工學(xué)變質(zhì)巖石學(xué)總論第1頁/共113頁

為什么我們現(xiàn)在所見到的巖石不僅僅是巖漿巖和沉積巖這兩大類呢？原因：地球動(dòng)力學(xué)事件使早先存在的巖石所處的地質(zhì)環(huán)境和物理化學(xué)條件發(fā)生變化，偏離其初始形成時(shí)的地質(zhì)環(huán)境及物理化學(xué)條件。這必然引起巖石的礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造甚至化學(xué)成分發(fā)生變化（調(diào)整或改造），以適應(yīng)新的地質(zhì)環(huán)境及物理化學(xué)條件。第2頁/共113頁一、變質(zhì)作用和變質(zhì)巖在地殼形成和發(fā)展、演化過程中，早先形成的巖石（包括巖漿巖、沉積巖以及先存的變質(zhì)巖）在地殼一定深處，為適應(yīng)新的地質(zhì)環(huán)境和物理化學(xué)條件，在基本保持固態(tài)的條件下發(fā)生的礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造甚至化學(xué)成分的變化稱為變質(zhì)作用（metamorphism）。強(qiáng)調(diào)：地殼一定深處和固態(tài)轉(zhuǎn)變是變質(zhì)作用的兩個(gè)基本點(diǎn)，也是區(qū)別于其他礦物轉(zhuǎn)變作用（如成巖后生作用、巖漿作用）的關(guān)鍵所在。第3頁/共113頁強(qiáng)調(diào)：現(xiàn)代巖石學(xué)通常把變質(zhì)作用限定為一種內(nèi)生地質(zhì)作用，是地殼演化過程中原先形成的巖漿巖和沉積巖在地殼一定深處所發(fā)生的一種固態(tài)轉(zhuǎn)變。地殼一定深處的含義是指變質(zhì)作用發(fā)生于一定的溫度和壓力范圍，通常是T=200～800℃，P=0.02～1.5GPa。此溫度范圍大致位于成巖后生作用和巖漿作用之間，壓力范圍表明它要求處于地殼一定深處，即風(fēng)化帶之下。第4頁/共113頁變質(zhì)作用不包括各種表生作用。成巖后生作用與變質(zhì)作用之間沒有截然的界限。因?yàn)樵诤笊蓭r過程中也會(huì)產(chǎn)生一些在變質(zhì)作用中形成的礦物。因此，在區(qū)別成巖作用與變質(zhì)作用時(shí)，典型礦物共生組合更為重要。如綠泥石是成巖作用和變質(zhì)作用中都能出現(xiàn)的礦物，但綠泥石與葡萄石、黝簾石或斜黝簾石的共生則是變質(zhì)作用的范疇。第5頁/共113頁變質(zhì)作用與巖漿作用的區(qū)別：變質(zhì)作用的發(fā)生過程主要是一個(gè)升溫過程，而巖漿作用主要是降溫過程。

變質(zhì)反應(yīng)重結(jié)晶變質(zhì)作用主要是在固態(tài)條件下的礦物轉(zhuǎn)變，而巖漿作用則是在液態(tài)條件下的礦物晶出。

變晶結(jié)構(gòu)變質(zhì)作用與巖漿活動(dòng)之間也沒有一條截然的界線。

部分重熔第6頁/共113頁

地質(zhì)環(huán)境和物化條件的改變可由地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、區(qū)域熱流變化、應(yīng)力變化等引起。

特殊條件下可發(fā)生部分熔融產(chǎn)生一定量的流體相。在變質(zhì)作用條件下的形成的新的巖石稱為變質(zhì)巖（metamorphicrock）。它們是大陸地殼中最主要的巖石類型之一。第7頁/共113頁正變質(zhì)巖：原巖為巖漿巖。副變質(zhì)巖：原巖為沉積巖。復(fù)變質(zhì)巖：原巖為變質(zhì)巖，也稱為疊加變質(zhì)巖。變質(zhì)巖巖石學(xué)（MetamorphicPetrology）是研究變質(zhì)巖的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、產(chǎn)狀、分布、分類、命名、共生組合、形成演化機(jī)制與條件及其在地球（天體）形成、演化過程中的地位及作用、與礦產(chǎn)的關(guān)系等內(nèi)容的一門獨(dú)立學(xué)科。第8頁/共113頁第9頁/共113頁變質(zhì)作用的因素可分為兩類：內(nèi)因，指原巖的成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及巖石組合特征；

內(nèi)部因素只能影響變質(zhì)作用產(chǎn)物的一些特征，而真正控制變質(zhì)作用發(fā)生、影響變質(zhì)作用特點(diǎn)的因素是地質(zhì)因素。外因，亦即地質(zhì)因素，指溫度、壓力、具化學(xué)活動(dòng)性的流體和時(shí)間。二、變質(zhì)作用的因素變質(zhì)作用的主要因素第10頁/共113頁

變質(zhì)作用的因素可分為兩類：內(nèi)因，指原巖的成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及巖石組合特征；

內(nèi)部因素只能影響變質(zhì)作用產(chǎn)物的一些特征，而真正控制變質(zhì)作用發(fā)生、影響變質(zhì)作用特點(diǎn)的因素是地質(zhì)因素。外因，亦即地質(zhì)因素，指溫度、壓力、具化學(xué)活動(dòng)性的流體和時(shí)間。第11頁/共113頁溫度升高可為變質(zhì)反應(yīng)提供能量，并使巖石中流體的活動(dòng)性增大，促進(jìn)變質(zhì)反應(yīng)進(jìn)行，使新礦物和新組構(gòu)能以較快的速度和較大的規(guī)模形成。溫度持續(xù)升高可使原巖在重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶基礎(chǔ)上發(fā)生部分重熔，其中長英質(zhì)組分成為流體相，引起混合巖化作用。第12頁/共113頁溫度（熱狀態(tài)）改變的原因地?zé)嵩鰷厣系蒯崃鞯倪\(yùn)動(dòng)放射性元素衰變釋放熱能的積累巖漿活動(dòng)帶來的熱在應(yīng)力作用下，變形和摩擦作用產(chǎn)生的熱能，即機(jī)械能轉(zhuǎn)變的熱能第13頁/共113頁2、壓力負(fù)荷壓力（Pl）

又稱圍壓或固體巖石所承受的壓力，以Pl（或P圍、P巖、P固）表示，是一種均向性的靜壓力。其大小等于上覆單位巖石柱的重量。其數(shù)值隨深度增加而增加，取決于上覆巖層的厚度和密度。

負(fù)荷壓力的單位是Pa或GPa。一般情況下，Pl隨巖層深度約以25×106Pa～30×106Pa/km的速率增加，其增加值取決于巖石的密度。在離地表0～40km范圍內(nèi)，根據(jù)巖石的平均密度計(jì)算，每加深1公里，負(fù)荷壓力增加0.0275GPa。第14頁/共113頁

計(jì)算表明，大陸殼內(nèi)不同深度的近似壓力如下：深度（km）103550

壓力（Gpa）0.2611.5

負(fù)荷壓力是變質(zhì)反應(yīng)的重要熱力學(xué)平衡參數(shù)之一，它和溫度一樣，都能獨(dú)立決定巖石中礦物組合的穩(wěn)定范圍及通過特定變質(zhì)反應(yīng)形成新礦物組合的可能性。第15頁/共113頁負(fù)荷壓力的作用表現(xiàn)為：改變發(fā)生變質(zhì)反應(yīng)的溫度。壓力增高，多數(shù)情況下可使吸熱反應(yīng)的平衡溫度升高。如CaCO3＋SiO2?

