地球岩石及其形成作用（10）
胡经国
二、局部（性）变质作用类型
一般按地质成因和变质作用因素，将局部（性）变质作用分为下列几种类型：
㈠、接触变质作用
接触变质作用一般是指在侵入体与围岩的接触带，由岩浆作用引起的一种变质作用。它通常发生在侵入体周围几米至几公里的范围内，常形成接触变质晕圈。接触变质作用一般形成于地壳浅部的低压、高温条件下，压力为107～3×108帕。靠近接触带温度较高，从接触带向外温度逐渐降低。接触变质作用又可分为以下2个亚类：
1、热接触变质作用
热接触变质作用是指岩石主要受岩浆侵入时高温热流影响而产生的一种变质作用。定向应力和静压力的作用一般较小；具有化学活动性的流体只起催化剂作用；围岩受热接触变质作用后主要发生重结晶和变质结晶，原有组分重新改组为新的矿物组合，并且产生角岩结构，而化学成分无显著改变。
热接触变质作用以热力（温度）作用为主，原岩主要发生矿物重结晶，化学成分不变。
2、接触交代变质作用
在侵入体与围岩的接触带，围岩除了受到热流的影响以外，还受到具有化学活动性的流体和挥发分的作用，从而发生不同程度的交代置换作用，原岩的化学成分、矿物成分、结构构造都会发生明显的改变，形成各种夕卡岩和其他蚀变岩石，有时还伴生有一定规模的铁、铜、钨等矿产以及钼、钛、氟、氯、硼、磷、硫等元素的富集。这种接触变质作用称为接触交代变质作用。
在接触交代变质作用中，除了温度作用以外，还有从岩浆中析出的气态和液态溶液引起的交代作用，使原岩化学成分和矿物组合发生变化。
㈡、高热变质作用
高热变质作用是指在与火山岩和次火山岩接触的围岩或捕虏体中发生的小规模高温变质作用。其特点是温度很高，压力较低和作用时间较短。围岩和捕虏体被烘烤退色、脱水，甚至局部熔化，出现少量玻璃质。有时生成默硅镁钙石、斜硅钙石和硅钙石等稀少矿物。
㈢、动力变质作用
动力变质作用是指在构造运动产生的定向压力作用下，与断裂构造有关的变质作用的总称。其特点是以应力作用为主，温度低，有的伴有大小不等的热流作用；重结晶作用不强烈；与断裂带有关，变质带常呈带状分布。
动力变质作用可分为以下3个亚类：
1、碎裂变质作用
碎裂变质作用是指当岩层和岩体遭受断裂错动时发生压碎或磨碎的一种变质作用，也有人称之为动力变质作用（狭义的）、断错变质作用或机械变质作用。一般常发生于低温条件下，重结晶作用不明显，常呈带状分布，往往与浅部的脆性断裂有关。
2、韧性剪切带变质作用
韧性剪切带是指由韧性剪切作用造成的强烈变形的线状地带。它可以有很大的宽度和长度。它与脆性断裂不同，剪切带内的变形是连续的，不发育明显的断层面，但是又有相对位移。剪切带变形及相关的变质作用具有相同的边界条件，都限于剪切带内部。
一般叠加在区域变质作用产物上的剪切变形往往伴有退化变质作用，其变质程度从低温绿片岩相至高温角闪岩相。与区域变质同期的韧性剪切带变质作用较为复杂，在少数情况下，递进剪切变形也可以伴有进化变质作用。
导致剪切带变质作用的主要原因有两个，一个是流体的注入，另一个是由剪切应变引起的等温面变形和热松弛作用。
3、逆掩断层变质作用
逆掩断层导致的变质作用与剪切带变质作用有明显差异；主要影响其下盘和一部分上盘岩石。上盘即逆掩的岩体发生快速退化变质作用，而下盘即被逆掩的岩体则产生快速的增压变质作用；随后，又发生热调整使地热梯度缓慢升高，整个岩系相应地发生缓慢的进化变质作用；最后岩系底部发生部分熔融并且导致晚期侵入体的生成。
当原来比较高温的矿物共生组合被比较低温的矿物共生组合所替代时，这种复变质作用称为退化变质作用；反之则称为进化变质作用。
㈣、冲击变质作用
冲击变质作用是指由于陨石冲击月球或地球表面岩体产生特殊高温和高压而引起的一种瞬间变质作用。在宇宙空间中的巨大陨石，以很大的速度（10～20公里/秒）降落于地球表面，在很短的时间内（10-3～10-1秒），给地球岩体以极大的冲击，使之发生强烈爆炸，产生超高压（1011～1014帕）、极高温（≥10000℃），并且释放出巨大能量，导致在冲击中心形成巨大的陨石坑。从而，在陨石坑中及其周围生成各种冲击岩。
㈤、气液变质作用
气液变质作用是指具有化学活动性的气态和液态流体与固体岩石进行交代作用，使岩石的化学和矿物成分发生变化的变质作用。气水热液可以是侵入体带来的挥发分，或者是受热流影响而变热的地下循环水以及两者的混合物。在一定条件下，它们可改造岩石中的矿物，形成各种蚀变岩石，并且使某些有用元素迁移、沉淀和富集。在气液变质作用强烈地段往往出现蚀变分带，有利于成矿，因此可作为一种普查找矿标志。
㈥、燃烧变质作用
燃烧变质作用是指煤层或天然易燃物由于氧化或外部原因使温度上升而引起燃烧的变质作用。其温度可达1600℃，影响范围可超过10平方公里；可以使周围岩石产生重结晶或部分熔化。受燃烧变质作用的泥质或泥灰质沉积岩常裂成碎片或形成烧变岩。这是一种热源来自岩石自身的稀少热变质作用。中国新疆和山西大同的侏罗纪煤田，加拿大北部烟山的白垩系含油砂岩和页岩，都发生过这类变质作用。
