1、地球科学大辞典变质岩石学变质岩石学总论【变质岩石学】metamorphic petrology 见 83页“变质岩石学” 。【变质岩】metamorphic rock由变质作用所形成的岩石。在变质作用条件下，使地壳中已经存在的岩石(火成岩、沉积岩及先前已形成的变质岩)变成具有新的矿物组合及变质结构与构造特征的岩石。它们是组成地壳的三大岩类之一，约占地壳总体积的 27%。其岩性特征，一方面受原岩的控制，而具有一定的继承性；另一方面，由于受到变质作用的改造，在矿物成分和结构构造上具有与其他岩类不同的特征。变质岩在中国和世界各地分布很广。前寒武纪的地层绝大部分由变质岩组成；古生代以后，在各个地质时期
2、的地壳活动带和一些侵入体的周围以及断裂带内，常有变质岩分布。【等化学系列】isochemical series化学成分相同或基本相同的岩石，在不同的变质条件下形成的所有变质岩。属于一个等化学系列的岩石，由于变质条件不同，可具有不同的矿物共生组合。如原岩均为粘土质岩石，因变质条件不同，可形成板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等不同的变质岩，它们属于一个等化学系列。【等物理系列】isophysical series化学成分不同的岩石，在相同或基本相同的变质条件下形成的所有变质岩。属于一个等物理系列的岩石，由于原岩的化学成分不同，可具有不同的矿物共生组合。例如，粘土岩和石灰岩，在中级区域变质作用下，前者形成
3、云母片岩，后者形成大理岩，二者属于一个等物理系列。【构造超压】tectonic overpressure由应力的垂直分力所产生的超负荷压力。在区域变质作用过程中，由构造运动产生的应力是一种侧向压力，但它的垂直分力可使局部地区的负荷压力增大。因为它是由构造应力所产生的附加压力，故称为构造超压。它和负荷压力的性质相似，有时可达 02 03 吉帕。一般认为构造超压只在地壳浅部，岩石保持刚性状态，且应变迅速时才具有实际意义。在地壳深部，由于温度较高和负荷压力较大，岩石具有一定的塑性，应力可通过岩石的塑性变形而释放，因此不能起附加压力的作用。【流体超压】fluid overpressure由岩石中流体所
4、产生的超负荷压力。在岩石的孔隙和裂隙中常充填有不同成分和数量的流体，它们所具有的内压称为流体压力。在区域变质作用过程中，流体压力通常相当于负荷压力，但在温度升高后，有些变质反应可释放出大量的流体，在地壳较深部的封闭条件下，出现流体压力大于负荷压力的状况，即流体超压现象。在原岩含水较多、岩层厚度较大、变质反应加热速度过快、脱水反应中的水形成循环流体等情况下，均可出现流体超压现象。【地热梯度】geothermal gradient又称地热增温率或地温梯度。地壳内部热流与深度关系的一种表示方法。在区域变质作用过程中，温度和压力之间的关系可用温度 压力梯度表示。由于压力通常以随深度而增加的负荷压力为主
5、，故用地壳内部每加深 1千米温度所增加的度数(度/千米)表示，称为地热梯度或地热增温率。但是近年来的研究表明，变质作用过程中的压力不只是与深度有关，有时可出现由应力所产生的构造超压和由流体所产生的流体超压。不同地区的地热梯度不完全相同，它们与大地构造环境和地壳演化过程有密切关系。【变质级】metamorphic grade又称变质程度。变质作用过程中原岩受到改造的程度。由于在变质作用过程中，温度往往起主导作用，一般是温度愈高，原岩被改造愈强烈。因此，按温度的高低，可将变质作用分为四个等级：很低级、低级、中级和高级。变质程度不同，形成的矿物组合及岩石类型亦不同。例如，粘土质岩石在低级变质时形成板
6、岩、千枚岩，中级变质时形成云母片岩，高级变质时则形成片麻岩。此外，在一定的温度范围内，按压力的高低，可将变质作用分为低压、中压、高压和超高压。【变质带】metamorphic zone不同变质级的岩石在空间上呈有规律的带状分布。在某些区域变质岩区，根据变质岩的矿物组合和结构构造特点，可划分出几个变质程度不同的带。同一个带内所有变质岩的形成温度和压力条件相似，它们属于同一个变质级。每个变质带通常是以首次出现的标志矿物或矿物组合进行命名，如绿泥石带、黑云母带、铁铝榴石带、十字石 蓝晶石带、矽线石带等。不同变质带之间的界线，即某一标志矿物首次出现的各个点的连线，称为等变线或等变度(isograd)。