CaSiO3＋CO2↑的反應(yīng)，當(dāng)壓力由105Pa（1bar）增高到0.1GPa（1Kb）時(shí)，發(fā)生這一反應(yīng)的溫度將由470℃增到670℃。壓力的增高有利于形成分子積體較小、密度較大的高壓礦物或礦物組合。

第16頁/共113頁流體壓力（Pf）

一般來說，任何巖石在變質(zhì)前多少都含有一定量的流體。如果僅有薄薄的流體薄膜吸附于顆粒表面，則不構(gòu)成獨(dú)立的流體相。變質(zhì)作用一旦開始，便有流體釋放出來，它們充填于毛細(xì)孔和微裂隙中，不完全被顆粒所吸附，便成為一個(gè)獨(dú)立的流體相，其所具有的內(nèi)壓稱為流體壓力。以Pf表示。第17頁/共113頁

流體壓力作用于顆粒表面，起與Pl相反的作用，趨向于使顆粒分開。流體相中各組分的分壓則分別以PH2O、PCO2……表示，其數(shù)值和各自在流體相中的相對摩爾含量成正比，在理想混合時(shí)，符合道爾頓定律：Pf=PH2O＋PCO2＋……

流體壓力在變質(zhì)反應(yīng)的熱力學(xué)分析中能否作為一個(gè)獨(dú)立變量加以考慮，要具體情況具體分析。第18頁/共113頁定向壓力（應(yīng)力）當(dāng)一物體遭受定向外力作用時(shí)，其內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生一種抵抗力，稱為應(yīng)力?？衫斫鉃榘殡S構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、來自一定方向的側(cè)壓力。應(yīng)力常和地殼活動(dòng)帶的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)。其強(qiáng)度在空間上的變化也很大，一般在地殼淺部較強(qiáng)，至深部則減弱。（定向力只能在固態(tài)巖石中起作用。）第19頁/共113頁應(yīng)力的作用主要表現(xiàn)在：

1.對巖石和礦物的機(jī)械改造。如地殼淺部的巖石變形，板狀流劈理和碎裂結(jié)構(gòu)的形成等；區(qū)域變質(zhì)巖中的結(jié)晶片理多與應(yīng)力作用下的固態(tài)流或重結(jié)晶和重組合有關(guān)。

2.通過多種途徑加快變質(zhì)反應(yīng)和重結(jié)晶的速度，促進(jìn)這些作用的進(jìn)行。尤其在較低溫環(huán)境中，其作用更為明顯。應(yīng)力引起的碎裂作用、研磨作用使礦物間接觸機(jī)率增高，裂隙的發(fā)育又使流體相能更好地流通，這些因素都能有效地促進(jìn)變質(zhì)反應(yīng)的進(jìn)行。第20頁/共113頁3、具化學(xué)活動(dòng)性的流體流體相的組成

流體相的成分，總體來講以H2O和CO2為主，可有CH4、H2S等。在變質(zhì)作用的溫壓條件下，巖石中的某些組分如K、Na、Si、Mg、Al、Fe、Cl、F、S等也可溶解到流體相中作為流體相的組成部分。流體相的存在狀態(tài)流體既可以存在于礦物顆粒之間被吸附在顆粒邊界上，成為不能整體流動(dòng)的間隙溶液；也可填充在巖石的裂隙之中，成為能夠整體流動(dòng)的裂隙溶液。第21頁/共113頁流體相的來源原巖中保存的流體相。變質(zhì)作用中的脫水及脫碳酸反應(yīng)，可提供一定量的流體。與巖漿活動(dòng)有關(guān)的流體相。此外，在地殼深處，上地幔中的流體相也可進(jìn)入地殼中在變質(zhì)過程中發(fā)揮作用；在大洋與大陸板塊的邊緣，部分海水也可伴隨俯沖作用進(jìn)入地殼深處而在變質(zhì)過程中發(fā)揮作用。第22頁/共113頁流體在變質(zhì)過程中的作用流體相可起溶劑作用，促進(jìn)原有礦物中組分的溶解，并加快其擴(kuò)散速度，從而提高重結(jié)晶和變質(zhì)反應(yīng)的速率。

在一定條件下，還可通過流體將體系內(nèi)的某些組分帶出而將體系外的某些組分帶入，引起體系（原巖）化學(xué)成分的變化。第23頁/共113頁水化和脫水反應(yīng)是常見的最重要的變質(zhì)反應(yīng)，H2O直接參與這些反應(yīng)。一般隨溫度升高而進(jìn)行的脫水反應(yīng)，使礦物中H2O呈（OH）－離子或結(jié)晶水析出，結(jié)果由含（OH）礦物變成不含水的較高溫礦物。而在降溫過程中，如果存在飽和水溶液，則會(huì)使不含水礦物變得不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)變成含水礦物——

水化作用。這些作用對硅酸鹽礦物的晶格類型及元素分配也有很大影響。較低溫的含水變質(zhì)礦物多數(shù)為層狀或雙鏈狀結(jié)構(gòu)，如綠泥石、云母和角閃石類。而較高溫的不含水硅酸鹽則多為孤立四面體、單鏈或架狀結(jié)構(gòu)。第24頁/共113頁含CO2的流體對碳酸鹽化和脫碳酸反應(yīng)的平衡條件有很大影響。

系統(tǒng)中CO2含量的增大會(huì)阻礙碳酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷猁}的脫碳酸反應(yīng)。在泥灰質(zhì)巖石中，CO2和H2O的含量比例對變質(zhì)礦物組合及其形成溫度影響也很大。以水為主的流體相在巖石中處于飽和狀態(tài)時(shí)，可降低巖石中長英質(zhì)組分的熔融溫度。如在不含水的條件下，長英質(zhì)低熔組分在溫度高達(dá)950℃時(shí)才開始重熔，而在飽和水情況下，同樣的低熔組分在640±20℃時(shí)就可開始重熔。由于流體相的經(jīng)常存在，因此在中高級變質(zhì)條件下，常有長英質(zhì)組分發(fā)生不同程度的重熔，形成各種類型的混合巖。第25頁/共113頁4、時(shí)間

時(shí)間也是影響變質(zhì)作用的重要因素。時(shí)間因素有兩方面的涵義，一是指變質(zhì)作用發(fā)生的地質(zhì)時(shí)代，二是指變質(zhì)作用從發(fā)生到終止所經(jīng)歷的時(shí)間。研究表明，同一地區(qū)在不同地質(zhì)時(shí)期發(fā)育的變質(zhì)作用具有不同的特征。另一方面，在變質(zhì)溫壓條件下，如果沒有足夠的時(shí)間，變質(zhì)作用就難以進(jìn)行或作用很不明顯。第26頁/共113頁

