變質岩

按原巖類型來分，變質岩可分為兩大類：①原巖為岩漿岩經變質作用後形成的變質岩為正變質岩；②原巖為沉積岩經變質作用後形成的變質岩為副變質岩。變質岩可以成區域性廣泛出露（如中國東北地區的鞍山羣及中南、西南地區的昆陽羣、板溪羣等），也可成局部分佈（如岩漿侵入體周圍的接觸變質岩及構造錯動帶出現的動力變質岩）。與變質岩有關的金屬和非金屬礦產非常豐富。 ^[2] 

進一步細分，習慣上先按變質作用類型和成因，把變質岩分為下列巖類。①區域變質岩類，由區域變質作用所形成。②熱接觸變質岩類，由熱接觸變質作用所形成，如斑點板岩等。③接觸交代變質岩類，由接觸交代變質作用所形成,如各種。④動力變質岩類，由動力變質作用所形成,如壓碎角礫岩、碎裂巖、碎斑岩、等。⑤氣液變質岩類，由氣液變質作用形成,如雲英巖、次生石英岩、蛇紋岩等。⑥衝擊變質岩類。由衝擊變質作用所形成。在每一大類變質岩中可按等化學系列和等物理系列的原則，再作進一步劃分。在早期的分類方案中，還出現過從原巖的物質成分與類型出發，再依次按變質作用過程中發生的變化與生成的岩石進行的分類。所有這些分類，原則不盡相同,強調的分類依據也有差別。原巖類型和變質作用性質是變質岩分類的兩個主要基礎，但原巖類型的複雜性和變質作用類型的多樣性，給變質岩的分類帶來許多困難。以變質作用產物的特徵（變質岩的礦物組成、含量和結構構造）對變質岩進行分類，將成為今後的主要趨勢。主要岩石類型可分為以下16類：

1.板岩類。屬低級變質產物，如碳質板岩、鈣質板岩、黑色板岩等。

2.千枚巖類。變質程度較板岩相對較高，如絹雲母千枚巖、綠泥石千枚巖等。

3.片岩類。屬低至中高級變質產物，如雲母片岩、陽起石片岩、綠泥石片岩等。

4.片麻岩類。屬低一高級變質產物，如富鋁片麻岩、斜長片麻岩等。

5.長英質粒巖類。可形成於不同的變質條件下，如變粒巖、淺粒巖等。

6.石英岩類。主要由石英組成（石英含量大於75%），如純石英岩、長石石英岩、磁鐵石英岩等。

7.斜長角閃巖類。形成於高綠片岩相到角閃巖相的變質條件，如石榴子石角閃巖、透輝石角閃巖等。

8.麻粒巖類。屬高温條件下形成的區域變質岩，如暗色麻粒巖、淺色麻粒巖等。

9.鐵鎂質暗色巖類（主要由輝石類、角閃石類、雲母類、綠泥石類等組成）。如透輝石巖，石榴子石角閃石巖等。

10.榴輝巖類（主要由綠輝石和富鎂的石榴子石組成）。如鎂質榴輝巖、鐵質榴輝巖等。

11.大理岩類（主要由方解石和白雲石組成）。如白雲質大理岩、硅灰石大理岩、透閃石大理岩等。

12.矽卡巖類。主要由接觸交代作用形成，如鈣質矽卡巖、鎂質矽卡巖等。

13.角巖類。屬熱接觸變質作用產物，如雲母角巖、長英質角巖等。

14.動力變質岩類。屬各種岩石受動力變質作用的產物，如構造角礫岩、壓碎角礫岩、糜稜巖等。

15.氣-液變質岩類。由氣液變質作用形成，如蛇紋岩、青磐巖、雲英巖等。

16.混合巖類。由混合巖化作用形成，如混合變質岩類、混合巖類和混合花崗岩類等。

變質岩是在地球內力作用，引起的岩石構造的變化和改造產生的新型岩石。這些力量包括温度、壓力、應力的變化、化學成分。 ^[3]  固態的岩石在地球內部的壓力和温度作用下，發生物質成分的遷移和重結晶，形成新的礦物組合。如普通石灰石由於重結晶變成大理石。變質岩是在高温、高壓和礦物質的混合作用下由一種岩石自然變質成的另一種岩石。質變可能是重結晶、紋理改變或顏色改變。

變質岩是組成地殼的主要成分，一般變質岩是在地下深處的高温（150℃-180℃到800℃-900℃）高壓下產生的，後來由於地殼運動而出露地表。在特殊情況下，變質作用不一定由地球內部的因素所引起，也可以發生在地表，如隕石的猛烈撞擊可以使地表岩石變質；洋脊附近大洋底部的玄武岩因受地下巨大的熱流影響，也能在地表發生變質作用。 ^[4] 

