●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
带。此类变质作用归因于局部热流增高。局部热流增高可由于传导（局部放射性热流增加）、对流（深部上升的岩浆）、或者地幔底辟上隆而引起的地壳加热等方式产生。
5.洋底变质作用由于洋中脊和热点附近热流值的增加和深部上升的含Mn、Fe、Zn、Pb等元素的热水溶液的作用，使洋壳岩石发生不同程度的变质作用。如拉斑玄武岩转变为角闪岩或绿片岩、超基性岩蛇纹石化等。变质程度从沸石相到角闪岩相，地热梯度较高，可达150℃/ km（塞浦路斯的特鲁多斯）。
第二节区域变质岩的分类及常见的岩石类型
一、区域变质岩的分类
●区域变质作用可以看作是等化学变质作用。因此，区域变质岩多采用等化学系列和
等物理系列相结合的分类方案。
我国学者程裕淇（1963）的分类方案中将区域变质岩分为九大类：①长英质、②泥质、③中性、④半粘土质、⑤基性、⑥钙质、⑦钙镁质、⑧富硅岩、⑨镁质。
●程先生的分类中考虑了不同变质相条件下各种原岩类型的矿物组合的变化及混合岩
化过程中各类岩石的变化，并提出一整套命名原则。该分类命名原则一直是后来各
省区拟订变质岩分类命名方案的蓝本。
本课程采用特纳的分类法，即将变质岩按化学类型分为：①泥质变质岩，②长英质变质岩，③钙质变质岩，④基性变质岩，⑤镁质变质岩。
二、常见区域变质岩的特征及命名
●区域变质岩常具有区域性大面积分布，多发育区域性的劈理、结晶片理。
●区域变质岩中常见岩石类型的基本名称的确定主要是依据其结构构造和矿物组成特
征。常见的区域变质岩的主要类型及其特征如下：
1.板岩是一种隐晶质－极细粒、具完好的平面面理的变质岩石，板状构造，并保留残留的泥质、粉砂质、凝灰质结构及变余层理构造。常发育与层理斜交的板状劈理。变质程度非常低，原岩矿物成分无明显的重结晶现象，新生矿物很少，仍以隐晶质为主，无丝绢光泽。
●原岩主要为泥质、粉砂质沉积岩及部分中酸性凝灰岩等。
●进一步命名： 质板岩。
2.千枚岩一种显微晶质－很细粒的变质岩，变质程度比板岩高，但肉眼仍很难鉴定出矿物成分，而在显微镜下可鉴定出矿物成分。典型的主要矿物组合是绢云母－绿泥石－石英，有时含较多钠长石。常为显微粒状鳞片（状）变晶结构，千枚状构造，也常出现交面线理或皱纹线理。
●原岩常为泥质、粉砂质及部分中酸性火山岩及混合型岩石。
●进一步命名：片状矿物＋千枚岩。
3.片岩主要由片柱状矿物和粒状矿物组成，可含有十字石、蓝晶石、石榴子石、蓝闪石等特征变质矿物。片柱状矿物含量较高，常＞30%，粒状矿物以石英为主，可含一定量的长石，但长石含量＜25%，常为鳞片粒状变晶结构，片状构造。极易沿片理劈开成薄的岩片。
●原岩是粘土岩、半粘土岩，各种火山岩及火山碎屑岩和混合型沉积岩。
●进一步命名：（颜色＋）特征变质矿物＋片（柱）状矿物＋片岩。
4.片麻岩主要由石英、长石及少量暗色矿物组成，长石+石英＞70%，长石＞25%，暗色矿物＜30%。常为鳞片粒状变晶结构，变晶粒度＞1mm，片麻状构造。由于片柱状矿物含量降低，虽说岩石的面理比较显著，但不如片岩中的完善，沿面理剥开的能力不及片岩。
●原岩可是正常沉积岩，也可是火山岩或火山碎屑岩及各种中酸性侵入岩。
●进一步命名：特征变质矿物＋片柱状矿物＋长石种类＋片麻岩。
5.长英质粒岩主要由长石、石英等粒状矿物组成，其含量＞70%，长石＞25%，片、柱状矿物＜30%，常为细粒等粒鳞片粒状变晶结构，变晶粒度＜0.5mm，岩石常为块状和弱片麻
状构造。
（1）变粒岩暗色矿物含量10～30%；
（2）浅粒岩暗色矿物含量＜10%。
●原岩可以是长石砂岩、半粘土质沉积岩、中酸性火山岩、火山碎屑岩等。
●进一步命名：特征变质矿物＋片柱状矿物＋长石种类＋基本名称。
6.石英岩类主要由石英组成，石英含量＞75%，常为等粒粒状变晶结构，粒度变化大，块状构造。是石英砂岩或燧石岩重结晶的产物。
常见类型：
（1）纯石英岩石英含量＞90%，少量云母、长石、帘石或磁铁矿等。
（2）长石石英岩除石英外，含一定数量的长石及少量云母类矿物，长石含量一般＜20%。原岩为长石石英砂岩。
（3）磁铁石英岩主要由石英和磁铁矿（部分赤铁矿）组成。可含镁铁闪石、铁白云石、黑硬绿泥石、镁鲕绿泥石、黄铁矿、磁黄铁矿、普通角闪石、阳起石、辉石、富铁橄榄石等。常为等粒粒状变晶结构，变晶粒度变化大（0.002～0.5mm ），块状或条带状构造。原岩主要为富硅、富铁的凝胶化学沉淀物所形成的铁质碧玉岩。主要形成于前寒武纪古老变质岩系中，低级到高级变质均可出现。
7.大理岩类主要由方解石、白云石等碳酸盐矿物组成，碳酸盐矿物含量＞50%（否则为钙硅酸盐粒岩类），常含有其它钙硅酸盐、钙镁硅酸盐、钙铝硅酸盐类矿物如硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、镁橄榄石、斜长石、方柱石等，石英、方镁石、云母等也常可出现，通常为粒状变晶结构，粒度变化大，细—粗粒皆有，块状构造，也见条带状构造。
●进一步命名：特征变质矿物＋大理岩。
8.角闪岩习称斜长角闪岩。主要由普通角闪石和斜长石组成，一般情况下两类矿物含量大致相等，可含少量透辉石、石榴子石、黑云母、绿帘石、石英等。如果不含斜长石或斜长石含量很少，岩石主要由普通角闪石组成时称为角闪石岩（hornblendite）；如果片理发育，线理显著，则可称角闪片岩。
●角闪岩多数由基性火成岩变质而成，但也可能来自不纯的碳酸盐岩或杂砂岩。
