化學成分
與原巖的化學成分有密切關系，同時與變質作用的特點有關。在變質巖的形成過程中，如無交代作用,除H2O和CO2外，變質巖的化學成分基本取決于原巖的化學成分;如有交代作用,則既決定于原巖的化學成分，也決定于交代作用的類型和強度。變質巖的化學成分主要由SiO2Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2以及TiO2、P2O5等氧化物組成。由于形成變質巖的原巖不同、變質作用中各種性狀的具化學活動性流體的影響不同，變質巖的化學成分變化范圍往往較大。
例如,在巖漿巖（超基性巖-酸性巖）形成的變質巖中，SiO2含量多為35～78％；在（石英砂巖、硅質巖）形成的變質巖中，SiO2含量可大于80％；而原巖為純石灰?guī)r時，則可降低至零。在變質作用中，絕對的等化學反應是沒有的，在變質反應過程中，總是有某些組分的帶出和帶入，原巖組分總是要發(fā)生某些變化，有時則非常顯著。在通常的變質反應中，經常發(fā)生礦物的脫水和吸水作用、碳酸鹽化和脫碳酸鹽化作用。這些過程，除與溫度、壓力有關外，還和變質作用過程中H2O和CO2的性狀有關，其他化學組分,在不同的溫度、壓力以及外界組分的影響下，常表現(xiàn)出不同程度的活動性。例如，在接觸交代變質作用過程中，在侵入體和圍巖之間，通過雙交代作用可形成。在區(qū)域變質作用過程中，巖石化學組分的穩(wěn)定程度，有時可用化合物（硅酸鹽、氧化物、硫化物等）的生成熱來表示。一般說，生成熱越高，這一化合物也越穩(wěn)定。硫化物的生成熱是較低的，氧化物和硅酸鹽的生成熱比硫化物高。
因此，在區(qū)域變質作用過程中，當溫度升高時，親石元素（包括主要造巖元素K、Na、Fe、Mg、Al、Si）保持其穩(wěn)定；而親銅元素則根據(jù)它們本身的特性，呈現(xiàn)出不同的活動性。這一情況也部分地解釋了在區(qū)域變質作用過程中，巖石的主要造巖元素可以保持不變或稍有變化的原因。
礦物成分
除含有角閃石、碳酸鹽類等主要造巖礦物外，與巖漿巖和沉積巖相比，變質巖中常出現(xiàn)鋁的（紅柱石、藍晶石、）；不含鐵的鎂硅酸鹽礦物（）；復雜的鈣鎂鐵錳鋁的硅酸鹽礦物（類；鐵鎂鋁的鋁硅酸鹽礦物(堇青石、十字石等)；純鈣的硅酸鹽礦物（等）以及主要造巖礦物中的某些特殊礦物（藍閃石、綠輝石、、硬玉、硬柱石等）。這是變質巖礦物成分的主要特點。變質巖的礦物成分，決定于原巖成分和變質條件。
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