外形上不显带状，而呈面型分布。一般为低压变质，但温度差异甚大，有的地盾区普遍遭受高级变质作用（高角闪岩相和麻粒岩相），伴随强烈混合岩化作用。如加拿大地盾、斯堪的那维亚地盾等。也有些变质很浅。如非洲、澳大利亚、加拿大等地的绿岩带。 2.造山带的区域变质作用多呈带状分布，延伸数百至上千公里，多为中压或高压型变质作用。如欧洲的加里东造山带为中压变质，阿尔卑斯造山带为高压变质，我国秦岭造山带则包括了不同压力类型的变质作用。 3.汇聚板块边缘的区域变质作用以长达数千公里的双变质带为特征。靠大洋一侧由于板块俯冲，冷的洋壳和海沟沉积物被带到深处，常形成低温高压变质带（三波川型，蓝闪石－硬玉型）；靠大陆一侧是地幔物质上涌带，伴有中酸性岩浆活动，往往形成低压高温变质带（领家型，红柱石－夕线石型）。但要注意，有的地区发育不同压力类型的变质作用，而不一定是板块俯冲带。 4.热穹隆核部的区域变质作用穹隆构造的核心部分变质程度高、出现片麻岩、混合岩和花岗岩，向边部变质程度逐渐降低。是一种中心式递增变质作用，常围绕热中心发育递增变质
第三节变质作用与变质岩 变质岩约占大陆面积的1/5左右，是岩浆岩或沉积岩经变质作用所形成的岩石。 一、变质作用与变质岩 （一）变质作用 变质作用——岩浆岩、沉积岩或者先成变质岩在地壳运动、岩浆活动等作用下导致的物理、化学条件的变化，并使之成分、结构、构造产生一系列改变，这种变化和改变的作用称为变质作用。 （二）变质岩——指地壳中已有的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）在地壳运动或后来的岩浆活动的影响下，受到高温高压和化学活性物质的作用，使原岩的结构、构造甚至于化学成分都发生剧烈的变化而形成新的岩石---变质岩。（如粘土矿物在温度压力增高时可变为云母） 二、变质作用因素 主要因素为温度、压力和化学性质活泼的气体和溶液 （一）温度：影响变质作用的最基本因素 多数变质作用是随温度升高而进行的。变质作用发生的温度是有一定的范围，那么，变质作用的起始温度和终止温度是多少呢？目前的共同认识是： ◆起始温度：以浊沸石、蓝闪石、红柱石、钠云母、叶腊石等变质矿物的首次出现，作为变质作用的开始。这些矿物出现时的温度范围为是在150℃—250℃之间。这就是变质作用发生的起始温度。 ◆终止温度：原岩发生大规模熔融时的温度。 因此，变质作用的温度变化范围应为650℃—150℃之间。低于150℃属固结成岩作用；大于650℃岩石熔化，属岩浆作用范畴。 温度作用：非晶质结晶质（岩石结构变，组分不变） 细晶粗晶（岩石结构变，组分不变） 矿物新矿物（矿物成分、结构、构造变）
温度来源：◆地热增温率：1℃/33M ，需其它热源补充、迭加。 ◆放射性元素衰释放的热量：特点是总量大，不均匀，有时也极为可观。 ◆岩浆活动带来的热能：其强度和岩浆活动的规模有关，有时范围很小，仅限接触带，即是所谓的接触变质，有时也可能影响一个区域。 ◆应力作用下的摩擦热：其较为局部，如断裂带。 在变质作用过程中物质成分的变化，温度和压力起了重要作用，表现在： 温度变化，①使岩石通过释放或获得某些挥发分，发生化学成分重新组合，原矿物消失，新矿物生成。如，高岭石脱水（高温）反应 Al4［Si4O10］［OH］8 Al2［SiO4］O＋2 SiO2＋4H2O 方解石的脱CO2的反应 CaCO3 ＋SiO2CaSiO3 ＋CO2↑ ②矿物的重结晶－温度升高使岩石的小晶体，再次生长成大晶体。这是岩石在固态下质点重新排列，而不形成新矿物。如， CaCO3（微晶）CaCO3（粗晶） 石灰岩大理岩（质纯、洁白者称汉白玉） （二）压力 可分为静压力、流体压力、定向压力。 1.静压力（均向压力） 一般指由上覆岩层的负荷重量所引起的压力。这种压力是随深度增加而增大的，而且对岩石的作用力各向均等。 静压力的作用： ①压缩岩石，使岩石孔隙减小， 变得致密坚硬； ②矿物的原子、离子、分子间距缩小，形成比重大、体积小的新矿物。 （2）高压下，比重小、体积大的不同矿物可结合成比重大、体积小的新矿物。
