變質岩

按原岩類型來分，變質岩可分為兩大類：①原岩為岩漿岩經變質作用后形成的變質岩為正變質岩；②原岩為沉積岩經變質作用后形成的變質岩為負變質岩。變質岩可以成區域性廣泛出露（如中國東北地區的鞍山群及中南、西南地區的昆陽群、板溪群等），也可成局部分佈（如岩漿侵入體周圍的接觸變質岩及構造錯動帶出現的動力變質岩）。與變質岩有關的金屬和非金屬礦產非常豐富。

進一步細分，習慣上先按變質作用類型和成因，把變質岩分為下列岩類。①區域變質岩類，由區域變質作用所形成。②熱接觸變質岩類，由熱接觸變質作用所形成，如斑點板岩等。③接觸交代變質岩類，由接觸交代變質作用所形成，如各種。④動力變質岩類，由動力變質作用所形成，如壓碎角礫岩、碎裂岩、碎斑岩、等。⑤氣液變質岩類，由氣液變質作用形成，如雲英岩、次生石英岩、蛇紋岩等。⑥衝擊變質岩類。由衝擊變質作用所形成。在每一大類變質岩中可按等化學系列和等物理系列的原則，再作進一步劃分。在早期的分類方案中，還出現過從原岩的物質成分與類型出發，再依次按變質作用過程中發生的變化與生成的岩石進行的分類。所有這些分類，原則不盡相同，強調的分類依據也有差別。原岩類型和變質作用性質是變質岩分類的兩個主要基礎，但原岩類型的複雜性和變質作用類型的多樣性，給變質岩的分類帶來許多困難。以變質作用產物的特徵（變質岩的礦物組成、含量和結構構造）對變質岩進行分類，將成為今後的主要趨勢。主要岩石類型可分為以下16類：

1.板岩類。屬低級變質產物，如碳質板岩、鈣質板岩、黑色板岩等。

2.千枚岩類。變質程度較板岩相對較高，如絹雲母千枚岩、綠泥石千枚岩等。

3.片岩類。屬低至中高級變質產物，如雲母片岩、陽起石片岩、綠泥石片岩等。

4.片麻岩類。屬低一高級變質產物，如富鋁片麻岩、斜長片麻岩等。

5.長英質粒岩類。可形成於不同的變質條件下，如變粒岩、淺粒岩等。

6.石英岩類。主要由石英組成（石英含量大於75%），如純石英岩、長石石英岩、磁鐵石英岩等。

7.斜長角閃岩類。形成於高綠片岩相到角閃岩相的變質條件，如石榴子石角閃岩、透輝石角閃岩等。

8.麻粒岩類。屬高溫條件下形成的區域變質岩，如暗色麻粒岩、淺色麻粒岩等。

9.鐵鎂質暗色岩類（主要由輝石類、角閃石類、雲母類、綠泥石類等組成）。如透輝石岩，石榴子石角閃石岩等。

10.榴輝岩類（主要由綠輝石和富鎂的石榴子石組成）。如鎂質榴輝岩、鐵質榴輝岩等。

11.大理岩類（主要由方解石和白雲石組成）。如白雲質大理岩、硅灰石大理岩、透閃石大理岩等。

12.矽卡岩類。主要由接觸交代作用形成，如鈣質矽卡岩、鎂質矽卡岩等。

13.角岩類。屬熱接觸變質作用產物，如雲母角岩、長英質角岩等。

14.動力變質岩類。屬各種岩石受動力變質作用的產物，如構造角礫岩、壓碎角礫岩、糜棱岩等。

15.氣-液變質岩類。由氣液變質作用形成，如蛇紋岩、青磐岩、雲英岩等。

16.混合岩類。由混合岩化作用形成，如混合變質岩類、混合岩類和混合花崗岩類等。

變質岩是在地球內力作用，引起的岩石構造的變化和改造產生的新型岩石。這些力量包括溫度、壓力、應力的變化、化學成分。固態的岩石在地球內部的壓力和溫度作用下，發生物質成分的遷移和重結晶，形成新的礦物組合。如普通石灰石由於重結晶變成大理石。變質岩是在高溫、高壓和礦物質的混合作用下由一種岩石自然變質成的另一種岩石。質變可能是重結晶、紋理改變或顏色改變。

