变质岩的形成过程 (1).

绪论一、变质岩的概念变质岩是在地壳形成发展过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩或变质岩）为适应新的地质环境和物理化学条件，在固态情况下发生的矿物组成、结构构造的重组甚至包括化学成分的变化所形成的岩石。

变质岩和其他两大类岩石之间的界限并不是绝然的，其间存在有逐渐的过渡关系或有密切的联系。

沉积岩和岩浆岩都可以通过变质作用形成变质岩（图0-1）。

图0-1 各类岩石的成岩作用变质岩石类型众多，可形成于不同时期和不同地区，既可出露于古老的结晶基底—地盾或地台，也可出现于较新的变质活动带，分布遍及大陆和海洋。

地壳深处和上地幔的上部主要由变质岩和火成岩组成。

地壳各种岩层中均包括了不同的变质岩石（表0 -1）。

从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占92%（图0-2）。

古老岩石都出现在大陆内部的结晶基底之中。

代表性的岩石属基性和超基性的火成岩。

这些岩石由于受到强烈的变质作用已转变为富含绿泥石和角闪石的变质岩，通常我们称为绿岩。

从早太古宙至现代，都有变质作用发生。

在非洲和前苏联测得侵入变质岩中的岩浆岩的年龄为35亿年，在中国的冀东地区的花岗片麻岩，其中包体的岩石年龄约为35亿年，在格陵兰测得变质岩的年龄为38亿年，说明在早太古宙时期，已有变质作用发生。

在现代岛弧底部和大洋中脊，由于有较高的地热梯度，也正在发生变质作用。

中国变质岩的分布广泛（图0-3），自太古代到新生代都有分布，太古代热流值偏高，分布广而基本均匀，变质以大面积单向变质的区域中、高温变质作用的出现。

元古代早期热流值较高，晚期变弱，发育了早期是区域动力热流变质作用及晚期是区域低温动力变质作用。

元古代晚期在裂陷槽开始出现埋深变质作用的蓝闪绿片岩相，显生宙，高热流值更加变弱，表现为大面积的绿片岩相带，而角闪岩相带仅局部出现。

个别地区出现有双变质带。

表0-1 地壳综合剖面变质岩岩石学是研究地壳内部发生的变质作用、变形作用和变质岩的形成特点及其演变历史的学科，天体陨石的冲击变质亦属这一研究范畴。

岩石的形成的原因及过程
岩石的形成主要是受地球内部和外部的力量作用而进行的。

以下是岩石形成的主要原因和过程：
1. 岩浆的冷却凝固：由于地球内部温度高，地壳下部的岩石会融化形成岩浆，在岩浆冷却凝固后形成火山岩或深成岩。

2. 沉积物质的压实：沉积物质如泥沙、碳酸盐等经过长期的堆积和压实，形成沉积岩。

3. 变质作用：岩石受地球内部的高温、高压等力量作用，原来的岩石结构发生改变，形成变质岩。

4. 球粒岩的堆积：球粒岩是由于海洋生物的死亡残骸堆积而形成的。

5. 侵入作用：含有熔岩的岩石逐渐冷却凝固，形成侵入岩。

以上是岩石形成的主要原因和过程。

不同的岩石类型和形成过程都具有不同的特征和性质，并在地球表面起着重要的作用。

地球科学大辞典变质岩石学变质岩石学总论【变质岩石学】metamorphic petrology见83页“变质岩石学”。

【变质岩】metamorphic rock由变质作用所形成的岩石。

在变质作用条件下，使地壳中已经存在的岩石(火成岩、沉积岩及先前已形成的变质岩)变成具有新的矿物组合及变质结构与构造特征的岩石。

它们是组成地壳的三大岩类之一，约占地壳总体积的27%。

其岩性特征，一方面受原岩的控制，而具有一定的继承性；另一方面，由于受到变质作用的改造，在矿物成分和结构构造上具有与其他岩类不同的特征。

变质岩在中国和世界各地分布很广。

前寒武纪的地层绝大部分由变质岩组成；古生代以后，在各个地质时期的地壳活动带和一些侵入体的周围以及断裂带内，常有变质岩分布。

【等化学系列】isochemical series化学成分相同或基本相同的岩石，在不同的变质条件下形成的所有变质岩。

属于一个等化学系列的岩石，由于变质条件不同，可具有不同的矿物共生组合。

如原岩均为粘土质岩石，因变质条件不同，可形成板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等不同的变质岩，它们属于一个等化学系列。