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、 H 2O、 CO 2 和TiO2、 P2O5 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。 在等化学变质的情况下，变质岩化学成分（除H2O和CO2外）取决于原岩的化学成分。 等化学系列，系指具有同一原始化学成分的所有岩石；其中矿物组合不同是由变质作用类型和强度决定的，如基性岩石在区域变质条件下，随着变质程度增加出现绿片岩—→绿帘角闪岩—→斜长角闪岩—→斜长辉石岩，构成一个等化学系列。 等物理系列指同一变质条件下形成的所有岩石，其矿物组合的不同是由原岩化学成分决定的，如一个变质相或变质带的所有岩石。 ?变质岩的矿物成分: ◆主要决定于变质岩的化学成分和变质作用的程度，其次也与变质作用类型有关。 下面列举主要的造岩矿物 岩浆岩、沉积岩、变质岩中出现的矿物 主要在岩浆 中出现的矿物 主要在变质岩 中出现的矿物 主要在沉积岩 中出现的矿物 石英霞石帘石类蛋白石、玉髓钾长石白榴石符山石、方柱石粘土矿物云母鳞石英透闪石、阳起石盐类矿物斜长石类方钠石硅灰石海绿石 角闪石类蓝方石蓝闪石水铝石 辉石类黝方石硬玉、软玉 橄榄石歪长石绿泥石 磁铁矿玄武角闪石红柱石、蓝晶石和夕线石
第五章地表形态的塑造 第三讲河流地貌的发育 课堂巩固跟踪检测 [基础巩固组] 读图，完成1～2题。 1．图中H地的地貌类型是() A．“V”型谷B．冲积扇 C．河漫滩D．三角洲 2．下列四幅图描述了该河流谷地的特征，其中正确的是() A．只有①②B．只有②③
C．只有①③④D．①②③④ 解析：第1题，H地位于河流流出山谷口的位置，应是冲积扇。第2题，从X到Y等高线变得稀疏，海拔降低，坡度减小，下蚀减弱，侧蚀增强，河流变宽。 答案：1.B 2.D (2018·湖北宜昌二模)和田玉是一种深埋在地下的白云岩变质而成的大理岩，再经岩浆活动形成的岩石(这种石包玉的石与玉界限清楚，可以分离)。当岩石露出地表，经风化、流水冲刷和搬运、沉积，石与玉则分离，这便形成鹅卵石状的籽料。据此回答3～4题。 3．籽料形成过程中的地质作用的先后顺序是() A．岩浆侵入—变质作用—外力作用—地壳运动 B．变质作用—岩浆侵入—地壳运动—外力作用 C．变质作用—地壳运动—岩浆侵入—外力作用 D．外力作用—变质作用—岩浆侵入—地壳运动 4．根据材料和图片信息，图中寻找籽料的最佳地段是() A．①B．② C．③D．④ 解析：第3题，由材料可知：首先由白云岩变质形成大理岩；然后大理岩被
岩浆侵入，且被包入岩浆中形成新岩石；“岩石露出地表”说明有地壳上升运动过程；最后经外力作用玉、石分离形成籽料。 易错警示：侵入岩位于地下，能受到外力作用之前，必然要出露地表，则应有地壳上升运动过程。 第4题，由“流水冲刷和搬运、沉积”可知，籽料应位于河流落差由大变小的位置，即冲积扇处，图中③刚好位于山口冲积扇而符合条件。 答案：3.B 4.C 扇三角洲是由邻近高地推进到稳定水体中的冲积扇。读扇三角洲示意图，完成5～6题。 5．扇三角洲的特征是() A．发育在河流入海口B．分布在湿润区 C．沉积物大多为粉沙D．经多次堆积形成 6．图中的辫状河流() A．流量稳定B．河道较深 C．容易改道D．无结冰期 解析：第5题，图示扇三角洲发育在河流出山口，不一定分布在湿润区；扇三角洲沉积物具有明显的分选性，下层是砾石、粗沙，上层大多为粉沙、泥