這是因?yàn)樽冑|(zhì)反應(yīng)往往極其緩慢。所以外界環(huán)境要在適宜變質(zhì)反應(yīng)的溫壓條件下保持足夠長的時(shí)間，反應(yīng)才得以發(fā)生或進(jìn)行較徹底。換句話說，外界條件改變的速率要小于變質(zhì)反應(yīng)的速率，才能發(fā)生變質(zhì)反應(yīng)。再考慮反應(yīng)動(dòng)力學(xué)種種因素的影響，我們便可以理解自然界廣泛存在的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。如有的地區(qū)曾經(jīng)超過300℃，但并未發(fā)生變質(zhì)反應(yīng)；更常見的情況是由于退變質(zhì)反應(yīng)極度緩慢，才可能使各種高溫礦物組合保存至今。變質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成和塑性變形也都是很緩慢的過程，都需要相當(dāng)長的時(shí)間方可完成。第27頁/共113頁三、變質(zhì)作用的方式

變質(zhì)作用的方式主要包括重結(jié)晶作用、變質(zhì)結(jié)晶作用、變質(zhì)分異作用、交代作用以及變形和碎裂等。這些作用受各種物理化學(xué)原理及力學(xué)原理的控制，其產(chǎn)物特征既取決于外部條件（即變質(zhì)作用因素），又與原巖成分和性狀有關(guān)。第28頁/共113頁1、重結(jié)晶作用（recrystallization）重結(jié)晶作用是指在變質(zhì)作用條件下，原巖中礦物顆粒的重新組合（只涉及同種礦物的溶解、組分遷移和再次沉淀結(jié)晶），只有礦物顆粒形狀和大小的變化，而不形成新的礦物相。重結(jié)晶前后，巖石總化學(xué)成分（除H2O、CO2等揮發(fā)分外）保持不變。第29頁/共113頁重結(jié)晶作用主要和礦物顆粒的表面能密切相關(guān)。

同種礦物粒度愈小者其表面能愈高，所以在相同的溫壓條件下，較小的顆粒穩(wěn)定性較差，易于被溶解，相應(yīng)組分經(jīng)遷移后在原來較大的顆粒表面繼續(xù)生長，使其粒度加粗。通過這一過程，原來粒度很細(xì)或粗細(xì)不均的巖石就會(huì)變成粒度較粗、較均勻的巖石。第30頁/共113頁重結(jié)晶作用的速度和強(qiáng)度受原巖成分和結(jié)構(gòu)的控制。組分較簡單的巖石比組分較復(fù)雜的巖石易于重結(jié)晶。粒度較細(xì)的巖石比粒度較粗的巖石易于重結(jié)晶。影響重結(jié)晶作用的外部因素主要是流體相和溫度。以H2O、CO2為主的流體相對重結(jié)晶作用的關(guān)系最大。溫度升高會(huì)大大增加重結(jié)晶的速度。應(yīng)力的增大一般也有利于重結(jié)晶作用的進(jìn)行。第31頁/共113頁灰?guī)r大理巖大理巖重結(jié)晶第32頁/共113頁2、變質(zhì)結(jié)晶作用（metamorphiccrystallization）在變質(zhì)作用的溫度、壓力范圍內(nèi)，原巖在基本保持固態(tài)的條件下新礦物相的形成過程，同時(shí)必然有相應(yīng)的原有礦物相趨于消失。變質(zhì)結(jié)晶前后，巖石總化學(xué)成分（除H2O、CO2等揮發(fā)分外）保持不變。由于這種礦物相的變化過程多數(shù)情況下涉及巖石中各種組分的重新組合，所以也稱重組合作用。變質(zhì)結(jié)晶作用與重結(jié)晶作用有何不同？第33頁/共113頁

變質(zhì)巖中新礦物相的形成可有多種途徑，但都可歸結(jié)為變質(zhì)反應(yīng)。如紅柱石、藍(lán)晶石、夕線石間的同質(zhì)多相轉(zhuǎn)變，而更普遍的是通過幾種礦物所含組分之間的化學(xué)反應(yīng)形成新礦物相。有些反應(yīng)不涉及H2O、CO2等流體相，如Opx＋Pl?Cpx＋Gt＋Q；多數(shù)反應(yīng)常有流體相直接參與，如Ms＋Q?

Sill＋Kfs＋H2O↑；CaCO3＋SiO2?CaSiO3＋CO2↑。第34頁/共113頁變質(zhì)結(jié)晶泥巖紅柱石板巖白云母片巖第35頁/共113頁3、變質(zhì)分異作用（metamorphicdifferentiation）變質(zhì)分異作用是在變質(zhì)作用的溫、壓條件下，成分均勻的原巖中某些礦物組分經(jīng)擴(kuò)散作用而不均勻聚集的過程。它以組分在空間上有一定范圍的遷移而不同于一般的重結(jié)晶作用，又以沒有組分從系統(tǒng)中帶出或從系統(tǒng)外帶入而不同于交代作用。第36頁/共113頁

常見如角閃質(zhì)巖石中以角閃石為主的暗色礦物和淺色長英質(zhì)礦物成條帶狀或團(tuán)塊狀不均勻聚集的現(xiàn)象，綠片巖中出現(xiàn)形態(tài)不規(guī)則的鈉長石－綠簾石－石英脈等等。第37頁/共113頁4、交代作用（metasomatism）在變質(zhì)作用條件下，由變質(zhì)原巖以外的物質(zhì)的帶入和原巖物質(zhì)的帶出而造成的一種礦物被另外一種化學(xué)成分與其不同的礦物所置換的過程。交代作用的特征是：交代作用是一種機(jī)理復(fù)雜的成巖成礦作用過程。在自然界分布很廣，可在多種地質(zhì)環(huán)境中出現(xiàn)，并與不同的地質(zhì)作用相聯(lián)系。

第38頁/共113頁交代作用過程中巖石總的化學(xué)成分要發(fā)生不同程度的改變。交代作用過程中，巖石中原有礦物的分解消失與新礦物的形成和生長基本同時(shí)進(jìn)行，是一種物質(zhì)逐漸置換的過程。交代作用過程中，巖石基本保持固態(tài)（剛性或塑性），但少量流體相的存在是十分必要的。在干的環(huán)境中，交代作用很難大規(guī)模進(jìn)行。交代作用過程，巖石總體積基本不變，即交代反應(yīng)的過程既遵守質(zhì)量守恒的規(guī)律，又必須體積守恒。但有些情況下，交代過程中系統(tǒng)的體積并非完全不變。第39頁/共113頁輝石的交代殘留第40頁/共113頁輝石的交代殘留第41頁/共113頁5、變形和碎裂作用（deformationandcataclasis）各種巖石受應(yīng)力超過彈性限度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)破碎或塑性變形現(xiàn)象。變形和碎裂是變質(zhì)過程中的一種重要作用。它們的發(fā)育程度和特點(diǎn)與許多因素有關(guān)，如巖石的物理性質(zhì)、所處的深度（溫度、靜壓力條件）以及所受應(yīng)力的作用方式和強(qiáng)度等。第42頁/共113頁

變形有脆性變形和塑性變形。從地質(zhì)上講，塑性變形是指地質(zhì)體在沒有總體破裂情況下所發(fā)生的一種形狀改變；而脆性變形則是有破裂發(fā)生的一種變形，這種破裂可以有、也可沒有明顯的位移。這兩種變形的區(qū)別取決于觀察尺度。