7、几个不同的变质带在空间上形成由低级、中级到高级的顺序排列，则称为前进变质带或递增变质带(progressive metamorphic zones)。【变质反应带】metamorphic reaction zone根据特定变质反应形成的矿物组合划分的变质带。这一概念首先由温克勒(M.G.F.Winkler,1965)提出。他主张用不同岩石中由特定变质反应所产生的矿物组合代替原来划分变质带的标志矿物。变质反应带之间的界线，即相同特定变质反应出现的各个点的连线，称为等反应线或等反应度(isoreaction grade)。在一个变质地区内，根据特定变质反应形成的矿物组合，可以确定岩石变质时的温度和
8、压力条件，并可进行不同地区之间的对比。【深度带】depth zone以岩石的埋藏深度为标准划分的变质带。这一概念首先由塞德霍尔姆(J.J.Sederholm,1891)提出。他认为岩石的变质程度主要和它们的埋藏深度有关，因为变质作用的温度、压力和应力随深度而发生变化，并按深度把变质作用划分为三个带：浅带、中带和深带。浅带的特点是低温、低压和强应力，出现的矿物以低温含水的变质矿物为主；深带的特点是高温、高压和弱应力，出现的矿物以高温不含水的变质矿物为主；中带的特点则介于浅带和深带之间。近年来的研究表明，影响变质作用的因素比较复杂，不同地区的构造环境和地热梯度不完全相同，因此不能将深度与温度、压力
9、和应力之间的关系看成是固定不变的。【接触变质圈】contactmetamorphic aureole又称接触变质晕。在热接触变质作用中，温度是引起变质作用的主要因素。总的来说，距侵入体愈近的岩石，达到的温度愈高，变质程度也愈高，愈远则变质程度愈低，并逐渐过渡到未变质的围岩。接触变质作用结果表现为不同变质程度的岩石在平面上形成以侵入体为中心的环带状分布的晕圈，称为接触变质圈。它在地质上具有等温带的意义。【pTt 轨迹】pTt path区域变质作用过程中压力(p)和温度(T)随时间(t)而变化的态势和轨迹。这一概念首先由英格兰和理查森(P.C.England and S.W.Richardson,
10、1977)提出。近年来的研究表明，区域变质作用是一个时间相当长的连续变化过程，由于受到构造作用、岩浆作用和侵蚀作用的影响，变质作用的温度和压力条件及地热梯度随时间不断发生变化。根据不同世代的矿物共生组合及形成温度，变质作用过程可大致分为早期阶段、峰期阶段(温度最高的阶段)和晚期阶段，它们的温度和压力条件在 pt 图解上表现为一定的演化轨迹。不同型式的 pTt轨迹与不同的大地构造环境和地球动力学过程有密切关系。建立变质作用的pTt轨迹主要有两种方法：一种是根据热传导的基本原理，通过数学计算模拟变质作用的pTt轨迹(正演模拟)；另一种是在野外和室内综合研究的基础上，从变质岩石中所记录的信息反演变质
11、作用的 pTt轨迹(反演模拟)。在变质作用 pTt轨迹的研究方面虽取得了较大进展，但是在理论基础和研究方法上都存在一些需要进一步深入研究的问题。例如，变质阶段的划分，温度和压力条件的确定，不同阶段年代的测定，建立 pTt轨迹的正演和反演方法，不同形式 pTt轨迹的大地构造环境和地球动力学过程等。近年来有些学者还根据变质作用和变形作用之间的关系，建立了变质作用的 pTt轨迹。【顺时针 pTt轨迹】clockwise pTt pathpTt轨迹的一种型式。主要特征是变质作用的演化轨迹与钟表上指针的旋转方向相同，在峰期阶段后可出现温度变化不大而压力明显降低的近等温减压(isothermal deco
12、mpression，ITD)过程。它们与构造增厚作用有密切关系，有代表性的构造环境是陆壳碰撞造山带。【逆时针 pTt轨迹】anticlockwise pTt pathpTt轨迹的一种型式。主要特征是变质作用的演化轨迹与钟表上指针的旋转方向相反，在峰期阶段后可出现压力变化不大而温度明显降低的近等压冷却(isobaric cooling，IBC)过程。它们的构造环境和成因比较复杂，如岛弧和大陆边缘的岩浆增生作用等。【变质事件】metamorphic event同一期区域变质作用的全过程，称为一次变质事件。它相当于同一次构造旋回和地球动力学过程，可包括几个连续的变质阶段。每一个变质阶段具有不同的温度