與原巖的化學成分有密切關係，同時與變質作用的特點有關。變質岩的化學成分主要由SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、H₂O、CO₂以及TiO₂、P₂O₅等氧化物組成。由於形成變質岩的原巖不同、變質作用中各種性狀的具化學活動性流體的影響不同，變質岩的化學成分變化範圍往往較大。在變質作用中，絕對的等化學反應是沒有的，在變質反應過程中，總是有某些組分的帶出和帶入，原巖組分總是要發生某些變化，有時則非常顯著。在通常的變質反應中，經常發生礦物的脱水和吸水作用、碳酸鹽化和脱碳酸鹽化作用。這些過程，除與温度、壓力有關外，還和變質作用過程中H₂O和CO₂的性狀有關，其他化學組分在不同的温度、壓力以及外界組分的影響下，常表現出不同程度的活動性。 ^[4] 

變質岩常具有某些特徵性礦物，這些礦物只能由變質作用形成，稱為特徵變質礦物，特徵變質礦物有紅柱石、藍晶石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透閃石、陽起石、藍閃石、透輝石、蛇紋石、石墨等。變質礦物的出現就是發生過變質作用的最有力證據。

除了典型的變質礦物外，變質岩中也有既能存在於火成岩又能存在於沉積岩的礦物，它們或者在變質作用中形成，或者從原巖中繼承而來。屬於這樣的礦物有石英、鉀長石、鈉長石、白雲母、黑雲母等。這些礦物能夠適應較大幅度的温度、壓力變化而保持穩定。 ^[4] 

由於引起岩石變質的地質條件和主導因素不同，變質作用類型及其形成的相應岩石特徵也不同。

這是由岩漿沿地殼的裂縫上升，停留在某個部位上，侵入到圍巖之中，因為高温，發生熱力變質作用，使圍巖在化學成分基本不變的情況下，出現重結晶作用和化學交代作用。例如中性岩漿入侵到石灰岩地層中，使原來石灰岩中的碳酸鈣熔融，發生重結晶作用，晶體變粗，顏色變白（或因其他礦物成分出現斑條），而形成大理岩。從石灰岩變為大理岩，化學成分沒有變，而方解石的晶形發生變化，這就是接觸變質作用最普通的例子，又如頁岩變成角巖，也是接觸變質造成的。它的分佈範圍局部，附近一定有侵入體。包括熱接觸變質作用和接觸交代變質作用。接觸熱變質作用引起變質作用的主要因素是温度；接觸交代變質作用的原理是從岩石中分泌的揮發性物質，對圍巖進行作用，導致圍巖化學成分發生顯著變化，產生大量的新礦物，形成新的岩石和結構構造。 ^[4] 

這是由於地殼構造運動所引起的、使局部地帶的岩石發生變質。特別是在斷層帶上經常可見此種變質作用。此類受變質的岩石主要是因為在強大的、定向的壓力之下而造成的，所以產生的變質岩石也就破碎不堪，以破碎的程度而言，就有破碎角礫岩、碎裂巖、糜稜巖等等。好在這些岩石的原巖容易識別，故在岩石命名時就按原巖名稱而定，如稱為花崗破裂巖、破碎斑岩等。

分佈面積很大可達到數千到數萬平方千米，甚至更大，影響深度可達20km以上，變質的因素多而且複雜，幾乎所有的變質因素——温度、壓力、化學活動性的流體等都參加了。凡寒武紀以前的古老地層出露的大面積變質岩及寒武紀以後“造山帶”內所見到的變質岩分佈區，均可歸於區域變質作用類型。區域變質作用中，温度與壓力總是聯合作用的，一般來説，地下的温度與壓力隨深度增加而增大，但是，由於各處地殼的結構與構造運動性質不同，温度與壓力隨深度增大的速度並非處處相同，有的變質地區壓力增加慢，而温度增加快，有的地區恰好相反，這樣出現了不同的區域變質環境，主要有三類：低壓高温環境、正常地温梯度環境、高亞低温環境。區域變質作用的代表性岩石有：板岩、千枚巖、片岩、片麻岩、變粒巖、斜長角閃石、麻粒巖、榴輝巖。 ^[4] 

這是在區域變質的基礎上，地殼內部的熱流繼續升高，於是在某些局部地段，熔融漿發生滲透、交代或貫入於變質岩系之中，形成一種深度變質的混合巖，是為混合巖化作用。

混合巖由兩部分物質組成，一部分是變質岩，稱為基體；另一部分是通過溶體和熱液注入、交代而新形成的岩石，稱為脈體。所謂基體，是指混合巖形成過程中殘留的變質岩，如片麻岩、片岩等，具變晶結構、塊狀構造，顏色較深；所謂脈體，是指混合巖形成過程中新生的脈狀礦物（或脈岩），貫穿其中，通常由花崗質、細晶巖或石英脈等構成，顏色比較淺淡。基體與脈體混合的形態是多樣的，其混合巖也是多種的，如腸狀混合巖、條帶狀混合巖、眼球狀混合巖等等。 ^[4] 

