温度和挥发组分是变质的主要营力，压力不大，产生于较浅部低压高温的环境中，目前认为温度范围在300-800℃之间，有时可达1000℃。均向压力较小，在n*107Pa至0.3Pa内，地热梯度可达60℃/km以上。 接触变质有时见于捕虏体和火山围岩中，温度很高产生透长石相的特殊矿物，甚至局部熔融产生玻璃质物质。这种特殊情况叫做高温接触变质 分布：热接触变质岩分布在岩体的围岩接触带附近。距岩体越近，则温度越高，热变质作用也越强；远离岩体，则温度依次降低，所以常见变质程度不同的热变质岩顺序出现，并围绕岩体作环带状分布，称为接触变质晕（或接触变质圈）。 处于同一变质晕圈中的热变质岩石是在基本相似的温度条件下形成的，反映了“等物理系列岩石”，即同相岩的特点。接触变质晕的宽度不一，如湖南衡山花岗岩接触变质晕宽达1000m；北京房山花岗闪长岩接触变质晕宽为800m左右。一般认为接触变质晕的宽度不超过2000m。由于周围围岩岩性不同，晕圈的宽度和形状都会改变，也就是说，接触变质晕的发育程度对围岩性质有选择性。 接触变质晕的发育程度取决于以下因素： （1）岩体的规模大、热量多，则晕圈宽度大。 （2）岩体的侵入深度喷出地表，岩浆冷却迅速，散热快，使底板围岩烧烤变质（称烘烤或高热变质作用）晕圈宽度窄。中深条件下，热能散失慢，晕圈发育宽度大。 （3）岩体成分酸性岩因富含挥发份，易促进化学反应，因而晕圈发育。 （4）围岩的成分、结构和产状 泥质岩和碳酸岩类易变化；石英长石质的岩石难以变化。原岩结构细小疏松比结构致密的容易发生变质。此外围岩的片理和层理与接触面垂直，在这方向上晕圈发育宽度也大。 （5）岩体和围岩的接触关系接触面平缓则晕圈发育。 热接触变质岩命名一般采用次要矿物+主要矿物+岩石基本名称的方法。 岩石基本名称根据矿物成分，结构构造的不同，有： 1．具变余结构、构造的，在原岩名称前加“变质”二字和主要新生矿物名称。如二云母变质石英砂岩。 2．具变晶结构或变成构造的 （1）具定向构造的：根据构造特征分别定名为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。 （2）不具定向构造的： 角岩（hornfels），具角岩结构或显微变晶结构，矿物成分作散布状或其它非定向排列的热变质岩都可称为角岩。 大理岩（marble）。主要由碳酸盐矿物组成。 石英岩（quartzite）。石英含量85%。如含长石15-25%，则称长石石英岩。 以上的进一步命名根据矿物含量。5%的不参加命名；含量5-10%的，冠以含字；含量10%的，直接参加命名。含量较多的矿物名称放在后面，含量较少的放在前面。例如夕线石红柱石云母片岩。 特征变质矿物含量虽5%，也应参加命名，在矿物名称前冠以含字。 有时也可将颜色或特征的结构、构造加以命名。如灰绿色条带状大理岩。 一、泥质岩类 在较低温度时，非晶质的褐铁矿变成磁铁矿；有机质变成石墨，还可出现红柱石、堇青石雏晶。这些矿物微粒聚集构成斑点状，因此称之为斑点板岩 随着温度的升高，出现黑云母、红柱石、堇青石等，并迅速生长，构成斑状变晶结构（或筛状变晶、包含变晶），可称之为红柱石板岩、堇青石板岩，其基质常具变余泥状结构。温度继续升高，变质程度进一步加深，岩石全部重结晶，形成各种角岩，如堇青石黑云母角岩、红柱石黑云母角岩等。在高级热接触变质条件下，重结晶更完美，矿物组合上也发生变化，白云母消失，出现夕线石、正长石、铁铝榴石等，构成粒度较大的角岩或片岩、片麻岩。 泥质岩的热接触变质岩分布较广。例如北京周口店花岗闪长岩岩体的泥质围岩，在外带形成斑点板岩，向岩体接近分别形成空晶石板岩、红柱石板岩和夕线石红柱石云母片岩。