變質岩是組成地殼的主要成分，一般變質岩是在地下深處的高溫（150℃-180℃到800℃-900℃）高壓下產生的，後來由於地殼運動而出露地表。在特殊情況下，變質作用不一定由地球內部的因素所引起，也可以發生在地表，如隕石的猛烈撞擊可以使地表岩石變質；洋脊附近大洋底部的玄武岩因受地下巨大的熱流影響，也能在地表發生變質作用。

與原岩的化學成分有密切關係，同時與變質作用的特點有關。變質岩的化學成分主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2以及TiO2、P2O5等氧化物組成。由於形成變質岩的原岩不同、變質作用中各種性狀的具化學活動性流體的影響不同，變質岩的化學成分變化範圍往往較大。在變質作用中，絕對的等化學反應是沒有的，在變質反應過程中，總是有某些組分的帶出和帶入，原岩組分總是要發生某些變化，有時則非常顯著。在通常的變質反應中，經常發生礦物的脫水和吸水作用、碳酸鹽化和脫碳酸鹽化作用。這些過程，除與溫度、壓力有關外，還和變質作用過程中H2O和CO2的性狀有關，其他化學組分在不同的溫度、壓力以及外界組分的影響下，常表現出不同程度的活動性。

變質岩常具有某些特徵性礦物，這些礦物只能由變質作用形成，稱為特徵變質礦物，特徵變質礦物有紅柱石、藍晶石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透閃石、陽起石、藍閃石、透輝石、蛇紋石、石墨等。變質礦物的出現就是發生過變質作用的最有力證據。

除了典型的變質礦物外，變質岩中也有既能存在於火成岩又能存在於沉積岩的礦物，它們或者在變質作用中形成，或者從原岩中繼承而來。屬於這樣的礦物有石英、鉀長石、鈉長石、白雲母、黑雲母等。這些礦物能夠適應較大幅度的溫度、壓力變化而保持穩定。

由於引起岩石變質的地質條件和主導因素不同，變質作用類型及其形成的相應岩石特徵也不同。

這是由岩漿沿地殼的裂縫上升，停留在某個部位上，侵入到圍岩之中，因為高溫，發生熱力變質作用，使圍岩在化學成分基本不變的情況下，出現重結晶作用和化學交代作用。例如中性岩漿入侵到石灰岩地層中，使原來石灰岩中的碳酸鈣熔融，發生重結晶作用，晶體變粗，顏色變白（或因其他礦物成分出現斑條），而形成大理岩。從石灰岩變為大理岩，化學成分沒有變，而方解石的晶形發生變化，這就是接觸變質作用最普通的例子，又如頁岩變成角岩，也是接觸變質造成的。它的分佈範圍局部，附近一定有侵入體。包括熱接觸變質作用和接觸交代變質作用。接觸熱變質作用引起變質作用的主要因素是溫度；接觸交代變質作用的原理是從岩石中分泌的揮發性物質，對圍岩進行作用，導致圍岩化學成分發生顯著變化，產生大量的新礦物，形成新的岩石和結構構造。

這是由於地殼構造運動所引起的、使局部地帶的岩石發生變質。特別是在斷層帶上經常可見此種變質作用。此類受變質的岩石主要是因為在強大的、定向的壓力之下而造成的，所以產生的變質岩石也就破碎不堪，以破碎的程度而言，就有破碎角礫岩、碎裂岩、糜棱岩等等。好在這些岩石的原岩容易識別，故在岩石命名時就按原岩名稱而定，如稱為花崗破裂岩、破碎斑岩等。

