变质岩是地球内部发展中，
已存有的岩浆岩、
矽卡岩等岩层
在特定地质环境和有机化学环境下，
所产生的具备新矿物组合和
建筑结构的岩石。
(图源@James St. John)
变质岩在全球范围内遍布
极为广泛。
时间上从远古时期至
当代都有产出率。
(图源@americansouthwest.net )
(图源@ wolv/sgeologyscience.com)
(图源@James St. John)
转变繁杂，形状多种多样，
变质岩是如何形成的？
又有什么样的特点？
01
变质岩是地球内部已存岩层
受变质作用后的产物。
其岩层特点(化学物质成份、
建筑结构、正断层等)
均接到变质作用形成原因特征的危害。
(图源@letslearngeology)
以产生变质作用时候的
地质构造自然环境为题材，
以变质作用物理学过程与
与其它地质运动的关联为基础，
可以将变质作用分成各种类型，
比较常见的如下所示：
地区变质作用特指
变质作用要素复杂和
受到影响岩层范围较广的
一种变质作用。
(图源@geologyin.com)
是岩层在范围之内，
温度、工作压力、液体等因素影响下，
通过重结晶、霉变结晶体、变型，
有时候伴随霉变分异或运算
交待等功效的一类变质作用。
地区变质作用
大规模岩层广泛经历过
水平不等霉变。
一般低霉变区保存了
原岩一些矿物及结构，
高端霉变区则常伴有
溶岩价值和混合岩化作用。
(图源@geologyin.com)
触碰变质作用是
在溶岩功效推动下，
软岩会受到溶岩体温度危害
而产生的一种可逆性变质作用，
一般规模较小。
触碰变质作用
由溶岩体热量造成
接触带软岩产生矿物成分
构造更改、但成分未变动的
变质作用被称作热触碰变质作用，
可以形成角岩、色斑石英砂岩等
热触碰变质岩石。
角岩(图源@Max.kit )
由溶岩体交待软岩使之
成分、矿物成分构造
都变化的变质作用，
被称作触碰交待变质作用，
可以形成矽卡岩等
触碰交待变质岩石。
显微镜下的矽卡岩切成片(图源@Chmee2)
高烧(蛋糕烘焙)变质作用是
一种特殊的热触碰变质作用，
主要是指与喷出岩或次火山岩石
接触到的软岩或捕虏体中发生的
较小规模极持续高温变质作用。
捕虏体(图源@Wilson44691)
驱动力变质作用是
在构造作用过程中产生的强地应力下，
岩层产生粉碎变型，
并伴有一定霉变结晶体、
重结晶功效的变质作用。
其生长发育常受断裂构造操纵。
(图源@slideshare.net)
热汽体及水溶液应用于
已经形成岩层，
使其产生矿物成份、
成分及建筑结构变动的
变质作用称之为汽液变质作用。
深海热液变质作用(图源@Karla Panchuk)
变质作用方法主要包含
重结晶功效、霉变结晶体功效、
霉变分异和交代作用
及各类变形破裂作用等。
岩层中矿物成分在固体中进行重结晶。
重结晶前后左右，矿物的晶型，
大小排列方法
发生变化，但成份不会改变。
转变总趋势是晶体扩大，
变为分子结构体积较小的矿物。
重结晶功效
霉变结晶体的作用是指
在变质作用温度工作压力范围之内、
原岩基本保持固体环境下,
新矿物相的形成过程，
与此同时必有明确的
原来矿物相趋向消退。
霉变结晶体功效
霉变分异功效指
成份均匀原岩，
经变质作用后，
发生矿物成份不匀状况
的各类功效。
矿物成份不匀状况
在变质作用环节中，
原岩化学成分的趋势是
一种繁杂的化学物质更换，
称之为交代作用。
这是一种分布广，
且非常重要的岩化和成矿作用。
(图源@slideplayer.com)
02
变质岩的成分复杂多变。
其最先在于原岩成分，
又和变质作用环节中
一些元素活跃性和
含量转变相关。
(图源@Geology IN)
研究发现，原岩中含有的
H2O和CO2等蒸发成分，
随变质作用开展，
其成分和含量都有很大变化。
(图源@Sashkin/Shutterstock)
一般情况下，
超低温变质岩含挥发份比较高。
随温度上升，其含量日益减少，
比如在麻粒岩等持续高温变质岩中，
(OH)含量一般非常低。
麻粒岩(图源@sciencesource.com)
原岩中一些营养元素，
随温度上升，遭受霉变热液危害，
也经常出现含量很大变化。
如Cu, Pb, Zn, Ca等
都可以变成主题活动成分，
被霉变热液弄出或带到。
岩层中
关键造岩元素氧化物的含量
在一般变质作用环节中
并无明显变化，
如SiO2.Al2O3.Fe2O3等。
因此可把它作为
原岩种类关键判定标准之一。
变质岩来自地壳中
已存有的矽卡岩和岩浆岩，
因而也有不少矿物是三大岩类所一共有，
但变质岩的矿物成份比
矽卡岩和岩浆岩更加复杂。
大理岩(图源@World Atlas)