變形還包括在應(yīng)力作用下有方向性的重結(jié)晶作用。這種情況也會(huì)使礦物結(jié)晶的方位和形態(tài)發(fā)生變化而形成礦物外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方位。第43頁/共113頁

在近地表低溫低壓和較高應(yīng)變速率條件下，巖石顯示脆性行為，永久變形機(jī)制為脆性變形，表現(xiàn)為巖石沿裂縫破裂，產(chǎn)生碎裂和斷裂。而在地下高溫高壓條件下，特別是當(dāng)應(yīng)變速率低時(shí)，巖石顯示塑性行為，永久變形主要由塑性流動(dòng)產(chǎn)生，導(dǎo)致礦物畸變和褶皺而沒有破裂。但脆性與塑性之間并沒有絕對的界線，二者是過渡的。較高溫壓條件下塑性流動(dòng)導(dǎo)致的永久變形主要有晶內(nèi)塑性變形和晶界塑性變形兩種機(jī)制。第44頁/共113頁

晶內(nèi)塑性變形包括直線滑移、雙晶滑移和單個(gè)晶體的扭折，它們與晶體位錯(cuò)相聯(lián)合。晶界塑性變形包括顆粒邊界的滑移和擴(kuò)散流動(dòng)。通過粒間流體相的擴(kuò)散流動(dòng)稱為壓溶。發(fā)育位錯(cuò)的晶體儲(chǔ)集了變形施加的應(yīng)變能，所以不穩(wěn)定而力圖通過重結(jié)晶來消除應(yīng)變能并恢復(fù)到穩(wěn)定的無應(yīng)變狀態(tài)。這種伴隨變形發(fā)生的重結(jié)晶稱為動(dòng)態(tài)重結(jié)晶，包括恢復(fù)和重結(jié)晶兩個(gè)階段。第45頁/共113頁碎基碎斑第46頁/共113頁（一）根據(jù)變質(zhì)作用的規(guī)模劃分1.

局部變質(zhì)作用局部變質(zhì)作用分布局限（其體積一般小于100km3），分布在一個(gè)具體的地質(zhì)構(gòu)造中，往往一個(gè)變質(zhì)因素起主導(dǎo)作用。在局部變質(zhì)作用發(fā)生的地區(qū)可清楚地觀察到變質(zhì)巖與未變質(zhì)巖石的逐漸過渡。具體分為4類：四、變質(zhì)作用的類型第47頁/共113頁

（1）接觸熱變質(zhì)作用

指發(fā)生于侵入體周圍的接觸帶上，由巖漿侵入帶來的熱使圍巖發(fā)生的變質(zhì)作用，也稱熱變質(zhì)作用。其主要控制因素是溫度，變質(zhì)作用的方式主要是重結(jié)晶和變質(zhì)反應(yīng)。這類變質(zhì)作用一般深度不大，圍限壓力不高，約為2～3×108Pa以下。典型的接觸熱變質(zhì)巖稱為角巖。（2）動(dòng)力變質(zhì)作用

指斷層帶或其它強(qiáng)烈錯(cuò)動(dòng)（剪切作用）帶上，由于構(gòu)造應(yīng)力的作用，巖石通過碎裂、變形或重結(jié)晶等方式，發(fā)生結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上的改造，有時(shí)有礦物成分上的轉(zhuǎn)換。其特點(diǎn)是低溫、高應(yīng)變速率。除高級動(dòng)力變質(zhì)外，一般變質(zhì)溫度相當(dāng)于綠片巖相。典型巖石如糜棱巖。第48頁/共113頁

（3）氣－液變質(zhì)作用

指在化學(xué)活動(dòng)性流體的參與下，巖石中某些活動(dòng)性組份之間發(fā)生的一種交代作用，也稱氣成水熱變質(zhì)作用。常發(fā)生于一些熱液礦床或礦脈周圍以及侵入體與圍巖的接觸帶上，前者稱圍巖蝕變，后者稱接觸交代變質(zhì)作用。除流體外，溫度、組分的化學(xué)勢是主要的控制因素，交代作用和變質(zhì)反應(yīng)是其主要的變質(zhì)方式。（4）沖擊變質(zhì)作用

指隕石撞擊地表引起的一種局部的、短時(shí)間的、壓力巨大的變質(zhì)作用。是隕石沖擊時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能瞬時(shí)轉(zhuǎn)化為熱能使巖石變質(zhì)。高壓、高溫條件→石英高壓變體：柯石英和斯石英；長石、石英熔融形成玻璃等。典型巖石為隕擊角礫巖，是一種基質(zhì)呈似熔巖外貌的角礫巖。第49頁/共113頁2.區(qū)域變質(zhì)作用指巖石圈大規(guī)模范圍內(nèi)發(fā)生的多種因素綜合起作用的復(fù)雜的變質(zhì)作用。多與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相伴發(fā)生，常見于前寒武紀(jì)結(jié)晶基底及造山帶中。主要變質(zhì)因素有溫度、壓力（包括圍限壓力和應(yīng)力）和流體。一般發(fā)生于地殼深部，并且常伴隨有混合巖化、大規(guī)模的構(gòu)造變形及巖漿活動(dòng)。按照區(qū)域變質(zhì)的環(huán)境可分出以下類型：第50頁/共113頁

（1）造山變質(zhì)作用

是大規(guī)模分布于前寒武紀(jì)結(jié)晶基底和顯生宙造山帶的變質(zhì)作用，與造山作用有密切的成因聯(lián)系。面積數(shù)百至數(shù)千平方公里。在前寒武紀(jì)結(jié)晶基底呈面狀分布，在顯生宙造山帶呈帶狀分布。溫度、壓力、偏應(yīng)力都是其重要的變質(zhì)因素，主要變質(zhì)機(jī)制為重結(jié)晶、變質(zhì)結(jié)晶和變形，形成的巖石常具有面理和線理，因而又稱區(qū)域動(dòng)熱變質(zhì)作用。造山變質(zhì)作用的P/T范圍很寬，可分為高P/T、中P/T和低P/T區(qū)域變質(zhì)類型。P/T與構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)，高P/T型見于俯沖帶和碰撞帶，中－低P/T型見于島弧、大陸拉張帶、大陸碰撞帶和前寒武紀(jì)結(jié)晶基底。第51頁/共113頁

（2）洋底變質(zhì)作用

是指洋中脊附近的洋殼巖石在上升熱流和熱鹵水作用下發(fā)生的大規(guī)模變質(zhì)作用。溫度和流體中活動(dòng)組分化學(xué)位（或濃度）是主要的變質(zhì)因素。P/T很低。變質(zhì)作用機(jī)制是變質(zhì)結(jié)晶作用和交代作用，形成的巖石通常不顯片理、線理。洋底變質(zhì)作用不僅使巖石礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生變化，也可導(dǎo)致巖石化學(xué)成分發(fā)生變化，因而是區(qū)域規(guī)模的異化學(xué)變質(zhì)作用。第52頁/共113頁