【等物理系列】isophysical series化学成分不同的岩石，在相同或基本相同的变质条件下形成的所有变质岩。

属于一个等物理系列的岩石，由于原岩的化学成分不同，可具有不同的矿物共生组合。

例如，粘土岩和石灰岩，在中级区域变质作用下，前者形成云母片岩，后者形成大理岩，二者属于一个等物理系列。

【构造超压】tectonic overpressure由应力的垂直分力所产生的超负荷压力。

在区域变质作用过程中，由构造运动产生的应力是一种侧向压力，但它的垂直分力可使局部地区的负荷压力增大。

因为它是由构造应力所产生的附加压力，故称为构造超压。

它和负荷压力的性质相似，有时可达0 2～0 3 吉帕。

一般认为构造超压只在地壳浅部，岩石保持刚性状态，且应变迅速时才具有实际意义。

在地壳深部，由于温度较高和负荷压力较大，岩石具有一定的塑性，应力可通过岩石的塑性变形而释放，因此不能起附加压力的作用。

⏹一、绪论（一）变质岩和变质作用的基本概念1.变质岩在地壳形成发展过程中，母岩由于内力地质作用（岩浆作用、地壳运动等），使得地壳环境的物理、化学条件发生变化，岩石基本在固态下改变成分、结构、构造，形成新的岩石。