宣化庞家堡可见富含炭质和镁铁质的泥质岩经热变质后形成堇青石角岩。 二、长英质岩类 在变质程度较低时，原岩中的石英、长石不易发生变化，而原岩中的胶结物则因性质不同可形成不同的变晶矿物，岩石保持原岩结构，形成变质砂岩、变质粉砂岩。温度升高可重结晶成石英岩和长石石英岩。有泥质杂基时则形成白云母、黑云母、红柱石、堇青石等，温度再高相继出现微斜长石和正长石，形成云母长英角岩或长石石英岩等。例如云南个旧花岗岩中常见暗色包体，实际上多是黑云母长英角岩，由长石、石英和部分黑云母组成，具角岩结构。 三、碳酸盐质岩类 碳酸盐质岩类主要由方解石，其次为白云石组成。它们对温度的升高，反应也较敏感，所以常可见到它们的热接触变质岩。 纯粹的石灰岩在温度的作用下，主要发生重结晶形成的大理岩。含SiO2时，则形成石英大理岩。当含有MgO、SiO2、Al2O3、FeO等杂质时，随着温度的升高，可以形成各种新生变晶矿物。如方镁石（易水化成水镁石）、透闪石、符山石、镁橄榄石、钙铝榴石，进一步还可出现硅灰石、方柱石、透辉石等。可根据这些不同的变晶矿物分别给以命名。如云南个旧花岗岩的接触带可见到方柱石大理岩、钙铝榴石大理岩、硅灰石大理岩等。 当原岩成分显著不纯，以致重结晶后的岩石中方解石的含量很少，甚至没有，而主要由钙硅酸盐和铝硅酸盐矿物组成，则称为钙硅酸盐角岩。如透辉石岩、透闪石岩、绿帘石岩、钙铝榴石符山石岩、方柱石钙铝榴石岩等。其矿物组成很似矽卡岩，但它们的结构一般较均匀，粒度较细，没有交代现象；在产状上呈层状与矽卡岩呈不规则状有别。 四、基性岩和镁质岩类 由于基性岩、超基性岩本身形成温度较高，因而在热变质是不易发生变化。只有某些蚀变的基性岩、超基性岩，例如蛇纹岩经热变质可形成直闪石角岩，橄榄石角岩等。含玻璃质的玄武岩，经热变质后玻璃质和细小微晶发生重结晶，最后形成角闪石角岩。玄武岩经热变质后往往具变余斑状结构和变余气孔、变余杏仁构造。 5．千糜岩： 是与糜棱岩受力强度相似的岩石，其矿物成分和结构构造与千枚岩有一定的相似性，含水的片状、纤状矿物如绢云母、绿泥石、透闪石-阳起石、绿帘石等矿物发育；刚性矿物具压碎、变形（碎裂化和糜棱化）特征，其中某些矿物（通常是石英）常部分发生重结晶作用。这些压碎的刚性矿物常聚集成透镜条带。具千枚状构造，沿新生的片理面可见强烈的绢丝光泽。常见与新生的错动纹理或片理斜交的原岩片理残余。 6．构造片岩 是指以粒状矿物为主的岩石在动力变质过程中，不是以压碎为主，而是以矿物的压扁、拉长为主形成的岩石。它们与区域变质中的片状岩石极为相似，但成因上与动力变质有关，产于动力变质带内，与糜棱岩化岩石紧密伴生，岩石中少部分矿物可具压碎现象。 原岩主要是以角闪 石、石英和方解石、白 云石等为主要组成的几 类岩石，如片状石英岩， 片状长石石英岩，片状 大理岩等。 7、 冲击变质岩 冲击变质作用是本世纪50年代以来新认识的一个领域。冲击变质发生在陨石冲击星体表面时所产生的冲击坑中，它是在极短时间内（1秒至1微秒）发生的，压力可达数十至上千个kPa，而温度可超过1500℃。因此它是在瞬时高温和动态高压条件下的变质作用， 一种特殊类型的变 质作用。 冲击变质岩外表很象火山岩（喷出岩、火山碎屑岩）。鉴别冲击变质岩最主要的标志应是冲击变质中常见的变质矿物和结构特征。 在冲击变质岩中斯石英大多呈细小颗粒与柯石英共生，它们是冲击变质岩的重要标志。 冲击变质岩的岩石类型： 1）熔融岩石玻璃或冲击岩 2）冲击角砾岩 1）熔融岩石玻璃或冲击岩 可以根据其中的矿物包体，不均匀度和一般岩石学特征加以识别。矿物包体方面有柯石英、斜锆石、焦石英等。常有强烈变形的析离休或流动构造，常常有球状或略微拉长的孔泡。 有些矿物包体可显示面状构造，大量微裂隙，强波状消光。