变质岩是第三大类岩石。当沉积岩和火成岩因地下条件而发生变化或变质时，它们就会出现。使岩石变质的四个主要因素是热、压力、流体和应变。这些代理可以以几乎无限多种方式进行操作和交互。因此，科学上已知的数千种稀有矿物中的大多数都存在于变质岩中。

变质作用有两个尺度：区域性和局部性。区域规模的变质作用通常发生在造山运动或造山运动期间的地下深处。由阿巴拉契亚山脉等大型山脉的核心形成的变质岩。局部变质作用发生在一个小得多的层次上，通常来自附近的火成侵入体。它有时被称为接触变质作用。

如何区分变质岩

确定变质岩的主要特征是它们是由巨大的热和压力形成的。以下特征都与此相关。

• 因为它们的矿物颗粒在变质过程中紧密地生长在一起，所以它们通常是坚固的岩石。
• 它们由不同于其他种类岩石的矿物组成，颜色和光泽范围广泛。
• 它们经常表现出拉伸或挤压的迹象，使它们看起来有条纹。

区域变质作用的四个因素

热量和压力通常一起工作，因为当你深入地球时，两者都会增加。在高温高压下，大多数岩石中的矿物会分解并转变成一组在新条件下稳定的不同矿物。沉积岩中的粘土矿物就是一个很好的例子。粘土是表面矿物，在地球表面的条件下，长石和云母分解而成。在高温和高压下，它们慢慢地返回云母和长石。即使有了新的矿物组合，变质岩的总体化学成分也可能与变质前相同。

流体是变质作用的重要介质。大多数岩石含有一些水，但沉积岩含水量最大。首先，当沉积物变成岩石时，水被困在沉积物中。第二，当粘土矿物变回长石和云母时，会释放出水。这种水可以充满溶解物质，因此产生的液体本质上是一种液体矿物。它可能是酸性或碱性的，富含二氧化硅（形成玉髓）或硫化物、碳酸盐或金属化合物，种类繁多。流体往往会离开它们的出生地，与其他地方的岩石相互作用。这种改变岩石化学成分和矿物组合的过程称为交代作用。

应变是指由于应力引起的岩石形状的任何变化。断层带上的运动就是一个例子。在浅层岩石中，剪切力只是简单地研磨和粉碎矿物颗粒（碎裂）以产生碎裂岩。持续研磨产生坚硬且有条纹的岩石糜棱岩。

不同程度的变质作用产生了不同的变质矿物。它们被组织成变质相，这是岩石学家用来解读变质历史的工具。

片理变质岩与非片理变质岩

在更高的温度和压力下，随着云母和长石等变质矿物开始形成，应变使它们分层定向。矿物层的存在，称为叶理，是变质岩分类的一个重要特征。随着应变的增加，叶理变得更加强烈，矿物可能会自行分类成更厚的层。在这些条件下形成的片理岩石类型称为片岩或片麻岩，具体取决于其结构。片岩呈细叶状，片麻岩呈明显的宽矿物带。

当热量较高，但压力较低或四周压力相等时，会出现无叶理岩石。这会阻止主要矿物显示任何可见的排列。然而，矿物仍然会再结晶，从而增加岩石的整体强度和密度。

基本变质岩类型

沉积岩页岩首先变质为板岩，然后变质为千枚岩，然后变质为富含云母的片岩。矿物石英在高温高压下不会发生变化，尽管它的胶结程度更高。因此，沉积岩砂岩变成石英岩。混合沙子和粘土泥岩的中间岩石会变质成片岩或片麻岩。沉积岩石灰岩再结晶，变成大理石。

火成岩产生了一组不同的矿物和变质岩类型。其中包括蛇纹岩、蓝片岩、皂石和其他稀有物种，如榴辉岩。

变质作用可能非常强烈，所有四个因素都在其极端范围内起作用，以至于叶理可以像太妃糖一样扭曲和搅动；其结果是混合岩。随着进一步变质作用，岩石可能开始类似深成花岗岩。这些岩石给专家们带来了欢乐，因为他们对诸如板块碰撞等事件中的深部条件所说的。

接触变质作用或局部变质作用

在特定地区很重要的一种变质作用是接触变质作用。这通常发生在火成侵入体附近，在那里热岩浆迫使自己进入沉积地层。侵入岩浆旁边的岩石被烘烤成角岩或其粗粒表亲格拉诺菲岩。岩浆可以把大块的乡村岩石从海峡壁上撕下来，并把它们变成奇异的矿物。地表熔岩流和地下煤火也会引起轻微的接触变质作用，类似于烧砖时发生的程度。