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变质作用的来自因素

变质作用的来自因素

引起岩石劳洋精操祖变质的原因很多,但最根本的原因是地质环境的改变,如岩层埋深加大、强烈构造挤压、板块俯冲碰撞、遭遇岩浆侵入等。在一定时间内,这看本觉呀种地质环境改变导致了区域性的温度场、压力场、物质化学平衡等发生剧烈变化,为变质作用创造了条件。因此,人们通常把温度、压力、化学活动性流体等视为变质作用的重要因素。

1.块德转又鱼温度

温度的改变是引起岩石变质的重要因素之一,大部分的变质作用都做青被是在温度升高的情况下发生的。温度升高对原岩产生的影响主要有三个方面。

(1)温度升高可以促进360问答并加速矿物重结晶,促进并话味值心加速原岩的结构、构造发生变化,使原岩中的矿物颗粒万由细变粗。例如,隐晶质石灰岩在石林构汽写会次该遭遇高温作用时,其中微粒状方解石发生重结晶作用而形成粗属施粒的晶体,使石灰岩变成大理岩。

(2)温冷雷黄顺度升高可提高活化分子比例,有利于矿物之间发生化学反应,并促进变质反应向吸热方向进行,形成高温变质矿物。例如,细粒硅质石灰岩在遭遇高温(470℃)作用时,闹拆不仅发生重结晶作用,而且生成高温变质矿物硅灰石,形成硅灰石大理岩。

(3)温度升高可使岩石中流体相的活动性增大。当温度持续升高(超过800~900℃)时,还可使原岩在变质结晶和重结晶的基础上进一步发生选择性重熔,其中长英质低熔组分呈液相出现,从而导永望府超言增左掌量著杀致混合岩化作用。

变质作用少操展审换中温度升高的原因有:岩层埋深加大递增的地热,岩浆侵入原岩放出的岩浆热,来自地幔的上升热流(放射性元素衰变产生的放射热),以及由构造变动的机械能转化而来的热能等。一般认为,变质作用的温度下限为230℃左右,上限为900℃左右。

2.压力

压力也是控制变质作用的重要因素。在变质作用过程中,压力增加有利于体积缩小的按选教委反应发生,形成高密度矿物组合。参与变质作用的压力有三种类型:负荷压力、流体压力和定向压力。压力的标准国际单位为Pa(帕[斯卡])或GPa(吉帕,1GPa=109Pa)。并老

(1)负荷压力:是一种各向相等的静水压力,即均向压力,其大小等于上覆单位岩石柱的重量。变质作用一般发生在地表以下3~围已40km的深度内,因此其负荷压力范围大致为0.1~1.5GPa。通常,将负荷压力为0.1~0.3GPa的变质作用称为低压变质作用,负荷压力为0.3~0.5GPa的称为中压变质作用,负荷压力为0.5~1.2GPa的称为高压变质作用,负荷压力>2.5GPa的称为超高压变质作左用。

(2)流体压力:是指存在于岩石的粒间、微裂隙和毛细孔隙中的流体物质(H2O和CO2等)对周围物质(包括孔隙四周的壁、顶、底)所产生的压力(排斥力)。负荷压力一般趋向于使岩石中的矿物颗粒紧密结合,而流体压力则相反,趋向于将矿物颗粒分开。流体压力增大有利于水化反应的发生,抑制富含结构水的矿物的分解,而流体压力减小则有利于脱水反应的发生,促进富含结构水的矿物的分解和重结晶作用。

(3)定向压力:也叫应力,主要是指由构造运动或岩浆侵入围岩时所产生的侧向挤压力。一般情况下,定向压力常引起岩石变形(褶皱或断裂)渐学物,但在发生变质作用的地质环境中,定向压力不会立境仅引起岩石变形,而且对岩石变质并在变质岩中形成定表它客阻向构造等起着重要危把席作用。当定向压力作用于岩石后,在挤压方向上矿物的熔点降低,溶解度增大,溶解的物质在垂直于挤压方向上,重新沉淀结晶、改变空间排列分布方式。特别是在区域变质过程中,当定向压力与温度联合作用于某些富含挥发分的岩石时,岩石将发生局部溶解和重结晶,而重结晶形成的片状、板状、针状、柱状、棒状矿物,以及被拉长的粒状矿物大都呈连续或断续定向分布、平行排列,形成片理和线理构造等。因此定向压力是重要的变质作用因液蔽枣素。

3.化学活动性流体

具有化学活动性的流体,主要是指岩石中沿裂隙或孔隙中循环的气态或液态物质,其成分主要是H2O和CO2,其次是O2、F2、B、Cl2等易挥发物质。在有一定温度和压力联合作用的情况下,化学活动性流体在某些变质反应中是不可缺少的重要因素。在这些变质反应中,H2O和CO2等化学活动性流体,主要起催化剂、溶剂、运移介质等的作用。

(1)起反应催化剂作用。在变质作用过程中,原岩空隙中的化学活动性流体数量虽少(一般不超过岩石总体积的1%~2%),但能加速矿物之间化学反应的进行,起到催化剂的作用。例如,用MgO与SiO2人工合成镁橄榄石(Mg2SiO4)的实验证明,若反应在干燥的条件下进行,当温度达1000℃时,4天内只能形成26%的镁橄榄石,而在有水参与的情况下,在450℃只需几分钟反应就可全部完成。

(2)起溶剂作用。岩石中渗透于矿物颗粒之间的化学活动性流体(溶液)是矿物彼此间的接触剂,通过这种溶液的媒介作用,岩石中的易溶组分能在较大范围溶解和扩散,从而促进了矿物的重结晶和变质反应。有时化学活动性流体还可直接参与水化和脱水等变质反应。此外,水溶液的存在还可降低矿物的熔点和岩石的重熔温度。例如,花岗质岩石在不含水溶液的情况下,温度要高达950℃才开始重熔,而当水溶液饱和时,温度在640℃左右就开始重熔。

(3)起运移介质作用。具有化学活动性的流体是运移介质,通过它们可将某些组分从外部带入岩石中,或将岩石中的某些组分溶解带出,发生物质组分的迁移,从而改变原岩的化学成分,发生交代变质作用。

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