大理岩、石英石和黑云母等
在矽卡岩和变质岩中
均是关键造岩矿物。
若变质岩主要是由以上矿物构成，
则需要结合其建筑结构、
正断层特点、含量或相互依存规律性，
才可以区别。
黑云母(图源@Pascal Terjan)
比如正常的矽卡岩中，
石英石含量非常少超出50%，
但在变质岩中，
它含量范畴转变巨大，
有时候可达到95%之上。
石英石(图源@mclanahan.com)
在矿物成分层面，
变质岩中矿物与矽卡岩对比
具有许多不同点。
比如铝合金的铝硅酸盐
(Al2SiO5)类矿物，
如红柱石和夕线石等
只出现在变质岩中。
红柱石(图源@Ivar Leidus)
一般普遍变质岩，
按等化学系列定义，
可归纳为富铝系列产品、长英质系列产品、
铁莫来石(岩类)系列产品、
超铁莫来石(超岩类)系列产品、
硫化物系列产品五个系列产品。
富铝系列产品一般原岩为
砂质岩浆岩，如黏土岩和砂岩等，
其成分特征就是富铝。
这种变质岩的最重要矿物为
黑云母、绿泥石、和石英石。
绿泥石(图源@EISCO)
长英质系列原岩为
含一定量大理岩的各类板岩、
中酸碱性火山岩石等，
成分基本上等同于
中性化到酸碱性矽卡岩。
该变质岩最主要的矿物是
石英石、酸碱性蛇纹石、黑云母或
绿泥石和黑云母等。
黑云母(图源@James St. John)
铁莫来石(岩类)系列原岩种类
包含岩类矽卡岩、
岩类成分凝灰质硬砾岩等。
故该变质岩普遍矿物为
绿泥石、帘石英石、
斜长石、辉石等。
斜长石(深棕色)(图源@Rob Lavinsky/ iRocks.com)
超铁莫来石(超岩类)系列原岩
一般为超岩类矽卡岩，
及一些特殊形成原因富有镁的岩浆岩。
发生的霉变矿物可能会有
长石、蛇纹岩、镁铁闪石等。
长石(图源@Rob Lavinsky/ iRocks.com)
硫化物系列原岩为
各种各样玄武岩和石英砂岩等。
此类岩层在提温变质作用环节中，
除绝大多数硫化物
经重结晶后仍然是关键矿物，
另一部分钙和镁又与
别的金属氧化物组成各种各样铝硅酸盐和
铝硅酸盐，如硅沙。
硅沙(浅色系)(图源@Leon Hupperichs)
03
结构构造是变质岩的重要特征，
常用作变质岩
归类取名的关键依据之一。
比如具备板块构造的岩石叫石英砂岩;
具备块状构造的岩石叫长石砂岩等。
石英砂岩(图源@SlateUSGOV)
变质岩的结构种类多种多样，
按形成原因分为
变余(残余)结构、变晶结构、
交待结构和破裂结构四大类。
变余(残余)结构所指
变质岩中仍保留的原岩的结构。
主要是因为霉变重结晶功效不到位，
原岩结构特点部分被保留下来，
如变余砾状结构、
变余砂状结构等。
变余(残余)结构显微照片(图源@参考文献[2])
变晶结构指矿物
在固态硬盘下重结晶的结晶
在岩层中所产生的结晶体质结构，
是变质岩的常见结构之一，
如斑片状变晶结构。
变晶结构显微照片(图源@参考文献[2])
交待结构要在变质作用或
混合岩化作用环节中，
由交代作用所形成的结构。
依据形状不同可分为
交待错觉结构、交待残余结构、
交待花纹结构等。
交待结构(图源@参考文献[3])
破裂结构所指外力作用下，
岩层里的矿物颗粒物破碎成
外观设计不规则边角状碎渣，
碎渣边沿常呈锯齿形，
并常具裂缝、扭曲变形及
波浪状削光的现象。
破裂结构(图源@参考文献[2])
变质岩构造就是指岩层中
各种各样矿物的空间布局特征和
排序情况，按照其形成原因可区划
为如下所示两大类。
变余构造指变质岩中
仍保留的原岩构造特性。
如由岩浆岩所产生的变质岩，
普遍变余砾状结构、
变余砂状结构、
变余粉细砂状结构等。
变余构造(图源@baidu.com)
变为构造就是指
霉变结晶体和重结晶环节中
所产生的构造，
在变质岩中占有重要地位。
千枚状构造(图源@SlideShare)
比较常见的变为构造主要包含
瘤状构造、板块构造、
千枚状构造、块状构造和
片麻状构造等。
片麻状构造(图源@参考文献[4])
依据矿物构成、
含量和结构、构造，
比较常见的关键变质岩可以分为
石英砂岩类、千枚岩类、
长石砂岩类、片麻岩等。
石英砂岩是一种岩层较高密度、
通常具有集中的
板块劈理的岩层。
石英砂岩(图源@Jonathan Zander)
千枚岩是一种
细砂显微镜晶质的变质岩石，
最典型的关键矿物组合是
绢云母-绿泥石-石英石。
千枚岩(图源@EdwardEMeyer)
长石砂岩类主要是由
片柱型矿物(黑云母类、绿泥石、
长石、蛇纹岩等)和
颗粒状矿物
(大理岩、石英石等)构成。
长石砂岩(图源@Michael C. Rygel)
片麻岩类主要是由石英石、
大理岩及少量深色矿物
(黑云母、斜长石、辉石)
组合而成。