08 变质变换过程
- 温度范围: 通常200-800°C（高于成岩作用，低于熔融）
- 压力范围: 从地表压力到深部地壳条件
- 时间尺度: 数千年到数百万年的完全变换
- 固态状态: 在岩石未完全熔融情况下发生
热力
促进重结晶和化学反应的主要营力。来源包括地温梯度、岩浆侵入和摩擦热。地温梯度约25-30°C/km，火成侵入体可产生局部高温异常达800-1000°C。
压力
来自埋藏的围压和构造力的定向压力。产生新的矿物组合和结构。静岩压力约270巴/km，定向应力可达数千巴，控制着叶理和线理的发育。
化学活性流体
热液和碳质流体相通过增强扩散、晶界润滑和挥发性运移提高反应动力学。流体-岩石相互作用驱动交代作用，实现长距离化学质量传输和奇异矿物组合发育。
接触变质作用
火成侵入体周围以热力为主的变换。产生角岩和矽卡岩的接触变质晕。影响范围从数米到数公里，形成同心状矿物带。
区域变质作用
构造力造成的大规模变换。产生板岩、片岩和片麻岩等叶理岩石。涉及广大区域，常与造山运动相关，形成变质核心区。
动力变质作用
断层带以变形为主的变换。产生糜棱岩和角砾岩。主要由机械破碎和摩擦热引起，形成狭窄的构造破碎带。
热液变质作用
以流体为主的变换，常与地热系统和矿床相关。温度200-500°C，形成蚀变矿物组合，常伴随金属矿化。
低级变质
低T-P条件。板岩、千枚岩。原始结构部分保存。温度200-400°C，压力1-3千巴，矿物以绿泥石、白云母为主。
中级变质
中等T-P条件。片岩、角闪岩。发育良好的叶理和新矿物。温度400-650°C，压力3-8千巴，出现黑云母、石榴子石。
高级变质
高T-P条件。片麻岩、麻粒岩。粗粒，可接近熔融条件。温度650-800°C，压力8-15千巴，可出现十字石、矽线石。
叶理结构
定向压力下片状矿物的平行排列。包括板理、片理和片麻理等。板理间距0.1-1mm，片理1-10mm，片麻理>10mm。
非叶理结构
无优选取向的粒状或块状结构。在接触变质作用和单矿物岩石中常见。如角岩的粒状结构、大理岩的等粒结构。
斑晶结构
细粒基质中的大晶体（变斑晶）。在特定条件下重结晶形成。常见于石榴子石、十字石、红柱石等铝质矿物。
- 绿泥石: 低级变质，绿色，层状硅酸盐
- 白云母: 低到中级，银白色云母
- 黑云母: 中级，暗色云母
- 石榴子石: 中到高级，特征十二面体晶体
- 十字石: 中级，十字形晶体
- 蓝晶石/矽线石: 高级，铝硅酸盐矿物
同质多形转变
相同成分，不同晶体结构。例如：蓝晶石→矽线石随温度升高。这些转变对P-T条件极其敏感，是重要的地质温压计。
脱水反应
含水矿物失水。例如：白云母+石英→钾长石+Al₂SiO₅+H₂O。脱水反应释放流体，促进其他反应进行。
脱碳反应
碳酸盐矿物失CO₂。例如：方解石+石英→硅灰石+CO₂。常见于碳酸盐岩的接触变质作用中。
板岩
页岩的低级变质。细粒，具优良板理。用于屋顶材料。矿物主要为绢云母、绿泥石，粒度<0.1mm。
片岩
具可见云母晶体的中级岩石。强烈叶理和片理结构。矿物粒度0.1-2mm，可分为绿泥石片岩、黑云母片岩等。
片麻岩
具明暗相间条带的高级岩石。粗粒，片麻状结构。矿物粒度>2mm，长石含量通常>20%。
大理岩
石灰岩或白云岩的变质产物。结晶质结构，用于雕塑和建筑。主要由方解石或白云石组成，具粒状结构。
- 重结晶: 从现有矿物形成新的、更大的晶体
- 新矿物结晶: 形成全新的矿物相
- 相变: 不改变化学成分的晶体结构变化
- 溶解和沉淀: 矿物的溶解和再沉淀
- 塑性变形: 应力下矿物的弯曲和流动
- 绿泥石带: 最低级别，出现绿色绿泥石
- 黑云母带: 出现暗色云母，变质级别增加
- 石榴子石带: 出现红色石榴子石，中级条件
- 十字石带: 十字形晶体，更高级别
- 矽线石带: 最高级别，接近熔融条件
- 薄片分析: 矿物结构和组合的显微研究
- 化学分析: 确定体成分和微量元素
- 温压计算: 使用矿物成分估算P-T条件
- 构造分析: 研究变形特征和组构发育
- 建筑材料: 大理岩、板岩、石英岩用于建筑
- 工业矿物: 滑石、石墨、石棉
- 宝石: 红宝石、蓝宝石、祖母绿在变质岩中
- 矿床: 许多金属矿床与变质作用相关
- 🔬 纳米尺度变质过程研究
- 📊 原位P-T-t路径确定
- 💻 变质作用数值模拟
- 🧪 高温高压实验技术
- 🌍 超高压变质作用机制
- ⚗️ 流体在变质作用中的作用