变质岩岩石学总结 2013-04-09 14:58变质岩岩石学总结 第一章变质作用概述 第二章变质岩的基本特征 第三章变质岩的分类命名 第四章变质岩的原岩研究 第五章变质岩的形成作用 第六章变质反应和变质带 第七章共生分析和变质相 第八章变质作用与大地构造 第一章变质作用概述 一、变质作用概念 （1）与地壳形成和发展密切相关的一种地质作用； （2）地壳已存岩石在基本保持固态条件下的转变过程. （3）特殊条件可以产生重熔（溶），形成部分流体相（岩浆） 二、变质作用影响因素 包括原岩化学成分；地质条件；物理化学因素。 物理化学因素包括温度、压力、应力、流体。它们通常是同时出现，相互促进又相互制约。 温度一般是最重要的因素，它不仅控制着变质作用的发生和发展，也制约着流体的活性和岩石变形性质； 压力也是影响物化平衡的独立因素，有时对矿物组合起决定作用； 应力不是变质反应物化平衡的独立因素，但它是变质岩组构的最重要因素，此外还控制着变质反应的速度和规模； 流体是变质作用得以实现的基本因素，但温度又是流体具有活动性的前提。
三、变质作用方式（见后）： 变质重结晶作用、变质结晶作用、变形作用、 交代作用、变质分异作用。 四、变质作用类型： 分类依据:分布规模/地质背景或物化条件。有关术语 1、局部变质作用：接触变质作用; 动力变质作用; 冲击变质作用; 交代变质作用. 2、区域变质作用: 造山变质作用; 洋底变质作用; 埋藏变质作用; 混合岩化作用. 五、变质岩概念： 地壳已存岩石在基本保持固态条件下形成的一种转化岩石，其形成与地壳的发生和发展密切相关。 第二章变质岩的基本特征 一、变质岩的化学成分 ? 影响因素-体系的封闭程度及元素的活动性 影响因素: 原岩特点、变质作用的物化条件、体系的封闭程度（封闭体系：化学成分取决于原岩的化学成分;开放体系：除原岩的化学成分外，还与元素在变质作用过程中的行为有关） ? 等化学系列的概念/类型/主要特点 指具同一原始化学成的所有变质岩，其矿物组合 的不同是由变质作用的类型和强度决定的。 1).富铝系列：富铝、贫钙；铁、镁低；钾>钠。原岩是泥质岩石（泥岩、页岩）或火山凝灰岩。特征变质矿物为硬绿泥石、十字石、堇青石、铁铝榴石、红柱石、蓝晶石、矽线石。
《地质学》复习题 变质作用和变质岩 ●变质作用：在地壳一定深度内,由于温度、压力、应力等因素的综合影响和物理化学 条件的改变，使原来的岩石在基本保持固态下发生矿物成分、化学成分、岩石结构-构造的变化形成新岩石的一系列过程，称为变质作用。 ●变质岩——地壳中原来已经存在的各种岩石，在温度、压力和化学活动性流体的作用 下，使原来的岩石在结构、构造或物质成分上发生变化而形成的新岩石。 ●变质岩的标志矿物：变质过程中产生的部分新矿物，如石榴子石、蓝闪石、绢云母、 绿泥石、十字石、红柱石、阳起石、透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石、石墨等变质矿物。这些矿物是在特定环境下形成的稳定矿物，是鉴别变质岩的标志矿物。 ●变质岩的结构： 变晶结构——变质作用过程中，原岩在固态下发生矿物的重结晶、变质结晶作用，形成的结晶质结构。如：粒状变晶结构（石英岩、大理岩）、鳞片变晶结构（千枚 岩、云母片岩）、斑状变晶结构、等。 变余结构——变质程度较低，重结晶和变质结晶不完全，是变质作用过程中，残留的原岩的结构。如：变余碎屑结构、变余泥质结构（板岩）、变余斑状结构等。 ●变质岩的构造： 变成构造——原岩通过重结晶、变质结晶形成的构造，是在变质作用过程中形成的构造。如：斑点构造（斑点板岩）、板状构造（板岩）、千枚状构造（千枚岩）、片 状构造（片岩）、片麻状构造（片麻岩）、块状构造等。 片理构造——片理(片状构造) lamination，schistosity;schistosity。