（3）埋藏變質(zhì)作用巖層由于上覆沉積物的深埋而處于地下較深處，由負(fù)荷壓力和地?zé)嵩鰷匾鸬囊环N大規(guī)模、很低級變質(zhì)作用。常出現(xiàn)于造山變質(zhì)和洋底變質(zhì)的很低級部分，或獨(dú)立出現(xiàn)于強(qiáng)烈坳陷的沉積盆地底部，P/T變化范圍很大。其特點(diǎn)是變質(zhì)溫度低，重結(jié)晶和變質(zhì)反應(yīng)不徹底，多形成很低級至低級變質(zhì)巖石，可看作是成巖作用與變質(zhì)作用的過渡類型。第53頁/共113頁

（4）混合巖化作用

地殼深部高級變質(zhì)巖發(fā)育區(qū)，由于溫度、壓力的增高及流體的參與，一些變質(zhì)巖能熔融產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的花崗質(zhì)熔體（深熔作用）。當(dāng)熔融程度很高時(shí)可產(chǎn)生花崗質(zhì)巖漿，冷凝后便形成典型的花崗巖；如果熔融程度較低，則出現(xiàn)部分屬花崗巖質(zhì)、部分屬原變質(zhì)巖的混合巖石，稱為混合巖。從變質(zhì)巖經(jīng)深熔而形成混合巖的過程稱為混合巖化。亦稱超變質(zhì)作用。第54頁/共113頁（二）按變質(zhì)作用過程中溫度變化劃分

1.前進(jìn)變質(zhì)作用

指增溫引起的變質(zhì)作用，特征是穩(wěn)定的高溫礦物組合代替低溫礦物組合。

2.退變質(zhì)作用

指低級變質(zhì)疊加于原有的高級變質(zhì)之上的變質(zhì)作用。是低溫礦物組合取代較高溫礦物組合的過程。常發(fā)生于強(qiáng)烈的變形帶上。

3.復(fù)變質(zhì)作用

指多期不同溫壓條件的變質(zhì)事件的疊加。既可是變質(zhì)作用溫度一次比一次高，亦可反之。退變質(zhì)可看作復(fù)變質(zhì)的一個(gè)特例。有人稱為重變質(zhì)、疊加變質(zhì)或多期變質(zhì)。第55頁/共113頁（三）區(qū)域變質(zhì)作用按壓力類型可劃分

1.高壓型

地溫梯度10℃/km左右，也稱藍(lán)閃石－硬玉型；

2.中壓型

地溫梯度20℃/km左右，也稱藍(lán)晶石－夕線石型；

3.低壓型

地溫梯度＞30℃/km，也稱紅柱石－夕線石型。變質(zhì)作用的壓力類型與大地構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)，不同壓力類型會(huì)出現(xiàn)不同的壓力指示礦物（組合）。第56頁/共113頁五、變質(zhì)巖的物質(zhì)成分（一）變質(zhì)巖的化學(xué)成分變質(zhì)巖的化學(xué)成分取決于原巖成分和變質(zhì)作用的特點(diǎn)。

總體來說，變質(zhì)巖的化學(xué)成分主要仍由SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、H2O及CO2等氧化物組成。但是，與巖漿巖、沉積巖相比，這些氧化物的變化范圍很大，與它們在巖漿巖和沉積巖中變化的總范圍相當(dāng)。第57頁/共113頁原巖的化學(xué)成分在變質(zhì)作用過程中是否發(fā)生變化，取決于變質(zhì)作用的特點(diǎn)。據(jù)此，可把變質(zhì)作用劃分為兩類：等化學(xué)變質(zhì)作用：變質(zhì)作用過程中不伴隨交代作用，原巖組分中除H2O、CO2外，其它組分基本保持不變的變質(zhì)作用。可視其為封閉系統(tǒng)，根據(jù)相平衡理論探討其成因。異化學(xué)變質(zhì)作用：伴有交代作用，在變質(zhì)作用過程中有元素的帶出帶入，原巖組分中除H2O、CO2外，其它組分也有明顯變化的變質(zhì)作用。過程中系統(tǒng)是開放的。第58頁/共113頁在等化學(xué)變質(zhì)情況下，變質(zhì)巖的化學(xué)成分（除H2O、CO2外）取決于原巖的化學(xué)成分。

可根據(jù)變質(zhì)巖的化學(xué)成分恢復(fù)原巖類型和劃分對比變質(zhì)地層。正變質(zhì)巖與副變質(zhì)巖在化學(xué)成分上有下列差別：SiO2：正變質(zhì)巖為34～80%，副變質(zhì)巖為0～95%，變化范圍很大；Al2O3：正變質(zhì)巖不超過20%，副變質(zhì)巖可高達(dá)40%以上；第59頁/共113頁Fe2O3+FeO：正變質(zhì)巖一般＜15%，副變質(zhì)巖可＞30%，形成富鐵質(zhì)巖石；MnO：正變質(zhì)巖＜2%，副變質(zhì)巖可＞20%（富錳質(zhì)巖石）；CaO：正變質(zhì)巖不超過23%，富鈣的副變質(zhì)巖可＞50%；K2O/Na2O：正變質(zhì)巖中常＜1，副變質(zhì)巖中常＞1，可達(dá)2～3；P2O5：正變質(zhì)巖中很少超過3%，副變質(zhì)巖中可＞10%，甚至達(dá)40%（磷灰?guī)r）。第60頁/共113頁在異化學(xué)變質(zhì)情況下，變質(zhì)巖的化學(xué)成分既取決于原巖的化學(xué)成分，又受控于交代作用的類型和強(qiáng)度。

用巖石化學(xué)方法研究交代變質(zhì)巖的化學(xué)成分特點(diǎn)，可推斷其原巖成分特點(diǎn)，了解交代過程中元素帶出帶入的情況，查明交代作用的特點(diǎn)和強(qiáng)度。第61頁/共113頁變質(zhì)作用過程中，原巖的礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造都要發(fā)生改變，有的甚至變得面目全非。然而，一般變質(zhì)作用基本不改變原巖的主要化學(xué)成分，即使是異化學(xué)變質(zhì)，也或多或少可追索出原巖化學(xué)成分變異的某些特點(diǎn)。因此，變質(zhì)巖的化學(xué)成分是恢復(fù)原巖和劃分、對比變質(zhì)地層的重要標(biāo)志之一。第62頁/共113頁巖石的成分也是變質(zhì)巖分類的基礎(chǔ)。

對于一般的變質(zhì)巖，多數(shù)學(xué)者都很重視等化學(xué)系列和等物理系列的劃分。等化學(xué)系列：原始化學(xué)成分相同的所有巖石，其礦物組合的不同是由變質(zhì)作用的類型和強(qiáng)度決定的。等物理系列：同一變質(zhì)條件下形成的所有巖石，其礦物組合的不同是由原巖化學(xué)成分決定的。第63頁/共113頁泥質(zhì)變質(zhì)巖：化學(xué)成分特點(diǎn)是Al2O3、K2O含量高。原巖可能相當(dāng)與泥質(zhì)巖及部分中性巖漿巖和火山碎屑巖。

