绿泥石 白云母 黑云母 石榴石 十字石 夕线石 石英 长石
板岩
片岩
片麻岩
熔融
四 变质岩的结构和构造
1 变质岩的结构 变晶结构：变质作用过程中，原岩发生矿物
的形成、生长、组合镶嵌而形成的结晶结构。（
如：粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构、斑状变
晶结构等。）
变余结构：变质作用过程中，残留的原岩结
构。（如：变余碎屑结构、变余泥质结构等。）
个过程中起决定作用的是压力。
在静压力很高的情况下，密度小、体积大的不同矿物 可以结合成密度大、体积小的新矿物，并且总体积会 缩小。岩浆岩中橄榄石和钙长石在高压下可以结合成
为石榴子石。
通过高温高压试验，在30×108Pa压力（相当于地下 110km深度压力）下，普通石英可以转变为结构不同 的柯石英，比重由2.65变为2.93。
的矿物。比如常见的粘土矿物（高岭石），在500℃
时可发生下列反应：
若该脱水反应进行的不彻底，则形成白云母和绿泥石 含水矿物，但其含水量远低于高岭石
另外一种在沉积岩中常见的变质反应是脱CO2反应.例
如方解石受热作用后可以释放出CO2，剩余的CaO会
与岩石中的SiO2结合，形成新的矿物——硅灰石
这一反应中起决定作用的仍然是温度，温度大于 400℃时会发生此反应
榴子石，夕线石、蓝晶石、蓝闪石等标志性变质矿物
片麻岩：变质程度和片岩一致，具有片麻状（岩石中 暗色矿物断断续续呈定向排列）或者条带状构造，出 现的典型变质矿物跟片岩类似。
变粒岩：主要由长石和石英组成，片麻状构造不发 育，一般呈细粒状
麻粒岩：变质程度较
片岩、片麻岩深，其
基本不含黑云母，角 闪石等含水矿物。主 要由长石、辉石、石 榴子石、石英等粒状
时，即成为开放系统时，流体压力
仅为其本身的重量，显然要比静压 力值小。
定向压力：作用于岩石的侧向应力，分为压、张、剪 三种应力。
A. 均匀
应力状态
下结晶的
花岗岩，
矿物随机
排列，具
有块状构
造； B.差异应力状态下结晶的花岗质片麻岩，矿物定向排 列，具有片麻状构造。
3）流体（F） ：H2O、CO2、气态物质、硅酸盐流体 等，含量少，作用大。 流体来源： a. 岩浆流体：深部岩浆上升至浅部，T，P降低分异出
辅相成，一般温度和压力随深度的增加而增长。但是
由于各处地壳的结构和构造运动的性质不同，温度和
压力的增长并非处处相同，导致有的区域压力增加慢
，温度增加快，有的区域压力增加快，温度增加慢，
这样就出现了三类不同的变质环境：低温高压环境、
高压低温环境、正常地热梯度（温压）环境。
温度
深 度
区域变质作用类型与温度、压力（深度）的关系
变质三要素：温度（T）压力（P）流体（f）
特点：原岩在基本保持固态状态下发生的变化。
不同的变质作用环境
温度(热)
温度(热)
灰岩
大理岩
花岗岩
片麻岩
2. 变质作用的影响因素
1）温度（T）：150C–900C，最 高1150C，一般高于900C地壳岩 石开始融化。控制变质程度，温 度越高变质程度越深。
片理构造形成示意图
无片理的镜下照片
片理构造的镜下照片
五 常见变质岩
石英岩：变余碎屑 结构，块状构造。
大理岩：粒状变晶结
构，块状构造
绿片岩：粒状，鳞片 变晶结构，片状构造 。（左）
板岩：变余泥 质结构，板状 构造。（右）
花岗片麻岩：鳞片 粒状变晶结构，片 麻状构造。（下）
片麻岩：鳞片粒状变晶结
用形成的矽卡岩（主要的矿物组成是石榴子石、绿
帘石、透闪石、透辉石、阳起石、硅灰石等），主
要是火成岩体侵入到富钙的围岩中。
接触交代变质作用示意图
3）区域变质作用：是在广大范围内发生的，由 温度、压力和化学活动性流体等多种因素引起的变 质作用，形成区域变质岩。
区域变质作用中，温度和压力总是联合起作用，并相
大理岩：原岩为灰岩，纯粹的大理岩不含杂质，洁白 似玉，成为汉白玉。大多数大理岩因含杂质，显示不 同颜色的条带
石英岩：原岩为石英砂岩，主要由石英组成，该变 质岩极为坚硬
需要指出的是，接触热变质作用中，温度是引起变质 作用发生的主要因素，岩石受热后会发生矿物的重新
结晶。原岩距离火成岩体的距离不同，变质程度也不
位移，发
生动力变
质作用，
沿破裂面
两侧可形
成碎裂岩
（构造角
砾岩）。
断层角砾岩
糜棱岩化片麻岩与拉伸线理(武功山)
Lineation and Mylonitic Gneiss (Wugongshan)
舒良树摄
N
S
花岗质糜棱岩中不对称长石残斑(武功山)
Asymmetric feldspar porphyroclastic system
