学习任务掌握变质作用的类型

变质作用类型划分的目的，是把自然界出现的不同类型的变质岩石组合进行综合分析、比较，找出它们的内在联系，从成因上阐述它们的相互联系及矿产形成、分布的规律。过去曾有过很多分类，有的侧重于形成时的地质环境，有的强调形成时的物化因素，有的则侧重于矿物组合及变形作用特点，也有的考虑到变质岩石的分布规模和引起变质作用的方式等。直到目前尚无统一划分方案。

变质作用类型的划分，应以地壳演化过程中地质环境或地质作用为基础，进一步再考虑变质作用形成时的物化条件。分类应力求简单适用。

根据变质作用产生的地质背景，热流和应力作用之间的相互关系，可将变质作用分为如下类型。

一、接触变质作用

接触变质作用是由岩浆活动引起的，发生在岩浆侵入体与围岩接触带附近的规模不太大的一种变质作用。根据变质作用因素的不同，可划分为以下两种类型。

（1）接触热变质作用：岩浆从地壳深处或上地幔上升到地壳较浅的部位后，围岩由于受高温的影响，组分将发生重结晶和变质结晶作用，但原岩的化学成分没有显著变化。例如纯石灰岩经热变质后，发生重结晶形成粒度较粗的大理岩；泥灰岩受热变质后，发生重结晶及重组合，形成透辉石大理岩、钙铝榴石透辉石大理岩、透闪石大理岩等。在整个变质过程中主要的控制因素是温度，其温度范围如图3-1-3所示。

图3-1-3 变质作用的温压范围图解

（据Ehlers＆ Blatt，1980，改编；转引自游振东等，1991）

（2）接触交代变质作用：围岩除受岩浆体的高温影响外，挥发分在岩体与围岩间的交代作用，致使接触带附近岩体和围岩的化学成分也发生变化。例如石灰岩受中酸性侵入体的影响，发生接触交代变质作用，形成在矿物成分及结构构造均比较特殊的一类岩石——矽卡岩。

接触变质作用发生时，围岩常因距离侵入体的远近不同，而受到不同程度的变质。距侵入体近的围岩变质程度高，远离侵入体的围岩，变质程度低。因此，在侵入体周围常按顺序出现变质程度不同的岩石，这种现象称为接触变质圈或接触变质晕。

接触变质圈的范围和形态，常常和侵入体的温度、成分、形态、大小及侵入时的深度及围岩的性质有关。一般情况是：侵入体愈大、侵入时深度愈深、温度愈高、挥发组分越多、围岩的化学性质越活泼，则形成的变质圈就越宽，反之则较窄。此外，侵入体与围岩接触面的产状，对变质圈也有一定的影响。当接触面较平缓或较复杂时，所形成的变质圈就宽，反之，接触面较陡或较平直时，变质圈就窄（图3-1-4，图3-1-5）。

图3-1-4 变质圈的宽度与侵入体接触面产状关系示意图

（转引自徐永柏，1985）

图3-1-5 变质圈的宽度与层理关系示意图

（转引自徐永柏，1985）

二、气液变质作用

气液变质作用由化学性质比较活泼的气体或溶液，与固体岩石发生交代，而使岩石发生变质的一种作用，又称为交代蚀变作用或围岩蚀变。

关于气水溶液的来源，目前说法不一，但基本有以下几种，即来源于岩浆结晶分异作用所析出的气水溶液；来源于区域变质作用及混合岩化作用时，岩石分泌出的热液及由变质原岩脱水形成的热液等。

三、动力变质作用

在构造运动所产生的定向压力下，使原岩及其组成矿物发生变形、破碎以至重结晶的变质作用，称为动力变质作用。这种变质作用多发生在强烈的褶皱带、断裂带附近，一般呈狭长带状分布。

四、区域变质作用

区域变质作用是指在大面积范围内，由于区域性的地壳运动引起岩石发生变质的作用。这种变质作用的特点是分布范围广、延续时间长、具有区域性。

区域变质作用的发生往往和地壳的发展演化密切相关，且在时间或空间上经常和该地区的岩浆活动、构造运动相伴生。因此，区域变质作用的因素比较复杂，是由温度、压力、具有化学活动性的流体等因素的影响而产生的综合作用。它使原岩发生重结晶、变质结晶、变质分异及变形作用，有时还伴随有注入及交代等作用。