分佈面積很大可達到數千到數萬平方千米，甚至更大，影響深度可達20km以上，變質的因素多而且複雜，幾乎所有的變質因素——溫度、壓力、化學活動性的流體等都參加了。凡寒武紀以前的古老地層出露的大面積變質岩及寒武紀以後“造山帶”內所見到的變質岩分佈區，均可歸於區域變質作用類型。區域變質作用中，溫度與壓力總是聯合作用的，一般來說，地下的溫度與壓力隨深度增加而增大，但是，由於各處地殼的結構與構造運動性質不同，溫度與壓力隨深度增大的速度並非處處相同，有的變質地區壓力增加慢，而溫度增加快，有的地區恰好相反，這樣出現了不同的區域變質環境，主要有三類：低壓高溫環境、正常地溫梯度環境、高亞低溫環境。區域變質作用的代表性岩石有：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、變粒岩、斜長角閃石、麻粒岩、榴輝岩。

這是在區域變質的基礎上，地殼內部的熱流繼續升高，於是在某些局部地段，熔融漿發生滲透、交代或貫入於變質岩系之中，形成一種深度變質的混合岩，是為混合岩化作用。

混合岩由兩部分物質組成，一部分是變質岩，稱為基體；另一部分是通過溶體和熱液注入、交代而新形成的岩石，稱為脈體。所謂基體，是指混合岩形成過程中殘留的變質岩，如片麻岩、片岩等，具變晶結構、塊狀構造，顏色較深；所謂脈體，是指混合岩形成過程中新生的脈狀礦物（或脈岩），貫穿其中，通常由花崗質、細晶岩或石英脈等構成，顏色比較淺淡。基體與脈體混合的形態是多樣的，其混合岩也是多種的，如腸狀混合岩、條帶狀混合岩、眼球狀混合岩等等。

變質岩的結構是指變質岩中礦物的粒度、形態及晶體之間的相互關係，而構造則指變質岩中各種礦物的空間分佈和排列方式。變質岩結構按成因可劃分為下列各類：

是由於變質結晶和重結晶作用不徹底而保留下來的原岩結構的殘餘。如變余砂狀結構（保留岩漿岩的斑狀結構）、變餘輝綠結構、變余岩屑結構等，根據變余結構、可查明原岩的成因類型。

是岩石在變質結晶和重結晶作用過程中形成的結構，它表現為礦物形成、長大而且晶粒相互緊密嵌合。變晶結構的出現意味著火成岩及沉積岩中特有的非晶質結構、碎屑結構及生物骨架結構趨於消失，並伴隨著物質成分的遷移或新礦物的形成。按礦物粒度的大小、相對大小，可分為粗粒（>3毫米）、中粒(1～3毫米)、細粒（<1毫米）變晶結構和等粒、不等粒、斑狀變晶結構等；按變質岩中礦物的結晶習性和形態，可分為粒狀、鱗片狀、纖狀變晶結構等；按礦物的交生關係，可分為包含、篩狀、穿插變晶結構等。少數以單一礦物成分為主的變質岩常以某一結構為其特徵（如以粒狀礦物為主的岩石為粒狀變晶結構、以片狀礦物為主的岩石為鱗片變晶結構），在多數變質岩的礦物組成中，既有粒狀礦物，又有片、柱狀礦物。因此，變質岩的結構常採用複合描述和命名，如具斑狀變晶的中粒鱗片狀變晶結構等。變晶結構是變質岩的主要特徵，是成因和分類研究的基礎。

是由交代作用形成的結構，表示原有礦物被化學成分不同的另一新礦物所置換，但仍保持原來礦物的晶形甚至解理等內部特點。一種變質岩有時具有兩種或更多種結構，如兼具斑狀變晶結構與鱗片變晶結構等。