冲击岩中很少见雏晶和微晶，一个重要识别标志是富含铁镍球晶，是冲击岩体中凝聚的部分。 野外标志是冲击岩识别的最重要的标志。一个冲击坑，含有大量陨石碎片，又有大量玻璃质岩石。 2）冲击角砾岩 在保存完好的冲击坑内，常有大量角砾岩，它们是底冲击波冲击和爆发作用所形成，包括爆发物回落充填角砾岩，角砾岩中碎屑是混乱的，岩性各不相同，主要受陨石坑附近岩性的控制。 角砾岩常常是玻璃质的，多少有点熔结，表面上很象熔结凝灰岩。冲击角砾中有大量玻璃质的冲击岩角砾，它们是熔融或部分熔融的岩石。 六 接触变质岩 第一节 概 述 一、概念 接触变质作用是伴随岩浆作用而发生的一种变质现象，分布局限，通常的规模不大。 接触变质岩是围岩受岩浆所散发的热量及挥发分的影响，发生变质结晶和重结晶，有时还伴有交代作用而形成一系列新的岩石。变质作用的因素为热（温度升高），交代作用不显著 二、接触变质作用的类型 ①热接触变质作用--在岩浆侵入体的相邻围岩中，在温度影响下，围岩产生吸热反应，通过变质结晶和重结晶，形成新的矿物组合和组构。 ②接触交代变质作用 由于挥发组分的影响，使已凝结的岩浆体和围岩，发生明显的化学成分变化而形成新的矿物组合和组构的岩石。 变形纹 以石英中常见，橄榄石，辉石等矿物也可见 石英变形纹是晶内平直的或成长透镜状的薄纹层。变形纹与主晶的折射率，双折率均略有不同与主晶之消光位也稍有差异。变形纹常密集平行分布并常与带状消光带或扭折带成高角度伴生。 变形纹 机械双晶 是应力作用下形成的双晶。在一些对称性较低，粒内滑移系统较少的矿物，如方解石、 白云石中较易出现，机械双晶一般较密集，有时呈弯曲状，常尖灭于晶内。 机械双晶是塑性变形的产物，低温及快应变速率条件下有利于机械双晶的形成。 镶嵌构造-亚构造、胞状构造。 晶粒由一些小晶块，即亚颗粒镶嵌而成。在正交偏光镜下表现为不均匀消光。相邻亚颗粒方位差仅1度至几度。亚颗粒大小一般为2-20μm，在透射电镜或普通显微镜暗场域中，可观察到清晰的亚颗粒边界。 亚颗粒是恢复作用的产物，在恢复过程中，晶内的位错重新排列、抵消或攀移，以降低晶内的自由能，形成小角度的亚晶界。由亚晶界所包围的亚晶区即为亚颗粒。 成分特征 核慢构造 是应变颗粒边部或边界外被亚颗粒及重结晶颗粒所环绕而形成的一种显微构造。在糜棱岩中常见。 应变颗粒中常发育波形消光、带状消光及变形纹等显微构造，其边部发育一些细小的、位向差较小的亚颗粒，再往外，是位向差较大的重结晶颗粒。亚颗粒及重结晶颗粒组成“幔”部，变形颗粒力“核”部，被“幔”所环绕，构成了核幔构造。 压力影 压力影由核晶和阴影两部分组成。核晶多为黄铁矿、磁铁矿、石榴石等较硬矿物及岩石碎屑、晶屑、化石碎片等。阴影成分较复杂，为石英、绿泥石、方解石、白云母等或与核晶成分相同但内部构造不同的矿物。压力影的形态多为椭球状、粒状或蟹状。 成分特征 1. 概述 S面 C面 对称波状消光 砂钟构造 静态重结晶 云母鱼 旋转碎斑 书斜构造 按阴影形态的不同将压力影分为三类： 1）直纤维压力影：核晶无旋转，阴影呈平直纤维状，呈斜方对称，往往与岩石片理一致。 2）弯曲纤维压力影：核晶已旋转，阴影纤维弯曲，与岩石片理不一致，呈单斜对称。 3）粒状压力影：阴影部分为粒状矿物，它们是重结晶作用的产物，或是早期矿物的破碎物。 压力影是扩散蠕变的产物。扩散蠕变是物质通过粒内或粒间扩散而产生颗粒形体变化的一种机制。由扩散蠕变可产生压溶作用，使物质从高应力域溶解通过扩散在低应力域上沉淀。 动力变质岩一般特点 在断裂带及韧性剪切带中，呈线状分布； 由于与围岩的差异风化，动力变质岩在地貌上常形成 洼沟或陡墙； 具碎裂结构、糜棱结构，有或多或少的棱角状或眼球 状碎斑或碎块； 动力变质带内岩性变化大，岩石面貌受原岩、变形机 制和变形强度控制； 由于动力变质带是流体活动地带，所以常伴随有蚀变 和矿化。 