区域变质作用形成的岩石，常呈大面积或呈带状分布，长数百或数千千米，宽数十或数百千米。由千枚岩、片岩和片麻岩等被强烈变形或片理化的岩石所组成。例如西欧的加里东造山带，中部欧洲的阿尔卑斯造山带，我国的燕辽、晋北、山东、闽浙及滇西等地的变质活动带。也有一部分，在大范围内遭受重结晶作用而没有明显的变形及通常没有片理化的岩石，例如新西兰地区的沸石相变质岩石。有人称为埋藏变质作用，它也可能是区域变质的最低温部分。因此本书将它列入区域变质作用类型。

区域变质作用形成的岩石，广泛出现于太古宙结晶基底及其他时代的变质造山活动带上，因此，有人称其为造山变质作用。

由于区域变质作用持续时间长、温度和压力变化大，因此在许多区域变质岩发育的地区，常常出现变质程度不同的岩石，在空间上呈明显的带状分布，这种现象称为区域变质带。同一变质带的岩石，其形成时的物理化学环境基本相同，变质程度也基本相同。不同变质带的岩石，其形成时的物理化学环境基本不同，变质程度也不同。根据变质因素的强弱不同，一般将区域变质带划分为浅变带、中变带、深变带，相应的变质等级为低级变质、中级变质和高级变质。现将各变质带相应的物理化学条件、特征变质矿物、岩石的构造特征等列于表3-1-1。

表3-1-1 变质作用等级及常见的特征矿物表

从表3-1-1可以看出，岩石的变质程度取决于变质因素的强度，并通过岩石的矿物成分及结构、构造反映出来。因此，在区域变质岩发育地区进行野外工作时，就可根据这些特征来划分变质带。目前主要是以某些特征变质矿物，在岩石中初次出现为依据来划分变质带：如绿泥石带（代表浅变质带）、黑云母带（为中变质带）、矽线石带（则代表深变质带）等。

Ehlers ＆ Blatt（1980）按照压力类型将区域变质作用划分为：①高压型，地温梯度10℃/km左右；②高压过渡型，地温梯度10～20℃/km；③中压型，地温梯度20℃/km左右；④低压过渡型，地温梯度20～30℃/km；⑤低压型，地温梯度＞30℃/km。变质作用之压力型是与大地构造环境密切相关的。不同压力型会出现不同的压力指示矿物。其温压范围参见图3-1-3。

五、混合岩化作用

混合岩化作用是一种介于变质作用与典型岩浆作用之间的地质作用。其最大的特征是，在这种作用的过程中，出现了广泛的流体物质。流体物质的主要成分为长英质，它们与原岩中活动性弱的组分相互作用和混合，结果形成一种新岩石——混合岩。形成混合岩的整个过程叫混合岩化作用。

根据混合岩化作用发生的地质条件及分布范围，一般可分两种类型：

（1）区域性混合岩化作用：在区域变质作用的后期，由于地壳内部热流的继续上升，产生了深部热液或重熔（溶）的熔浆，它们对已变质的岩石进行广泛的注入和交代，从而形成一种规模较大的混合岩化作用。因此，区域性混合岩化作用，经常和正常的区域变质岩相伴生，且常出现在区域变质较深的地区，往往是区域变质作用进一步深化的结果。

（2）边缘混合岩化作用：是发生在各个时代侵入体边缘，分布范围比较局限的一种混合岩化作用。它是由原岩受深部岩浆（包括再生岩浆及熔浆）和伴生的碱质流体的渗透，注入和交代而成，其成因和区域变质作用没有直接联系。

六、其他类型的变质作用

除以上几种主要类型之外，尚有几种其他类型的变质作用。

（1）冲击变质作用：这是指陨石冲击岩石而产生的一种变质作用。冲击变质作用可使岩石产生一些特殊矿物，如柯石英、金刚石等，同时产生一些特殊的碎裂和变形构造，还可产生一些由熔融而形成的玻璃质。冲击变质作用的主要特点是：作用时间极短、定向压力很大、温度很高。

（2）洋底变质作用：洋底变质作用是指在大洋中脊下面，由于地热梯度较高而发生的一种变质作用。根据海洋地质的研究结果，认为大洋中脊下较高的地热梯度与热流值引起原有的基性和超基性岩石发生变质作用，这种变质作用所形成的变质岩，一般不具片理，基本保留原岩组构。

（3）叠加变质（多期变质）作用：指早期形成的变质岩石，在以后的地质时期中，又遭受到另一次变质作用的改造作用，即岩石遭受到两次以上的变质作用。若在较低级变质作用的基础上进一步叠加了高级变质作用则称为递增变质作用。退化变质作用是指较高级的变质岩石被较低级的变质作用所改造，它具体表现在高温的矿物组合被低温的矿物组合所代替。叠加变质作用可属于一个变质事件中不同演化阶段的产物。