工程地质

基础地质学中关于变质作用的原理

  一. 变质作用的概念
 
  变质作用是指在地球内力作用下,早先形成的各种岩石(沉积岩、岩浆岩、变质岩) 基本上在固态下发生矿物成分和结构、构造的变化而变成一种新岩石的过程。
 
  变质作用形成的岩石称为变质岩。  变质岩是自然界最主要的岩石类型之一,它与岩浆岩、沉积岩一起构成固态岩石圈。
 
  二.变质作用的控制因素
 
  1.温度: 当温度升高到150-250℃时,岩石中开始有变质矿物形成。因此,该温度区间 可以作为变质作用温度的下限。当温度升高到650℃,部分岩石中的易熔组分(如长英质矿物)开始发生熔融,促使岩石向混合岩转化。
 
  2.压力:通常情况下,对变质作用具有影响的压力分为静岩压力(上覆岩石的负荷压力)、流体压力(岩石中挥发份在负荷压力下形成的压力)、应力(构造活动产生的、具有方向性的内力)。
 
  变质作用的最小静岩压力是1×108 Pa,最大静岩压力是10×108 Pa,按照静岩压力每公里深度增加0.3×108 Pa计算,变质作用发生深度范围约为4~35km。
 
  3.化学活性流体:促进组分的溶解与迁移,降低岩石熔融温度。
 
  4.时间
 
  三.变质作用的方式
 
  1.重结晶作用
 
  是指岩石在变质过程中,同种矿物颗粒不断增大,相对大小逐渐均匀 化,颗粒外形变得较规则的变化过程。
 
  2.变质结晶作用
 
  在原岩基本保持固态且总的化学成分(除挥发分外)不变的条件下, 部分原有矿物通过发生特定的化学反应(主要是与粒间孔隙溶液作用)而趋于消失,同时形成新的稳定矿物的过程。
 
  3.交代作用
 
  在变质过程中,当存在大量化学活性流体时,通过部分变质原岩物质的带 出和外来物质的带入,从而造成原岩中某种矿物被另一种化学成分不同的新矿物所置换的作用,成为交代作用。
 
  4.变形与碎裂作用  (应力、弹性变形、塑性变、脆性变形)