变质作用 metamorphism原先存在的岩石受物理和化学条件变化的影响,改变其结构、构造和矿物成分,从而变成一种新的岩石的转变过程。
变质作用绝大多数与地壳演化进程中地球内部的热流变化、负荷压力和构造应力等因素密切有关,少数可由陨石冲击地球表面的岩石所产生。
变质作用是在岩石基本保持固体状态下进行的。
地表的风化作用和其他外生作用所引起的岩石的变化,不属于变质作用。
从早太古宙至现代,都有变质作用发生。
在非洲和苏联测得侵入变质岩中的岩浆岩的年龄为35亿年,在中国的冀东地区测得斜长角闪岩的年龄为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。
在现代岛弧底部和太平洋中脊,由于有较高的地热梯度,也正在发生变质作用。
变质作用的方式主要包括下列几种。
①重结晶作用,在原岩基本保持固态条件下,同种矿物的再结晶,使粒度加大或减小,但不形成新的矿物的作用。
如石灰岩变质成为大理岩。
②变质结晶作用,在原岩基本保持固态条件下,原有矿物发生部分分解或全部消失,同时形成新的矿物的过程。
这种过程一般是通过特定的化学反应来实现的,又称为变质反应。
在矿物相的变化过程中,多数情况是各种组分发生重新组合。
③变质分异作用,成分均匀的原岩经变质作用后,形成矿物成分和结构构造不均匀的变质岩的作用。
如在角闪质岩石中形成以角闪石为主的暗色条带和以长英质为主的浅色条带。
④交代作用,有一定数量的组分被带进和带出,使岩石的总化学成分发生不同程度的改变的成岩成矿作用。
岩石中原有矿物的分解消失和新矿物的形成基本同时,它是一种逐渐置换的过程。
⑤变形和碎裂作用,在浅部低温低压条件下,多数岩石具有较大的脆性,当所受应力超过一定弹性限度时,就会碎裂。
在深部温度较高的条件下,岩石所受应力超过弹性限度时,则出现塑性变形。
变质作用的因素主要是温度、压力和具化学活性的流体等。
温度的改变是引起变质作用的主要因素,多数变质作用是在温度升高(一般温度范围为200~900℃)的情况下进行的。
热能主要有两种