变质作用的类型及有关的变质岩

变质作用的类型及

有关的变质岩

变质作用的类型及有关的变质岩

因变质作用的因素和方式不同，可以有不同的变质类型和形成不同的岩石。

一、动力变质作用

（一）动力变质作用的概念

岩层由社区活动方案 于受到构造运动所产生的强烈应力的作用，可以使岩石及其组成矿物

发生变形、破碎，并常伴随一定程度的重结晶作用，这种变质作用称动力变质作

用。其变质因素以机械能及其转变的热能为主，常沿断裂带呈条带分布，形成断

层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等，而这些岩石又是判断断裂带的重要标志。

（二）形成的岩石

1.断层角砾岩 又称压碎角砾岩、构造角砾岩。是岩石因构造作用发生破碎所形

成的角砾状岩石，角砾大小不等，具棱角，岩性与断层两侧岩石相同，并被成分

相同的微细碎屑及后生作用水溶液中的物质所胶结。

2.碎裂岩 是岩石受强烈应力作用，形成较小的岩石碎屑或矿物碎屑所成的岩石，

有时具新生的矿物如绢云母、绿泥石等。有时在岩石碎屑中残留一些较大的矿物

碎块，形如斑晶，称碎斑结构。

3.糜棱岩 岩石遭受强烈挤压形成粒度较小的矿物碎屑（一般小于0.5mm）所成

的岩石。主要矿物为细粒石英、长石及少量新生矿物如绢云母、绿泥石等，有时

含少量原岩碎屑，呈碎斑结构。因不同成分、颜色、粒度的矿物定向排列，常显

示类似流纹的条带构造。多见于花岗岩、石英砂岩等坚硬岩石的断裂构造带。

二、接触变质作用

由于岩浆活动，在侵入体和围岩的接触带，产生变质现象，称为接触变质作

用。通常形成于地壳浅部的低压、高温条件下，压力约为10—310Pa。这种

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变质作用在围岩中一般只波及一定范围，距离侵入体越近，变质程度越高；距离

越远，变质程度越低，并逐渐过渡到不变质的岩石。从平面上看，形成以侵入体

为中心的环带状分布，称为接触变质晕或接触变质圈。这个变质圈的宽窄，决定

于侵入体的成分、规模和围岩的成分、产状等。例如，侵入体偏酸性（如花岗岩

类），富含挥发性成分，规模大，而围岩为碳酸盐，接触面平缓，则变质圈较宽；

若侵入体偏基性，规模小，而围岩为砂、页岩等，则变质圈较窄。一般说来，变

质圈宽度可达数百至一、二千米。根据在变质过程中有无交代作用，又可分为二

种类型：

（一）热接触变质作用

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又称热力接触变质作用或简称接触变质作用。指主要由于侵入体放出的热能