長英質(zhì)變質(zhì)巖：

SiO2含量高，F(xiàn)eO、MgO含量低。其礦物成分以石英、長石為主。原巖包括砂巖（長石砂巖、長石石英砂巖）、酸性凝灰?guī)r和中酸性巖漿巖。鈣質(zhì)變質(zhì)巖：CaO含量高，可含一定量的MgO、FeO、Al2O3、SiO2，變化范圍大。源自灰?guī)r和白云巖（可含石英、粘土礦物等雜質(zhì)）等鈣質(zhì)沉積物。

特納（1955）把常見的變質(zhì)巖歸納為五種等化學(xué)系列：

第64頁/共113頁基性變質(zhì)巖：MgO、FeO、CaO含量高，含一定量的Al2O3。由基性巖漿巖、凝灰?guī)r及含較多的Ca、Al、Fe、Mg的不純泥灰質(zhì)沉積巖變質(zhì)而成。主要原巖為基性火成巖和化學(xué)成分上與之相當(dāng)?shù)碾s砂巖和鐵質(zhì)白云質(zhì)泥灰?guī)r。

礦物成分特點(diǎn)是富含斜長石、綠簾石、綠泥石、單斜輝石、單斜閃石（透閃石、陽起石、普通角閃石）、斜方輝石、鐵鋁－鎂鋁榴石及黑云母等鐵鎂鈣的硅酸鹽、鋁硅酸鹽礦物，可含一定量的石英。鎂質(zhì)變質(zhì)巖：富MgO、FeO，貧CaO、Al2O3和SiO2。源自超基性巖漿巖和富含Mg、Fe的沉積巖。原巖類型是橄欖巖、純橄巖、輝石巖等超鎂鐵質(zhì)巖石及化學(xué)成分與之相當(dāng)?shù)某练e巖。

礦物成分特點(diǎn)是缺少長石、石英，富含富鎂（鐵）的礦物（蛇紋石、滑石、水鎂石、菱鎂礦、直閃石、鎂鐵閃石、紫蘇輝石、透閃石、陽起石、綠泥石、黑云母、鐵鋁－鎂鋁榴石等）。第65頁/共113頁（二）變質(zhì)巖的礦物成分1、變質(zhì)巖礦物成分特征變質(zhì)巖的礦物成分是其化學(xué)成分的直接反映。它既取決于原巖的成分特點(diǎn)，也與變質(zhì)作用的類型和強(qiáng)度有關(guān)。由于變質(zhì)巖的化學(xué)組成變化范圍很大，變質(zhì)作用的溫壓變化范圍也很寬，而且在變質(zhì)作用過程中有應(yīng)力和流體參與，這些因素決定了變質(zhì)巖的礦物成分與巖漿巖和沉積巖的礦物成分相比更為復(fù)雜多樣。第66頁/共113頁（1）主要造巖礦物在巖石中的分布巖漿巖中的主要礦物（長石、石英、云母、角閃石、輝石等）在變質(zhì)巖中也是主要礦物，但它們在變質(zhì)巖中的含量變化范圍很大。

其主要原因是變質(zhì)巖的化學(xué)成分范圍較寬、變質(zhì)巖礦物生成溫度比巖漿巖的低。

鱗石英、玄武閃石、霓石及副長石類等高溫礦物為巖漿巖所特有，在變質(zhì)巖中極為罕見。第67頁/共113頁

典型的沉積礦物如粘土礦物、海綠石等為沉積巖所特有，僅在變質(zhì)較淺時(shí)可作為殘余礦物在變質(zhì)巖中出現(xiàn)。特征變質(zhì)礦物主要出現(xiàn)在變質(zhì)巖中。

如剛玉（Co）、紅柱石（And）、夕線石（Sill）、藍(lán)晶石（Ky）、鐵鋁榴石（Alm）、十字石（St）、堇青石（Cord）、白云母（Ms）(泥質(zhì)變質(zhì)巖中),鈣鋁榴石（Gros）、硅灰石（Wo）、符山石（Ves）、透輝石（Di）（鈣質(zhì)變質(zhì)巖類），角閃石類、輝石類（基性變質(zhì)巖中），滑石（Tc）、直閃石（A）（鎂質(zhì)變質(zhì)巖中）等。第68頁/共113頁（2）礦物的化學(xué)成分特點(diǎn)（與巖漿巖對比）

變質(zhì)巖中廣泛出現(xiàn)鋁的硅酸鹽類礦物（Al2SiO5）。如紅柱石、藍(lán)晶石等。變質(zhì)巖中可出現(xiàn)不含鐵的鎂硅酸鹽（Mg2SiO4）類礦物（如鎂橄欖石）和復(fù)雜的鈣鎂鐵錳鋁的硅酸鹽[X3Al2（SiO4）]類礦物（如石榴子石類），而巖漿巖中一般是鐵鎂呈類質(zhì)同象的硅酸鹽[（Fe,Mg）2SiO4]。第69頁/共113頁

變質(zhì)巖中可出現(xiàn)鐵鎂鋁的鋁硅酸鹽類礦物如堇青石、十字石，夕線石等，巖漿巖中只出現(xiàn)鉀鈉鈣的鋁硅酸鹽類礦物如各種長石。鈣的硅酸鹽如硅灰石（CaSiO3），為變質(zhì)巖所特有。變質(zhì)巖中含（OH）的礦物比巖漿巖中多。變質(zhì)巖中碳酸鹽類礦物分布廣泛。第70頁/共113頁（3）礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其它特點(diǎn)

變質(zhì)巖中層狀、鏈狀結(jié)構(gòu)的礦物（綠泥石、云母、角閃石、輝石等）較多，常發(fā)育有較多的鱗片狀、纖維狀、針狀、柱狀礦物，且這些礦物的平均延展性（長寬之比）比巖漿巖中同類礦物的平均延展性大。

如黑云母在巖漿巖中的延展性一般的1.5左右，而在變質(zhì)巖中可達(dá)7～10。第71頁/共113頁

變質(zhì)巖中常發(fā)育有分子排列極緊密的礦物，這種礦物分子體積較小、比重較大，如石榴子石。

變質(zhì)巖中同質(zhì)多象（多形）礦物發(fā)育，如紅柱石、藍(lán)晶石、夕線石。

斜長石的環(huán)帶結(jié)構(gòu)在變質(zhì)巖中較為少見。

變質(zhì)巖中礦物的變形現(xiàn)象發(fā)育。第72頁/共113頁（4）變質(zhì)巖礦物的成因分類不穩(wěn)定礦物（殘余礦物）指對于某一變質(zhì)作用的P－T條件來說是不平衡的、呈準(zhǔn)穩(wěn)定態(tài)殘存的原巖中早先存在的某些礦物。是由于變質(zhì)反應(yīng)不徹底造成的，它們與新形成的變質(zhì)礦物之間常有各種反應(yīng)或交代結(jié)構(gòu)存在，呈現(xiàn)明顯的置換關(guān)系。不穩(wěn)定礦物常見于低級變質(zhì)巖和退變質(zhì)巖中，在變質(zhì)作用歷史研究中具有重要的意義。第73頁/共113頁穩(wěn)定礦物