指岩石形成薄片状的构造。在变质岩区，由强烈变形和变质作用，使片状或板状 矿物成定向排列而形成的一种面状构造。板状、千枚状、片状、片麻状构造 可通称为片理。在变质岩中极为常见，是重要特征之一。 片麻构造——片麻状构造gneissic structure又称片麻理。变质岩中常见的一种构造，也是变质最深的一种构造。特征是岩石主要由浅色粒状矿物组 成，但有一定数量呈定向排列的深色片状或柱状矿物，后者在浅色粒状矿物 中呈不均匀的断续分布。 变余构造——岩石变质后仍保留原岩的构造特征，是变质岩中残留的原岩构造。如：变余层理构造、变余波痕构造、变余气孔构造、变余泥裂构造等。 ●变质作用类型，根据变质因素和地质条件的不同分为四种类型： 动力变质作用 接触变质作用 区域变质作用 混合岩化作用 ●
第八章变质作用与变质岩 第一节变质作用 1、变质作用概述 变质作用：岩石在固体状态下，由于温度、压力及化学活动性流体作用，发生矿物成分、化学成分和结构、构造变化的作用。 经变质作用形成的岩石称变质岩。 变质岩由原有岩石变化而来,变质岩的前身，称为变质岩的原岩。变质岩原岩可以是火成岩，也可以是沉积岩和变质岩。 变质作用与岩浆作用和沉积作用 岩石的变质与温度有关，但温度作用并未使原岩发生熔融。若原岩受热熔融变为岩浆，然后冷凝结晶，则属岩浆作用范畴，形成的岩石为火成岩。 另一方面，引起变质作用需要一定温度和压力条件，与沉积作用不同，一般发生于地表以下一定深度。 一、变质作用的主要因素 温度 压力 化学活动性流体 （一）温度 温度是引起变质的基本因素。岩石在较高温度下，增强了矿物中原子、离子的活动性，使一系列变质反应发生。如非晶质变为晶质，由结晶细小变为结晶粗大，一种矿物转变为另一种矿物等。 变质作用发生温度范围一般在200~800℃。高温岩石将熔融，低温属成岩作用。 变质温度的主要来源： 地热－地下温度随深度增大而增高（地壳深部）。 岩浆热－岩浆侵入引起围岩变质作用（侵入体附近）。 地下高温区通常在：地壳断块之间的相互错动和挤压,在局部产生热量(断裂活动带),引起变质。 （二）压力 静压力：上覆岩石重量引起。各向同性使得矿物中原子、离子和分子间间距减小，促使矿物结构改变，形成密度大，体积小的新矿物。 定向压力：作用于岩石的侧向挤压力，有方向性，作用结果使岩石结构、构造发生变化，形成矿物定向排列特征。与构造运动有关，特别出现在造山带或构造带断裂带。 （三）流体 化学活动性流体以H2O和CO2为主，含有活动性元素（F、Cl、B、F等）。流体在一定温度和压力条件下参与变质反应，造成岩石中元素的带入和带出，改变岩石的化学组分。 流体来源：岩石裂隙中液体；矿物结构中水；岩浆中热气和热液；地壳深部热液。 温度、压力、化学活动性流体 变质作用过程中各种因素相互配合。不同地质条件下引起变质作用主导因素不同，因而显出不同的变质特征。如： 岩浆侵入体周围，温度和流体是引起变质的主导因素； 构造活动带，定向压力促使岩石发生破碎和变质；大面积区域变质作用是温度、压力和化学活动性流体综合作用的结果。 二、变质作用方式: 重结晶作用：同种矿物晶粒由小变大的作用过程。如：
第五章变质作用与变质岩 §１.变质作用概述 前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。 以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）——“水成论”。 以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。——“火成论”。 这两大学派的争论持续了大约三十年，最后以“火成论”胜利告终。