使围岩的矿物成分和结构、构造发生变化的一种变质作用。它主要表现为原岩成

分的重结晶，如石灰岩变为大理岩，石英砂岩变为石英岩等；有时，原岩的化学

成分重新组合形成新的矿物，如硅质灰岩变成硅灰石灰岩、含镁质灰岩变成蛇纹

石大理岩、泥质岩石变成红柱石角岩等。但由于没有明显的交代作用，岩石变质

前后的化学成分基本没有变化。

（二）接触交代变质作用

又简称接触交代作用，指岩浆结晶晚期析出大量挥发成分和热液，通过交代

作用使接触带附近的侵入体和围岩的岩性和化学成分均发生变化的一种变质作

用。所谓交代作用，是挥发成分和热液进入岩石裂隙，在一定的温度、压力条件

下，发生化学反应，原有矿物一边破坏，新的矿物一边形成，其结果是原有矿物

逐渐为新矿物所代替。交代过程是在有气液参与的固体状态下进行的，新矿物与

原有矿物是等体积交换的。这种变质作用，不仅导致岩石矿物成分和结构的变化，

而且还引起化学成分的变化。特别是富含挥发组分的中酸性侵入体与碳酸盐岩接

触，常引起强烈的交代作用，形成矽卡岩（或写作夕卡岩）。从岩浆中析出的气

水热液往往携带某些金属和非金属元素，通过交代作用可形成接触交代矿床，称

为矽卡岩型矿床。

（三）形成的岩石

1.石英岩 指石英含量大于85％的变质岩石，由石英砂岩或硅质岩经热变质作用

而形成。矿物成分除石英外，还可含少量长石、白云母及其它矿物。坚硬致密，

具等粒变晶结构，块状构造，在断口上看不出石英颗粒界限。纯石英岩色白，含

铁质者则呈红、紫红等色，或具铁矿斑点。可作建筑材料和玻璃原料。

2.角岩 又称角页岩。是由泥质岩石（粘土岩、页岩等）、粉砂岩、火山岩等经

热接触变质作用而成的变质岩，原岩已基本上重结晶，细粒变晶结构，块状构造，

致密坚硬，一般为灰、灰黑和近于黑色。矿物成分有长石、石英、云母、角闪石

等，但肉眼常难分辨；有时具红柱石空间签名 等变斑晶（呈柱状，横断面近方形，具黑心），

称红柱石角岩；若红柱石呈放射状，则通称菊花石。

3.大理岩 是由碳酸盐岩（石灰岩、白云岩等）经热接触变质作用重结晶而成的

岩石。等粒变晶结构（由细粒到粗粒），白、浅灰、浅红等色。如原来岩石中含

有杂质，重结晶后的大理岩中可含有形成的新矿物，如蛇纹石、硅灰石、金云母

等。大理岩遇盐酸起泡，但白云质大理岩则起泡微弱。

大理岩是优质装饰石材和建材，还可供艺术雕刻之用。纯白而致密的大理岩通称

汉白玉。

4.矽卡岩（夕卡岩） 主要在中、酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带，在热接触变

质作用的基础上和高温气化热液影响下，经交代作用所形成的一种变质岩石。矿

物成分比较复杂，主要有石榴子石、透辉石、硅灰石、绿帘石等，有时出现黄铜

矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等矿物。具不等粒粒状变晶结构，晶粒一般比较粗

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大，块状构造，颜色较深，常呈暗褐、暗绿等色，比重较大。矽卡岩有重要实际

意义，常和许多金属矿与非金属矿密切相关。

三、区域变质作用

泛指在广大面积内所发生的变质作用，变质范围可达数万平方千米，前寒武

纪的古老地块几乎都是由变质岩构成的；有时呈狭长带状分布，长可达数百、数

千千米，宽可达数十、数百千米，如许多褶皱山脉（天山、祁连山、昆仑山、秦

岭等）均有和其走向一致的变质岩带分布。由此可见，区域变质作用往往和地壳

活动、构造运动和岩浆活动等密切相关。在同一个区域变质地区，其所出露岩石

常有不同的矿物组合和一定的分布规律，从而反映形成变质的不同的温度和压力

等条件。因此，区域变质作用的物理条件具有很宽的范围，一般在压力0—10Pa、

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温度150—900℃范围内，可以是高温高压、中温中压，也可以是高温低压、低