13、和压力条件，它们与变形幕之间的关系也有所不同。有些变质岩系曾受到多次变质事件的影响，表现为不同变质事件的变质时期、变质作用类型、大地构造环境和地球动力学过程有所不同。【变质旋回】metamorphic cycle在一个变质地区内，变质作用类型随时间的演化具有旋回性特征。据变质时期可分为太古宙旋回、元古宙旋回和显生宙旋回(包括古生代亚旋回和中新生代亚旋回)。不同变质地区内变质旋回的特征和表现不完全相同，它们与大地构造环境和地壳演化阶段有密切关系。每一个变质旋回可包括几个变质期或变质事件，它们具有不同类型的变质作用。一般变质旋回的早期是区域动力热流变质作用，晚期是区域低温动力变质作用，有些变质地区
14、晚期还出现有埋藏变质作用。【高级变质区】highgrade metamorphic terrain以发育高级区域变质岩石为特征的地区，常简称高级区(highgrade terrain)。主要分布在早前寒武纪(尤其是太古宙)的深变质地区，并常与混合岩和花岗质岩石紧密伴生。高级变质区的岩石组合按原岩性质可分为如下三种：变质侵入岩，主要是由中酸性侵入岩形成的长英质片麻岩，其次是由基性和超基性侵入岩形成的暗色麻粒岩、斜长角闪岩、闪岩和辉岩；变质火山岩，包括由基性和中酸性火山岩形成的斜长角闪岩、浅色麻粒岩、片麻岩、变粒岩和浅粒岩；变质沉积岩，包括由砂质岩石、泥质岩石和碳酸盐岩石形成的片麻岩、变粒岩和大理
15、岩。变质作用达高角闪岩相至麻粒岩相，构造变形作用十分强烈。世界各地高级变质区的特征不完全相同，并具有不同的岩石组合，表明它们形成时的构造环境也有所不同。【花岗岩 绿岩带】granitegreenstone belt常简称绿岩带，又称低级变质区(lowgrade metamorphic terrain)。以发育绿色低级变质超镁铁质和镁铁质火山岩为特征的地区。主要分布在早前寒武纪(尤其是太古宙)的浅变质地区，通常与大量花岗质岩石紧密伴生。典型的绿岩带由三部分组成：下部主要为超镁铁质和镁铁质火山岩；中部主要为钙碱性火山岩；上部主要为碎屑沉积岩。它们遭受了绿片岩相变质作用和强烈的变形作用。世界各地绿岩
16、带的特征不完全相同，可进一步划分为不同的类型。对绿岩带的含义尚存在不同的认识，有些学者将高级变质区内原岩类型相似的深变质岩石组合也归于绿岩带。关于绿岩带的成因和构造环境也存在不同的观点，有的学者认为其形成于弧后盆地，有的学者则认为形成于硅铝地壳上的裂陷带，等等。【含矿变质建造】orebearing metamorphic formation变质建造的一个组成部分。它是以富含某些元素或有用矿物为特征的变质岩组合，这些元素或有用矿物在变质岩中，并不都具有工业价值，但在后期的富集作用中(如混合岩化作用等)，可形成有工业价值的矿床。变质建造的含矿性主要决定于变质前原岩建造的含矿性，它是形成变质矿床的物
17、质基础，而变质作用及混合岩化作用则是使某些元素或有用矿物富集成矿的必要条件。【变质矿物】metamorphic mineral 由变质作用形成的矿物。如区域变质作用形成的十字石、蓝晶石等，接触变质作用形成的石榴子石、硅灰石等。【稳定矿物】stable mineral在一定的变质作用条件下能稳定存在的矿物。它可以是在变质作用过程中新生成的矿物，也可以是在一定的变质作用下仍然稳定的原有矿物。【变余矿物】palimpsest mineral又称残余矿物(relict mineral)或不稳定矿物(unstable mineral)。变质过程中由于变质反应进行不彻底而残留下的部分原有矿物。【应力矿物】
18、stress mineral有些变质矿物除一定的温度和压力条件外，必须在有应力参加下才能形成，如十字石、蓝晶石、硬绿泥石等，称为应力矿物。与此相反，有些变质矿物在应力较强时则不出现，如红柱石、堇青石等，称为反应力矿物(antistress mineral)。这一概念由哈克(A.Harker,1931)等人提出。但是近年来从野外观察和实验研究都发现，蓝晶石等矿物的形成并不一定需要有应力参加。一般认为应力不是影响矿物形成的平衡因素，多数学者不同意将变质矿物分为应力矿物和反应力矿物。【特征变质矿物】diagnostic metamorphic mineral变质作用过程中形成的稳定范围相对较窄，能较
19、好地指示变质条件(温度、压力，有时还可指示原岩成分)的变质矿物。例如，云母片岩中出现十字石或蓝晶石，说明此岩石是由粘土质原岩经中级区域变质作用所形成，因此，十字石和蓝晶石属于特征变质矿物。【变质矿物共生组合】metamorphic mineral association在同一变质作用条件下同时形成的一组变质矿物。属同一共生组合的各种矿物之间，一般没有交代结构或其他反应结构。在没有彻底重结晶或经受复变质作用的变质岩中，常存在形成于不同世代的矿物，此时，组成岩石的矿物应分属于两个或两个以上不同的矿物共生组合。变质矿物共生组合既反映原岩成分特点，又反映变质当时的温度和压力条件，它是研究变质相的基础。
