鄧國章〈香港生態旅遊專業培訓中心導師〉
首先，我們玩一個分類推理遊戲。以下八種岩石，你能將它們分成哪幾類組合？
「頁岩、粉砂岩、石英岩、石灰岩、板岩、大理岩、砂岩、片岩」
(答案在頁末)
何謂變質岩？
根據「岩石循環」(rock cycle)的概念，一切岩石均受著不同的內營力或外營力作用而改變，甚至再次形成其他類型的岩石。例如大家熟識的沉積岩就是不同的岩石受到風化和侵蝕搬運的影響，所形成的碎屑物最終堆積成新的沉積岩。而所形成的岩石結構組織或礦物成分，亦會因為附近接觸地帶(圍岩)的溫度、壓力或化學環境(如岩漿入侵)的影響而發生不同程度的改變。產生這樣變化的作用稱為「變質作用」，受到變質作用影響而發生改變的岩石，就是「變質岩」了。
大多數岩石在受到高溫高壓的劇烈影響時，原來岩石中的礦物顆粒為了抒解壓力，會順著一定的方向重新排列或結晶，形成片狀的構造，稱為「葉理」。這是變質岩的重要特徵。試想一想雲石(大理岩)的花紋。
| 變質岩的葉理 |
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| 原來岩石中的礦物呈現不規則的分布 |
受地殼壓力時，礦物的長軸順著垂直於壓力的方向重新排列 |
受到地殼剪切力時，礦物的長軸順著平行於剪切力的方向重新排列 |
變質作用的類型
(1) 接觸變質作用(亦稱熱力變質作用)。這是由岩漿沿地殼的裂縫上升，在岩漿侵入岩體周圍，溫度可達攝氏一千度，圍岩因為高溫，發生熱力烘焙作用，使圍岩在化學成分基本不變的情況下，出現重結晶作用和化學作用(交代作用)。例如岩漿入侵到石灰岩地層中，使原來石灰岩中的碳酸鈣重新結晶，晶體變粗、顏色變白（或因其他礦物成分出現斑條），最後形成大理岩。從石灰岩變為大理岩，化學成分沒有變，而方解石的晶形發生變化，這就是接觸變質作用最普通的例子。接觸變質作用所產生的變質岩分佈範圍局部，但卻指示出附近一定有侵入體存在。
(2) 動力變質作用。這是由於地殼構造運動所引起的、使沿作用力的局部地帶岩石發生變質。在斷層帶上經常可見此種變質作用。此類受變質的岩石主要是因為在強大的、定向的壓力之下而造成的，往往令變質岩石本身的礦物晶體破碎不堪或變形，如斷層角礫岩、糜稜岩等。
(3) 區域變質作用。分佈面積很大，變質的因素多而且複雜，幾乎所有的變質因素——高溫、高壓、化學活動性的流體等都參與，就好像壓力煲烹煮一樣——同一食材，若火候不同，味道與質感也不同；意即同一種母岩，因不同的高溫、高壓、化學組合，將會產生不同的變質岩。這種區域變質多與「造山帶」有關。例如中國的泰山及五台山所見的變質岩，就是區域變質作用所產生。若以頁岩為例，經區域變質作用可產生不同變質程度的岩石系列：由低度至高度依次為板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。
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| 頁岩經輕度變質作用產生的板岩 |
留意片岩上反光的雲母礦物 |
大理岩的岩芯(從地下鑽探而得) |
香港的變質岩
大家如對香港的地質歷史或地質現象略有認識，應知道香港曾受多次火山活動、侵入作用和斷層作用所影響，因此動力變質與接觸變質均產生變質的岩石。香港地區出露的變質岩不多，主要在新界西北部，如新田、落馬洲等地，都由原本的砂岩及粉砂岩經高溫、高壓改變了礦物及構造，形成不同變質程度的千枚岩及片岩；而該組岩石由於抗蝕力弱，只能組成一些較矮的山丘。除了地面，該區地底也存在著多處大理岩的溶洞，這些大理岩能溶解於地下水而造成地下洞穴，有下陷的危險，對元朗地區建築發展構成威脅。除了元朗地區以外，馬鞍山、東涌一帶也有類似情況。
談到馬鞍山，這區亦是變質岩出露的地區，最著名就是「矽卡岩」(skarn)。矽卡岩是一類非常特別的岩石，它是典型的接觸交代作用的變質岩。矽卡岩的形成必須具備兩個絛件：酸性岩漿侵入及碳酸鹽岩類圍岩。也就是說，矽卡岩是由酸性岩漿，例如花崗質岩漿，侵入到富含碳酸鈣的岩石，如大理岩、石灰岩、白雲岩等中間，發生接觸變質作用所形成的一套變質岩，同時這裡亦形成多種新的礦物。馬鞍山礦區的矽卡岩構成了香港最為複雜多變的礦物組合，其主要礦物包括陽起石(actinolite)、綠泥石(chlorite)、綠帘石(epidote)和蛇紋石(serpentine)…等。從岩石分佈來看，馬鞍山山頂一帶出露凝灰岩和流紋岩，它們屬於淺水灣火山岩群的荔枝莊組；其時代為晚侏羅世，距今約一億四千六百萬年。這一套火山岩直接覆蓋在泥盆紀馬鞍山組的古老沉積岩之上(距今約三億七千萬年)。花崗岩則從西南方向侵入到馬鞍山一帶。沉積岩由於受到花崗岩侵入的影響，巳局部變質成為角岩(hornfels)和矽卡岩。馬鞍山鐵礦的礦體就存留在花崗岩與沉積岩的接觸帶上。
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| 馬鞍山的蛇紋石(似蛇皮嗎) |
綠簾石矽卡岩(網上照片) |
馬鞍山礦石堆是觀賞
變質礦物的好地方 |
至於動力變質方面，在香港主要斷裂地帶上，由於岩層的滑動，促使斷層面兩旁的岩石發生礦物變形或碎裂的情況，試到萬宜東壩火山岩岩壁上看一看，你就可以找到証據吧！
變質岩是一類變化多端的岩石，它可擁有多姿多彩的斑紋、或是閃爍的雲母礦物、甚或多種半寶石礦物，使它成為石材或觀賞石的寵兒。至於香港地區有沒有這些斑爛的變質岩？就有待大家努力尋索了。
答案：至少5種組合
1 「沉積岩類」：頁岩、粉砂岩、石灰岩、砂岩
2 「變質岩類」：石英岩、板岩、大理岩、片岩
3 「變質組合」：頁岩→板岩 ；石灰岩→大理岩 ； 砂岩→石英岩
4 「機械性沉積岩」：頁岩、粉砂岩、砂岩
5 「變質程度系列」：頁岩→板岩→片岩 |