温高压以及其他各种情况，而且可以具有不同的地温梯度。目前，把区域变质作

用分为许多类型，其主要类型有：

（一）区域中、高温变质作用

这种变质作用的温度一般为550—900℃，压力一般为5—10亿Pa，常常发

生在地壳管理岗 演化的早期，变质相以麻粒岩相（温度稍高）、角闪岩相（温度稍低）

为主。由于变质作用发生于较高的温度和压力条件下，重熔混合岩化比较发育。

形成岩石主要为各种片麻岩、麻粒岩、角闪岩、混合岩等，并主要见于太古宙岩

层中。

（二）区域动力热流变质作用

又称区域动热变质作用，或造山变质作用。主要见于各大褶皱带（所谓造山

带），多呈长条带状分布，因岩石所处部位不同，变质温度可以由低到高，高可

到700℃甚至85℃；压力也可以由低到高，2—10亿Pa。因此，沿着褶皱带常形

成宽度不等的递增变质带。由于这种变质作用同时受到不同应力的作用，岩石变

质后具有明显的叶理或片理构造。伴随着强烈的褶皱运动或构造运动，常有大规

模中酸性岩浆侵入活动，并导致区域性混合岩化作用。如中国祁连山褶皱带和秦

岭褶皱带等，都属于这种区域变质作用范畴。所出现的变质岩石可以从深度到浅

度变质，如从混合岩、片麻岩、片岩到千枚岩、板岩等。

（三）埋藏变质作用

又称埋深变质作用、静力变质作用、负荷变质作用或地热变质作用。主要指

沉积岩层（如地槽区）或火山沉积物随着地壳下沉和埋藏深度佳能大三元 递增，在地热影响

下引起的区域性变质作用。这种变质作用形成温度较低，最高可达400—500℃，

但压力可以从低到高，所以常形成低温而压力不高的变质矿物如沸石类矿物，也

可以形成低温高压的变质矿物如蓝闪石等。此外，还可形成高温高压的榴辉岩。

埋深变质作用与岩浆侵入作用和构造运动应力作用无关，故与变质作用同期的花

岗岩很不发育，也不见有混合岩，所形成的变质岩一般缺乏片理构造。关于埋深

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变质作用的成因，除与地壳下沉有关外，目前更认为与大断裂构造特别是岩石圈

板块沿俯冲带下沉有关（将在以后介绍）。

（四）洋底变质作用

指大洋中脊附近的变质作用。大洋中脊是洋壳裂开、地下岩浆（主为玄武岩

质）涌出、新洋壳生长的所在，它的下部具有速率较高的热流，而且其速率随深

度而增加，使原有的玄武岩（包括辉长岩）发生变质。由于洋底不断扩张，使新

生洋壳产生侧向移动，把这些受到变质的基性岩推移到大洋中脊两侧的大洋盆

中。其变质相主要为沸石相、绿片岩相等，但变质岩的矿物组合常随深度而不同，

出现相的规律变化。

（五）形成的岩石

区域变质带常见的岩石有石英岩、大理岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。

1.石英岩 除接触变质作用可形成石英岩外，在区域变质作用下亦可形成石英岩，

但成分稍复杂，或具条带状构造。

2.大理岩 在接触变质带碳酸盐岩可形成大理岩，在区域变质带亦常见大理岩，

但后者往往具条带状构造，其中如含蛇纹石、石墨和其它副矿物成分，常形成条

带状或褶皱弯曲状纹带，可加工成各种艺术装饰品。云南大理所产最为有名，大

理岩即由此得名。

3.板岩 是由粘土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩经轻微变质而成的浅变质岩。具明

显板状构造，矿物成分基本没有重结晶或只有部分重结晶，外表呈致密隐晶质，

肉眼难以鉴别。在板理面上略显丝绢光泽，岩石致密，比原岩硬度增高，敲之可

有清脆响声。根据颜色和杂质可以分别称为黑色炭质板岩、灰绿色钙质板岩等。

在热接触带亦可形成板岩，其中某些杂质常集中成为不同形状和大小的斑点，称

为斑点板岩。板岩可以劈开成板，可作为屋瓦、铺路等建筑材料。

4.千枚岩 具典型千枚状构造的浅变质岩石，由粘土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩

经低级区域变质而成。变质程度比板岩稍高，原岩成分基本上已全部重结晶，主

要由细小绢云母、绿泥石、石英、钠长石等新生矿物组成。具细粒鳞片变晶结构，

片理面上有明显的丝绢光泽，并常具皱纹构造。可有绿、灰、黄、黑、红等颜色。

5.片岩 具明显鳞片状变晶结构和片状构造的岩石。主要由片状或柱状矿物如云

母、绿泥石、滑石、石墨、角闪石等组成，并呈定向排列；此外，间有石英、长

石等粒状矿物，有时含少量石榴子石、蓝晶石等特征变质矿物的变斑晶，形成变

斑晶结构。片岩一般属于中级（部分酸萝卜丝 低级）变质岩石，变质程度比千枚岩高。根

据组成片岩的主要矿物进行分类，如云母片岩、绿泥片岩、滑石片岩、蛇纹石片

岩、角闪片岩、石英片岩、绿片岩、蓝闪石片岩等。不同种类的片岩，其原岩成

分和变质条件亦不相同。如绿片岩（由绿泥石、绿帘石等绿色矿物组成）通常是

基性火山岩经低级到中级变质作用的产物。蓝闪石片岩又叫蓝片岩，是高压低温

区域变质作用的典型岩石。

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6.片麻岩 具明显片麻状构造的岩石。主要矿物成分程知节 为长石、石英（二者含量大