20、【变质反应】metamorphic reaction变质作用过程中形成新矿物的化学反应。变质反应的主要特点是，有关反应是在岩石基本上保持固态条件下进行的，而且新矿物的形成和原有矿物的分解同时发生。温度、负荷压力和流体压力是控制变质反应的主要因素。根据反应物和生成物的性质可将变质反应分为如下类型：固体反应，包括同质多象转变、固溶体出溶、固相之间反应等；脱挥发分反应，包括脱水反应和脱碳酸反应；氧化还原反应。【连续反应】continuous reaction又称滑动反应(sliding reaction)。反应矿物和生成矿物的化学成分可发生连续变化的一种变质反应。在有些类质同象矿物参加的变质反应中，
21、由于反应矿物的部分化学成分向生成矿物迁移，因此在一定的温度和压力范围内，反应矿物和生成矿物的化学成分可发生连续变化，而且反应矿物和生成矿物可以同时存在。【不连续反应】discontinous reaction反应矿物和生成矿物的化学成分不能发生连续变化的一种变质反应。在变质反应过程中，由于反应矿物和生成矿物都具有固定的化学成分，当达到一定的温度和压力条件时，可使原有矿物转变为新生矿物，而且反应矿物和生成矿物不能同时存在，它们之间的变化为突变性质。【净转移反应】nettransfer reaction在变质反应过程中，矿物原子数发生变化的一种变质反应。它可以是连续反应，也可以是不连续反应。例如，
22、泥质变质岩中堇青石转变为石榴子石的变质反应：3(Mg,Fe)2Al4Si5O18堇青石=2(Mg,Fe)3Al2Si3O12 石榴子石+4Al2SiO5 矽线石+5SiO2 石英这是一个连续反应，也是一个净转移反应。在净转移反应中，矿物的体积有相当大的变化，如上式中堇青石转变为石榴子石后体积缩小，因此净转移反应是良好的地质压力计。【交换反应】exchange reaction在变质反应过程中，仅引起共存矿物间原子(主要是Mg、Fe)的交换，而不改变有关矿物原子数的一种变质反应。因为交换反应不改变有关矿物的原子数，仅引起系统很小的体积变化，压力对平衡的影响很小，共存矿物间的 Fe，Mg 分配系数
23、与温度呈直线函数关系，所以交换反应是良好的地质温度计。【地质温度计】geothermometer 根据热力学的基本原理，利用岩石的矿物成分、化学成分和结构构造资料，估算矿物和岩石形成温度的方法，称为地质温度计。估算矿物和岩石形成压力的方法，则称为地质压力计(geobarometer)。二者又合称为地质温压计(geothermobarometer)。目前常用的方法是矿物温度计和矿物压力计。此外还可利用变质矿物共生组合、变质反应和实验资料，估算变质岩形成时的温度和压力范围。【矿物温度计】mineralogical thermometer 根据热力学的基本原理，利用矿物的化学成分、晶体形态和包裹体资
24、料，估算矿物和岩石形成温度的方法，称为矿物温度计。估算矿物和岩石形成压力的方法，则称为矿物压力计(mineralogical barometer)。二者又合称为矿物温压计(mineralogical thermobarometer)。目前常用的有如下几种方法：利用共生矿物之间元素的分配特征；利用共生矿物之间稳定同位素的比值；利用矿物的同质多象转变、固溶体矿物的出溶、矿物的晶形变化等；利用矿物中包裹体的成分和均一化温度。但是这几种方法都需要进一步改进和完善。【活动组分】mobile component变质作用和混合岩化作用过程中，在特定的温度、压力、原岩成分等条件下，通过孔隙溶液和裂隙溶液能够与
25、外界自由交换的组分。在一般变质作用过程中，水和二氧化碳等挥发性组分通常为完全活动组分。在混合岩化作用过程中，氧化钾和氧化钠通常成为活动组分，其他造岩氧化物有时也成为活动组分，可引起不同性质的交代作用。【惰性组分】inert component又称固定组分(fixed component)。变质作用和混合岩化作用过程中，在特定的温度、压力、原岩成分等条件下，岩石中不能与外界自由交换的组分。它们在原岩中的含量，对最终形成的变质岩或混合岩的矿物组合有重大关系。在一般变质作用过程中，主要造岩氧化物均为惰性组分。但在一定的物理化学条件下，某些造岩氧化物也可以成为活动组分。例如，在混合岩化作用过程中，氧化
