变质岩
2011-12-04 22:37:31   来源：   点击：

变质作用的营力主要来自地球内部的热和压力。岩石受热後可以形成新的矿物，或产生再结晶的作用；压力则会使岩石中矿物颗粒间的孔隙减小，或使原子重新排列成更紧密的新矿物，或促成再结晶作用，使片状矿物排列形成叶理状构造。此外，当变质作用发生时，岩石孔隙中的液体或气体，会在固态岩石矿物间充当反应介质，促进变质作用的化学反应。另外，流体还可以提供新的成分，影响变质岩的化学组成。岩石所处的温度与压力环境不同，反应也有不同，温度低於200℃左右、压力小於3千粑的环境，属於沉积岩的成岩作用；温度高於800℃之上，在特定的压力范围内，岩石会被熔融形成岩浆，冷却形成火成岩；介於两者之间，则是变质作用的范围。

变质作用依其成因可分5种：（一）接触变质作用：因高温岩浆侵入地层时，周围岩石受到岩浆的热度和流体的作用而发生变质，大部分局限於侵入岩浆的四周，范围由数公尺至数百公尺不等。（二）区域变质作用：由於聚合性板块作用或造山运动等地壳变动，在地壳深处产生的高热和推挤的横压力所引起，范围常达数百、数千平方公里。（三）动力变质作用：因断层作用所产生的剪力，使得岩石发生变质作用。绝大部分只局限於断层带附近，范围仅有数公尺至数百公尺。（四）热水换质作用：岩浆作用所引起的热液或来自地壳深部的热水与周围岩石发生交代变质作用。（五）撞击变质作用：外太空来的陨石撞击地球表面所引起的变质作用，特徵为高压变质，常形成高压石英。

依原岩受变质作用的程度，可分为低度变质、中度变质、高度变质、及超高压变质作用。变质度愈高所受到的温度和压力愈大，变质後所形成的矿物颗粒也较大。如沉积岩黏土质岩石在低度变质作用下形成板岩，在中度变质时形成云母片岩或一般片岩，在高度变质作用下形成片麻岩，所呈现的是矿物颗粒愈来愈大，温度和压力条件也愈来愈高。在变质作用中产生的新矿物，往往是在高温或高压环境下才能生成并维持稳定，与一般火成岩的造岩矿物有很大不同。例如地表的沉积岩富含二氧化矽及铝质，经深埋温度和压力影响後的变质作用，矽酸铝成分会依温压条件出现3种不同的矿物，相对低温低压环境的红柱石、高压环境的蓝晶石以及高温环境的矽线石等，此三种矿物的化学成分相同，但内部原子排列、结晶构造和特性不同，所属的岩石变质度也不同。

变质岩的矿物组成，除了含有长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、碳酸盐类等主要造岩矿物外，与其他两种岩类相比，变质岩中较常出现的特殊矿物，包括有沸石类矿物、葡萄石、绢云母、绿泥石、绿纤石、红柱石、蓝晶石、矽线石、石榴子石、堇青石、十字石、蓝闪石、绿辉石、蛇纹石、硬玉和硬柱石等。变质岩主要是「等化学成分」和「固态」之间的转变，少部分才有化学成分的变化，故其成分主要与原来岩石的化学成分相近，部分成分与变质作用的特点有关。在变质岩形成的过程中，如无交代变质作用，其化学成分基本上取决於原来岩石的化学成分；如有有流体进出岩体的交代变质作用，成分则视原来岩石的化学成分，和交代变质作用的类型和强弱而定。

依变质构造之不同，变质岩又可区分为具有片状矿物排列形成的叶理状构造，称之为叶片状变质岩，以及叶理不发达的非叶片状变质岩。板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等属於叶理状构造；而石英岩、角页岩、大理岩、角闪岩、变质燧石、粒变岩、榴辉岩、蛇纹岩、矽卡岩等属於非叶理状构造。变质岩在地壳中分布甚广，时间从最老的太古代至第四纪均有出露，其中以区域变质岩的分布最广，其他成因的变质岩则分布有限。

台湾的变质岩主要分布在构成脊梁山脉的地区，包括中央山脉、雪山山脉、玉山山脉和部分的阿里山山脉。中央山脉东翼主要是由中、高度变质的各种片岩、片麻岩、大理岩、变质燧石、蛇纹岩和角闪岩等所组成；中央山脉西翼和其他山脉则是由低度变质的千枚岩、板岩、变质砂岩、大理岩和少部分的绿色片岩等所组成。特色是变质度由东到西逐渐变低，代表台湾地区在最近一次由菲律宾海板块碰撞欧亚大陆板块的造山运动过程中，东部的岩层先被挤压抬升，然後向西逆冲摺皱传递，形成现今所观察到的变质岩分布和构造特徵。

中文关键字： 交代变质作用 , 接触变质作用 , 区域变质作用 , 原岩 , 叶理状构造

英文关键字metasomatism , contact metamorphism , regional metamorphism , protolith , foliation

参考资料

1. Blatt, Harvey and Ernest G. Ehlers. 1982. Petrology: igneous, sedimentary, and metamorphic. San Francisco: Freeman.
2. Winter, John D. 2001. An introduction to igneous and metamorphic petrology. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
3. 王执明。1991。《太鲁阁峡谷之变质岩》。花莲：内政部营建署太鲁阁国家公园管理处。
4. 陈汝勤、庄文星。1992。《岩石学》。「大学科学丛书」13。台北：联经。
5. 余炳盛等。1999。《花东矿物岩石图监》。台北：台湾博物馆。
6. 吴文雄、杨灿尧、刘聪桂。2005。《台湾的岩石》。「台湾地理百科」65。台北：远足文化。
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8. Rocks and Minerals. http://edtech.kennesaw.edu/web/rocks.html。
9. U.S. Geological Survey. http://www.usgs.gov。

延伸阅读

1. 王执明。1991。《太鲁阁峡谷之变质岩》。花莲：内政部营建署太鲁阁国家公园管理处。
2. 陈肇夏。1998。《台湾的变质岩》。「台湾地质」11。台北：经济部中央地质调查所。