于50％，而长石一般多于石英）等，片状和柱状矿物有云母、角闪石、辉石等，

有时含矽线石、石榴子石等变晶矿物。属于变质程度较深的区域变质岩，但在高

温热接触变质作用下，也可形成片麻岩。原岩为粘土岩、粉砂岩、砂岩和中酸性

火成岩等。根据岩石中长石种类和主要片状、柱状矿物，还可进一步命名。如角

闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云钾长片麻岩等。若

长石种类不定，则长石不参加命名。

7.角闪岩 主要由普通角闪石（含量大于85％）和斜长石组成，粗粒到细粒，多

呈块状构造或不清楚片理，岩石颜色较深。如斜长石增多（大于15％），称斜

长角闪岩；如浅色矿物以石英为主，则称角闪片岩。此类岩石主要是基性岩、中

性岩、富铁白云质泥灰岩的中高温区域变质悼念父亲的悼词最感人 产物。

8.变粒岩 以长石和石英为主的区域变质岩，长石主为钠长石、中酸性斜长石，

其含量大于石英；暗色矿物一般少于30％，主为黑云母、普通角闪石、透闪石、

电气石、磁铁矿等。具细粒等粒粒状变晶结构（粒度一般小于0.5mm），常具微

细片理或条带状构造。粒度增大时可过渡为片麻岩，片状、柱状矿物（主要为暗

色矿物）小于10％时，称为浅粒岩。粒变岩是由半粘土质岩石、粉砂岩、中酸

性火山岩及凝灰岩等经中级变质作用的产物。

9.麻粒岩 是在高温高压条件下形成的区域变质岩，温度大致为700—900℃，压

力为0.710—1.210Pa，相当于地下25—40km的深度。浅色矿物成分主为

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斜长石，有时含有石英，暗色矿物主为不含或基本不含水的矿物，如紫苏辉石、

透辉石等，有时含有黑云母、普通角闪石、石榴子石等。具中粗粒花岗变晶结构，

片理构造不清楚，块状构造。暗色矿物含量若少于30％，称浅色麻粒岩或酸性

麻粒岩；其含量若大于30％（甚至可达80—85％），称暗色麻粒岩或基性麻粒

岩。麻粒岩是变质程度最深的岩石，关于其成因，普遍认为是原先位于地壳上部

的岩石因构造运动而逐渐埋藏到地下深处，受到高温变质作用而成。70年代以

后，有的地质学家认为是由上地幔派生的岩浆，上升侵入地壳底部，在高温高压

下变质而成。还有一种看法，原岩是洋壳板块俯冲至地壳深处熔融的产物。麻粒

岩广泛分布于太古宙古老地层中，并常富含金、银、铬、镍、铂、铜、铅、硼、

石墨、压电石英、宝石、云母、金红石、磷灰石等矿产。

10.榴辉岩 是一种典型的高压变质岩石。主要矿物成分为绿辉石和石榴子石，可

含石英、蓝晶石橄榄石等，但不含长石。岩石颜色较深，比重较大，粗粒不等粒

变晶结构，块状构造。产状和成因比较复杂，或在金伯利岩中呈包体产出；或在

橄榄岩中呈条带产出；或在高压变质带蓝片岩中出现。关于榴辉岩的成因，被认

为是地幔物质在一定深度的结晶产物或地幔岩石熔融的残留体；或是玄武岩质岩

浆在高压条件下结春节教案 晶而成；还有人认为是地壳深部岩石变质作用的产物。榴辉岩

形成的压力极高，约为1.110—1.510Pa，最高可达310Pa；形成温度范

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围较宽，约为450—750℃。

四、区域混合岩化作用

（一）区域混合岩化作用的概念

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又简称混合岩化作用。是区域变质作用进一步发展，使变质岩向混合岩浆转