指在某一變質(zhì)作用條件下由變質(zhì)結(jié)晶和重結(jié)晶作用形成的礦物。它們可以是原先已有但在該條件下仍然穩(wěn)定平衡的礦物，也可以是在該條件下由變質(zhì)反應(yīng)所產(chǎn)生的新礦物。穩(wěn)定礦物對變質(zhì)作用條件研究有重要的意義。通常所說的組成某一巖石的礦物共生組合，當(dāng)指穩(wěn)定礦物的共生組合。穩(wěn)定礦物按其穩(wěn)定的P－T范圍的寬窄可進(jìn)一步分為：第74頁/共113頁貫通礦物（原生礦物）指對溫壓條件變化不敏感，可在很大P－T范圍內(nèi)穩(wěn)定的礦物。如石英、方解石等。這些礦物一般不具有指示溫壓條件的意義。特征礦物（新生礦物）指對溫壓條件變化敏感、穩(wěn)定的P－T范圍較窄的礦物。特征礦物能夠指示變質(zhì)作用的P－T條件，常作為劃分等變線的標(biāo)志，因而具有重要的巖石學(xué)意義。如Al2SiO5的三種多形變體，紅柱石指示低壓、藍(lán)晶石指示中壓－較高壓、夕線石指示高溫（中壓）等。第75頁/共113頁2、變質(zhì)巖礦物成分與變質(zhì)作用溫壓條件的關(guān)系原巖化學(xué)成分特征決定著變質(zhì)過程中可能出現(xiàn)哪些礦物，但具體哪種礦物出現(xiàn)或哪幾種礦物同時(shí)出現(xiàn)則取決于變質(zhì)作用的P－T條件。

如硅質(zhì)石灰?guī)r在壓力為105Pa、溫度高于470℃時(shí)，才形成硅灰石（＋方解石或石英）；富鋁的沉積巖在不同溫度和壓力條件下可分別出現(xiàn)紅柱石、藍(lán)晶石、夕線石等。第76頁/共113頁對于特定成分的原巖體系來說，決定變質(zhì)巖中礦物組合的主要物化因素是溫度和壓力。

每一種礦物都有一定的P－T穩(wěn)定區(qū)間，但多數(shù)情況下，溫度的作用更為重要，所以變質(zhì)作用常按溫度高低來劃分等物理系列，每一系列包括在特定變質(zhì)條件下形成的所有變質(zhì)巖石，其礦物成分的不同取決于原巖的總化學(xué)成分。反映變質(zhì)強(qiáng)度的變質(zhì)級就是以溫度為主的等物理系列。第77頁/共113頁

很低級變質(zhì)

低限以基性巖中濁沸石開始出現(xiàn)為標(biāo)志，并以此與成巖作用區(qū)分，其溫度界限在200℃左右或略低。它與低級變質(zhì)之間的界限是基性巖中綠纖石或葡萄石和綠泥石反應(yīng)形成黝簾石和陽起石，臨界溫度在350℃左右或稍高。

低級變質(zhì)

溫度范圍為350～550℃左右。它和中級變質(zhì)的界限是泥質(zhì)巖石中十字石的出現(xiàn)或黑云母存在時(shí)，堇青石（沒有鐵鋁榴石）的形成。常見礦物：絹云母、綠泥石、硬綠泥石、綠簾石、陽起石、滑石、蛇紋石。第78頁/共113頁

中級變質(zhì)

溫度在550～650℃左右或稍低。它和高級變質(zhì)的界限是泥質(zhì)巖中白云母和石英反應(yīng)形成夕線石＋鉀長石組合。片麻巖的深熔曲線也大致相當(dāng)于這一界線。常見礦物：十字石、藍(lán)晶石、普通角閃石、鐵鋁榴石。

高級變質(zhì)

溫度高于650℃，上限可達(dá)800℃左右。常見礦物：夕線石、紫蘇輝石、正長石。上述四個(gè)變質(zhì)等級以低級、中級和高級變質(zhì)較常見。很低級變質(zhì)只在基性巖中有標(biāo)志性礦物組合，易于確定，而在其它成分的巖石中因無相應(yīng)的很低溫特征礦物，故不易與低級變質(zhì)作用相區(qū)分。第79頁/共113頁必須指出，礦物穩(wěn)定的溫度范圍還與壓力、原巖體系的化學(xué)成分特征以及形成時(shí)變質(zhì)反應(yīng)的性質(zhì)有關(guān)。

所以，某種礦物在不同組合中出現(xiàn)時(shí)所反映的溫度條件是有差異的。在推斷變質(zhì)作用的溫、壓條件時(shí)，要重視對礦物組合特征的研究。如綠泥石和絹云母共生時(shí)是較典型的低級和極低級礦物，但綠泥石本身可穩(wěn)定出現(xiàn)于中級變質(zhì)巖中并與十字石、鐵鋁榴石等共生，此時(shí)其成分較富鎂。第80頁/共113頁變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)：指變質(zhì)巖石中礦物的自形程度、形狀、粒度以及晶體之間的相互關(guān)系等；變質(zhì)巖的構(gòu)造：指組成巖石的礦物或礦物集合體的空間分布和排列方式等特征。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造第81頁/共113頁一、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變余結(jié)構(gòu)變晶結(jié)構(gòu)交代結(jié)構(gòu)變形結(jié)構(gòu)第82頁/共113頁（一）變余結(jié)構(gòu)在變質(zhì)作用過程中，由于變形和重結(jié)晶作用不強(qiáng)烈，原巖的礦物成分和結(jié)構(gòu)特征沒有得到徹底改造，使原巖的結(jié)構(gòu)特征部分地被保留下來，形成變余結(jié)構(gòu)，也稱殘留結(jié)構(gòu)。變余結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：外貌上具原來沉積巖或巖漿巖的結(jié)構(gòu)特征，而礦物成分上則表現(xiàn)出一些（特征）變質(zhì)礦物的特點(diǎn)，許多情況下也保留了一些原巖礦物的特點(diǎn)。

第83頁/共113頁

一般規(guī)律：各種變余結(jié)構(gòu)較易出現(xiàn)在低級變質(zhì)巖中，通常是原巖組分的化學(xué)活動(dòng)性越小，粒度越粗大時(shí)，原巖的結(jié)構(gòu)就越容易被保存下來。在中高級變質(zhì)巖中，原巖結(jié)構(gòu)一般都遭到較為徹底的改造，但有時(shí)仍可找到變余結(jié)構(gòu)。這是由于變質(zhì)作用的復(fù)雜性和變質(zhì)條件的不均一性，使局部的原巖結(jié)構(gòu)特征被保存下來。第84頁/共113頁1.

變質(zhì)沉積巖中的變余結(jié)構(gòu)變質(zhì)碎屑巖類：

變余礫狀結(jié)構(gòu)變余砂質(zhì)結(jié)構(gòu)

變余粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)變質(zhì)泥質(zhì)巖類：

變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。第85頁/共113頁2.

變質(zhì)巖漿巖中的變余結(jié)構(gòu)

變余花崗結(jié)構(gòu)變余斑狀結(jié)構(gòu)變余輝綠結(jié)構(gòu)變余交織結(jié)構(gòu)3.