9.麻粒岩形成于麻粒岩相条件下并含有紫苏辉石等高温变质矿物组合的特定岩石，可含单斜辉石及相当数量的斜长石、钾长石、石榴子石或其它高温变质矿物（夕线石、堇青石等），TiO2含量高，出现金红石、钛铁矿而不出现榍石，可含一定数量的石英；含水矿物不存在或少量出现，角闪石由于钛、铁含量相对较高而具有橄榄绿色或棕色，黑云母也因富镁、钛而显棕色；常为细、中、粗粒粒状变晶结构，块状构造或片麻状构造、条带状构造。
●原岩成分可从基性到酸性，据此可分出暗色麻粒岩和浅色麻粒岩。
●麻粒岩主要分布于太古代至早元古代变质地体中，研究其成因对于了解早期地壳演
化特征具有重要意义。近年来，相继有较多的显生宙麻粒岩地体被发现，这些发现
对于认识显生宙造山带形成演化过程中的热力学和动力学机制具有非常重要的意
义。
●进一步命名：特征变质矿物+麻粒岩。
10.榴辉岩类主要由淡绿色绿辉石和红色富镁的石榴子石组成，也可含透辉石、顽火辉石、蓝晶石、金红石及金刚石、柯石英等，但斜长石不出现于典型的榴辉岩中。岩石一般为深色中粗粒不等粒变晶结构，块状构造，密度大，约为3.5g/cm3。一般认为，榴辉岩是橄榄玄武岩至拉斑玄武岩成分的岩石在高压变质条件下形成的。
●榴辉岩一般呈包裹体状零散分布于其它有关岩石之中。根据其地质产状，可分为三
种类型：
（1）A型榴辉岩在金伯利岩或其它超基性岩体中作为深源包体存在，其中偶尔也产金刚
石，由此推断其来源深度超过100公里。岩石成分较简单，几乎全由绿辉石和石榴子石组成，石榴子石中镁铝榴石分子含量＞55%，有时含橄榄石，除金云母外，不含原生含水矿物。常具碎裂结构。
（2）B型榴辉岩夹在中压区域变质的斜长角闪岩或片麻岩之中，可见其向斜长角闪岩退变质的现象。岩石中石榴子石含镁铝榴石分子30％～55％，有时含普通角闪石和云母等。（3）C型榴辉岩产于蓝片岩之中，属低温类型。成分较复杂，除石榴子和绿辉石外，含冻蓝闪石、斜黝帘石、蓝晶石、硬柱石或多硅白云母等。岩石中石榴子石含镁铝榴石分子小于30%。
●
11.蓝片岩高压型蓝片岩相的变质岩石，其化学成分特点是氧化铁含量和Fe2O3/FeO值都较高，Na2O含量也较高。
●蓝片岩一般为细粒鳞片变晶结构，其矿物成分以含蓝闪石、铝铁闪石-钠闪石系列、
硬柱石、硬玉、霰石，还有绿纤石、黑硬绿泥石、红帘石、钠云母等高压低温矿物为特征，也可含一般矿物如绿泥石、绿帘石、钠长石、石榴子石、白云母等。
●蓝闪石（白云母）绿泥石片岩、硬柱石铝铁闪石石英片岩、硬柱蓝闪钠长片岩等都
是其重要类型。
●硬柱石被视为蓝片岩相的重要特征矿物，硬柱石－钠长石带可能出现于相对低压条
件下，硬柱石－硬玉质辉石带可能出现在高压条件下，硬玉质辉石和霰石只限于更高压的条件下。
第三节中压区域变质相系
一、一般特征
?中压区域变质相系形成深度较大(＞15km)，压力较高0.5～0.8GPa，反映区域上具中等地温梯度(16～25℃/km，平均20℃/km)。热流和构造应力共同起作用。其特征是：?主要分布于前寒武纪结晶基底及显生宙造山带；
?变质作用因素主要是温度、压力、应力；
?常伴随中酸性岩浆活动及混合岩化；
?一个发育完全的相系列有：
?中压沸石相→中压葡萄石-绿纤石相→中压绿片岩相→中压绿帘角闪岩相→中压角闪岩相→中压麻粒岩相。常见从绿片岩相到角闪岩相。以Barrow提出六个指示矿物带而闻名的苏格兰高地加里东变质带是中压区域变质相系的典型代素。
二、各相的特征
在中压区域变质相系中，沸石相和葡萄石－绿纤石相都属于埋藏变质相，多形成于很低的温度下，重结晶极不完全，常保留有较多的原岩残余矿物或残余结构，形成的岩石是最低级的变质岩。特纳（1982）称其为变质作用不成熟产物（Immature products）。本节重点介绍绿片岩相－麻粒岩相的特征。
（一）中压绿片岩相
以基性变质岩中出现钠长石、绿泥石、绿帘石、阳起石、叶蜡石和硬绿泥石为标志。高温部分出现黑云母。Turner（1948）曾将绿片岩相分为白云母－绿泥石亚相（低温部分）和黑云母－绿泥石亚相（高温部分），分别相当于巴洛的绿泥石带和黑云母带。
1.泥质变质岩类典型矿物共生组合：
①白云母+绿泥石+硬绿泥石+绿帘石+石英。K2O不足（Al2O3过剩），除白云母外可出现叶蜡石、硬绿泥石，不出现微斜长石。
②白云母+绿泥石+黑硬绿泥石+微斜长石。K2O过剩（Al2O3不足），不出现硬绿泥石、叶蜡石。
●绿片岩相泥质变质岩分布于绿泥石带－黑云母带。
●按变质程度不同，主要岩石类型有：
板岩、千枚岩、绢云母片岩。
●绢云母片岩重结晶程度较高，并开始形成片理。但粒度仍然较细小，含绿泥石、硬
绿泥石等，有的含钠长石，高温部分出现黑云母。绢云母片岩中可含有石墨、磁铁
矿、榍石、电气石和锰铝榴石等矿物。
2.长英质变质岩类矿物组合与K2O过剩的泥质变质岩的相似，但主要矿物成分是石英和长石（主要是钠长石），云母和绿泥石退居次要地位，绿帘石和斜黝帘石的含量较泥质变质岩中的多。
●主要岩石有变质砂岩、变质砾岩、变质流纹岩等，可根据变余结构区分之。
●由富钾的粘土岩变来者，不会出现硬绿泥石，岩石仍为绢云母千枚岩或片岩。
3.钙质变质岩类
●纯石灰岩变为纯大理岩。
●泥灰岩变为绿帘石透闪石大理岩或钙质片岩。可含石英、钠长石、微斜长石、白云
母、绿泥石、斜黝帘石、榍石和石墨等，视原岩中杂质而定。
●白云质灰岩变为滑石大理岩、透闪石大理岩、可含白云石。
●薄片中区分方解石和白云石的方法：