现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成”的沉积岩，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。三大岩类在地壳中分布大致是： 岩浆岩占地壳总体积的64.7%； 沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75%； 变质岩占地壳总体积的27.4%。 一、概念 变质作用——岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体的作用,发生成分、结构、构造等变化的地质作用。 变质岩——由变质作用形成的岩石。 原岩变质变质岩
二、引起变质作用的因素 (一) 温度： 影响变质作用的最基本因素 150°-180°～800°-900° 升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质 变为晶质，原来小晶粒长大。 （二） 压力： 1． 静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。 每公里厚的岩石压力为275巴； 地下10 公里 约2750巴； 地下 20公里 约5500巴。 静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小 的新矿物。 ２．定向压力 —— 作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是 构造力的作用造成。 定向压力的作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。 （三）化学活动性流体 来源 地热 岩浆热
变质作用和变质岩的概念 变质作用的概念： 由内力地质作用引起物理、化学条件的改变，从而使地壳中原有岩石的化学组分、矿物组成、结构构造等方面在原岩基本保持固态的情况下 所发生的转化作用。变质作用与岩浆作用没有明显的界限（如混合岩化作用：低熔点的长英质物质被熔融形成液体相，与原岩中难熔组分相 互作用混合形成一种新的岩石。），但两者不同的特点是：变质作用基本在固态进行。 影响变质作用的因素（相当于变质作用的物化条件） 温度：是变质作用最积极主要的因素，多数变质作用是在温度升高的情况下进行的。主要表现： 1、温度升高引起重结晶作用（如非晶质蛋白石变成石英、石灰岩重结晶变成大理岩、石英砂岩变成石英岩等）和矿物多型变体的形成 （低温石英变成高温石英、变质岩中的蓝晶石红柱石变成矽线石等）。 2、温度升高引起岩石中各种组分重新组合形成新矿物，且伴随结构水、结晶水等的脱出。如高岭石在温度升高下转变为红柱石和石英 组成的红柱石角岩。【高岭石（吸热→）?（←放热）红柱石+石英+水】。白云母分解就形成硅线石+钾长石。【白云母+石英（吸热→） ?（←放热）硅线石+钾长石+石英】。 3、温度升高为变质反应提供能量，起到促进作用。 热源： 1-岩浆熔融体带来的热。 2-地热：地壳恒温层以下，温度随深度而改变，愈深温度愈高，呈有规律的增加。但单纯的地热不足以引起变质作用。恒温层以 下每向下增加100米所增加的温度数称为地热增温率（一般深度每增加100米温度平均增加3℃） 3-构造运动所产生的热，大规模推覆挤压由于摩擦产生大量的热能，可使岩石变成塑性状态，甚至发生局部熔融。 4-岩石中放射性元素蜕变放出能量。 5-地幔深部熔融体的重力分异，产生上升的热流，引起热液值的升高。 6-地壳中物质相转变释放出的热能等。 压力：根据压力性质和所起的作用划分。 1、负荷压力（P L）：又称围压。是一种均向压力，一般指岩石在一定埋深所承受上覆岩层的重力，负荷压力是深度和上覆岩层比重的 函数，主要表现如下。 