變質(zhì)火山碎屑巖中的變余結(jié)構(gòu)

變余火山碎屑結(jié)構(gòu)第86頁/共113頁（二）變晶結(jié)構(gòu)1.變晶結(jié)構(gòu)的一般特點(diǎn)

變晶結(jié)構(gòu)是重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶的產(chǎn)物，它與巖漿巖中的結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)有些相似（全晶質(zhì)）。然而由于變質(zhì)過程中的重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶基本上是在固態(tài)條件下進(jìn)行的，而且在同一次變質(zhì)作用過程中各種礦物幾乎是同時(shí)生長和發(fā)育的，因此它們又有許多不同之處：第87頁/共113頁同一世代的變晶礦物沒有明顯的結(jié)晶順序。晶體自形程度的差別取決于結(jié)晶勢，不象巖漿巖中那樣礦物的自形程度隨結(jié)晶順序依次變化。而且一般變質(zhì)礦物顆粒排列緊密，彼此鑲嵌或相互包裹。變斑晶的形成一般與基質(zhì)礦物同時(shí)或稍晚。所以變斑晶中常含有大量的基質(zhì)礦物包裹體，與巖漿巖中斑晶形成較早的情況相反。第88頁/共113頁除變斑晶外，其他變晶礦物的自形程度都較差。多為他形或半自形，全自形晶少見。柱狀、片狀及放射狀礦物比較發(fā)育，柱狀、片狀礦物的延展性比巖漿巖中的大，且多為定向排列。淺色礦物多具優(yōu)選方位，發(fā)育波狀消光、雙晶彎曲等變形現(xiàn)象，這與變質(zhì)作用中或變質(zhì)之后應(yīng)力的作用有關(guān)。

第89頁/共113頁2.

變晶系變晶結(jié)構(gòu)中礦物自形程度的不同，取決于礦物在固態(tài)條件下的結(jié)晶勢。結(jié)晶勢是指礦物形成自形晶的潛在趨勢，Eskola稱之為“成面能”?！俺擅婺堋笔且环N物理性質(zhì)，隨不同礦物而有變化。貝克（F.Becke）曾經(jīng)提出區(qū)域變質(zhì)巖中的礦物可以按照其在固態(tài)生長條件下結(jié)晶成完好晶面的能力排列出經(jīng)驗(yàn)性的順序，稱為變晶系。泥質(zhì)和長英質(zhì)變質(zhì)巖石的變晶系為(自形→他形)：榍石、金紅石、赤鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、石榴子石、電氣石、十字石、藍(lán)晶石、夕線石、硬綠泥石、鈉長石、白云母、黑云母、綠泥石、石英、堇青石、正長石、微斜長石。第90頁/共113頁3.

變晶結(jié)構(gòu)的類型

變晶結(jié)構(gòu)的基本要素是：變質(zhì)礦物的自形程度、粒度大?。ㄏ鄬Υ笮?、絕對大小）、晶習(xí)和形狀以及顆粒間的相互關(guān)系。按照這些結(jié)構(gòu)要素可劃分出若干不同的變晶結(jié)構(gòu)類型。

（1）按變晶的自形程度劃分全自形變晶結(jié)構(gòu)半自形變晶結(jié)構(gòu)他形變晶結(jié)構(gòu)第91頁/共113頁

（2）按變晶礦物的粒度絕對大小劃分按變晶粒度的絕對大小可分為：

粗粒變晶結(jié)構(gòu)

粒度＞2mm

中粒變晶結(jié)構(gòu)

粒度2～1mm

細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)

粒度1～0.1mm

微粒變晶結(jié)構(gòu)

粒度＜0.1mm

這種粒度等級的劃分只有當(dāng)組成巖石的礦物的粒度相差不多（同處于某一粒級范圍）時(shí)才有意義。第92頁/共113頁根據(jù)變晶粒度的相對大小可分為：等粒變晶結(jié)構(gòu)

主要變質(zhì)礦物的粒度大致相近。石英巖、大理巖、變粒巖中常具此種結(jié)構(gòu)。接觸變質(zhì)巖的“角巖結(jié)構(gòu)”也屬此類。不等粒變晶結(jié)構(gòu)

主要變質(zhì)礦物的粒度不等，但粒度變化基本上是連續(xù)的。斑狀變晶結(jié)構(gòu)

主要變質(zhì)礦物粒度不等，且變化不連續(xù)，在大量較細(xì)粒礦物集合體（基質(zhì)）中分布有粒度特別粗大的斑狀晶體（變斑晶），基質(zhì)和變斑晶粒度相差懸殊。在斑狀變晶結(jié)構(gòu)中，基質(zhì)可以是各種結(jié)構(gòu)，變斑晶中也可發(fā)育其他結(jié)構(gòu)類型。第93頁/共113頁

（3）按礦物的結(jié)晶習(xí)性和形態(tài)劃分根據(jù)巖石中主要礦物的形態(tài)可將變晶結(jié)構(gòu)劃分為三種基本類型。鱗片變晶結(jié)構(gòu)纖狀變晶結(jié)構(gòu)粒狀變晶結(jié)構(gòu)

也稱花崗變晶結(jié)構(gòu)。第94頁/共113頁

（4）按礦物顆粒間的包裹關(guān)系劃分包含變晶結(jié)構(gòu)（亦稱變嵌晶結(jié)構(gòu)）特點(diǎn)是變斑晶內(nèi)常含有大量的基質(zhì)礦物包裹體。這種變斑晶稱主晶或寄主晶，其中的細(xì)小礦物包裹體通稱客晶。包含嵌晶變晶結(jié)構(gòu)包體礦物大小不等，不規(guī)則鑲嵌在變斑晶中。第95頁/共113頁篩狀變晶結(jié)構(gòu)變斑晶中包體礦物含量很多，看上去似有許多篩孔一樣，故稱篩狀變晶結(jié)構(gòu)。殘縷結(jié)構(gòu)變斑晶中的礦物包裹體呈定向排列。這種排列可能代表了先于變斑晶存在的片理或原巖層理，具有重要的鑒定意義。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)變斑晶內(nèi)的包裹物作S型或其他旋轉(zhuǎn)式排列，稱旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)（或雪球結(jié)構(gòu)）。旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)指示變嵌晶生長時(shí)發(fā)生同構(gòu)造旋轉(zhuǎn)，可用來判斷剪切指向。第96頁/共113頁（三）交代結(jié)構(gòu)指巖石中原有礦物或礦物集合體被新的礦物或礦物集合體所取代的現(xiàn)象。是交代作用形成的，在交代過程中有物質(zhì)成分的交換和結(jié)構(gòu)的改組。一般特點(diǎn)：①礦物顆粒的形態(tài)復(fù)雜多樣，邊緣多為港灣狀等不規(guī)則形狀；②礦物粒度變化大；③同種礦物的不同顆粒，甚至同一顆粒的不同部分，其成分、光性等特征變化明顯，且這種變化多是漸變的；第97頁/共113頁

邊緣交代結(jié)構(gòu)

可細(xì)分為交代蠶食結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)和交代凈邊結(jié)構(gòu)等。核心交代結(jié)構(gòu)

包括交代穿孔結(jié)構(gòu)和穿心交代環(huán)狀結(jié)構(gòu)等。透入交代結(jié)構(gòu)

沿原有礦物中的裂隙、條紋等薄弱處進(jìn)行交代作用形