①选择具两组双晶的颗粒，当Np′位于钝角对角线者为方解石，Np′位于锐角对角线者为白云石；
②方解石常有聚片双晶，双晶纹平行菱形解理的长对角线，白云石则较少见聚片双晶，若有双晶，双晶纹平行菱形解理的短对角线。
4.基性变质岩类
●典型岩石为绿片岩。变余结构构造显著时，可区分出变质辉绿岩、变质玄武岩等。
●典型矿物组合为：
?绿泥石+绿帘石+钠长石+ （方解石）
?绿泥石+绿帘石+阳起石+钠长石（±石英±方解石）
?阳起石+绿帘石+钠长石
●绿片岩可按具体矿物组成进一步命名。原岩为基性火成岩者一般少见石英，统称绿
片岩；原岩为中基性火成岩者可含较多的石英和钠长石，可称绿帘钠长片麻岩；含较多石英和绿色黑云母的绿片岩可能是火山灰变质而成。
5.镁质变质岩类
●与基性变质岩类的区别是相对贫CaO，故矿物组合中不含斜长石和绿帘石，但可含
透辉石或透闪石。形成蛇纹石片岩、滑石片岩、阳起石片岩和绿泥石片岩等。可含有变余的橄榄石、辉石等。在富CO2溶液的交代作用下，可以形成滑石-菱镁矿片岩
或其它碳酸盐化的岩石。
（二）中压绿帘角闪岩相
●以出现晕长石、蓝绿色普通角闪石、铁铝榴石和直闪石为特征，相当于Barrow的石
榴子石带。是中压相系条件下绿片岩相与角闪岩相之间的过渡类型，也有人把它包括在绿片岩相之内，称为绿片岩相的一个高温亚相（相当于通常所说的高绿片岩相）。晕长石——从绿片岩相过渡到角闪岩相斜长石成分的变化。在绿片岩相到角闪岩相的过渡地带许多地区发现两种成分的斜长石共存，往往是An＜5的钠长石与An＞17的钠质斜长石共存。两种长石常构成显微交生体，这种情况与晕长石熔线有关。这种低温不混熔非常类似于碱性长石。
该相中也常见无色的阳起石与蓝绿色的普通角闪石同时共存于一个薄片之中，或
者构成显微交生。
1.泥质变质岩类
●K2O不足时可出现硬绿泥石和铁铝榴石，无钾长石。苏格兰石榴子石带泥质变质岩
的共生组合是：白云母+黑云母+硬绿泥石+铁铝榴石+斜长石。可称为硬绿泥石云母片岩或石榴石云母片岩。
●K2O过剩时，出现钾长石，而无硬绿泥石、铁铝榴石。可称为云母（白云母、二云
母）石英片岩等。
2.长英质变质岩类
●原岩主要为砂质沉积岩和酸性火山岩。因K2O过剩而出现钾长石，不出现叶蜡石、
硬绿泥石和铁铝榴石。矿物组合为石英＋钠长石（晕长石）＋微斜长石＋白云母＋黑云母。
●矿物含量上以长石和石英为主，可有绿帘石。有些杂砂岩变来者因K2O不足而不含
钾长石，可含少量铁铝榴石。
●按其矿物含量及结构构造，可称为长英片岩、长英（变）粒岩或者片麻岩。
3.钙质变质岩类
●典型矿物组合为：方解石＋石英＋钠长石＋绿帘石＋透闪石。
●按矿物含量和结构构造可称为大理岩或钙质片岩。泥质灰岩变来者可含云母、钾长
石或普通角闪石，可称为角闪石大理岩、钙质片岩；白云质灰岩变来者主要为透闪石大理岩、滑石大理岩。
4. 基性变质岩类
●典型矿物共生组合：普通角闪石＋钠长石（晕长石）＋绿帘石＋绿泥石（＋铁铝榴
石）。
●基性岩系基本不含石英，称为钠长绿帘角闪岩；中基性岩系长石石英较多，称为绿
帘钠长片麻岩。
5.镁质变质岩类
●可形成绿泥石片岩、角闪石片岩、滑石透闪石片岩、直闪石片岩等，有时含铁铝榴
石。
●主要矿物组合有：
普通角闪石（透闪石）＋绿泥石＋铁铝榴石；
滑石＋透闪石＋绿泥石。
（三）中压角闪岩相
●基性变质岩中的典型矿物组合是：普通角闪石＋斜长石（An＞17）。岩石中少见变余
结构构造。
●泥质变质岩中普遍出现铁铝榴石、十字石、蓝晶石、夕线石。
●Turner进一步将该相分为三个亚相：
A1十字石－铁铝榴石－白云母亚相
A2蓝晶石－铁铝榴石－白云母亚相
A3夕线石－铁铝榴石－正长石亚相
分别相当于Barrow的十字石带、蓝晶石带和夕线石带。有时十字石带也可有蓝晶石，某些岩石中蓝晶石出现的温度甚至更低。
●这三个亚相的划分主要依据下列三个临界变质反应：
（1）（硬）绿泥石分解：硬绿泥石＋铝硅酸盐（叶蜡石）?十字石＋3石英＋H2O （Chl＋Ms ?St＋Bi＋Q＋H2O）
（2）十字石分解：十字石＋石英?Al2SiO5（蓝晶石）＋铁铝榴石＋H2O
（St＋Ms＋Q ?Alm＋Ky＋Bi＋H2O）
（3）白云母分解：白云母＋石英?Al2SiO5（夕线石）＋正长石＋H2O，含石英的岩石中白云母消失，进入第三亚相。
A1、A2中十字石、蓝晶石和铁铝榴石等不与钾长石共生，进入A3后，铝硅酸盐矿物才开始与钾长石共生。
1.泥质变质岩类
●第一亚相中形成十字石蓝晶石云母片岩、十字石铁铝榴石云母片岩。
●第二亚相中形成蓝晶石铁铝榴石云母片岩。
●第三亚相中形成夕线石铁铝榴石二长片麻岩，这时候白云母和绿帘石不稳定了，十
字石、蓝晶石也消失了，夕线石、铁铝榴石和黑云母在含量上仍为主要矿物，但开始和钾长石（正长石）平衡共生了。
2.长英质变质岩类
由砂屑岩和酸性火山岩变成者，在第一、二亚相时变为二云母长英粒岩或二云母二长片麻岩。斜长石An＞17而区别于绿帘角闪岩相。含云母较少，不含十字石和蓝晶石。到第三亚相变为夕线石榴二长片麻岩或夕线石榴长英粒岩；夕线石和铁铝榴石可与正长石共生。矿物组合变得与泥质变质岩中完全一样，仅在含量上有所不同，长英质变质岩类含夕线石、石榴子石及云母较少。
3.钙质变质岩类
●较纯的石灰岩、白云岩变成由方解石组成的大理岩、可含或不含白云石，常见粗粒
变晶结构。
●泥质和硅质碳酸盐岩变成不纯大理岩或钙硅酸盐粒岩（碳酸盐矿物＜50%，前者＞
