1. Quá trình biến chất
Quá trình biến chất là những sự thay đổi của đá và quặng dưới tác dụng của các yếu tố nhiệt động. Sự thay đổi trong qúa trình biến chất được thể hiện về hình dạng, thế nằm, tính chất vật lý, hoá học, thành phần khoáng vật, cấu tạo, kiến trúc của đá và quặng
Quá trình biến chất các khoáng vật limonit và hydroxit sắt thành hematit, manhetit; psilomelan, manganit thành braunit, hosmanit; opan thành thạch anh; macazit thành pyrit; vuazit thành sphalerit; photphorit thành apatit; vật chất hữu cơ thành graphit; cát kết thành quarzit.
Quá trình biến chất không có sự tham gia của hoạt động phong hoá và trầm tích.
2. Các yếu tố gây biến chất
Các yếu tố gây biến chất gồm nhiệt độ, áp suất, nước, khí carbonic, thời gian và thành phần nguyên thủy của các đá và quặng.
- Nhiệt độ và cơ chế độ nhiệt đô: Nhiệt độ là cơ sở động lực chủ yếu của biến chất. Do nhiệt độ khác nhau dẫn đến quá trình biến chất khác nhau, được phản ánh bởi những tổ hợp cộng sinh khoáng vật khác nhau.
Kết quả thực nghiệm cho biết giới hạn dưới của nhiệt độ gây biến chất nhiệt động là 450 – 5000C, giới hạn trên là 900 – 9500C.
Nguồn nhiệt gây biến chất nhiệt động chủ yếu là građien địa nhiệt (xuống sâu 33m tăng 10C). Ngoài ra, còn có các nguồn nhiệt khác từ magma, do phân hủy các chất phóng xạ, nhiệt do ma sát xiết ép kiến tạo, nhiệt tỏa ra từ các phản ứng hoá học và dòng nhiệt siêu sâu đưa từ manti lên.
- Áp suất thành tạo:
+ Áp suất thủy tĩnh (áp suất mọi chiều) tăng 200 – 300 atm cho mỗi km chiều sâu và đạt mức độ cực đại khoảng 10.000atm. Áp suất thủy tĩnh làm giảm thể tích và tăng tỷ trọng của vật chất.
+ Áp suất định hướng (áp suất một chiều) thường xảy ra do hoạt động kiến tạo ở nông (7 – 10 km) không vượt quá 200 – 300 atm. Áp suất này làm vật chất di chuyển định hướng, giúp các phản ứng hoá học các tổ phần trong đá và quặng xúc tiến nhanh hơn.
+ Áp suất hơi: Trong điều kiện nhiệt độ cao một số khoáng vật bị thoát nước và phân giải t5ao nên áp suất hơi. Áp suất có tác dụng khống chế quá trình tái kết tinh của khoáng vật khi xảy ra biến chất nhất là biến chất nhiệt động.
- Vai trò của nước: Nước tham gia vào quá trình biến chất, gồm nước tronh lỗ hổng của các đá khi chưa bị biến chất, nước liên kết trong các khoáng vật hydroxit, nước thoát ra từ quá trình biến chất nước từ nguồn magma sau kết tinh, nước thủy quyển ngấm xuống sâu.
- Vai trò của khí carbonic: Làm tăng áp suất của quá trình biến chất, chúng được sinh ra do sự phân giải các khoáng vật carbonat. Khi xuống sâu sự phân giải các khoáng vật chứa axit carbon càng tăng. Do vậy mà các khoáng vật carbonat dần dần bị các silicat nghèo calci, Mn, Fe hơn thay thế.
- Thời gian cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình biến chất, hoạt động biến chất, tiếp xúc nhiệt của khối magma xảy ra trong khoảng hàng chục ngàn năm, hoạt động biến chất khu vực ở các miền uốn nếp có thể kéo dài hàng trăm triệu năm.
- Thành phần nguyên thủy các đá và quặng quyết định thành phần khoáng vật và giá trị công nghiệp của các sản phẩm biến chất.