三、区域（性）变质作用类型
区域（性）变质作用是指大面积发育和分布的、作用因素复杂多样的变质作用。它由温度、压力（静压力和定向压力）和化学活动性流体综合作用所产生；有时伴有混合岩化作用。区域变质作用一般发育和分布规模巨大，变质区域主要呈面型分布，变质岩出露面积从几百到几千甚至上万平方公里。
㈠、区域变质作用主要类型
区域变质作用可分为下列3种主要类型：
1、区域动热变质作用
区域动热变质作用是指由温度、压力（静压力和定向压力）和化学活动性流体三大因素综合作用所产生的变质作用。它以定向构造发育为特点。主要分布在地质年代古老的结晶地块和造山带。其产生与构造运动和岩浆作用有关。
2、区域高温变质作用
区域高温变质作用主要见于太古宙地盾或克拉通，常发生在地壳演化的早期。它不同于元古宙以来活动带的变质作用。它以单相变质的麻粒岩相和角闪岩相为主，呈面型分布。变质温度：麻粒岩相一般为700～900℃，角闪岩相一般为550～700℃；压力一般为(5～10)×108帕。重熔混合岩比较发育，英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩等分布广泛。紫苏花岗岩仅见于麻粒岩相区。在构造上表现为穹窿和短轴背斜。这类变质作用在中国的华北陆台有广泛出露。
3、区域热流变质作用
区域热流变质作用即是一般所说的区域动热变质作用，也有人称之为造山变质作用。它是指在区域性温度、压力和应力增高的情况下，固体岩石受到改造的一种变质作用。它往往形成宽度不等的递增变质带。此种变质作用在地质上和成因上，常与大的造山带有关，如欧洲苏格兰—挪威的加里东造山带，北美的阿巴拉契亚造山带，中国的祁连山造山带等。这种变质作用的形成温度可达700℃，有的高达850℃；压力为(2～10)×108帕。岩石在变质后具有明显的叶理或片理。常伴有中酸性岩浆活动或区域性混合岩化作用。
4、埋藏区域变质作用
埋藏区域变质作用，又称为埋深区域变质作用、静力区域变质作用、负荷区域变质作用或地热变质作用。它是指仅仅随着埋藏深度的变化，在静压力和地热作用下岩石发生重结晶的区域变质作用。它作为岩石变质作用的开始，与沉积岩的成岩作用相区别。其特点是没有定向构造发育，变形不明显；变质岩具有变余结构和变余构造，并且含有原岩的矿物残余。
埋藏变质作用与岩浆侵入作用和造山应力作用都无明显关系，它是地槽沉积物及火山沉积物随着埋藏深度的变化而引起的一种变质作用。岩石一般缺乏片理。形成温度较低，最高可能为400～450℃，而压力则较高。埋藏变质作用一方面解释了含有沸石类矿物的变质岩；另一方面解释了含硬柱石、蓝闪石的变质岩。这两类变质岩是在相近的低温条件下形成，但是它们在压力上有较大差别。经常伴生榴辉岩（C型）、蛇纹岩或蛇绿岩。未见有混合岩，同构造期花岗岩很不发育。关于埋藏变质作用的成因，有造陆运动下沉说、洋槽沿俯冲带下沉说和大断裂造成下沉说等。
㈡、混合岩化作用
混合岩化作用是指在区域变质作用的基础上地壳内部热流继续上升，由此产生的深部热液和局部重熔岩浆渗透、贯入于变质岩中并与之进行交代作用，从而形成混合岩的变质作用。
㈢、复变质作用
复变质作用，又称为多期变质作用，是指岩石经过不同期次的变质作用，而由多期次变质作用叠加而成的变质作用。
当原来比较高温的矿物共生组合被比较低温的矿物共生组合所替代时，这种复变质作用称为退化变质作用；反之则称为进化变质作用。
㈣、洋底变质作用
洋底变质作用是指位于大洋中脊及其附近的基性、超基性火山堆积物在较高温度热流作用下所产生的变质重结晶作用。
在大洋中脊下部的热流具有较高的速率，并且随深度而快速增加，使原有的基性岩（玄武岩、辉长岩等）变质。以后，由于洋底扩张，不断产生侧向移动，使这些变质岩移至正常的大洋盆中。变质的基性岩，一般不具片理，基本保留原有结构，其变质相主要是沸石相和绿片岩相。根据对大西洋、太平洋和印度洋底样品的研究，变质岩中的矿物共生组合，常随深度而变化，其顺序为黝帘石→葡萄石+阳起石→绿片岩相，葡萄石－绿纤石相组合缺失。这说明，当大洋中脊玄武岩变质时，比许多大陆上蛇绿岩的地热梯度高。
㈤、中国区域变质作用分类
区域变质作用按压力类型分为低、中、高三个类型和两个过渡类型。它们具有一定的温度－压力梯度，并且与一定的地质环境有密切关系。
20世纪80年代，中国岩石学家董申保等把中国区域变质作用分为主要类型以及主要类型中的基础类型和辅助类型三种类型。其主要类型有：
1、埋深区域变质作用
包括浊沸石相、葡萄石－绿纤石相型（浅到中等深度型）和蓝闪石－硬柱石片岩相型（高压相系型）两个基础类型。
2、区域低温动力变质作用
包括低绿片岩相（千枚岩）型和绿片岩相（有时可出现蓝闪绿片岩相）型两个基础类型。
3、区域动力热流变质作用
包括中压相系型和低压相系型两个基础类型。
4、区域中高温变质作用
2020年2月13日编写于重庆
2022年2月6日修改于重庆
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