50% ）。主要矿物成分有绿帘石、斜长石、透辉石、钙铝榴石、碳酸盐矿物，有时含黑云母、斜黝帘石、方柱石、榍石、金云母、微斜长石等。
●白云质灰岩变为透辉石大理岩，也可含透闪石、金云母等。SiO2不足者，可形成镁
橄榄石大理岩。一般认为透辉石和镁橄榄石大理岩是夕线石带以上形成的。
4.基性变质岩类
●代表性岩石是由斜长石和普通角闪石组成（二者近等量）的斜长角闪岩。也叫角闪
岩。
●斜长角闪岩常为暗色具块状构造的岩石，有时具条带状构造，柱状、粒状变晶结构。
原岩类型复杂，可有辉长岩、辉绿岩、玄武岩或杂砂岩、基性凝灰岩、铁质白云质泥质石灰岩等。判别其原岩时需要综合分析。
5.镁质变质岩类
●典型矿物组合：
富镁绿泥石＋直闪石＋滑石（＋磁铁矿＋铁白云石），称为绿泥石直闪石片岩；如含钙质，可形成镁橄榄石＋直闪石＋透闪石（＋尖晶石）组合。
●具体命名时，依据组合中出现的主要矿物种类，如镁橄榄石透闪石片岩，表示组合
中镁橄榄石相对较少，主要为透闪石。
（四）中压麻粒岩相
●麻粒岩相岩石主要见于早前寒武纪结晶基底中，常与角闪岩相共生，但分布范围要
小，常呈“孤岛”状或透镜体状夹于角闪岩相岩石中。近年来相继有显生宙麻粒岩的报导。该相以基性变质岩中出现Ca-Cpx＋Opx组合为标志，反应式2Hb＋5Q＝7Opx ＋Pl＋Cpx＋2H2O代表角闪岩相与麻粒岩相的相界反应。
●麻粒岩相作为一种特殊的高级变质相，具有一系列独特的矿物学特征：
（1）斜方辉石为紫苏辉石，这种紫苏辉石与岩浆岩中的不同，含Al2O3可高达6％～10％，
因而有较强的粉红—淡绿色多色性。
（2）单斜辉石是含Fe3+和Na低的透辉石-钙铁辉石系列及普通辉石，也含Al2O3，即Jd分子（NaAlSi2O6）和Ca-Ts（钙契尔马克分子，CaAl2Si2O6）；与榴辉岩中的单斜辉石相比，含硬玉分子较低，硬玉分子（NaAlSi2O6）/契尔马克分子（（Ca,Mg）Al2Si2O6）＜1/2。
（3）石榴石常以铁铝榴石为主，但含相当数量的镁铝榴石和钙铝榴石，镁铝榴石分子最高可达55%，钙铝榴石分子最高可达20%。
（4）石英带有暗蓝色或蓝灰色色调。其原因尚未查明，有人归因于高压而干燥的环境，有人归因于极细微的针状金红石包裹体。
（5）碱性长石是富钠的条纹长石，钠长石分子含量可达50%；斜长石常见反条纹长石，客晶为出溶钾长石，主晶为中长石或中-更长石。
在岩石不含紫苏辉石的情况下，正条纹长石与反条纹长石在同一岩石中非交代成因的平衡共存是麻粒岩相的另一个重要标志。一般认为这是压力较高（＞0.5GPa）的表现。
（6）通常缺少一般的含（OH）根的铁镁矿物，但可有含Ti、Al高的褐色普通角闪石或含Mg、Ti高的红棕色黑云母。
（7）含钛的副矿物是金红石和钛铁矿，少见榍石（只在钙质岩中出现）。
（8）铝硅酸盐矿物（Al2SiO5）常见为夕线石，有时为蓝晶石。
1.泥质变质岩类
（1）孔兹岩（Khondalite）（夕线石榴二长片麻岩）典型矿物共生组合：石英＋条纹长石＋斜长石＋石榴子石＋夕线石（＋石墨）。原岩为SiO2过剩的富铝岩石。
此类岩石在南印度作为基底岩石存在，被称为孔兹岩，岩石富含夕线石，多含有石墨。
SiO2不足的富铝岩石，矿物组合中无石英，可出现刚玉和尖晶石。
（2）紫榴（浅色）麻粒岩（紫榴二长片麻岩）原岩为贫铝富铁质的半粘土质岩，出现紫苏辉石，称为紫榴麻粒岩或浅色麻粒岩。暗色矿物含量一般不超过15%。如果暗色矿物含量较高特别是含较多黑云母时，可称为紫榴黑云二长片麻岩。
2.长英质变质岩类
（1）（浅色）麻粒岩（白粒岩）与泥质变质岩的矿物组合基本相同，只是含量不同而已。这里以石英、条纹长石、反条纹长石和石榴子石为主，可有少量的夕线石或紫苏辉石，常具有麻粒岩结构，这就是典型的麻粒岩。含铁镁矿物特别少的麻粒岩可称为白粒岩。
（2）紫苏花岗岩（Charnockite）是一种奇特的岩石，一般产于麻粒岩地体之中，也有远离麻粒岩地体的。有和麻粒岩一样的矿物组成，却有和岩浆岩一样的结构构造和外貌，有时甚至有岩浆岩的产状。
主要矿物成分：石英、条纹长石、斜长石和紫苏辉石，偶含红棕色黑云母、石榴子石或单斜辉石。石英和长石均带蓝色色调。
3.钙质变质岩类
由于深度加大，CO2分压也加大，不利于脱碳酸反应的继续进行，使方解石＋石英的组合仍可稳定，一般不出现硅灰石、钙铝榴石、符山石和方镁石等。但局部P CO2低时也可出现硅灰石，如在斯里兰卡和印度等地。
泥灰岩可变为透辉石基性斜长石大理岩，透辉石可以是富钙的深绿辉石，基性斜长石不稳定，常变为方柱石类。
白云质灰岩可变为透辉石镁橄榄石大理岩，偶见粒硅镁石。
4.基性变质岩类
（1）不含石英，代表性岩石为辉石麻粒岩。低温亚相含角闪石，典型岩石为Gt-Pl-Hb-二辉
麻粒岩；高温亚相Hb消失，典型岩石为Gt-Pl-二辉麻粒岩。成分为基性。
（2）含石英＞10%，常见岩石类型为紫苏斜长片麻岩、二辉斜长片麻岩、榴辉斜长片麻岩、石榴二辉斜长片麻岩等。成分偏中性。
5.镁质变质岩类
不含斜长石，岩石由橄榄石、透辉石、紫苏辉石等组成。常见岩石为橄榄二辉岩、二辉岩、尖晶石二辉橄榄岩等。
麻粒岩相的铁镁矿物基本上是无水的，但是超镁铁质岩中角闪石可以稳定于较高的温度下。
第四节高压区域变质相系
一、一般特征
高压区域变质相系分布于海沟带和大陆碰撞带，多见于显生宙造山带，以低的地热梯度为特征，是地壳俯冲的标志，具有重要的构造意义。此类变质带往往延伸很长，但变质带较宽，矿物因温度变化的演变不显著。分布区常见基性－超基性岩浆活动（蛇绿岩套），花岗岩、混合岩不发育。典型的变质相系列有高压葡萄石－绿纤石相、蓝闪石－硬柱石片岩相（蓝片岩相）、榴辉岩相；此外，一些地区还可出现高压绿片岩相、高压绿帘角闪岩相等。
