中文名:變質作用之要素
推薦分享
後設資料
- 資料識別：
- 系統編碼:0b00000181e3348e
- 資料類型：
- 紀錄類別:地質學習資源
- 著作者：
- 作者:莊文星
- 主題與關鍵字：
- 主題:地質
- 描述：
- 簡介:所有現在存於地下3~20公里深處之沉積岩與火成岩都遭受到和它們形成時不同的物理環境，即100~800℃溫度與數千個大氣壓力。在如此情形下的岩石，一定存在一種內在的不平衡；不過在此環境中，它們會調整自身的礦物或結構(分別的或同時的)，以適應目前的境遇。所有這些礦物的或結構的改變，基本上是在固體的狀態下進行的，而沒有發展到矽酸鹽的熔融相出現的程度。當然低溫的變質作用和沉積物的成岩作用並無明顯分界；這兩種作用可能形成相同的、或相似的一些礦物，如鈉長石、石英、沸石類、綠泥石類、及碳酸鹽等。地殼深處的高溫變質作用可能漸次移化到深熔作用 (anatexis)以及花崗質流體相的出現，至此真正的岩漿即告誕生了。
- 地表附近的風化作用與成岩作用(包括沉積物的膠結作用)一般是不包括在變質作用之內。火成岩冷卻時的熱水換質作用(如蛇紋石化、高嶺土化、及纖維角閃石化作用等)，原則上可說是一些特殊型式的變質作用 (自動變質作用─autometamorphism)，但亦有視為岩漿後期作用(epimagmatic processes)者。變質作用一詞之本意，是指等化學成分(isochemical)的變質，但今日廣義的變質作用則包括化學成分的改變。
- 岩石之變質有三要素，即壓力、溫度、與溶液。此三者各有效用、無分輕重，若岩石變質甚深，則三者之作用，必皆強烈無疑，否則三者之中以一為主，其餘者為輔，如沉積岩與火成岩相接觸，發生變質，當以溫度之作用為主，液體次之，而壓力亦屬重要。
- 上部地層之靜壓力(lithostatic pressure)可使變質作用容易進行。動壓力則各方向之強弱不一，礦物分子得乘弱處碎裂褶皺，或重行排列，因而造成顯著之變質結構。據試驗，僅動壓力一端即可使岩石中礦物平行排列，形成片狀結構，倘若有高溫與液體為助則更易達成。
- 高溫足以溶解或分解原有之礦物，並造成新的礦物。例如石灰岩與火成岩相接觸，因熱力影響而重行結晶，最後成為大理岩，其間並產生透輝石等新礦物。若火成岩之岩漿中更含有多量氣體(以水汽為主要，氟、硫等次之)或液體(如鹽水)，在高壓及高溫之下，其化學作用更為顯著；一經注入沉積岩中部能熔化岩石並造成新礦物，如柘榴石、電氣石及綠簾石等類，許多金屬礦床亦由此而生。
- 如變質作用進行徹底，結果所生成之礦物群組成與特性視變質岩之化學成分與變質溫度及壓力而定。在多數岩石中溫度之改變對於岩石中礦物改變之影響甚於壓力改變之影響。例如泥岩，增加其壓力至數千大氣壓力之變化遠不如增高數百度溫度之變化。但如果在變質變化中有氣體發生時，例如白雲岩變質時放出二氧化碳，則壓力和溫度對於變質有相同之影響力。
- 靜壓力或稱封閉壓力(Confining pressure)，是各方壓力均等的，其大小受地層深度的控制。非靜壓力或稱為剪應力(Shear stress)，它是作用於岩體平面上任一點之平行於平面之分力。在大剪應力下，有些礦物尚能保持穩定，這些礦物稱為應力礦物(Stress minerals)，如綠泥石、硬綠泥石、滑石、鈉長石、綠簾石、角閃石、十字石及藍晶石等。另有一些礦物在受到剪應力變形之岩石中很少或不可能存在，如鈣長石、鉀長石、輝石、橄欖石、堇青石、紅柱石等，稱為反應力礦物(antistress minerals)。
- 在低溫範圍內，變質作用中各種矽酸鹽間之化學反應大都是非常緩慢。有些岩石可能在變質的溫度與壓力下歷經數百萬年尚不起變化，例如某些掩埋在地槽深處之岩石，欲使變質作用在低溫下能夠有效地進行，顯然需要一些催化性的因子存在，例如有化學性質活潑之流體滲流於岩石孔隙內；或因岩石產生變形，使組成顆粒變小，成為活性之粒子，且促使反應面不斷的改變。
- 出版者：
- 數位化執行單位:國立自然科學博物館（http://www.nmns.edu.tw/）
- 來源：
- 數位化單位:國立自然科學博物館地質學組岩石
- 管理權：
- 典藏單位:國立自然科學博物館
授權聯絡窗口
- 鍾舜丞
04-23226940*762
chungnmns@nmns.edu.tw
