絕大多數(shù)變質(zhì)巖形成在地殼深部,我們?cè)诘乇肀緛硎且姴坏降模怯捎诤髞淼臉?gòu)造運(yùn)動(dòng),造成地殼抬升,覆蓋在變質(zhì)巖之上的巖層被剝蝕掉,才使變質(zhì)巖露出地表。因此,變質(zhì)巖可以給地質(zhì)學(xué)家?guī)砩畈康貧さ母鞣N信息,特別是那些古老的地層,它們中的大部分都由變質(zhì)巖組成,通過對(duì)變質(zhì)巖的研究,可以使我們知道很多關(guān)于地球科學(xué)方面的知識(shí)。
研究變質(zhì)巖,可以告訴我們地球深部地殼的組成和演化
這里,人們可能要問:在地球上,最古老的年齡數(shù)據(jù)是什么巖石?在地質(zhì)歷史上,是先有變質(zhì)巖,還是先有沉積巖和巖漿巖呢?根據(jù)天文學(xué)的觀察和研究,在地球形成的早期階段是沒有水存在的。因此,主要與水成有關(guān)的沉積巖不可能是地球上最古老的巖石。那么,根據(jù)以前講過的變質(zhì)巖成因的理論來推斷,地球上最古老的巖石應(yīng)該是巖漿巖。但事實(shí)上,目前所發(fā)現(xiàn)的最古老的巖石都是變質(zhì)巖。這個(gè)謎團(tuán)至今還沒有徹底揭開。
地殼深部有相對(duì)比較高的溫度和壓力,巖石的變質(zhì)程度也隨著深度增加而逐漸加深。因此,對(duì)早期地殼的研究離不開變質(zhì)巖,科學(xué)家們通過對(duì)變質(zhì)巖的研究,可以了解由變質(zhì)巖組成的不同地體的成分、結(jié)構(gòu)、時(shí)代和形成環(huán)境,從而為恢復(fù)早期地殼的構(gòu)造格局和演化提供了可靠的依據(jù)。
研究變質(zhì)巖,可以告訴我們地殼熱歷史
研究變質(zhì)巖,可以了解地質(zhì)歷史時(shí)期的地溫梯度。因?yàn)樵诓煌牡販靥荻认?,變質(zhì)礦物共生組合不同,有些單個(gè)礦物也會(huì)由于條件變化而不穩(wěn)定,比如很多固熔體礦物會(huì)發(fā)生分解。因此,地殼的熱狀態(tài)可以通過對(duì)變質(zhì)礦物特征和礦物組合的研究揭示出來。
目前比較成功用于討論熱演化的研究結(jié)果,是利用電子探針測(cè)定石榴石環(huán)帶的成分。在一些變質(zhì)巖中保留有完好的石榴石生長(zhǎng)環(huán)帶,它們可以反映出與變質(zhì)作用相對(duì)應(yīng)的構(gòu)造過程。根據(jù)石榴石內(nèi)部成分從核心到邊緣的差異,結(jié)合其它共生礦物的特征,可以提供這個(gè)地區(qū)巖石的熱演化歷史,也就是地質(zhì)學(xué)家們常提到的壓力( P )-溫度( T )-時(shí)間( t )軌跡,是研究變質(zhì)地體熱演化過程的一個(gè)重要方法。
研究變質(zhì)巖,可以告訴我們變質(zhì)原巖的面貌
因?yàn)樽冑|(zhì)巖是由沉積巖或巖漿巖受到變質(zhì)作用而形成的,因此,仔細(xì)研究變質(zhì)巖的成分和結(jié)構(gòu)、構(gòu)造,能夠推斷它們?cè)瓗r石類型,這就是變質(zhì)巖石學(xué)中所說的原巖恢復(fù)。如果把原巖很有把握地確定下來,我們就可以通過對(duì)原巖及其共生組合的研究,來恢復(fù)原巖的形成環(huán)境和構(gòu)造背景。
研究變質(zhì)巖,可以告訴我們利用變質(zhì)建造去找礦
在古老的變質(zhì)地層中,由于地殼厚度比較小,經(jīng)過長(zhǎng)期的地質(zhì)作用,位于深部的有用元素非常容易在一些變質(zhì)建造中富集形成有工業(yè)價(jià)值的礦產(chǎn)。