变质作用是指已存在的岩石在 物理条件和化学条件变化的影响下,其结构、构造和矿物成分发生改变,从而转变成一种新的岩石的过程。这种变化通常发生在地壳内部,是在岩石基本上保持固体状态下进行的。变质作用的主要因素包括温度、压力以及性质活泼的气体和溶液等。
变质作用可以分为以下几种主要类型:
重结晶作用:
在原岩基本保持固态条件下,同种矿物的化学组分发生溶解、迁移和再次沉淀结晶,使粒度不断加大,而不形成新的矿物相。
变质结晶作用:
在原岩基本保持固态条件下,形成新矿物相的同时,原有矿物发生部分分解或全部消失。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。
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。例如,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。
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。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。
变形和碎裂作用:
在浅部低温低压条件下,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。
变质作用不仅依赖于温度和压力,还受到流体成分的影响。温度通常在150摄氏度至800摄氏度之间,压力可达到几千兆帕。岩石的变质程度高低,也常常与其埋藏深度有关。
变质作用在地壳形成发展过程中起着重要作用,它使得早先形成的岩石(包括岩浆岩、沉积岩和先形成的变质岩)在固态情况下发生矿物成分、结构构造的重新组合,甚至包括化学成分的改变,以适应新的地质环境和物理化学条件的变化。变质作用形成的岩石称为变质岩,这些岩石在地球的各个地质时代都有发生。