目前，国内外较流行的分类方案主要有两类： 以结构为主的分类方案。按动力变质岩的组构、碎斑或碎块的粒度和碎基或基质的含量及性质予以划分。 三、动力变质岩分类 千糜岩 千枚状 变晶糜棱岩 重结晶 （片状或片麻状） 超碎裂岩 90-100% 初碎裂岩 初糜棱岩 10-50% 50-90% 0-10% 假玄武玻璃 玻璃态 （或隐晶质） 碎裂岩 构造角砾岩 块状构造 糜棱岩 构造砾岩 定向性 (具糜棱面理) 基质或碎基比例 显著构造特征 1．构造或压碎角砾岩 角砾岩是由原岩经构造压碎所生长的一系列棱角状碎块所组成。角砾（碎块）内部结构未受影响，而角砾之间为粉碎的岩石基质所组成。 基质含量为0一10％，进一步 分类则按角砾的主体直径： 角砾岩指主要碎块直径大于5mm； 细角砾岩粒径为1一5mm， 显微角砾岩粒径小于1mm。 四、主要岩石类型 如果角砾在变形过程中受到磨圆则称为构造砾岩。构造砾岩的基质往往是显著片理化的。如果角砾在变形过程中被压扁、拉长，大小比较相近，胶结物主要是原岩的碾碎物质，称为压扁角砾岩。 2．碎裂岩 以压碎、变形作用为主，它与构造角砾岩的区别，在于碎裂化程度较高。 在压应力作用下，岩石沿扭裂面破碎，方向不一的碎裂纹切割岩石而具碎裂结构，碎块间裂隙中常为磨碎的碎基，含量占50-90%，粗粒的碎斑为0.5-2mm，具碎斑结构。有时为次生的铁质、硅质、碳酸盐充填， 岩石中对应力敏感的矿物 显示各种形变和压碎现象 ，如石英的波状消光、 长石双晶弯曲，碎块边缘 碎粒化。 3．糜棱岩 是动力变质岩中最重要类型之一。基质含量在50一90％之间，其中常见受应变、圆化的碎斑、基质细粒至隐晶质，具显著的定向性构造，出现页理、条带等韧性流所造成的流动现象。 从外观上说，糜棱岩是一种细粒乃至隐晶质的岩石，当颗粒极细时看上去很像燧石岩，不过一般都具明显的页理，可称糜棱面理，矿物的长轴常是平行糜棱面理走向或与之称锐夹角。 多数糜棱岩、原岩的碎块或斑晶是卵圆体，眼球体平行或行于糜棱面理排列，面理围绕这些残留体旋转。 4．假玄武玻璃 是一种断裂带中不常见的深色玻璃质岩石，多呈不连续的透镜条带或条纹夹于超糜棱岩中，一般认为是动力变质过程中，磨擦热生成的高温，使岩石局部熔化并迅速冷却的产物。经研究证明，有些是隐晶质的，是岩石高度压碎的产物，并未经过真正的熔化。 * 动力变质岩 一、动力变质岩的概念 动力变质岩是各种岩石受应力发生变质作用的产物，是在强烈地壳错动带内的岩石，在不同性质应力影响下，发生破碎、变形和重结晶等作用而形成的岩石。 其特点是低温、高应变速率。 动力变质作用形成的具有各种变形组构的岩石即动力变质岩。主要变形组构包括：脆性变形和塑性变形。 二、主要变形机制 脆性形变即非静水应力超过某一极限值（破裂强度）时，脆性物质破碎，降低颗粒度，大多数原颗粒失去其内部的内聚性。碎裂岩便是碎裂作用的产物。 韧性物质比如金属，对于所承受的应力则有不同的反应，即使围岩压力较大，一旦非静水应力超过屈服强度，固体就开始了连续性的流动而不丧失其内聚性和强度，称为韧性流。 动力变质岩中的糜棱岩是韧性流的产物。 R．Sibson曾指出断层岩的双层模式。 断层带按深度分为两个不同机制的带，浅部碎裂带为弹性摩擦机制，深部韧性剪切带是准塑性机制，主要产生糜棱岩系列，即具强页理组构的岩石。 对于长英质地壳岩石来说，两者界线oC等温线，即相当于绿片岩相低限。 动力变质过程中主要的变形机制包括破裂、滑移、恢复和重结晶等作用。 破裂作用能在岩石中产生显微破裂，这些微破裂或在晶内发育、或穿过晶体扩展，是岩石脆性变形的表现。 