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[科普中国]-重结晶作用

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重结晶作用是指沉积下来的矿物质在温度、压力的影响下所进行的结晶作用。如非晶质(胶状) 蛋白石脱水后变为隐晶质的玉髓,玉髓重结晶变为晶质石英。因此,重结晶作用是使沉积矿物由非晶质向隐晶质、晶质体变化,颗粒由小变大的过程。重结晶作用是化学岩或生物化学岩成岩的主要作用方式。1

释义重结晶作用是变质作用的一种重要方式,它对变质岩结构构造的形成产生重大的影响。重结晶作用的强度和速度即受原岩成分和结构的控制,也与各种变质作用因素有关。概略地说,原岩成分愈单一(硅质岩、碳酸盐岩),颗粒越细(粘土结构、粉砂质结构)愈有利于重结晶的进行;反之,原岩成分愈复杂,颗粒越粗,则越不利于重结晶的进行。温度愈高,化学活动性流体含量越充分,越有利于重结晶的进行。因为热能的增加可加速矿物在间隙溶液中的溶解,还可增大这些组分在溶液中的扩散速度和距离,这些都有利于重结晶作用的进行,并形成较粗的颗粒。在重结晶过程中首先是组分从矿物颗粒表面转入间隙H20、CO2为主的流体相溶液中,再通过扩散作用迁移到正在生长着的颗粒表面。在整个过程中流体相起着重要的溶剂作用。应力加大一般也有利于重结晶作用。2

发生原因与特征同种物质在同体积、同质量的情况下,颗粒越小,所占的面积越大,因而表面能也大,而溶解度恰好与表面能成正比,故颗粒越小,越易于被溶解,而相应的大颗粒则比较稳定;易于成长。故重结晶作用的结果,使岩石的粒度变粗变均匀。

重结晶作用是一种重要的变质方式,它对形成变质岩结构构造有重要意义。重结晶后矿物颗粒的大小与原岩成分及结构有关,一般在相同的变质条件下,成分较单纯的岩石(如碳酸盐岩类、硅质岩等)重结晶作用显著,岩石颗粒越大,成分越复杂,越不易于重结晶作用的进行。

碳酸盐沉积物的重结晶碳酸盐沉积物的重结晶作用有两种趋势:“进变新生变形”、“退变新生变形”作用。

进变重结晶作用:沉积物埋藏以后,由于温度压力不断增大,各种结构组分(灰泥,胶结物及颗粒)经历着不同程度的重结晶作用,有以下几种情况。

①共轴交代边:如一颗海百合碎片交代了周围基质,形成交代边,并仍埋置于基质之中;交代边含有基质残余物,较海百合稍暗,可与亮晶胶结物的共轴生长边相区别。②颗粒重结晶:可破坏原始结构及构造,晶粒增大;如放射状球粒(原为泥晶构),具粒状结构的软体动物贝壳碎片(原为泥晶结构,同心状构造)等都是颗粒重结晶的结果。③灰岩中的粒状镶嵌方解石斑块:晶粒内常含基质矿物包体,色较浑暗,边界弯曲,很少见贴面结合,常破坏颗粒边界,不具世代结构。④微亮晶灰岩:海成灰泥受淡水冲洗、淋滤作用,文石、高镁方解石全部转化并重结晶为微亮晶方解石,形成微亮晶灰岩。⑤生物碎屑重结晶:由于组成生物骨骼的矿物成分及内部结构的不同,对重结晶的敏感性也不同。重结晶从易到难的顺序为:珊瑚-绿藻-软体动物一远洋有孔虫.滩型有孔虫.纺锤虫.海百合.红藻。⑥假斑状结构:泥晶灰岩中“比面”大的微小矿物受应力后容易溶解,向某些晶粒较大的矿物或结晶骨片集中长大,形成假斑状结构。

退变重结晶作用:①鲕粒、骨粒等的泥晶化边:由于蓝藻类从颗粒表面向中心钻孔,钻孔中不断地被泥晶方解石充填形成泥晶化的边,这种作用又称为泥晶化作用。②碎粒泥晶化作用:颗粒受到压碎(类似压碎变质中的碎粒化作用),可以将砂屑灰岩转变成泥晶灰岩。③生物的压碎泥晶化现象(如海百合碎片)。3

本词条内容贡献者为:

吴俊文 - 博士 - 厦门大学