工程地質(zhì)

基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)中關(guān)于變質(zhì)作用的原理

  一. 變質(zhì)作用的概念
 
  變質(zhì)作用是指在地球內(nèi)力作用下,早先形成的各種巖石(沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖) 基本上在固態(tài)下發(fā)生礦物成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的變化而變成一種新巖石的過(guò)程。
 
  變質(zhì)作用形成的巖石稱為變質(zhì)巖。  變質(zhì)巖是自然界最主要的巖石類(lèi)型之一,它與巖漿巖、沉積巖一起構(gòu)成固態(tài)巖石圈。
 
  二.變質(zhì)作用的控制因素
 
  1.溫度: 當(dāng)溫度升高到150-250℃時(shí),巖石中開(kāi)始有變質(zhì)礦物形成。因此,該溫度區(qū)間 可以作為變質(zhì)作用溫度的下限。當(dāng)溫度升高到650℃,部分巖石中的易熔組分(如長(zhǎng)英質(zhì)礦物)開(kāi)始發(fā)生熔融,促使巖石向混合巖轉(zhuǎn)化。
 
  2.壓力:通常情況下,對(duì)變質(zhì)作用具有影響的壓力分為靜巖壓力(上覆巖石的負(fù)荷壓力)、流體壓力(巖石中揮發(fā)份在負(fù)荷壓力下形成的壓力)、應(yīng)力(構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)生的、具有方向性的內(nèi)力)。
 
  變質(zhì)作用的最小靜巖壓力是1×108 Pa,最大靜巖壓力是10×108 Pa,按照靜巖壓力每公里深度增加0.3×108 Pa計(jì)算,變質(zhì)作用發(fā)生深度范圍約為4~35km。
 
  3.化學(xué)活性流體:促進(jìn)組分的溶解與遷移,降低巖石熔融溫度。
 
  4.時(shí)間
 
  三.變質(zhì)作用的方式
 
  1.重結(jié)晶作用
 
  是指巖石在變質(zhì)過(guò)程中,同種礦物顆粒不斷增大,相對(duì)大小逐漸均勻 化,顆粒外形變得較規(guī)則的變化過(guò)程。
 
  2.變質(zhì)結(jié)晶作用
 
  在原巖基本保持固態(tài)且總的化學(xué)成分(除揮發(fā)分外)不變的條件下, 部分原有礦物通過(guò)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)(主要是與粒間孔隙溶液作用)而趨于消失,同時(shí)形成新的穩(wěn)定礦物的過(guò)程。
 
  3.交代作用
 
  在變質(zhì)過(guò)程中,當(dāng)存在大量化學(xué)活性流體時(shí),通過(guò)部分變質(zhì)原巖物質(zhì)的帶 出和外來(lái)物質(zhì)的帶入,從而造成原巖中某種礦物被另一種化學(xué)成分不同的新礦物所置換的作用,成為交代作用。
 
  4.變形與碎裂作用  (應(yīng)力、彈性變形、塑性變、脆性變形)