變質岩
- 在構造運動,岩漿活動等內動力的影響下,地殼中原有的岩石(岩漿岩,沉積岩和變質岩),在基本保持固態的情況下發生的礦物成分和結構構造的變化。
- 變質岩:變質作用形成的岩石。形成於地表以下,只有當地殼抬升並遭受剝蝕後才能使其露出地表。
變質作用的影響因素
引起岩石變質的因素包括溫度、壓力和化學活動性流體。
- 溫度
變質作用的溫度範圍在150-800℃之間。
在高溫作用下,岩石可能發生兩方面的變化:
重結晶作用
使非晶質變為晶質,結晶質的顆粒由小變大。
地下深處的岩石在壓力作用下發生重結晶作用,並使一向延長(針狀、長柱狀等)和二向延長(片狀、板狀等)的礦物定向排列,形成變質岩獨有的構造型別———片理構造。
化學活動性流體
化學活動性流體以H,0和CO,為主,幷包含有多種金屬和揮發性組份(F、CI、B、P等)。作用可包括以下三方面:
(1)降低岩石的熔點
如花崗岩不含揮發份時的重熔溫度為950℃。含有揮發性組份時,
重熔溫度可以降低到640℃左右。
(2) 帶入和帶出某些組份使原來岩石的化學成分發生變化。
(3)直接參與化學平衡反應或作為反應的催化劑 性質活潑的氣體和液體可與圍巖進行一系列的化學反應,形成新的變質礦物。
變質作用型別
接觸變質作用
發生在岩漿侵入體與圍巖之間接觸帶的一種變質作用。
巖體周圍形成接觸變質帶
一般在地下3~8km深度範圍。
距離侵入體的遠近決定了其變質作用的強、弱。
分為以下兩類:
(1)熱接觸變質作用溫度作用 重結晶。例如:
石灰岩變為大理岩石英砂岩變為石英岩泥岩變為角巖等。
(2)接觸交代變質作用
溫度+化學組分。
這種作用多發生在中酸性侵入岩與石灰岩的接觸帶,又稱為砂卡巖化作用。形成的礦物共同組成卡巖。
區域變質作用
是由區域性的構造運動和岩漿作用共同引起的大面積的岩石變質作用。
影響範圍往往達數百或數千km,發生的深度在幾~幾十km。高溫使岩石發生重結晶作用,定向壓力使組成岩石的礦物多作定向排列,形成片理構造。
按照變質作用的程度,分為淺、中和深變質作用。
變質岩的特徵
變質岩是在固體狀態下被改造過的岩石。因而,變質岩的特點一方面受原巖的影響,具有明顯的繼承性。另一方面,變質岩在化學成分、礦物成分和結構構造上也有與原巖不同的特點。
變質岩的物質組成
1.化學成分 與原巖的化學成分有關,同時又與是否有交代作用有關。
2.礦物成分
大體上可以分為兩部分:
一部分礦物是與岩漿岩、沉積岩共有的礦物,如長石、石英、輝石、角閃石、方解石等,這些礦物或者是在變質作用中形成的,或者是繼承原巖而保留下來的。
另一部分是變質岩特有的新礦物。這些礦物由變質作用形成,稱為變質礦物,如紅柱石、石榴子石、矽灰石、十字石、矽線石、滑石、透閃石、陽起石、蛇紋石、石墨等。
變質岩的結構
最常見的是變晶結構和變餘結構。
1. 變晶結構 是原巖在變質過程中發生重結晶作用形成的結晶結構。重結晶作用形成的晶粒稱為變晶。變晶結構的岩石為全晶質。
2.變餘結構 指重結晶作用不完全而使原巖的某些結構特徵保留在變質岩中的現象。命名方法是在原巖結構的前面加上“變餘”一字。
變質岩的構造
變質岩最常見的的構造型別有片理構造、條帶狀構造、變餘構造和塊狀構造。
1. 片理構造是由岩石中針狀、片狀、柱狀礦物在定向壓力的作用下重結晶,並沿著垂直主壓應力方向成平行排列所形成的構造。順著平行排列的面可將岩石劈成小型片狀,稱為片理。片理構造的型別與變質程度有關。隨著變質程度由淺到深,依次形成板狀構造、千枚狀構造、片狀構造和片麻狀構造。
變質岩的分類
根據變質作用的型別進行分類。
1.接觸變質岩
(1)熱接觸變質岩:包括角巖、大理岩、石英岩等。
(2)接觸交代變質岩:包括各種砂卡巖,主要是鈣質砂卡巖和鎂
2. 區域變質岩
命名有多種方法:
有的強調構造的,如表現出板狀構造的稱為板岩,具有千枚狀構造的稱為千枚巖,具有片狀構造的稱為片岩,具有片麻狀構造的稱為片麻岩等。
有的強調岩石的礦物組合及礦物含量,如以角閃石為主的稱為角閃巖,以輝石為主的稱為輝巖等。
變質岩與岩漿岩、沉積岩的成因聯絡
三大類岩石各自都有鮮明的成因和外貌特徵。岩漿岩的形成過程是降溫降壓的過程,變質岩的形成過程是升溫升壓的過程,而積巖在近乎常溫常壓條件下形成。
三大類岩石在某些條件下難以嚴格地區分。沉積岩進一步的變作用是沉積作用中固結成巖之後的自然延伸,二者之間的溫度、壓力條件沒有截然的界線。在沉積壓實作用與變質作用之間通常以變質礦物或特定的構造出現為標誌。
同樣,變質岩與岩漿岩之間的溫度、壓力條件也沒有截然的界線。當變質岩遭受的變質程度很深時,原巖可以部分熔化,此時就進入了岩漿作用的範疇。
三大類岩石的相互轉化
地殼抬升和上覆岩石被剝蝕,在岩石圈內形成的岩石有機會出露於地表。出露到地表的岩漿岩、變質岩和沉積岩經過風化、剝蝕、搬運作用而變成沉積物,沉積物埋到地下淺處就固結形成沉積岩。
埋入地下深處的沉積岩或岩漿岩可以在基本保持固態的情況下發生變質,變成變質岩。
岩漿岩、變質岩和沉積岩被埋藏到地下更深處時,由於溫度高壓力大,岩石就將逐漸熔化形成岩漿。岩漿在地下或地表冷凝後形成各種岩漿岩。