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变质作用和变质岩
变质作用
   变质作用(metamorphism)这一词是Boue(1820)第一个使用。但变质作用的定义是Lyell(1833)比较系统地提出的。变质作用是指与地壳形成和发展密切相关的一种地质作用,是在地壳形成和演化地过程中,由于地球内力的变化,使已存在的地壳岩石在基本保持固态的条件下,原岩的总体化学保持不变,形成新矿物组合和结构构造。
变质作用和沉积作用、岩浆作用之间存在一定的区别和联系。变质作用与岩浆作用之间比较容易区别,它们之间的界线是熔融,而和沉积成岩作用之间的重要标志是矿物组合的变化,一般认为以浊沸石开始出现为标志。
变质作用---控制因素
温度
温度是控制和影响变质作用的重要因素之一。多数变质作用是随温度升高而进行的。温度升高可使原来岩石中的一些矿物重结晶,更重要的是会使各种原始组分重新组合成新矿物。
首先要确定变质作用发生的温度范围,既起始温度和终止温度。按研究者目前的共同认识,变质作用不包括风化作用和沉积岩的成岩作用。而是以浊沸石、蓝闪石、硬柱石、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。而由于变质作用不包括原岩的大规模的熔融,终止温度就是原岩发生大规模熔融时的温度,现确定为为650℃—100℃之间。
其次是关于温度变化的原因,导致温度变化的地质因素和热源具有多样性。主要有下列几种因素:
地热增温:岩石随埋葬深度的增加,而温度逐渐增高,但其幅度一般不大,按地区的地质环境有所不同,从每千米十几度到一百多度,然而其空间范围较大。地质工作者称此种变化为地热增温率或地温梯度。
放射性元素衰释放的热量:其特点是总量大,不均匀,有时也极可观。
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。
压力
变质作用均在一定的压力环境下进行,所以压力是控制变质作用的重要物理因素。按压力的性质可分为二大类:
静压力:是指岩石在地壳内一定深度时,所承受的重力,其大小随埋藏深度的增加而增加,上覆岩层厚度的增加而增加,增加的速率是25-30×106Pa/KM。不同类型变质作用的压力变化很大,一般接触变质和动力变化发生在地表3-5km范围内,。-。
应力:当物体遭受定向外力作用,其内部就会产生一种抵抗力,称为应力。应力通常和地壳活动带的构造运动有关。应力是引起岩石变质和变形的重要因素。地壳中岩石变形、板状流劈理和碎裂构造都和应力有关,而且它能增加变质反应和重结晶的速度,促使变质作用的进行。
介质条件
在变质作用过程中,虽然岩石保持完整的固态,但其中仍有少量流体相。流体相存在于矿物粒隙之间或岩石的裂隙中,成分以水和CO2,还可含有其它挥发份。它们在较高的温度和压力条件下,具有较大的活性。
变质作用---变质级
由于许多变质矿物可以在不同温度、压力条件下,由不同变质反应形成,因而由标志矿物划定的等变线往往不是等变质条件的。因此温克勒提出,根据常见岩石中,反映矿物共生组合重要变质变化的特定矿物反应来划分变质带,成为变质级。温克勒讲整