同。离火成岩体近的原岩变质温度高，变质程度强烈
，离火成岩体远的原岩变质温度低，只会发生轻微变
质。例如，角岩往往出现在内部带，斑点板岩一般出
现在外部带。
接 触 热 变 质 作 用
接触交代变质作用除了温度以外，还受到从岩浆中 分异出的流体的影响，该流体与围岩物质进行反应
，产生大量新的矿物。例如典型的接触交代变质作
三 变质岩的矿物组成
在变质岩中不仅可以见到岩浆岩中常见 的七种造岩矿物，还可以见到变质岩中特有 的矿物，如：绿泥石、绢云母、十字石、石 榴子石、蓝晶石等。 变质岩中某种矿物和矿物组合的出现，代
表了一定的温度和压力条件，是研究变质作
用环境的重要标志。
绢 云 母
十 字 石
蓝 晶 石
石 榴 子 石
区域变质岩类型及矿物组成
渗透和扩散。并且发生交代作用前后，岩石体积保持
基本不变。
4. 变质作用类型和变质岩
1）动力变质作用：伴随构造活动而产生的韧性 剪切变质-变形作用。与地壳发生断裂有关，在浅部
岩石发生脆性破裂，形成碎裂岩；在深部发生韧性
变形，形成糜棱岩。由强大的侧向挤压力和剪切应
力引起，主要的变质方式为变形与碎裂。
岩层断裂
变质岩 变质作用
按变质作用类型分类 1．接触变质岩 2．区域变质岩 3．混合变质岩 4．动力变质岩
岩石分类
常见矿物成分
石英、长石、云母；橄 榄石、辉石、角闪石
富含SiO2的石灰岩，受热后，方解石分解放出CO2及
留下CaO, CaO同岩石中的SiO2结合，则形成一种新矿
物硅灰石：
CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2
(方解石)
（硅灰石）
2）压力（P）
在静压力很高的情况下，密度小、体积大的不同矿物
可以结合成密度大、体积小的新矿物，并且总体积会
缩小。岩浆岩中橄榄石和钙长石在高压下可以结合成
为石榴子石。
静压力：由上覆岩石
的重量而引起的，随
深度变化。随深度增
加而增大，静压力对
岩石的作用力各向相
等，其数值等于上覆
岩石的重量。
当岩石处于密闭状态时岩石的全部 重量都传递给封闭在岩石内的流体 ，这时流体压力值等于静压力值。 当岩层裂隙时中有互相连通的裂隙
构，片麻状构造。（上）
三大岩类的特征比较
岩石类型 形成的地质作用 岩浆岩（火成岩） 岩浆作用
按SiO2含量分类 超基性岩 SiO2<45% 基性岩： 45～53% 中性岩： 53～66% 酸性岩 SiO2>66%
沉积岩 沉积作用
物质来源、结构、成岩 方式分： 1、粘土岩类 2、碎屑岩类 3、化学岩及生物化学 岩类
区域作用形成的典型变质岩
板岩：具有板状构造，原岩主要是粘土岩、粘土质粉
砂岩和中酸性凝灰岩。重结晶作用不明显，变质程度
较浅。板岩中含碳质着成为炭质板岩
千枚岩：原
岩性质与板
岩相似，变
质程度比板
岩高，几乎 全部重结晶 ，主要矿物 绿泥石、绢
云母、石英
等
千枚岩
片岩：具有片状构造，主要矿物白云母、黑云母、绿 泥石、角闪石、阳起石、石英、长石等，有时出现石
“水成论”和“火成论”两大学派
的争论持续了三十多年，最后以“火
成论”的胜利告终。现在我们知道组
成岩石圈的岩石不仅有“水成”的沉
积岩、“火成”的岩浆岩，还有经变 质作用形成的变质岩
第五章 变质作用和变质岩
一 变质作用和变质岩的类型 二 变质岩的分类 三 变质岩的矿物特征 四 变质岩的结构、构造
五 常见变质岩
舒良树摄
片麻岩中的眼球状构造
2）接触变质作用（热变质作用）包括：接触 热变质作用和接触交代变质作用，发生在火成岩与 围岩的接触带上，前者形成角岩、石英岩或大理岩 ，后者形成矽卡岩。 接触变质作用仅发育在侵入岩体周围不远的围岩中 ，规模有限。压力约 0.1×108Pa－3×108Pa，温度
约250－650℃。
与岩浆
岩接触
的围岩
接触带
上将发
生接触
变质作
用。
与岩浆
岩接触
的围岩
接触带
上将发
生接触
变质作
用。
接触热变质作用形成的典型变质岩:
斑点板岩：矿物重新组合不普遍，变质温度较低
角岩：常致密坚硬，原岩变化大，可以使沉积岩也可以是变质 岩。主要由长石、云母、角闪石、石英、辉石等组成，还含少 量有矽线石、堇青石、红柱石、石榴子石等
一 变质作用和变质岩的类型
1 变质作用的概念 2 变质作用的影响因素 3 变质反应中物质的变化
4 变质作用类型和变质岩类型
1.变质作用的概念
在地壳一定深度内，由于温度、压力的改变和化 学流体的作用，使原来的岩石在基本保持固态下发生 矿物成分、结构、构造的变化形成新岩石的一系列地 质过程，称为变质作用。