使岩石孔隙减少，变得致密坚硬。如镁橄榄石+钙长石（负荷压力增大的情况）→石榴石 促使化学反应的速度加快或减缓。 引起结构的改变。如重结晶。 2、流体压力（Pf）：存在于岩石的粒间、显微裂隙及毛细孔隙中的流体物质（主要是水、二氧化碳等）对周围物质所产生的压力。如 果流体相在饱和封闭状态下，固体岩石所承受的压力能全部传导给流体相，所以（Pf）=（PL）。如果流体相在地 壳较浅部且自由流通状态下，（P f）=流体相重力＜（P L）。 3、定向压力：构造运动或岩浆侵入围岩时所产生的侧向挤压应力，主要发生在地壳表层，随深度增加而减弱。 化学活动性流体：通常指气态或液态的水溶液，由于压力差或浓度差引起流动，便对周围岩石发生交代作用，造成岩石中组分的带出带入，形成与原岩性质截然不同的变质岩石。如： 绢云母+绿泥石（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）黑云母+水 白云母+石英（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）钾长石+硅线石+水 蛇纹石+水镁石（脱水，温度升高→）?（←水化，温度降低）镁橄榄石+水 方解石+石英（去碳酸盐化→）?（←碳酸盐化）硅灰石+二氧化碳 变质岩的概念：由变质作用形成的岩石称为变质岩。 根据原岩类型划分为： 正变质岩：由岩浆岩经变质作用形成的变质岩。 副变质岩：由沉积岩经变质作用形成的变质岩。 简述对变质作用和变质岩的研究具有什么意义： 对变质作用和变质岩的研究可重塑一个地区地壳发展和演化的规律。 由变质作用所形成的矿床分布广泛，矿种众多。
第5章变质作用与变质岩 一、名词解释 变质作用正变质岩副变质岩重结晶作用重组合作用交代作用接触变质作用气液变质作用蚀变动力变质作用区域变质作用混合岩化花岗岩化变质带双变质带片理变质矿物碎裂带 二、是非题 1.变质作用可以完全抹掉原岩的特征。（） 2.变质作用最终可导致岩石熔化和形成新的岩浆。（） 3.重结晶作用不能改变岩石原来的矿物成分。（） 4.接触变质作用常常影响到大面积的地壳岩石发生变质。（） 5.同质多相晶的矿物能够作为重结晶环境的指示矿物。（） 6.标志变质作用程度的典型的级别顺序是低级变质作用的绿片岩；中级变质作用的角闪岩和代表高级变质作用的辉石变粒岩。（） 7.标志高围压低温度形成的变质岩顺序是蓝片岩；紧接着是榴辉岩。（） 8.区域变质作用常常包含明显的机械变形。（） 9.区域变质作用的变质程度表现出水平与垂直方向上都有变化。（） 10.石灰岩经变质作用后只能变成大理岩。（） 11.片岩、片麻岩是地壳遭受强烈构造运动的见证。（） 12.高温、高压和强烈剪切作用是引起变质作用的最主要因素。（） 13.当加热时，所有的岩石都可在一定温度下重新起反应。（） 三、选择题 1.接触变质形成的许多岩石没有或几乎没有面理，这是因为（） a.接触变质时几乎没有什么变形 ; b.接触变质在高温条件下进行的 ; c.接触变质在低温条件下进行的 ; d.在变质过程中没有任何完好矿物重结晶。 2.富长英质成分（Al2SiO5的铝硅酸盐）的岩石在变质作用过程中随着温度、压力的逐渐增加可以形成Al2SiO5系列多形晶矿物，其顺序是（） a.蓝晶石、红柱石、夕线石; b.红柱石、蓝晶石、夕线石; c.夕线石、红柱石、蓝晶石 ; d.夕线石、蓝晶石、红柱石。 3.碎裂岩是动力变质的产物，它主要是由于（）和（）。 a.沿断裂带机械变形的结果 ; b.作为岩石接近熔点的塑性变形 ; c.与花岗岩侵入有关 ; d.与断裂附近密集的节理有关。 4.下列哪一个不是变质作用的产物。（）。 a.变斑晶 ; b.眼球花岗岩 ; c.斑晶 ; d.麻砾岩。