变质作用概述

发布网友发布时间：2022-04-19 20:19

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变质作用发生的范围大致如下，温度：一般为200℃～900℃，介于后生成岩作用与岩浆作用之间；压力（岩石的负荷压力）几百巴到13～14千巴，按深度计算约1.5～40km。变质作用的方式和过程复杂多样，主要包括：重结晶作用、变质反应和变质结晶作用、变质分异作用、交代作用、变形和碎裂等（游振东等，1988）。影响变质作用的因素是复杂多样的，其中包括温度、压力、应力、流体作用、时间等，具体情况请参见有关文献（游振东等，1988；贺同兴等，1988；王仁民等，1989）。

变质作用具有多样性特征，根据变质作用产生的地质背景，可将变质作用划分为：接触热变质作用、动力变质作用、区域变质作用、混合岩化作用、埋藏变质作用、洋底变质作用和冲击变质作用八种类型，其中区域变质、混合岩化、埋藏变质和洋底变质这四种变质作用往往具有一定的规模，属于区域性变质作用。

在不同的地质环境中，一定的物理化学条件下，当变质作用近于达到内部化学平衡时，一定化学成分的原岩会形成一定的矿物共生组合。通常将变质作用过程中同时形成的一套矿物共生组合及其形成的物化条件称为变质相。F.J.Turner1968年曾提出从钠长-绿帘角岩相到榴辉岩相的11相分类方法，各相的温压分布如图3-9所示。

要注意的是：图3-9中低压部分的绿帘钠长角闪角岩相、角闪角岩相、辉石角岩相和透长岩相，是接触变质作用所常有的。在区域变质条件下，其变质压力一般较高，最常见的是：绿片岩相、角闪岩相和麻粒岩相岩石。

自从ChristianChopin（1984）在西阿尔卑斯陆壳的变质岩中发现柯石英，即氧化硅的一种高压多形变体以来，一个又一个表征深部地球物质的矿物包裹体或出溶体，相继在世界各个造山带被发现，如金刚石、富钾的单斜辉石、镁铝榴石等。如今报道发现柯石英或其他超高压矿物的产地已不下20余处。我国大别苏鲁地区，自20世纪80年代后半期在榴辉岩中发现柯石英以来，已经成为国际研究超高压变质带的典型地区。

图3-9 变质相的P-T图解

传统的变质作用，研究范围限于陆壳，变质压力不超过1.4GPa（图3-10）。压力在2.5GPa以上的变质作用，应称为超高压变质作用，这就是说当前变质作用研究范围，已突破了传统的界限，进入岩石圈深部乃至地幔。近年来，超高压变质带的研究表明，巨量的地壳物质可以进入地幔，这就给壳幔相互作用提供了事实依据。因此，虽然比重较轻的陆壳何以能够深俯冲进入地幔，尚有待于科学论证，但还是有理由认为超高压变质具有区域的规模。

榴辉岩是超高压变质带中最具代表性的岩石，因此超高压榴辉岩的P-T稳定范围可以反映超高压变质榴辉岩相的P-T界限，图3-10便是最近国际流行的超高压变质相的P-T图解。图中阴影区为超高压榴辉岩的稳定区，虚线5℃/km代表最低的变质温度压力梯度。另外，在石英/柯石英转变曲线以下的榴辉岩（习称高压榴辉岩）还作了更详细的划分。图3-10右下方的两条斜率很陡的曲线是花岗岩类的熔融曲线：一条是湿（含水）花岗岩的最低熔融曲线，另一条是湿英云闪长岩的最低熔融曲线。它们可用以估算地壳岩石部分熔融的温压条件。