破裂作用使岩石中矿物颗粒的粒度减小，且随着破裂作用的加强，微破裂增多，细粒化程度增高，原有颗粒由边缘至中心逐渐为许多细小颗粒所替代。 滑移是粒内塑性变形的主要形式，表现为在颗粒内部沿某一个（或某些）滑动面发生滑动位移。 其结果是引起粒内应变，产生波状消光、带状消光、变形纹、扭折带等变形显微构造，同时可导致矿物的结晶学优选方位的形成。 结晶学优选方位：矿物的某一结晶轴或某个结晶面的排列趋于一致，在赤平投影图上表现为不同型式的极值。 石英的波状消光和变形纹 变形带 扭折黑云母 具变形双晶的斜长石 恢复作用是使变形晶体回复到未变形状态的作用过程。通过恢复作用降低由变形作用而储存的应变能。其结果是在矿物晶粒中产生亚颗粒而不形成新颗粒。在正交偏光镜下仅见亚颗粒消光位略有变化。 亚颗粒一般取低角度界面形式，即相邻亚颗粒间结晶学方位差不超过12°，在正交偏光镜下表现为受应变的颗粒被分割为若干个消光位略有不同的有较规则界限的消光区，而在单偏光镜下却仍然是一个颗粒。 亚颗粒（subgrain）又称亚晶粒。是矿物中被亚晶界面分隔开的微区域。亚颗粒之间的界面为小角度边界（10°），亚颗粒在偏光显微镜下不显示明显的颗粒边界，仅消光方位略有不同，在透射电镜或光学显微镜暗场域中则可显示清晰的轮廓。亚颗粒是恢复作用的产物，实际上可以说是以位错壁为边界的结晶颗粒。 重结晶作用是恢复以后剩余应变能的消耗过程，以无应变新颗粒（最稳状态）的发育和生长为特征。新的无应变颗粒可通过亚颗粒的旋转或其边界迁移、消耗老的颗粒而生长。重结晶颗粒随着应变的增强而趋于变细。这种伴随变形而发生的重结晶作用，称为动态重结晶。 动态重结晶往往先发育于变形颗粒和扭折带的界面等高应变区，形成压扁、拉长状颗粒，边界呈弯曲状、锯齿状或缝合线状，显示不稳定状态；当达到稳定状态时，颗粒边界趋于平直而略有弯曲。动态重结晶作用也是一种细粒化过程，也可使矿物具优选方位。 破裂－滑移－恢复及重结晶作用，是岩石由脆性变形向塑性变形的转化过程。这种转化是随着围压的增大、温度的升高以及应变强度的增大而逐渐过渡的。 一般在地壳较浅部，围压较小，温度较低，以破裂作用为主；随着深度的增加，逐渐过渡为以滑移、恢复和重结晶作用为主。 当然，这种转化还受原岩性质、应力作用方式及应变速率的制约。 动力变质岩中基本组成部分可分碎基（基质）和碎斑。 碎基是动力变质岩石中变形的细小物质。 碎斑是动力变质岩石中变形后残留的粗碎屑。 基质是所有动力变质岩中所存在的，强烈变形岩石中可以完全没有碎斑。 动力变质岩的显微构造 动力变质岩是应力作用下的产物，其中常见显微破裂、波状消光、带状消光、扭折带、变形纹、机械双晶、镶嵌构造、核幔构造及压力影等。 微破裂 多见于较刚性晶粒中，为一些微细裂隙，呈不规则状、平行状或共扼状产出。它使颗粒破碎、变细。 破裂的产生，引起体积的增加，这意味着随着围压的增加，必须有更大的应力才能产生破裂。故破裂作用的显著部位应是压力较低的地壳较浅部位。 波形消光 经受塑性变形的晶粒，在正交偏光镜下常显示不均匀消光现象，据其消光影形状及界面特征可分为波形消光、带状消光及扭折带。 波形消光的主要特征是消光影呈扇状、带状或不规则状连续地扫过颗粒。消光影界面不明显。 波形消光是由于过量的位错引起晶格弯曲所造成的 带状消光、扭折带 带状消光带是晶粒内一种较宽的、界面较清晰的消光带，消光影由此带至彼带呈跳跃式过渡。扭折带是带状消光带的特例，其界面更清晰、平直，消光影的过渡更截然。 带状消光带及扭折带的几何特征表明，它们是由滑动面的弯曲扭折而成的，是粒内变形不均匀的结果。 *

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