化并形成混合岩的一种作用。混合岩化作用的成因或方式，概括起来有二：

一是重熔作用，即在区域变质作用的基础上，因地壳内部热流的作用使岩石

温度继续升高，当温度升高到700℃左右，在不需要外来物质的参与下，就可使

一部分固态岩石，发生选择性的重熔，首先是使岩石中具有低共熔点的长石和石

英开始熔化，变成液相，这种作用称为重熔作用。由这种作用产生的岩浆，称为

重熔岩浆。重熔岩浆与已变质的岩石发生混合岩化作用，形成不同类型的混合岩。

二是再生作用，即在混合岩化过程中，需要有外来物质的参与，一般认为有

由地下深部上升的热液（或叫“岩汁”），其中富含钾、钠、硅和水等化学活动

性和渗透能力极强的物质，通过渗透交代戴笠和毛人凤 作用，与已变质的岩石发生反应，使其

中某些物质熔化。由此作用形成的岩浆，称为再生岩浆。再生岩浆与已变质的岩

石发生混合岩化作用，形成各种混合岩。

实际上上述两种方式均可存在。在区域变质作用过程中，在地下深处常伴随

着重熔作用和再生作用，使岩石经受流体相物质的渗透、注入、重结晶、混合交

代等复杂的变质作用，并使岩石的矿物成分、结构、构造等发生深刻的改变，生

成一系列特殊类型的岩石，这些岩石总称为混合岩。混合岩是从变质岩逐渐向花

岗岩过渡的岩石，并经常达到很大的规模。

混合岩通常由两部分组成。一部分称为基体，一般暗色矿物较多，代表原来

变质岩的成分；一部分称脉体，主要由浅色的长石、石英组成（结构变化较大，

由细晶状、花岗状到伟晶状，有时可具片麻状构造），脉体代表在混合岩化作用

过程中新生成的物质。混合岩化作用较弱时，基体和脉体常形成条带状，脉体有

时在基体中呈树枝状、眼球状等；若混合作用较强，则二者界线变得不太清楚，

并逐渐消失。

当混合岩化作用最强烈时，可形成花岗岩或花岗质岩石，不管它们的形成方

式如阿，这种形成花岗岩或花岗质岩石的作用统称为花岗岩化作用，形成的岩石

称为字谜 混合花岗岩。一种看法认为原来的变质岩由于受到地壳深部热液（岩汁）的

渗透交代作用，在固态下（不必经过重熔和再生作用）即可在原地形成混合花岗

岩。众所周知，花岗岩是分布最广的火成岩，（但有一部分甚至一大部分花岗岩

并非由地下岩浆侵入冷凝而成，而是花岗岩化作用或混合岩化作用的结果。

（二）形成的岩石

1.混合岩 混合岩的形态结构多种多样，说明其形成条件是复杂多样的。如果脉

体平行于基体的片理分布，二者呈深浅相间的条带状，这种混合岩称条带状混合

岩，又名顺层混合岩。一般认为是由脉体物质顺原岩的片理、片麻理注入而成。

有时脉体呈树枝状，则称树枝状混合岩。有时脉体呈网状，则称网状混合岩。有

时脉体呈眼球状或串珠状，称眼球状混合岩。所谓“眼球”，是呈纺锤形的钾长

石晶体或长石和石英的集合体，顺基体片理或片麻理方向排列，主要由注入-交

代作用形成。有时脉体在基体中呈肠状褶皱，称肠状混合岩。说明脉体在注入、

交代过程中伴随着变质岩的塑性变形过程。有时因基体片理不发育，被脉体分割

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成大小不同的角砾状，称角砾状混合岩。若基体中暗色矿物集中成大小不一的团

块或斑点状，远看呈云雾状，与脉体界线不清，称为阴影状混合岩。

2.混合花岗岩 是混合岩化作用最强烈的产物，基体脉体已无法分辨，其矿物成

分相当于花岗岩或花岗闪长岩。混合花岗岩常与各种混合岩共生，一般无明确的

界线；岩石中往往残留原岩的片理、片麻理等；岩性成分、结构和构造常有局部

变化；并且不具有像岩浆成因的花岗岩那样的岩相分带、围岩蚀变等现象。

共生矿物 同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）中所形成的出现在一起的不同种矿物。如

在花岗岩中，有岩浆作用期所形成的共生矿物长石和石英；在热液矿床中，有热液作用期所

形成的共生矿物方铅矿和闪锌矿等。

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