什么是形成矿物的变质作用

变质作用(metamorphism)是指在地表以下较深部位,已形成的岩石由于地壳构造变动、岩浆活动及地热流变化的影响,其所处的地质及物理化学条件发生改变,致使岩石在基本保持固态的情况下发生成分、结构上的变化,而生成一系列变质矿物,形成新的岩石的作用。

根据发生的原因和物理化学条件的不同,变质作用主要分为接触变质作用和区域变质作用。

(1)接触变质作用(contact metamorphism) 由岩浆活动引起的发生于地下较浅深度(2~3km)的岩浆侵入体与围岩的接触带上的变质作用叫做接触变质作用。

接触变质作用的规模不大。根据变质因素和特征的不同,又分为热变质作用和接触交代作用两种类型。

①热变质作用(thermometamorphism) 是指岩浆侵入围岩,由于受岩浆的热力及挥发分的影响,主要使围岩矿物发生重结晶、颗粒增大(如石灰岩变质成大理石)或发生变质结晶、组分重新组合形成新的矿物组合的作用。在此过程中,温度升高是变质作用的主要原因,围岩与岩浆之间基本无交代作用,挥发性流体一般只起催化作用,所形成的变质矿物多是一些高温低压矿物,常见的有红柱石、堇青石、硅灰石和透长石等。

②接触交代作用(contact metasomatism) 是指岩浆侵入、与围岩接触时,岩浆结晶作用的晚期析出的挥发分及热液使接触带附近的围岩和侵入体发生明显的交代而形成新的岩石的作用。与热变质作用不同,围岩与侵入体之间的成分交换是此过程中岩石发生变质的主要原因。

(2)区域变质作用(regional metamorphism) 在广大区域内,由于大规模构造运动(地壳升降、褶皱和断裂)和岩浆活动,导致原有岩石和矿物所处的物理化学条件发生很大变化,使原来岩石和矿物发生变化的作用过程叫做区域变质作用。原岩的矿物成分和结构构造发生改变是温度(200~800℃)、压力(4×10 ~12×10 Pa)、应力及以H O、CO 为主的化学活动性流体等主要物理化学因素变化的综合作用的结果。

区域变质作用形成的变质矿物及其组合主要取决于原岩的成分和变质程度。如果原岩的主要组分为SiO 、CaO、MgO、FeO,变质后易形成透闪石、阳起石、透辉石和钙铁辉石等矿物。若原岩是主要由SiO 、Al 组成的黏土岩,其变质产物中则出现石英或刚玉,以及Al SiO 同质三相变体之一的矿物共生,低温高压环境有利于蓝晶石形成,硅线石的形成则需要较高的温度,而红柱石形成的温压条件均相对较低。随着区域变质程度加深,其变质产物向着结构紧密、体积小、相对密度大、不含OH-和H O的矿物演化。

应当指出,形成矿物的地质作用是各种因素的综合表现,内生、外生和变质作用并非彼此孤立、截然分开的。例如,火山作用于内生作用和外生沉积作用都有关系;变质作用中的交代作用与气化-热液作用有密切联系;变质作用过程中产生的热液和从地表渗透到地下深处的热水与岩浆成因的热液实际上常常混在一起,难以区分。因此,在分析矿物成因时,应尽量收集各方面的资料,进行综合分析,做出合理的推断。

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