26、钾、氧化钠及其他一些造岩氧化物均可成为活动组分。【矿物相律】mineralogical phase rule应用热力学中的吉布斯相律，研究变质岩的矿物共生组合与岩石化学成分、温度和压力之间关系时所得出的规律。在封闭系统中，矿物相数(P)与自由度数(F)和独立组分数(C)之间的关系是：P+F=C+2。因为变质矿物组合一般是在一定的温度和压力范围内形成的，表明变质作用通常是在温度和压力都可变化的条件下进行，即自由度 F2，由此得出变质岩中平衡共生的矿物相数应等于或小于岩石中的独立组分数，即 PC。这一规律称为矿物相律，因为它是由戈尔德施密特(V.M.Goldschmidt,1911)首先提出的，又
27、称为戈尔德施密特矿物相律(Goldschmidts mineralogical phase rule)。在开放体系中，岩石中的组分可分为惰性组分(Ci)和活动组分(Cm)，即 C=Ci+Cm，因为在一定的温度和压力条件下，岩石中只有惰性组分与变质岩的矿物组合有关，而完全活动组分对变质岩的矿物组合没有影响，即自由度 F2+Cm，由此得出变质岩中平衡共生的矿物相数应等于或小于岩石中的惰性组分数，即 PCi。这一规律是由科尔任斯基( ，1936)首先提出的，因此称为科尔任斯基矿物相律(Korzhinskiy minerological phase rule)。【矿物共生分析】mineral para
28、genesis analysis应用矿物相律分析变质岩的矿物共生组合与岩石化学成分、温度和压力之间关系的研究方法。目的是查明不同变质岩中各种矿物之间的共生关系和矿物世代，有关的变质反应及温度和压力条件，不同矿物组合与化学成分之间的对应关系等。矿物共生分析是研究变质带和变质相的主要方法，通常用不同的成分共生图解表示。【ACF 图解】ACF diagram表示变质相中矿物共生组合与岩石化学成分之间相互关系的一种三元系图解。一般用等边三角形表示，三角形的三个顶点分别为 A、C、F，其中A=Al2O3+Fe2O3-(Na2O+K2O)，C=CaO，F=FeO+MgO+MnO。各种氧化物的数量均用分子数
29、表示，将 A、C、F 的分子数换算成各自所占百分数，并使 A+C+F=100。现用辉石角岩相的 ACF图解ACF图解和 AKF图解加以说明(如图)。图解中每一个小三角形的顶点各相当于一个具特定化学成分的变质矿物，如红柱石、堇青石、斜长石等。每一个小三角形顶点的三个矿物代表在辉石角岩相的条件下，化学成分位于这一小三角形内的原岩所具有的变质矿物组合。图解中的数字表示在辉石角岩相的条件下，由于原岩的化学成分不同，可能出现的 10种矿物共生组合。例如，泥质岩石变质后可出现红柱石(或矽线石)+堇青石+斜长石，基性岩变质后可出现紫苏辉石+透辉石+斜长石，碳酸盐岩变质后可出现硅灰石+透辉石+钙铝榴石，等等。
30、ACF图解的优点是能表示各种原岩成分与变质矿物组合之间的关系，尤其是变质泥质岩和变质基性岩的矿物共生组合。【AKF 图解】AKF diagram又称 AKF 图解。表示变质相中矿物共生组合与岩石化学成分之间相互关系的一种三元系图解。一般用等边三角形表示，三角形的三个顶点分别为 A、K、F,其中 A=Al2O3+Fe2O3-(Na2O+K2O+CaO)，K=K2O，F=FeO+MgO+MnO。各种氧化物的数量均用分子数表示，将 A、K、F 的分子数换算成各自所占百分数，并使 A+K+F=100(参见词目 ACF图解的附图)。AKF 图解的使用方法及其意义和 ACF图解基本相同，它对原岩为泥质岩和
31、酸性火山岩的变质岩比较适用。【AFM 图解】AFM diagram表示变质相中矿物共生组合与岩石化学成分之间相互关系的一种三元系图解。它是以 A、F、MAFM 图解为顶点的三角形图解，其中 A、F、M 分别代表Al2O3、FeO、MgO 的含量，实际上是 K2OAl2O3FeOMgO 四面体中 Al2O3FeOMgO 面及其延伸部分(图中带点部分)。A 是在四面体内的含钾矿物都以白云母(M 点)作为投影点投到 Al2O3FeOMgO 平面上。AFM 图解上各种变质矿物的位置根据下面的公式计算出的 A值和 M值确定，各种氧化物的数量均用分子数表示。AFM 图解主要适用于变质泥质岩。A=Al2O3