与岩浆岩、沉积岩的不同点：2.变质作用形成变质岩的各种内力地质作用（岩浆作用、地壳运动等）的总和。

（二）研究意义1.形成时间长。

约为40亿年，占地球形成历史的7/8。

前震旦纪~新生代，时代越久、数量越多。

2.分布广泛。

约占地球面积的1/5。

遍及大陆、岛弧、海洋等区域，出露在造山带、褶皱带和大洋底部区域。

既可以是区域型分布，也可以是局部出露。

前寒武纪的变质岩是面状分布，显生宙变质岩是线型分布。

主要特点为：（1）前寒武纪的变质岩是区域型，面状分布，多次变质，变质程度深，如秦岭地区变质岩普遍发生过三次变质作用。

（2）古生代的变质岩是带状，线型分布，如造山带。

（3）中生代、新生代的变质岩是分布在板块结合部位，如海沟-岛弧地带。

（4）现代的变质岩是分布在洋脊、海沟、喜山一带。

3.理论研究。

有助于了解一个地区地壳发展演化历史、规律，了解地球深部物质组成。

4.实际意义。

（1）变质作用是重要的成矿作用，矿产资源种类多。

如F e、A u、A g、C u、P b、Z n、C r等金属矿床，以及石墨、石棉、滑石、云母、硅灰石、蓝晶石、红柱石等非金属矿床。

（2）变质岩的结构、构造特性、岩石的强度、透水性等特征，是水文地质、工程地质的直接研究对象。

二、变质因素⏹内因母岩成分——决定了变质产物。

岩石粒度——决定了变质作用的先后次序。

粒度越细，越易变质。

构造、孔隙度——越发育者，越易变质。

外因压力（P）温度（T）流体时间（t）即“P–T–t”轨迹。

（一）温度1.温度范围上限：＞600~900°C，至岩石熔化前。

下限：＜150~200°C。

以片沸石、辉沸石、方沸石等矿物作为后生作用的结束。

以浊沸石、葡萄石、绿纤石、黑硬绿泥石、硬柱石等矿物作为变质作用的开始。

在地质学中，常常会涉及到变质岩和岩浆岩这两种岩石类型。

它们分别是在不同地质条件下形成的，具有不同的特点和特性。

本文将从深度和广度上对变质岩和岩浆岩的形成机制进行全面评估，以帮助读者更深入地理解这两种岩石类型。

一、变质岩的形成机制在地球深部，地壳内部的高温高压环境会使岩石发生变质作用。

变质作用是指岩石在高温高压下，由于受到外界条件的改变而发生物理化学性质和结构的变化，最终形成变质岩。

变质作用主要分为热液作用、压力作用和化学作用三种类型。

1. 热液作用热液作用是指岩浆活动使得地下水被加热并含有有益矿物质，进而对周围岩石进行溶解和沉淀的一种变质作用。

这种作用产生的岩石称为热液岩，比如石英岩、硫化岩等。

通过热液作用，变质岩中常常出现大量的矿物质，使得变质岩的结构更加坚硬。

2. 压力作用压力作用是指在高温高压环境下，岩石受到外界压力的变化，使得岩石的晶体结构发生改变，最终形成变质岩。

例如片麻岩、云母片岩等就是通过这种方式形成的。

压力作用使得岩石中的矿物质产生排列和排列的变化，从而使得岩石的结构更加坚硬和稳定。

3. 化学作用化学作用是指在高温高压环境下，岩石中的矿物质受到外界化学条件的改变，发生化学反应而形成的岩石。

例如大理岩、石英片岩等就是通过这种方式形成的。

通过化学作用，岩石中的矿物质会重新组合，从而形成新的矿物质和结构。

以上就是变质岩的形成机制，可以看出，变质岩的形成主要是受到高温高压环境和外界条件的改变而形成的。

而岩浆岩的形成机制与之有所不同。

二、岩浆岩的形成机制岩浆岩是由地壳深部的岩浆侵入地表形成的岩石。

岩浆是地壳深部岩石在高温高压条件下熔融形成的物质，它在地下运动，在地表流动或凝固后形成岩浆岩。

岩浆岩形成的过程可以分为岩浆的流动、冷却凝固和结晶三个阶段。

1. 岩浆的流动岩浆是由地下岩石在高温高压条件下熔融形成的物质，它具有高温、高粘度、高压等特点。

当地下岩浆温度达到一定程度时，岩浆会向地表或地下某一地点运动，形成火山喷发或岩浆侵入地表，从而形成岩浆岩。

三大岩石及其转化过程岩石是地球上最基本的固体物质，其形成和转化过程对地球的构造和地质变化具有重要意义。

根据岩石的成因和物质组成，常常将岩石分为三类：火成岩、沉积岩和变质岩。

火成岩是由岩浆或岩浆经冷却凝固而形成的岩石。

岩浆是地球内部高温、高压的物质，在地壳深部形成并向上移动。

当岩浆进一步冷却时，其物质会凝固并形成固体结晶，从而形成火成岩。

根据岩浆的硅酸盐含量和结晶程度，火成岩分为酸性岩、中性岩和碱性岩。

酸性岩由于其富含硅酸盐，其熔点较高，常常形成于地壳的上部，如花岗岩和英安岩。

中性岩的硅酸盐含量适中，如安山岩和玄武岩。

碱性岩富含镁铁质矿物，如辉石和角闪石，其岩浆是地幔部分熔融形成的。

火成岩的形成过程主要有结晶凝固和岩浆喷发，岩浆在地壳中冷却凝固形成岩体，或喷发到地表形成火山岩。

沉积岩是由沉积物在地表积累并经过成岩作用形成的岩石。

沉积物是由其他岩石破碎、搬运和沉积而来的岩屑、矿物粒子或有机物质。

沉积岩主要分为碎屑岩和化学沉积岩两大类。

碎屑岩是由于物理和化学作用，将沉积物颗粒粘结在一起形成的，如砂岩、泥岩和石灰岩。

化学沉积岩是通过水中的溶解物质在溶液饱和或过饱和的条件下沉淀而形成的岩石，如盐岩和石膏。

沉积岩的形成过程包括物理颗粒沉积、压实、水分流和矿物析出等。

变质岩是由原有岩石在高温和（或）高压、化学作用下发生变化而形成的岩石。

变质岩主要分为高温变质岩和低温变质岩两类。

高温变质岩形成在比较深的地壳部分，温度和压力较高，如片麻岩和榴辉岩。

低温变质岩形成在相对较浅的地壳部分，温度和压力相对较低，如千枚岩和蛇纹岩。

变质岩的形成过程包括岩石矿物的晶格重排和新矿物晶体的生成等。

岩石的转化过程是岩石在地质作用下发生变化的过程。

在地壳运动和内外力的作用下，岩石可能会发生变形、折叠、断裂和形成新的岩石类型等。

岩石的转化过程包括蚀变、交代和变质等。

蚀变是指岩石中的矿物质发生化学变化，如长石蚀变为黏土矿物。

交代是指岩石受到热液流体的改造，从而产生新的矿物和质地。