【变质岩】是地质学中的重要组成部分，占地球地壳体积的约27.4%，主要存在于中、下地壳，地表相对较少。它们的形成与地质过程中的变质作用密切相关，这一过程对理解地球深部地质过程至关重要。例如，大别山地区发现的超高压变质矿物，对经典的板块构造理论提出了挑战。变质作用的研究不仅有助于揭示地球深部的地质秘密，如高压环境下的矿物形成（如蓝闪石、红帘石）和超高压环境下的柯石英、金刚石，还能帮助我们恢复原始岩石的状态，理解变质作用的机制和过程，并为寻找矿产资源提供线索。许多珍贵宝石，如玉石，以及多数金属矿产，如铁、金、铜、铀，都与变质岩有着密切联系。
**变质作用的基本特征**：
1. 变质作用是指在地壳深处（通常超过10公里），由于温度（T）、压力（P）和化学活性流体的影响，导致固态岩石的矿物成分、化学成分和结构构造发生变化的地质作用。温度是决定变质作用的关键因素，但陨石撞击和高压变质情况中，压力可能成为主导因素。热源主要来源于地球内部的岩浆热能和放射热能。
2. 变质作用分为两类：原岩为火成岩的变质作用形成正变质岩，而原岩为沉积岩的则形成副变质岩。
**变质作用的三大因素**：
1. **温度**：变质温度通常在150°C到900°C之间。低于150°C为常温条件，高于900°C则可能导致地壳岩石熔化。温度的变化促使非晶体转化为晶体，晶体重结晶，物质与结构重组，一种矿物转化为另一种矿物。
2. **压力**：包括静压力（垂直或水平压力）和流体压力。静压力随着深度增加而增加，由上方岩石重量引起；流体压力则与封闭或开放系统中的流体状态相关，流体是岩石中物质成分交换的重要介质。
3. **化学活性流体**：主要由H2O和CO2组成，也可能包含其他挥发性和流动性强的物质。流体在岩石颗粒间和裂隙中，以及矿物结构中起着关键作用，岩浆流体的上升和分逸也对变质过程产生影响。
**变质作用中原岩的变化**：
1. **化学成分变化**：在T、P变化下，岩石通过释放或吸收挥发分达到新的平衡，形成新矿物。例如，高岭土脱水转变为红柱石、石英和水；方解石和石英脱碳酸转化为硅灰石。
2. **交代作用**：固态下，岩石中的物质成分进行交换，如中酸性岩浆侵入灰岩，SiO2、Al2O3等会进入灰岩并带走CaO、MgO，形成矽卡岩。
3. **重结晶作用**：在温度升高的条件下，小晶体生长为大晶体，如石灰岩在高温下转化为大理岩，石英砂岩转化为石英岩。
4. **变质分异**：岩石从均匀结构转变为不均匀条带结构，增加了矿物分布的不均匀性。
5. **韧性剪切作用**：在高温和定向应力条件下，岩石发生塑性变形，形成糜棱岩，这类岩石常常是韧性剪切带的一部分，是重要的金矿产床。
**韧性剪切带**是高度应变过的岩石形成的线性变质变形带，岩石在其中发生不对称旋转和剪切，但没有明显的断裂面，透入性构造贯穿整个带，显示了地壳内部复杂的变形历史。
总结来说，变质岩的形成和变化过程是地球地质演化的重要证据，它们记录了地壳深部的热力学和动力学过程，对于地质学家研究地球的历史、预测地质资源分布及理解地质灾害具有重要意义。
