03 变质岩的特征、分类与形成过程-备战高考地理之探讨大学地理知识

这是一份03 变质岩的特征、分类与形成过程-备战高考地理之探讨大学地理知识，共14页。试卷主要包含了变质作用的因素，产生新矿物，变质作用类型与变质岩，有关变质岩的几个问题等内容，欢迎下载使用。
变质岩的特征、分类与形成过程～结合相关高考真题
任何岩石当所处环境不同于形成时期时，岩石成分、结构和构造往往也要变化，使岩石和环境达到新的平衡，总称变质作用。
变质作用不同于风化作用，变质在超高的温度、压力下进行，风化是常温、常压下，在风化带或胶结带进行。
变质作用不同于岩浆作用，变质在温度升高中岩石发生变质的条件
保持固态，岩浆在熔融态进行冷凝。但自然界地质作用并不都截然分开，存在过渡状态。
变质作用形成变质岩。火成岩形成的变质岩称正变质岩;沉积岩形成的变质岩称副变质岩。
变质岩受原岩控制，有继承性；但变质作用类型、程度不同，矿物成分、构造有新特征。
变质岩广泛分布。特别是前寒武纪地层，绝大部分都是变质岩。古生代及其后的岩层，岩浆体周围和断裂带附近也有变质岩变质岩的时空分布。
。变质岩含丰富的金属和非金属矿，如世界铁矿储量的70%储藏于前寒武纪古老变质岩中。
一、变质作用的因素
岩石所处环境的物理和化学条件改变。物理条件指温度和压力，化学条件指岩浆中析出的气体和溶液。变化主要源于构造运动、岩浆活动和地下热流，因此变质作用属于内力作用。设问：推测岩石变质的热能来源。～地热、岩浆、摩擦。

(一)温度
温度是热能的表现。引起岩石变质的热能主要有3个来源:
a.构造运动，地壳下降使岩层沉到地下深处，受地热影响;
b.岩浆活动，与侵入岩浆接触的围岩受岩浆热能影响;
c.岩石构造变形、断裂，岩石受机械摩擦热影响。
温度是变质作用最积极因素，使岩石如下变化:
一、重结晶作用。岩石中矿物晶体活力增强，质点重新排列，晶粒变粗。如石灰岩重结晶为大理岩，重结晶前后岩石的化学和矿物成分基本不变。
二、产生新矿物。岩石受热促进矿物化学反应，重新组合结晶成新矿物。实际也是重结晶。如高岭石和其他黏土矿在高温下形成红柱石和石英:
H2AlSi+Al2Si~SiO2·2H2O
又如硅质石灰岩高温下，SiO2和CaCO3重结晶成硅灰石:
CaCO3+SiO₂＝CaSiO3+co2
变质作用温度的上下限说法不一致，有水流体存在时上限约700~900℃，下限150~200℃。
(二)压力－变质岩中最重要
现今出露地表的变质岩多是在压力0.1~1.0GPa，相当于深度3~35km范围内形成。地壳中岩石受2种压力作用:一是静压力(围压)，有均向性，如岩石处于地下，就受上覆和周围岩石的力，所处部位越深，静压力越大。
静压力作用下，岩石中矿物往往重结晶成体积减小而密度增大的新矿物，以适应新存在环境。如基性岩中的钙长石(密度2.76)和橄榄石(密度3.3)在高压下形成石榴子石(密度3.5~4.3):
CaAl2Si2O+(Mg,Fe)SiO+Ca(Mg,Fe)₂=Al_[ SiO2]
如计算3矿物的分子体积(分子量/密度)，则钙长石为101.1，橄榄石为43.9，石榴子石为121，前二者之和为145，与石榴子石之差为24。
另一种是侧向压力(应力)，当岩石受挤压、断裂或岩浆侵入，使它变形、破碎；也可使它重结晶，岩石中片状或柱状矿物在垂直于设问：推测使岩石变质的压力的来源？
应力方向生长、拉长或压扁，形成明显的定向排列，使岩石具各种片理构造。岩石变质的本质：重结晶、化学反应、新矿物。

(三)化学因素
岩石所处的化学环境变化也可引起岩石变质。如岩石处于地下深部或被岩浆侵入，岩浆析出水汽、挥发性组分及热水溶液，产生化学反应，形成新变质矿物。如白云岩或菱镁矿等在热水作用下形成滑石:
3MgCO3+4SiO2+H20→Mg2[SiO][OH]+3CO2↑
又如石灰岩在挥发组分作用下，可形成钙铁石榴子石。
上述各变质因素常共同作用，如重结岩石成分、温度、压力组合不同，变质结果不同。
晶作用不仅在一定温度下，且在一定压力下才进行，但某一因素起主导。
有些岩石变质主要是热力条件变化引起；有些主要是压力；有些由化学性质活泼的气体或溶液引起;有些由复杂因素，如低压高温或高压低温、高压高温引起，产生不同的变质结果。
因素必须通过岩石起作用。不同岩石在相同条件下有不同的变质结果。如同样热力条件下，石灰岩变成大理岩，砂岩变成石英岩。