32、-3K2OAl2O3-3K2O+FeO+MgOM=MgOMgO+FeO变 质 作 用【变质作用】 metamorphism地壳中已存的岩石，由于受到构造运动、岩浆活动或地壳内热流变化以及陨石冲击地球表面的影响，物理和化学条件发生改变，使原岩的矿物成分和结构构造(有时还有化学成分)发生了不同程度的变化，这些变化总称为变质作用。变质作用，一方面由于是在风化带和胶结带以下，在较高温度和一定压力下进行的(有时可出现部分熔融)，而不同于表生作用(包括沉积作用)；另一方面由于基本上是在固体状态下进行的(有时可出现部分熔融)，而不同于岩浆作用。但它与这些作用之间都存在有过渡现象。【区域变质作用】region
33、al metamorphism在大面积内发生的变质作用的统称。它们的主要特征是呈面型分布，出露面积从几百至几千平方千米，影响范围可达几千至几万平方千米，形成深度可达 20千米以上。根据地质环境和物理化学条件可分为不同的类型，如区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用、埋藏变质作用、洋底变质作用等。【区域动力热流变质作用】regional dynamothermal flow metamorphism又称热动力变质作用(thermal dynamometamorphism) 。由于区域性的地壳活动及深部热流的影响，在大面积内发生的一种变质作用。主要发生在前寒武纪结晶基底和后期的造山带中，与这些
34、地区的地热异常和应力作用有关。在变质作用过程中，温度、压力、应力和溶液等物理化学因素的变化比较复杂，可出现不同类型的递增变质带，在不少地区有混合岩和花岗质岩石相伴生。【深成变质作用】plutonic metamorphism又称区域中高温变质作用(regional moderatehigh temperature metamorphism)。在地壳深部高温条件下发生的一种区域变质作用。主要呈大面积出现在太古宙的高级变质区，它是地壳演化早期特有的一种变质作用。变质温度在 600以上，形成麻粒岩相和高角闪岩相的变质岩。一般以麻粒岩相为主，又称为麻粒岩相变质作用(granulite facies m
35、etamorphism)。变质作用比较均匀，往往形成单相变质岩系，递增变质带不明显，常伴有混合岩化作用和花岗质岩浆活动。【区域低温动力变质作用】regional lowtemperature dynamometamorphism 又称区域动力变质作用(regional dynamometamorphism)、造山变质作用(orogenic metamorphism)。在地壳较浅部位发生的，主要由区域性应力作用引起的一种变质作用。常出现在某些造山带中，以动力变形作用为主，由于温度较低，重结晶作用居次要地位。主要形成各种板岩、千枚岩等片理化岩石。变质反应主要形成绢云母(白云母)和绿泥石的组合，属于
36、低温范围。一般形成绿片岩相的单相变质岩系，不出现递增变质带和混合岩。我国南方昆阳群变质岩系分布地区可作为代表。【高压变质作用】highpressure metamorphism在低温、高压条件下发生的一种区域变质作用。主要呈带状出现在晚元古代和显生宙的浅变质地区，它是地壳活动带特有的一种变质作用。变质温度为 250450，压力为 05 12 吉帕，形成蓝闪石 硬柱石片岩相和蓝闪绿片岩相的变质岩，一般认为它们的构造环境为大洋板块的俯冲带。因为出现特征的蓝闪石片岩，又称为蓝片岩相变质作用(glancuphaneschist facies metamor sohiom，blueschist faci
37、es metamorphism)。常伴有基性和超基性侵入岩，而未见混合岩和花岗质岩石。【超高压变质作用】ultrahighpressure metamorphism在超高压条件下发生的一种区域变质作用。主要呈带状出现在显生宙的变质岩地区，它是陆壳碰撞造山带特有的一种变质作用。一般认为它与陆壳和洋壳的大幅度俯冲作用有密切关系。主要标志是在榴辉岩、硬玉石英岩、文石大理岩等变质岩中出现柯石英、金刚石等超高压变质矿物，它们的形成压力在25 35 吉帕以上，深度在 80120 千米以上。超高压变质岩在我国的大别山苏鲁变质带比较发育。关于超高压变质岩与围岩的关系、大地构造背景、形成时代、俯冲深度和折返机制
