主要是溫度、壓力和具化變質(zhì)作用與變質(zhì)巖學(xué)活動(dòng)性的流體等。溫度的改變一般是引起變質(zhì)作用的主要因素,多數(shù)變質(zhì)作用是在溫度升高(一般溫度范圍為200~900℃)的情況下進(jìn)行的。熱能主要有兩種來(lái)源:地殼中放射性同位素衰變釋放的和深部重力分異產(chǎn)生的。
變質(zhì)作用的壓力范圍一般為0~109帕。根據(jù)物理性質(zhì),壓力分為兩種。一種是靜壓力,具有均向性,又分為負(fù)荷壓力和流體壓力。負(fù)荷壓力指巖石在地殼一定深度所承受的上覆巖層的重力,其數(shù)值隨深度而增加。流體壓力指變質(zhì)作用中巖層內(nèi)存在的少量流體的壓力。一般情況下,變質(zhì)作用中流體壓力等于負(fù)荷壓力,少數(shù)情況下,兩者不相等時(shí),則流體壓力起獨(dú)立作用,成為控制脫水和脫碳酸鹽化等變質(zhì)反應(yīng)的主要因素。另一種是應(yīng)力,鎖是一種側(cè)向壓力,通常和地殼活動(dòng)帶的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)。一般,應(yīng)力在地殼淺部較強(qiáng),深部則減弱,表現(xiàn)為對(duì)巖石和礦物的機(jī)械改造,巖石變形、板狀劈理、碎裂構(gòu)造都與應(yīng)力有關(guān)。應(yīng)力還能通過(guò)多種途徑加速變質(zhì)反應(yīng)和重結(jié)晶作用。
在變質(zhì)作用中,巖石中常存在少量流體相,且隨變質(zhì)程度的加強(qiáng)而減少。流體相的成分以水和二氧化碳為主,可含有其他易揮發(fā)組分。隨著溫度和壓力的增大,其活動(dòng)性也隨之增強(qiáng),一般可以起溶劑作用,促進(jìn)組分溶解,并加強(qiáng)其擴(kuò)散速度,從而促進(jìn)重結(jié)晶和變質(zhì)反應(yīng),也可以直接參與水化和脫水等變質(zhì)反應(yīng)。上述變質(zhì)作用因素不是孤立存在,通常是同時(shí)出現(xiàn),互相配合又互相制約。此外,時(shí)間也是一個(gè)重要因素。
關(guān)于變質(zhì)作用中溫度和壓力的上下限,大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為在水流體存在時(shí),變質(zhì)作用的高溫限約為700~900℃,在無(wú)水的情況下,溫度可能還要高些。關(guān)于低溫限,各家說(shuō)法不一,大致為150~200℃。
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