二、各相特征
（一）蓝片岩相
●蓝片岩相岩石是分布最广的高压低温变质岩，由洋壳和海沟沉积物俯冲变质形成，
是识别古海沟带的标志。其原岩为洋壳基性－超基性岩，深海钙、硅、泥质沉积物
和海沟浊积岩。
●蓝片岩相特征矿物是蓝闪石类钠质角闪石。蓝闪石的出现使岩石带蓝色，因而含蓝
闪石的片岩统称为蓝片岩，相应的变质相称为蓝片岩相。
●由于温度低，重结晶不彻底，该相岩石变余结构构造发育，如变余碎屑结构、变余
辉长－辉绿结构，变余层理构造、变余枕状构造等。由于俯冲带构造变形强烈，因
而岩石的面理发育，有的地段可以出现构造混杂现象，形成混杂岩。
●教材上所列的硬柱石－钠长石－绿泥石相相当于蓝片岩相的低压亚相。
（二）榴辉岩相
●是一个高压（P＞1GPa）变质相,以典型岩石榴辉岩而得名。榴辉岩是主要由红－红
棕色石榴子石（Gt）和草绿色绿辉石（Omp）组成的高压基性变质岩，可含蓝晶石、石英，但无斜长石。
●榴辉岩相温度范围很宽，低温限向蓝片岩相过渡，高温限为干的拉斑玄武岩固相线。
Carswell（1990）将榴辉岩相变质岩分为低温（450～550℃）、中温（550～900℃）
和高温（900～1600℃±）三类。其中低温类实际上是榴辉岩相与蓝片岩相的过渡。
●含柯石英、金刚石等超高压变质矿物的榴辉岩称为超高压变质岩，它是陆壳岩石俯
冲到地幔深度的岩石学证据。
1.榴辉岩相基性变质岩
典型矿物组合为Gt＋Omp＋Ky＋Q，代表性岩石为各类榴辉岩，它们具有多种多样的地质产状。Coleman（1965）根据地质产状将榴辉岩分为A、B、C三类，分别与基性－超基性火成岩、片麻岩（角闪岩相变质岩）和蓝片岩有关（参见教材p.359，表22－1）。2.榴辉岩相非基性变质岩
Chopin（1981，1984）在西阿尔卑斯与榴辉岩共生的泥质变质岩中发现Phn（多硅白云母）＋Tc（滑石）、Tc＋Ky、Pyr＋Coe等高压组合，Schreyer（1988）、Massonne & Schreyer （1989）的实验证实了这些组合的高压稳定性。主要由Tc、Ky组成的岩石常称为白片岩。
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
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
1.地球动力地质作用的基本类型。 答：由自然动力引起岩石圈或地球的物质组成、内部结构和地表形态变化的作用。为作内动力地 质作用和外动力地质作用。 内动力地质作用：地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用。 外动力地质作用：风化作用、剥蚀作用、搬运 作用、崩塌作用、沉积作用、固结成岩作用。 2.简述河流侧蚀作用及其形成的地形。 答：河水以其动能及其挟带的砂石冲刷并磨损河床底部及谷坡，使谷坡后退，谷底加宽，河床左 右迁移形成河曲。这种使谷底加宽的作用称为 河流的侧蚀作用。侧蚀作用地形主要有河曲、 蛇曲等。 3.简述河流侵蚀基准面的概念及其对河流地质作用的控制作用。 答：当河流入湖和入海时，河水和湖水面或海水面之间高差为零，河水的下蚀作用停止，这一平面是 河流下蚀作用的极限，称为侵蚀基准面。海平面 是河流的最终侵蚀基准面。侵蚀基准面的升降对 河流的侵蚀作用有重要影响：侵蚀基准面下降增 大了中下游河流段的坡降，可以导致下蚀作用增 强；侵蚀基准面上升会造成下游甚至中游河段雍 水，其机械下蚀作用消失，上游的侵蚀作用也会 减弱。 4. 简述重力水的主要特征。 上层滞水包气带中存在的局部水体。 潜水地下第一层隔水层之上具有自由水面的重力水。 承压水充满在两层隔水层间含水层内的重力水常具有 一定的压力，称承压水。 泉水当含水层被河流切割或因构造作用，使地下水溢 出地表时，便形成了泉。泉是地下水的天然露头，是地 下水排泄的重要形式。 5.简述地下水的主要性质。 答：地球上的水存在于水圈、大气圈、生物圈和岩 石圈中。地下水是指赋存于地面以下岩石圈中 的各种状态的水体。地下水也有气态、液态和 固体形式，以液态为主。地下水主要性质包括 了地下水的化学性质地下水的物理性质 6.简述风积物的特点 1）全为碎屑物，主要是砂、粉砂以及少量粘土级的碎 屑物，粒度在2mm以下，颜色多样， 2）极好的分选性。是陆相沉积物中分选性最好的， 这是由风搬运的高度选择性所决定的。 3）极高的磨圆度。由于气流中沙粒的碰撞几率较大， 很细的粉砂也具有较高的圆度，砂粒常被磨成毛玻璃球 状。 4）碎屑中矿物成分主要以石英、长石等为主，还可以 见到一定数量的辉石、角闪石、黑云母等。 5）常见有规模极大的斜层理和交错层理，其形成与风 积物移动形式有关。 7. 简述黄土的形成原因。 答：风成黄土是另外一种风积地貌，是干旱、半干旱地 区一种特殊的第四纪沉积物，由风携带者悬移物 吹响远方，随着风力的减弱而沉降下来，形成黄土。 风成黄土为棕黄色的疏松土状矿物和不稳定矿物， 与下伏基岩无关。当风成黄土形成后，往往遭受其 他地质作用，从而发生再剥蚀-搬运-再沉积，形成 次生黄土。 8.简述滑坡的主要识别标志 1)滑坡的前缘呈舌状伸展，并涌起成鼓丘；后缘可以形 成滑坡凹陷并具有滑坡裂隙；2）滑坡体的岩土因 扰动而破碎，其上的树木可形成东倒西歪的“醉汉 9. 什么是泥石流？其特点是什么？形成泥石流的三个 基本条件是什么？ 答：岩石块、泥土和水混杂在一起，在重力作用下，沿 着斜坡流动的过程，成为泥石流。 特点是：爆发突然，来势凶猛，历时短暂，具有强大的 破坏力，常发生在降雨或是融雪季节。 其形成的三个基本条件是：1）要有大量固体物质供给。 2）要有较陡峭的沟谷地形。3）短时间内有足够的 水量供给。