38、等目前尚存在不同的认识，因此需要进一步深入研究。【埋藏变质作用】burial metamorphism 又称埋深变质作用(deepburial metamorphism)、负荷变质作用(load metamorphism)。随着地壳下沉被埋在地下深处的岩石，由于受上覆岩石的负荷压力和地热增温的影响，在大面积内发生的一种变质作用。它与造山运动或岩浆活动没有明显联系。变质温度很低，应力影响不明显，所形成的变质岩缺乏片理，常保存较多的原岩组构。埋藏变质作用代表区域变质作用的开始，它与成岩作用之间存在过渡关系，主要区别是岩石中开始出现浊沸石、葡萄石、绿纤石等很低温的变质矿物。【洋底变质作用】ocean
39、floor metamorphism在大洋中脊的一定深度范围内，由于海底扩张和深部热流上升以及海水通过热岩浆的对流循环而发生的一种变质作用。这种变质作用规模较大，可使大洋中脊的基性和超基性岩石发生重结晶作用，形成不具片状构造的变质岩石。有人根据磁异常的型式判断，洋底玄武岩层的厚度可能只有 05 20 千米，下伏岩层便是退磁的主要由变质的镁铁质岩石组成的，这些岩石包括变质玄武岩、变质辉长岩、含韭闪石蛇纹岩等。【局部变质作用】local metamorphism在较小面积内发生的变质作用的统称。它们的主要特征是呈带状分布，通常出露在侵入体周围或断裂带附近。根据地质环境和物理化学条件可分为不同的类型
40、，如接触变质作用、气液变质作用、动力变质作用等。【接触变质作用】contact metamorphism发生在侵入体与围岩接触带的一种变质作用。根据作用过程中有无交代作用又可分为热接触变质作用和接触交代变质作用两种类型。前者主要是由于温度升高引起，没有明显的交代作用；后者则在温度升高的同时，还有显著的交代作用。也有人把接触变质作用一词专用于热接触变质作用。【热接触变质作用】thermal contactmetamorphism 又称热变质作用(thermal metamorphism)，有时简称接触变质作用。主要由于侵入体放出的热能，使接触带附近围岩的矿物成分和结构构造发生变化的一种变质作用。
41、这种变质作用主要表现为原岩成分的重结晶，形成新的矿物组合和新的结构构造，而化学成分基本上没有发生变化，即没有发生明显的交代作用。这种变质作用可形成各种热接触变质岩石，如斑点板岩、角岩等。【接触交代变质作用】contactmetasomatic metamorphism又称接触交代作用(contact metasomatism)。由于岩浆结晶晚期析出的大量挥发分和热液，通过交代作用使接触带附近的侵入岩和围岩，在岩性及化学成分上均发生变化的一种变质作用。这种变质作用可形成各种接触交代变质岩石，如矽卡岩等。从岩浆中析出的气水热液，往往携带有某些金属和非金属元素，通过接触交代作用可形成接触交代矿床，如
42、矽卡岩型矿床。【高热变质作用】pyrometamorphism 又称烘焙变质作用(optalic metamorphism)。一种特殊的热接触变质作用，主要指与喷出岩或次火山岩接触的围岩或捕虏体中发生的小范围极高温的变质作用。这种变质作用由于发生在地表或接近地表处，因此作用的时间短，压力小，降温快。特征是围岩或捕虏体被烘烤褪色，脱水变硬，甚至可局部熔化出现少量玻璃质，有时还可出现一些特殊的低压高温矿物，如鳞石英、多铝红柱石、硅钙石、斜硅钙石、黄长石等。【燃烧变质作用】burnt metamorphism由地壳浅部物质发生自燃而引起的一种变质作用。主要是煤层和含油砂页岩等易燃物质，由于氧化作用等
43、外部原因使温度升高而引起燃烧，并使周围岩石发生重结晶或部分熔化。变质温度可达 1600，影响范围可超过 10平方千米。它是一种热源来自岩石自身的特殊变质作用，在中、新生代岩层中比较发育。【自变质作用】autometamorphism 在岩浆岩的形成和演化过程中，由岩浆中析出的挥发分，呈气态或液态与该岩体内基本固结的岩石发生交代作用，使其矿物成分和化学成分发生变化的一种变质作用。因为引起变质作用的气水热液与受变质岩石本身有密切的成因联系，故称为自变质作用。这种变质作用形成的蛇纹岩、青磐岩、云英岩、黄铁绢英岩、次生石英岩等往往与某些矿床有密切关系。【气液变质作用】pneumatolytic hyd