是岩石在定嚮應力作用下，發生碎裂、變形而形成的結構。原岩的性質、應力的強度、作用的方式和持續的時間等因素，決定著碎裂結構的特點。特點是礦物顆粒破碎成外形不規則的帶稜角的碎屑，碎屑邊緣常呈鋸齒狀，並具有扭曲變形等現象。按碎裂程度，可分為碎裂結構、碎斑結構、碎粒結構等。

變質岩在地殼內分佈很廣，大陸和洋底都有，在時間上從古代至現代均有產出。在各種成因類型的變質岩中，區域變質岩分佈最廣，其他成因類型的變質岩分佈有限。區域變質岩主要出露於各大陸的地盾和地塊以及顯生宙各時代的變質活動帶（通常與造山帶緊密伴生）。區域變質岩在地盾和地塊上的出露面積很大，常為幾萬至幾十萬平方公里，有時可達百萬平方公里以上，約佔大陸面積的18%。前寒武紀地盾和地塊通常組成各大陸的穩定核心，而古生代及以後的變質活動帶，常常圍繞前寒武紀地盾或地塊，呈線型分佈，如加拿大地盾東面的阿巴拉契亞造山帶、波羅的地盾西北面的加里東造山帶、俄羅斯地塊南面的華力西造山帶和阿爾卑斯造山帶等。有些年輕的變質活動帶往往沿大陸邊緣或島弧分佈，這在太平洋東岸和日本島嶼表現明顯，它們的分佈表明大陸是通過變質活動帶的向外推移而不斷增長的。在另一些情況下，變質活動帶也可斜切古老結晶基底而分佈，它們代表大陸經解體而形成的陸內地槽，並將發展成新的台槽體系。20世紀60年代以來，還發現在大洋底部的沉積物和玄武質岩石之下，有變質的、等岩石的廣泛分佈，它們是由洋底變質作用形成的。由形成的各種接觸變質岩石，僅局限於侵入體和火山岩體周圍，分佈面積有限，但分佈的地區卻十分廣泛，在不同地質時期和構造單元內均有產出。由碎裂變質作用形成的各種碎裂變質岩，分佈更有限，它們嚴格受各種斷裂構造的控制。變質岩在中國的分佈也很廣。華北地塊和塔里木地塊主要由早前寒武紀的區域變質岩和組成，並構成了中國大陸的古老核心。以後的變質活動帶則圍繞或斜切地塊呈線型分佈。

● ● 糜棱岩。動力變質岩，淺灰、灰綠或灰色，糜棱結構，碎裂構造，主要礦物為石英、長石、綠泥石；

● ● 大理岩。接觸熱變質岩，白、灰綠、黃或淺藍色，等粒或變晶結構，塊狀構造，主要礦物為方解石、白雲石；次要礦物為透閃石、透輝石；

● ● 矽卡岩。接觸交代變質岩，顏色不定，結構為粒狀微晶，塊狀構造，主要礦物為石榴子石、綠簾石、透輝石；次要礦物為鐵、鎂、鈣硅酸鹽；

● ● 蛇紋岩。接觸交代變質岩，灰綠-黃綠色，隱晶質變晶結構，塊狀構造，主要礦物為蛇紋石；次要礦物為磁鐵礦、鈦鐵礦；

● ● 板岩。區域變質岩，灰至黑色，隱晶質變晶結構，板狀構造，主要礦物為石英、粘土、絹雲母；

● ● 片岩。區域變質岩，黑、灰綠或綠色，變晶結構，片狀構造，主要礦物為雲母、綠泥石、角閃石；次要礦物為長石、綠簾石；

● ● 千枚岩。區域變質岩，黃、綠或藍灰色，隱晶質變晶結構，千枚狀構造，主要礦物為石英、綠泥石、絹雲母；

● ● 石英岩。區域變質岩，白或灰白色，粒狀變晶結構，塊狀構造，主要礦物為石英，次要礦物為白雲母、硅線石；

● ● 片麻岩。區域變質岩，灰或淺灰色，粒狀變晶結構，片麻狀構造，主要礦物為石英、長石，次要礦物為雲母、角閃石、硅線石。