變質岩的結構是指變質岩中礦物的粒度、形態及晶體之間的相互關係，而構造則指變質岩中各種礦物的空間分佈和排列方式。變質岩結構按成因可劃分為下列各類：

是由於變質結晶和重結晶作用不徹底而保留下來的原巖結構的殘餘。如變餘砂狀結構（保留岩漿岩的斑狀結構）、變餘輝綠結構、變餘岩屑結構等，根據變餘結構、可查明原巖的成因類型。

是岩石在變質結晶和重結晶作用過程中形成的結構，它表現為礦物形成、長大而且晶粒相互緊密嵌合。變晶結構的出現意味着火成岩及沉積岩中特有的非晶質結構、碎屑結構及生物骨架結構趨於消失，並伴隨着物質成分的遷移或新礦物的形成 ^[4]  。按礦物粒度的大小、相對大小，可分為粗粒（>3毫米）、中粒(1～3毫米)、細粒（<1毫米）變晶結構和等粒、不等粒、斑狀變晶結構等；按變質岩中礦物的結晶習性和形態，可分為粒狀、鱗片狀、纖狀變晶結構等；按礦物的交生關係，可分為包含、篩狀、穿插變晶結構等。少數以單一礦物成分為主的變質岩常以某一結構為其特徵（如以粒狀礦物為主的岩石為粒狀變晶結構、以片狀礦物為主的岩石為鱗片變晶結構），在多數變質岩的礦物組成中，既有粒狀礦物，又有片、柱狀礦物。因此，變質岩的結構常採用複合描述和命名，如具斑狀變晶的中粒鱗片狀變晶結構等。變晶結構是變質岩的主要特徵，是成因和分類研究的基礎。

是由交代作用形成的結構，表示原有礦物被化學成分不同的另一新礦物所置換，但仍保持原來礦物的晶形甚至解理等內部特點。一種變質岩有時具有兩種或更多種結構，如兼具斑狀變晶結構與鱗片變晶結構等。 ^[4] 

是岩石在定向應力作用下，發生碎裂、變形而形成的結構。原巖的性質、應力的強度、作用的方式和持續的時間等因素，決定着碎裂結構的特點。特點是礦物顆粒破碎成外形不規則的帶稜角的碎屑，碎屑邊緣常呈鋸齒狀，並具有扭曲變形等現象。按碎裂程度，可分為碎裂結構、碎斑結構、碎粒結構等。 ^[4] 

變質岩在地殼內分佈很廣，大陸和洋底都有，在時間上從古代至現代均有產出。在各種成因類型的變質岩中，區域變質岩分佈最廣 ^[4]  ，其他成因類型的變質岩分佈有限。區域變質岩主要出露於各大陸的地盾和地塊以及顯生宙各時代的變質活動帶（通常與造山帶緊密伴生）。區域變質岩在地盾和地塊上的出露面積很大，常為幾萬至幾十萬平方公里，有時可達百萬平方公里以上，約佔大陸面積的18%。前寒武紀地盾和地塊通常組成各大陸的穩定核心，而古生代及以後的變質活動帶，常常圍繞前寒武紀地盾或地塊，呈線型分佈，如加拿大地盾東面的阿巴拉契亞造山帶、波羅的地盾西北面的加里東造山帶、俄羅斯地塊南面的華力西造山帶和阿爾卑斯造山帶等。有些年輕的變質活動帶往往沿大陸邊緣或島弧分佈，這在太平洋東岸和日本島嶼表現明顯，它們的分佈表明大陸是通過變質活動帶的向外推移而不斷增長的。在另一些情況下，變質活動帶也可斜切古老結晶基底而分佈，它們代表大陸經解體而形成的陸內地槽，並將發展成新的台槽體系。20世紀60年代以來，還發現在大洋底部的沉積物和玄武質岩石之下，有變質的、等岩石的廣泛分佈，它們是由洋底變質作用形成的。由形成的各種接觸變質岩石，僅侷限於侵入體和火山巖體周圍，分佈面積有限，但分佈的地區卻十分廣泛，在不同地質時期和構造單元內均有產出。由碎裂變質作用形成的各種碎裂變質岩，分佈更有限，它們嚴格受各種斷裂構造的控制。變質岩在中國的分佈也很廣。華北地塊和塔里木地塊主要由早前寒武紀的區域變質岩和組成，並構成了中國大陸的古老核心。以後的變質活動帶則圍繞或斜切地塊呈線型分佈。 ^[5] 

2024年2月25日，渤中26-6油田新增油氣探明儲量超4000萬立方米，累計探明儲量突破2億立方米，成為全球最大的變質岩油田。 ^[7]