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
简答题 1．自然地理学研究内容（任务） ①研究各自然地理要素的特征、形成机制和发展规律 ②研究各自然地理要素之间的相互关系，彼此之间物质循环和能量转化的动态过程，从整 体上阐明其变化发展规律 ③研究自然地理环境的空间分异规律，进行自然地理分区和土地类型划分，阐明各级自然 区和各种土地类型的特征和开发利用方向 ④参与自然条件的自然资源评价 ⑤研究人为环境的变化特点、发展动向和存在问题，寻求合理利用和改造的途径及整治方 法 2．自然地理学的未来发展将出现以下趋势 (1)走向更加综合发展的道路 (2)在全球变化的高度上进行研究 (3)从一般性的描述走向了更深入地揭示一些过程及其动态变化的机理机制 (4)更加重视运用高新技术来武装 (5)更加密切地为实现区域可持续发展服务。 3．太阳对地球的作用 ①太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，这称为太阳辐射。 ②太阳辐射能作为最主要的能量来源和基本动力，推动了地球表层的几乎全部自然地理过程，使地理环境得以形成和有序发展。 ③太阳辐射由赤道向两级递减，在不同的纬度带形成不同的植物带。 ④太阳辐射为人们的生活提供光热资源 ⑥人类社会最重要的能源水能、风能、煤和石油，或由太阳能直接转化而成，或经过有机 体长期积累和化石化过程转化而成。 ⑦太阳辐射在大气中形成了电离层，才使世界的现代通信成为可能。 ⑧月球与太阳的引力使地球表面出现潮汐。 ⑨太阳辐射是促进地球上的水、大气运动和生物活动的主要动力。通过大气运动、生物作 用和水流作用影响着地表形态。 ⑩是大气运动、水循环的主要动力；太阳活动（太阳黑子与年降水量、扰动地球的电离层、磁暴） 4．地球公转的地理意义 ①地球按照一定的轨道自西向东绕太阳运动，称为公转。 ②地球自转轨道面和地球公转轨道面的交角称为黄赤交角，使太阳光线直射的范围在北回归线和南回归线之间作周期性的变化，从而形成了四季的更替。 ③一年当中昼夜长短变化，太阳光直射北半球时，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长。反之相反。 ④太阳光线与地平面的夹角称为太阳高度角，正午太阳高度就是一天中最大的太阳高度，称为正午太阳高度角。南北回归线之间有太阳直射现象，直射时正午太阳高度角为90度。某地正午太阳高度角的变化与其所处纬度位置有关，在一年中有规律的变化。 ⑤赤道上终年昼夜平分。 ⑥各地区所获得的热量不同，划分出五带。以回归线和极圈来划分。 5．地球自转的地理意义 ①昼夜更替：地球是个不发光且透明的球体，由于地球绕地轴自西向东运动，因此产生了
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% 。
一.名词解释 1.变质结晶作用:指在变质条件下, 同种矿物间的溶解, 组分迁移, 再沉淀结晶的改造作用. 这此过程中, 没有新的矿物相出现。 2.等物理系列:对于特定成分的原岩体系来说，决定变质岩中矿物组合的因素是变质条件，为了描述不同的变质条件及其对应的产物特征，引入了等物理系列的概念. 3.贯通矿物: 大部分矿物稳定存在的温度和压力范围较宽, 对温度和压力不敏感,. 4.混合岩化作用:在高级区域变质地区，由部分熔融产生的低熔物质（新成体）与变质岩基体（古成体）混合形成混合岩的过程。它是变质作用向岩浆作用的过度类型,又称超变质作用 5.变质作用: 6.接触变质作用:分布于岩浆侵入体与围岩接触带，主要由岩浆热导致的变质作用。主要因素是温度，压力较低，应力不明显。变质机制以静态重结晶或静态变质结晶为主。 7.交代假象结构:原来的矿物被另一种新矿物所置换，但仍保持着原来矿物的晶形，有时还保存着原来的解理等特点，如，角闪石和黑云母的绿泥石化 8.交代净边结构:在斜长石中最长见。在蚀变较强列的斜长石四周，有一圈清洁的边缘，是由于交代作用由外向内进行，原来的次生矿物如绢云母等再度被吸收而成。 9.交代蚕食结构:以交代关系相接触的两种矿物之间，接触线很不规则，成港弯状或锯齿状，通常弧形曲线尖角指向被交代矿物。 10.交代残留结构:交代作用进一步增强时，被交代矿物可分割成零星分布的残留体包在新形成的矿物中。 11.交代作用:指在变质条件下，由变质岩以外的物质的带入和原岩物质的带出，而造成的岩石中一种矿物被另一种化学成分不同的矿物所置换的过程。在此过程中，尽管岩石基本处于固态，但以H2O和CO2为主的流体流体的存在是必要条件。 12.造山变质作用:（区域动热变质作用或狭义的区域变质作用） 与造山作用密切相关，大规模分布于前寒武纪结晶基底 （面状）和显生宙造山带（带状）的变质作用。变质因 素复杂，P/T比范围宽（三种压力类型）并与构造环境 密切相关，变质机制为变质（重）结晶和变形。形成的 变质岩常见面理和线理构造。 