44、rothermal metamorphism由化学性质比较活泼的气体和热液，与固态岩石发生交代作用，使原来岩石的矿物成分和化学成分发生变化的一种变质作用。它既包括火成岩的自变质作用，也包括各种围岩蚀变作用，二者所形成的变质岩有时不易区别。引起岩石变质的气水热液，其成因和来源是多种多样的，可以是岩浆晚期或岩浆期后的气水热液，也可以是地壳内其他成因的热水溶液。气液变质作用可形成各种自变质岩石或蚀变围岩，它们往往与某些矿床有密切关系，因此是重要的找矿标志。【动力变质作用】dynamic metamorphism 又称碎裂变质作用(cataclastic metamorphism)。在断裂构造产生的强
45、应力的影响下发生的一种变质作用。它使原来的岩石及其组成矿物发生变形、破碎等机械作用，也常有一定程度的重结晶作用。由于应力的性质和强度不同，可形成压碎角砾岩、碎裂岩、糜棱岩、千糜岩等动力变质岩石。【冲击变质作用】shock metamorphism较大的陨石高速碰撞地表岩石时，由冲击波产生的一种变质作用。主要见于陨石坑内。特点是作用时间极短，定向压力很大，温度很高。它可使矿物晶体发生变形和破碎，形成柯石英、斯石英、金刚石等高压矿物及玻璃，还可使磁铁矿等难熔矿物发生熔融。【复变质作用】polymetamorphism 又称多期变质作用(multiple metamorphism)、叠加变质作用(s
46、uperimposed metamorphism)。同一套变质岩系遭受了两次以上的变质作用，称为复变质作用。每一个时期岩石的变化都受此时期变质条件的控制。例如，遭受区域变质作用的岩石，后来又受到第二次区域变质作用或接触变质作用、动力变质作用等。研究一个变质地区内岩石遭受变质作用的期次和特点，对进一步了解此地区的地质构造发展历史具有重要意义。【前进变质作用】progressive metamorphism又称渐进变质作用、递增变质作用。由于温度的逐渐升高，在较低温度下形成的矿物组合依次转变为较高温度下形成的矿物组合的一种变质作用。主要表现为在一个变质地体内，出现变质级逐渐增高的一系列变质带。【退
47、化变质作用】retrogressive metamorphism又称退变质作用。它是复变质作用的一种类型。在岩石遭受较高温度的变质作用后，又受到较低温度的变质作用。特征是原来在较高温度下形成的矿物组合被较低温度下形成的矿物组合所代替。例如，原来由粘土岩经中级区域变质作用形成的黑云母片麻岩，后来又受到低级区域变质作用，变成了绿泥石白云母片岩，等等。【变质重结晶作用】recrystallization 常简称重结晶作用。在变质作用过程中，原有的矿物晶体由于重新生长而粒度变粗的作用(如细粒方解石变为中粗粒方解石等)或由于原岩化学成分的重新组合而形成新矿物的作用(如高岭石变成红柱石和石英等)。有些学者
48、只将前者称为重结晶作用，而将后者称为变质结晶作用(metamorphic crystallization)、重组合作用(recombination)。这些作用基本上是在固体状态下进行，而不同于岩浆冷凝过程中的结晶作用。根据重结晶作用和构造变形作用之间的相互关系，可分为前构造期结晶作用、同构造期结晶作用和后构造期结晶作用。【前构造期结晶作用】pretectonic crystallization变质矿物形成于构造变形之前。主要标志如下：矿物晶体具有明显的变形和碎裂现象；变斑晶矿物被后成片理包围，有的在两端可形成压力影；变斑晶中包裹体矿物的排列方向与基质中的片理方向不一致。【同构造期结晶作用】sy
49、ntectonic crystallization变质矿物的形成与构造变形近于同时。主要标志如下：矿物晶体的排列方向与结晶片理的方向一致；变斑晶中包裹体矿物的排列方向与基质中的片理方向协调一致；变斑晶中包裹体矿物呈 S形分布(旋转结构)，并与基质中的片理相连。【后构造期结晶作用】posttectonic crystallization变质矿物形成于构造变形之后。主要标志如下：矿物晶体不具定向排列；矿物晶体与结晶片理呈交切关系；变斑晶中的包裹体矿物具有明显的残缕结构，晶体内外的片理和变形特征完全相同。【变质分异作用】metamorphic differentiation成分和结构构造比较均匀的岩石变质时，在不发生部分熔融或交代作用的情况下，由于温度、压力、应力和溶液等的影响，使岩石中某些组分发生迁移聚集和重新组合，形成成分和结构构造不均匀的变质岩，这种变化称为变质分异作用。这一概念首先由史迪威(F.L.Stillwell,1918)提出。例如，在变质岩中出现的变斑晶，不规则的结核或团块，平行或斜交片理的小脉或小透镜体，某些条带状构造等，有时就是变质分异作用的结果。【
