一、变质作用的定义我们研究了自然界产出的火成岩和沉积岩等两大类岩石，它们形成于不同的地质环境和物化条件下，具有不同的成分、结构构造等基本特征。
由于地球是一个动态行星（ｄｙｎａｍｉｃｐｌａｎｅｔ），它形成以来，除受陨石冲击外，内部还不断发生能量和物质的迁移和变化。
火成岩和沉积岩形成后都不是一成不变的。
相反，在岩浆活动、构造变动等地球内力作用下，它们会偏离其初始环境和条件而处于新的地质环境和物理化学条件之中。
在这种情况下，作为对新条件的响应（ｒｅｓｐｏｎｓｅ），岩石在基本保持固体状态下会发生矿物成分、结构构造甚至化学成分变化而形成新的岩石，这样一个地质过程称为变质作用（ｍｅｔａ-ｍｏｒｐｈｉｓｍ）。
简而言之，变质作用是在地球内力作用下，早先形成的岩石（岩浆岩、沉积岩）为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固体状态下发生的矿物成分、结构构造甚至化学成分变化过程。
变质作用形成的岩石称为变质岩（ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｓ）。
变质岩是自然界最主要的岩石类型之一，它与岩浆岩、沉积岩一起构成固态岩石圈。
二、变质作用机制变质作用是一个基本保持固体状态下的转变过程，岩石是如何在这种状态下实现矿物成分、结构构造甚至化学成分变化的呢？这就是变质作用机制问题。
最主要的变质作用机制有变质结晶和变形两类。
（一）变质结晶岩石在变质条件下的结晶作用称变质结晶作用（ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａ-ｔｉｏｎ）。
通常，成分单纯的钙质岩石（纯灰岩、纯白云岩）和硅质岩石（纯硅质岩、燧石岩），在变质结晶过程中主要表现为随着温度升高，粒度增大，无新矿物生成（图１４－１）；通常岩石的变质结晶情况复杂些，不仅有粒度增大，当温度升高到一定程度，还会发生变质反应，生成新的矿物。
如图１４－２所示硅质灰岩变质结晶过程。
在低温条件下，由于方解石（Ｃｃ）＋石英（Ｑ）是稳定的，所以二者之间没有反应发生，变质结晶仅表现为方解石和石英独自生长，粒度变大，硅质灰岩变成含石英大理岩（图１４－２ａ）。
当温度升高，一旦超越反应的反应温度，方解石＋石英就变得不稳定。
在粒度增大的同时，石英与方解石反应，生成硅灰石，反应剩余的方解石粒度进一步增大，与新生的硅灰石一起构成硅灰石大理岩（图１４－２ｂ）。
图１４－２ｃ表示了Ｐ＝ＰＣＯ２条件下方解石＋石英＝硅灰石＋ＣＯ２↑反应的平衡条件，从该图可看出，该反应的平衡温度视压力不同而不同。
随着压力增大，平衡温度增高。
例如，Ｐ＝０．１ＧＰ时，平衡温度约为６２０℃，Ｐ＝０．３ＧＰａ时，平衡温度约为７８０℃。
（二）变形偏应力施加于岩石，当应变很小时，岩石显示弹性行为（ｅｌａｓｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ）。
这意味应变在应力施加时立即发生，应力撤消时，岩石立即恢复至原先未变形状态。
而当应变增加至超越弹性极限，岩石就会产生永久变形（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）。
此时视环境条件不同有不同的变形机制：在近地表低温低压和较高应变速率条件下，岩石显示脆性变形（ｂｒｉｔｔｌｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ），表现为岩石沿裂缝破裂，产生碎裂和断裂。
而在地下高温高压特别是当应变速率低时，岩石显示塑性变形（ｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ），导致矿物定向排列和褶皱而没有破裂。