13:变质结晶作用：指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, 岩石中原有矿物被新生矿物所取代的过程. 14：变质分异作用：指原来矿物成分均匀的岩石经历变质作用后, 转变为 矿物成分不均匀的岩石的各种作用的总和 15：动力变质作用：分布于断裂带，由构造作用导致的变质作用。主要控制因素是应力，通常具较高的P/T比。变质机制以变形和动态重结晶或动态变质结晶为主 16.共生分析：从研究变质矿物共生组合特征及其变化规律出发，应用相律，分析矿物组合与岩石化学成分和物理化学条件之间的关系，这是变质岩岩石学研究的基本方法 17.特征变质矿物：有些矿物稳定存在的温度和压力范围较窄,因而能较好地反映特定的温度和压力条件. 18.等化学系列：指原始总化学成分特征相同的所有变质岩。同一化学系列变质岩中矿物组合的不同，只取决于变质作用的物理化学条件. 19.混合岩组成：基体+脉体 基体:角闪岩相或麻粒岩相变质岩，代表混合岩的原岩，但或多或少受到改造;
崩塌的形成条件 崩塌是在特定自然条件下形成的。 地形地貌、地层岩性和地质构造是崩塌的物质基础；降雨、地下水作用、振动力、风化作用以及人类活动对崩塌的形成和发展起着重要作用。 地形地貌 地形地貌主要表现在斜坡坡度上。从区域地貌条件看、崩塌形成于山地、高原地区；从局部地形看、崩塌多发生在高陡斜坡处，如峡谷陡坡、冲沟岸坡、深切河谷的凹岸等地带。崩塌的形成要有适宜的斜坡坡度、高度和形态，以及有利于岩土体崩落的临空面。这些地形地貌条件对崩塌的形成具有最为直接的作用。崩塌多发生于坡度大于55°、高度大于30m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上。 据我国西南地区宝成线风州工务段辖区57个崩塌落石点的统计数据（见下表），有75.4％的崩塌落石发生在坡度大于45°的坡度。坡度小于45°的14次均为落石，而无崩塌，而且这14次落石的局部坡度亦大于45°，个别地方还有倒悬情况。 崩塌落石与边坡坡度关系的统计 （据蒋爵光，1991）
地层岩性与岩体结构 1.地层岩性 岩性对岩质边坡的崩塌具有明显控制作用。一般来讲，块状、厚层状的坚硬脆性岩石常形成较陡峻的边坡，若构造节理和（或）卸荷裂隙发育且存在临空面，则极易形成崩塌。相反，软弱岩石易遭受风化剥蚀，形成的斜坡坡度较缓，发生崩塌的机会小得多。 沉积岩岩质边坡发生崩塌的几率与岩石的软硬程度密切相关。若软岩在下、硬岩在上，下部软岩风化剥蚀后，上部坚硬岩体常发生大规模的倾倒式崩塌；含有软弱结构面的厚层坚硬岩石组成的斜坡，若软弱结构面的倾向与坡向相同，极易发生大规模的崩塌。 页岩或泥岩组成的边坡极少发生崩塌。 岩浆岩一般较为坚硬，很少发生大规模的崩塌。但当垂直节理（如柱状节理）发育并存在顺坡向的节理或构造破裂面时，易产生大型崩塌；岩脉或岩墙与围岩之间的不规则接触面也为崩塌落石提供了有利的条件。 变质岩中结构面较为发育，常把岩体切割成大小不等的岩块，所以经常发生规模不等的崩塌落石。片岩、板岩和千枚岩等变质岩组成的边坡岩常发育有褶曲构造，当岩层倾向相同时，多发生沿弧形结构面的滑移式崩塌。 土质边坡的崩塌类型有溜塌、滑塌和堆塌，统称为坍塌。按土质类型，稳定性从好到差的顺序为碎石土＞粘砂土＞砂粘土＞裂隙粘土；按土的密实程度，稳定性由大到小的顺序为密实土＞中密土＞松散土。
在温度、压力、流体成分和时间等四个变质作用因素中，请分析认为那些因素是必不可少的？为什么？ 可否将变质作用机制进一步合并为变质结晶和形变作用两个？为什么？ 洋壳俯冲带与大陆碰撞带的区域变质作用P-T-t轨迹的样式有何区别？为什么？ 3试画出接触变质作用的P-T-t轨迹。 4试述变质反应的主要类型及其影响因素，举例说明之 5请查资料，绘制一张P-T图解，将： Al2SiO5、柯石英=普通石英和石墨=金刚石等3个多型转变反应，以及 硬玉+石英= 钠长石纯转移反应 白云母+石英= Al2SiO5 + 钾长石+H2O 和 白云母=刚玉+钾长石+H2O脱水反应 的单变线准确地标在图解上，并理解它们各自的岩石学或构造意义（在后续课程中请自我增添有意义的变质反应单变线，并标注在P-T图解上） 3、以某个特征矿物出现位置在地质图上的连线不能代表一个变质温度等温面与现今侵蚀而的交线，以特定矿物组合的连线就一定是吗？为什么？ 掌握ACF和A’KF图解各个端元所代表的化学组分，读懂五大化学类型变质岩在图中的分布区域及其所指示的化学成分特点、和可能出现的变质矿物； 已知岩石的矿物组合，指出它们的化学类型 Di＋Tr＋Q＋Cc＋Dol；②And＋Crd＋Ms＋Bi＋Q；③Pl＋Hb（普通角闪石）＋Di＋Bi＋Q；Ms＋Bi＋Mi＋Pl＋Q 给定一个以长石和石英为主要矿物的区域变质岩石，你认为如何从四个途径对其原岩进行恢复？ 区分：变斑晶、变余斑晶、碎斑； 5. 板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造 6. 比较下列岩石： （1）绿岩、绿片岩、钠长-绿帘角岩、青磐岩； （2）钙硅酸盐角岩、钙硅酸盐粒岩、夕卡岩、榴辉岩； （3）白云母石英岩、白云母-石英片岩、云英岩、白片岩； 7. 变质矿物的影响因素，结合课程学习，逐渐10个以上可以指示变质作用压力或温度高低的矿物或矿物组合。 通过实验课实习，掌握代表性区域变质岩石的基本特征和鉴别要点； 掌握红柱石、蓝晶石、矽线石、十字石、石榴子石、紫苏辉石、绿辉石、帘石、蓝闪石类矿物的鉴别特征； 掌握A-、B-、和C-榴辉岩的岩石特征（表22-1） 基性麻粒岩与榴辉岩形成条件和岩石在宏观与微观上的区别特征 理解矿物共生组合、变质相、变质作用P/T类型、压力类型、变质相系、P-T-t轨迹等概念简述共生分析原理 为什么说变质岩当中一个共生组合中的矿物个数一般不大于6？ 岩石学中的“相”概念？对比岩浆岩相、沉积相、变质相三者之间的异同？ 总结变质带与变质相、前进变质带与变质相系的异同？ 熟记低-高温和区域变质相和接触变质相各个变质相的指示（标志）矿物共生组合 说说板块构造与区域变质作用P/T比类型的关系 如何区分低P/T-型区域变质岩与接触变质岩？
