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工程地質

基礎地質學中關于變質作用的原理

  一. 變質作用的概念
 
  變質作用是指在地球內力作用下，早先形成的各種巖石(沉積巖、巖漿巖、變質巖) 基本上在固態(tài)下發(fā)生礦物成分和結構、構造的變化而變成一種新巖石的過程。
 
  變質作用形成的巖石稱為變質巖。  變質巖是自然界最主要的巖石類型之一，它與巖漿巖、沉積巖一起構成固態(tài)巖石圈。
 
  二．變質作用的控制因素
 
  1．溫度： 當溫度升高到150-250℃時,巖石中開始有變質礦物形成。因此，該溫度區(qū)間 可以作為變質作用溫度的下限。當溫度升高到650℃，部分巖石中的易熔組分（如長英質礦物）開始發(fā)生熔融，促使巖石向混合巖轉化。
 
  2．壓力：通常情況下，對變質作用具有影響的壓力分為靜巖壓力（上覆巖石的負荷壓力）、流體壓力（巖石中揮發(fā)份在負荷壓力下形成的壓力）、應力（構造活動產生的、具有方向性的內力）。
 
  變質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計算，變質作用發(fā)生深度范圍約為4～35km。
 
  3．化學活性流體：促進組分的溶解與遷移，降低巖石熔融溫度。
 
  4．時間
 
  三．變質作用的方式
 
  1．重結晶作用
 
  是指巖石在變質過程中，同種礦物顆粒不斷增大，相對大小逐漸均勻 化，顆粒外形變得較規(guī)則的變化過程。
 
  2．變質結晶作用
 
  在原巖基本保持固態(tài)且總的化學成分（除揮發(fā)分外）不變的條件下， 部分原有礦物通過發(fā)生特定的化學反應（主要是與粒間孔隙溶液作用）而趨于消失，同時形成新的穩(wěn)定礦物的過程。
 
  3．交代作用
 
  在變質過程中，當存在大量化學活性流體時，通過部分變質原巖物質的帶 出和外來物質的帶入，從而造成原巖中某種礦物被另一種化學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  (應力、彈性變形、塑性變、脆性變形)
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