压力

岩石经受的压力变质作用主要是由于上覆岩石的重量(即静岩压力),通常以巴或千巴为单位报告。压力的标准科学符号以帕斯卡或兆帕斯卡表示(1帕斯卡相当于10巴)。为典型的密度在每立方厘米2到3克的地壳岩石中,约3.5公里(约2英里)厚的上覆岩石柱产生了1千巴的静岩压力。典型的大陆地壳厚度约为30-40公里(约19-25英里),但在阿尔卑斯山脉和喜马拉雅山脉等山区,地壳厚度可达60-80公里(约37-50英里)。因此,变质作用大陆地壳在地壳底部的压力从几百巴(与浅层侵入体相邻)到10-20千巴发生。海洋地壳厚度一般为6-10公里(约4-6英里),因此大洋地壳内的变质压力要比大陆地区小得多。在俯冲带然而,大洋地壳,以及更罕见的大陆地壳也可能被带到海底深处超过100公里(62英里),在非常高的压力下可能发生变质作用。在压力高达数百千巴的地幔中也会发生变质再结晶。

岩石在变质过程中所经历的静岩压力变化是由葬礼或隆起样本的。埋葬可以是对正在进行的沉积样品上的沉积物或构造载荷,例如逆冲断层或大规模的构造载荷折叠这个地区的。当上覆岩石被侵蚀过程剥离或上覆层在构造上变薄时,就会发生隆起,或者更确切地说,是剥落。

液体在变质过程中被困在岩石的孔隙中发挥对周围颗粒的压力。深度超过几公里地球时,流体压力的大小等于岩石静压力,反映了矿物晶界以这样一种方式再结晶,使孔隙空间最小化,并封闭了溶液从深处上升的流体通道。然而,在较浅的深度,可以存在相互连通的孔隙空间,因此孔隙内的压力与上覆流体柱的重量有关,而不是与岩石有关。因为变质流体(主要由而且二氧化碳)密度小于岩石,在这些条件下流体压力低于静岩压力。

变形在变质过程中,岩石经历了一种变质作用各向异性压力即:,在不同方向上工作的不相等压力。各向异性应力很少超过几十或几百巴,但对变质岩的结构发展有深刻的影响(见下文纹理特征结构特点).

岩石组成

分为四个化学体系

普通变质岩类型本质上具有相同的化学成分作文一定是同样常见的火成岩或沉积岩前体.常见的绿色片岩本质上是一样的作文作为玄武岩玻璃球就像石灰岩石板类似于页岩;和许多片麻岩就像花岗闪长岩.一般来说,变质岩的化学成分将密切反映变质物质的主要性质。如果存在显著差异,则它们往往只影响最易移动(可溶性)或挥发性的元素;例如,水和二氧化碳的含量会发生显著变化。

尽管种类繁多火成岩而且沉积岩可以再结晶成变质岩的类型,大多数变质岩只能用四个化学系统来描述:泥质、钙质、长英质和基铁质。泥质岩是由泥岩(页岩)原岩,且富含(K),(Al),(Si),(铁),(Mg),水(H2O),含有少量的(Mn),(Ti),(Ca),和其他成分钙质岩石是由各种化学和碎屑沉积物形成的,如石灰石白云岩,或泥灰岩主要由氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)和二氧化碳(CO)组成2),含有不同数量的铝、硅、铁和水。长英质的岩石可以由火成岩和沉积原岩的变质作用产生(例如,花岗岩而且长石砂岩,分别)和富含硅,(Na),钾,钙,铝,以及少量的铁和镁。镁铁质岩石推导出来自玄武岩原岩和一些火山沉积物,并含有丰富的铁,镁,钙,硅和铝。超基性的变质岩是地幔岩变质作用的结果海洋地壳主要含有镁,含少量的铁、钙和铝。为了讨论的目的,超镁铁质岩石被认为是镁铁质类别的一个子集。

特别变质矿物质在这四种岩石化学系统中形成的化学物质主要是由原岩化学控制的。矿物方解石(CaCO3.),例如,只有在含有足够数量钙的岩石中才会出现。岩石所承受的特定压力-温度条件将进一步影响在再结晶过程中产生的矿物;例如,在高压下方解石会被a取代密集的变形术的CaCO3.称为霰石。一般来说,增加压力有利于致密的矿物结构,而增加温度有利于无水和密度较低的矿物相。虽然有些矿物质,如石英方解石,斜长石,黑云母,在多种条件下发育,其他矿物赋存较为受限;例如,玄武岩原岩主要在高压低温变质过程中产生的lawsonite和硅线石,发育于相对高温的泥质岩变质过程中。

变质组合热力学

的数量矿物质存在于单个变质岩中是受限制的规律的热力学.在一组特定的压力-温度条件下,可以在变质岩中稳定共存的矿物相的数量由吉布斯公式给出相律:矿物相数=化学成分数−矿物相数自由度+ 2, 2代表压强和温度这两个变量。系统的自由度是参数它可以在不改变岩石矿物组合的情况下独立变化。例如,没有自由度的岩石只能存在于一组压力-温度条件下;如果压力或温度发生变化,矿物就会相互反应,改变组合。具有两个自由度的岩石可以承受压力或温度的微小变化,或者两者都有,而不改变组合。大多数变质岩的矿物组合反映了岩石再结晶时的两个或更多自由度。因此,一个典型的泥质岩石由这六种化学成分组成(SiO2),氧化铝(艾尔2O3.)、氧化亚铁(FeO)、氧化镁(MgO)、钾肥(K2O),含有不超过六种矿物质;这些矿物的性质将由发生再结晶的压力和温度所控制。在这样一块取自地球表面的岩石中,六种矿物的特性可以用来推断其再结晶时的大致深度和温度条件。含有比相规则所预测的更多矿物相的岩石通常保存着化学不平衡的证据反应但这并没有完成。仔细检查这样的样品下显微镜通常可以揭示这些反应的性质,并提供有关埋藏和埋藏过程中压力和温度条件如何变化的有用信息隆起岩石的历史。

变质岩很少表现出具有“变质”特征的化学成分。这个说法相当于说扩散物质的变质作用是一个缓慢的过程,各种化学单位不进行任何大规模的混合。但偶尔,特别是在接触变质作用中,扩散可能发生在化学性质不同的边界上,从而形成成分独特的岩石。这个过程被称为交代作用.如果花岗岩嵌在石灰石中,接触区域可能充斥着二氧化硅和其他成分,导致交代岩的形成。这种接触通常是化学分区的。给出了富镁变质作用的一个简单例子火成岩与富含石英的沉积物接触。可发现蛇纹石-滑石-石英型分带,如Mg6(如果4O10)(哦)8−毫克3.(如果4O10)(哦)2−SiO2

在这种情况下滑石由硅扩散区生长而成的硅较贫环境蜿蜒的.在这种情况下,经济存款并不少见。, CaWO的成立4(钨酸钙)白钨矿钨酸盐以WO的形式存在3.从花岗岩到石灰岩的接触。反应可以表示为CaCO3.+我3.(解)→CaWO4+有限公司2(气体)。