1、变质岩：是指原来已存在的各种岩石在基本保持固态的情况下，岩石的结构构造、物质成分发生变化而形成的一种新的岩石。 2、变质作用：在地球内力作用下，使已经形成的岩石发生矿物成分、结构构造和/或化学成分变化的作用。 3、固相线：指岩石开始发生局部熔融的p T X（压力温度组分）条件，或者指岩石结晶作用过程中残余岩浆最终消失之前一刹那的p T X条件。 4、液相线：指岩石熔融作用结束,即固体全部转换为液体那一瞬间的p T X条件,或者,反过来说,岩浆刚刚开始结晶作用的p T X条件。在上述两种条件下,矿物的数量为无穷小。 5、重结晶作用：同种矿物，经过重新溶解、组分迁移，再结晶形成原矿物的方式。重结晶作用的结果是晶粒由小变大。受控因素：成分愈单一、粒度愈小，愈容易发生。举例：石灰岩——大理岩 6、变质结晶作用：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： 7、变质反应：发生在变质作用条件下的化学反应。 8、前进变质：指由增温而引起的变质作用，其特征是以稳定的高温矿物组合代替较低温的矿物组合。 9、退变质：指低级变质叠加于原有的高级变质作用而引起的变质。是低温矿物组合取代较高温的矿物组合的过程。 10、复变质：是多次不同温压条件的变质事件的叠加。既可以是变质作用温度一次比一次高，亦可反之 12、连续反应：：在P-T,P-x,T-x等双变量图解上反应物、生成物只能在单变反应线上共生。偏离了平衡条件，不是反应物消失（生成物稳定）就是反应物稳定（生成物消失）。 13、不连续反应：在P-T,P-X,T-X等双变量图解上，反应物和生成物在双变反应区内共存。在双变区中，成分不断调整，反应的P-T条件取决于岩石成分。 14、净转移反应：引起矿物原子数变化的反应 15、交换反应：仅引起共存矿物间原子（如Mg，Fe）交换，而不改变有关矿物的原子数，称为交换反应 16、矿物组合：天然岩石系统处于一定外界条件下达化学平衡的矿物组成称为矿物组合 17、共生：具有不同物理特征和/或化学特征的相，同时间、空间呈集合体存在，相之间的关系不一定服从热力学定律。 18、共存：同时空呈集合体存在的相，在相同物理化学条件下形成，并达到热力学平衡。体系的内能最低。 19、Gibbs相律：P（相数）+f（自由度数）=C（组分数）+2 20、Goldschmidt矿物相律： 1 封闭系统的Goldschmidt矿物相律 P<=C 2开放系统的Korzhenskii矿物相律 P<=Ci；Ci为惰性组分 21、独立组分数: 足以确定平衡体系中的所有各相成分所需的最少物种的数目。符号记作C 或K。 22、变质相: 一个变质相是指一定的温度、压力区间内的一整套变质矿物共生组合，它们在时间上、空间上反复出现并紧密地伴生在一起，一个变质相内部其矿物组合与岩石总体化学成分之间有着固定的、因而也是可以预测的对应关系。 23、等化学变质: 指的是变质作用过程中，不伴随有交代作用，原岩组分除H2O和CO2外，其他组分基本保持不变的一般变质作用，如接触变质，区域变质。 24、异化学变质: 伴随有交代作用，在变质作用过程中有元素的带入带出，原岩组分除H2O和CO2外，其他组分亦有明显变化，系统是开放的，如气液变质及一部分混合岩化作用 25、稳定矿物: 在特定变质条件下新形成的矿物或虽是原岩中的矿物，但在新的P-T条件下仍然保持稳定的矿物。 26、不稳定矿物:指对某一变质作用的P-T条件来说是不平衡的原岩中的矿物，因变质反应不彻底而保留下来。 27、特征变质矿物: 有些矿物稳定存在的温度和压力范围较窄，因而能较好地反映特定的温度和压力条件。 28、贯通矿物:大部分矿物稳定存在的温度和压力范围较宽，对温度和压力不敏感。 29、变余结构: 变质程度较低，重结晶和变质结晶不完全，保留有原岩的结构。如：变余泥质结构（板岩）、变余斑状结构等。 30、变晶结构: 原岩在固态下发生重结晶、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）等。 31、波状消光:是晶体内部晶格发生小角度（<5°）的畸变现象。 32、变成构造: 原岩通过重结晶等作用形成的构造 33、接触变质作用:接触变质作用是由岩浆体提供热，使岩浆岩体周围接触带上岩石的成分、结构、构造发生变化的现象，又称热变质作用。
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
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。
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。