典例
(2018年北京卷)相同岩石不同条件下有不同变质结果。同是石灰岩，单纯温度影响产生大理岩，即方解石由细粒重结晶成粗粒；若岩浆侵入接触，产生交代作用，形成新变质矿物。
4. 图2为某地的地质平面示意图，读图，回答下列小题。

A. 甲处的物质主要来源于地壳    
B. 断层发生在花岗岩形成之后
C. 岩浆侵入可能导致乙处岩石变质   
D. 丙处的溶洞景观由岩浆活动造成

【答案】  4.C
【解析】据图可知，甲处为花岗岩，为岩浆冷却凝固形成，岩浆主要来源于地幔的软流层，A错误；据图可知，花岗岩没有发生错动位移，说明断层发生在花岗岩形成之前，B错误；岩浆侵入会提供高温条件，可能导致接触部位乙处岩石变质，C正确；丙处的溶洞景观是因石灰岩岩体受水的溶蚀作用形成的，D错误。故选C。
【点睛】遇到判定岩层的新老关系或形成时间的早晚，判定的关键是分析岩层所属类型：
（1）如果是岩浆岩地层，则应先判定是侵入岩还是喷出岩。如果是侵入岩，则其与其它地层的关系是侵入与被侵入的关系，则被侵入的地层应先于侵入地层存在。如果是喷出岩，则判断时应分析其起点和终点，该喷出岩应晚于起点和终点之间的地层。
（2）如果是沉积岩地层，一般我们按照沉积规律：老的在下，新的在上，即先形成的在下，晚形成的在上。
（3）如果是变质岩地层，先观察变质岩地层的存在位置，分析产生变质的原因，一般地，变质岩所需求的高温、高压条件往往是岩浆活动中提供的。故变质岩地层应晚于相应岩浆岩形成。

二、变质岩的特征
主要2点:一、岩石重结晶明显。二、岩石有特定结构和构造，如一定压力下矿物重结晶，形成片理构造。
变质岩和火成岩相比，都具结晶结构，但变质岩有典型的变质矿物，有些具片理构造，火成岩无。
变质岩和沉积岩相比区别更明显。沉积岩具层理构造，常含生物化石，而变质岩少有(但沉积岩变质程度较浅时可能有)。
除化学岩和生物化学岩外，沉积岩都不具结晶粒状结构，变质岩则多是重结晶岩石，但结晶程度不同。
(一)变质岩的矿物
一般能辨认成分。部分矿物在其他岩石中也存在，如石英、长石、云母、角闪石及方解石、白云石。或是从变质前的岩石中保留的稳定矿物;或是变质过程中新产生。
部分矿物是变质过程中新产生的，如石榴子石、蓝闪石、绢云母、绿泥石、红柱石、透闪石、滑石、硅灰石、蛇纹石、石墨。在特定环境下形成且稳定，可作鉴别变质岩的标志矿物。
变质岩中的矿物常在一定压力下重结晶形成，矿物排列多具定向性，形态具延长性，甚至石英和长石这类矿物，也常形成长条状。
(二)变质岩的结构
1.变晶结构
变质岩是原岩重结晶而成，具晶质结构，称变晶结构。变质岩的变晶结构和火成岩的晶质结构，成因和形态都不同。
变质岩是固态条件下各矿物同时重结晶而成，矿物颗粒多为他形和半形，自形程度反映结晶力强弱，结晶力越强，自形程度越好，且矿物排列常具有明显定向性。
火成岩在熔融岩浆逐渐冷却中，各种矿物按一定顺序结晶而成，矿物晶粒自形程度反映结晶的顺序，且火成岩中除部分矿物表现流线、流面构造外，一般不具定向排列。
根据矿物颗粒大小、形态，变晶结构分如下种:
(1)粒状变晶:又称花岗变晶(图3-82)。特征：岩石主要由长石、石英或方解石等粒状矿物组成，颗粒大小相近，多呈他形，互相镶嵌很紧，矿物颗粒接触线呈多边、浑圆形或锯齿状，定向排列不明显，呈块状。
根据矿物颗粒粗细又可分为粗粒(>3mm)、中粒(1~3mm)、细粒(