
地壳运动和岩浆活动等内动力地质作用,是引起岩石变质的关键因素。这些作用会改变地质体的温度、压力以及流体的化学活性,从而影响变质岩的矿物组合和结构。以下是影响变质作用的主要因素:
一、温度
温度是变质作用中最重要的因素之一。随着温度的升高,原岩中的矿物颗粒会变粗,促进矿物间的化学反应和新矿物的形成。例如,石灰岩在高温作用下可转变为大理岩。持续的温度升高可能导致原岩重熔,形成液相,进而引发混合岩化。
二、变质作用中热的来源
变质作用的热源主要包括:
1. 地热增温:随着岩石深度增加,受地热影响温度上升,通常每加深1公里温度上升3℃。
2. 上地幔热流:区域变质作用的主要热源之一,如前寒武纪地层的变质作用与当时地壳较薄、热流值高有关。
3. 放射性元素衰变:地壳中放射性元素的衰变热是区域变质作用的热源之一。
4. 岩浆热:岩浆与围岩接触所引起的变质作用热源来自岩浆。
5. 摩擦热:强烈错动带上的摩擦热可能导致矿物重结晶,甚至局部熔化。
三、压力
岩石变质通常在一定压力下进行,压力是控制变质作用的重要因素。压力分为负荷压力、流体压力和定向压力。负荷压力随深度增加而增大;流体压力与负荷压力相当,取决于上覆岩层的重力;定向压力由构造运动或岩浆活动引起,影响变质速度和规模。
四、化学活动性流体
化学活动性流体指岩石中的气态或液态物质,主要成分为H2O和CO2。这些流体在变质过程中起到催化剂作用,加速矿物间反应,直接参与变质反应,控制矿物组合,并通过交代作用改变岩石化学成分。流体还作为物质迁移媒介,带入或带出岩石组分。
综上,温度和压力是热力学参数,控制变质反应平衡;化学活动性流体是化学动力学因素,促进变质反应实现;定向压力则影响岩石组构和变质反应速度。