哪一種是砂岩變質而成？
砂岩的沉積與早期階段
要理解哪一種岩石是由砂岩變質而成的，我們首先需要了解砂岩的構成和形成過程。砂岩是一種沉積岩，主要由顆粒大小介於細沙和粗沙之間的礦物顆粒，最常見的是石英，以及一些長石、雲母等組成。這些顆粒在河流、湖泊、海洋等水體環境中經過長期的搬運、沉積，並在上方沉積物的壓力以及膠結物質（如碳酸鈣、二氧化矽、氧化鐵等）的作用下，逐漸壓實、膠結，最終形成堅硬的岩石。在這個階段，砂岩的礦物結構相對鬆散，顆粒之間的結合也較弱。
變質作用的觸發
當砂岩受到足夠的熱量和壓力時，就會發生變質作用。這種熱量和壓力可能來自以下幾個原因：
- 地殼運動： 板塊碰撞擠壓，導致地殼深處溫度升高、壓力增大。
- 岩漿侵入： 附近地殼深處的岩漿活動，其釋放的高溫會傳導至周圍的砂岩。
- 地熱梯度： 隨著地殼深度的增加，溫度會自然升高。
在這些條件下，砂岩中的礦物顆粒會發生重結晶。簡單來說，原來的較小的、分離的顆粒會重新排列、生長，形成新的、更緊密結合的晶體結構。這是一個物理和化學轉變的過程，使得原來的砂岩發生質的改變。
變質砂岩的結晶——石英岩
哪一種岩石是由砂岩變質而成？答案是：石英岩（Quartzite）。
石英岩就是由砂岩經過變質作用後形成的。在變質過程中，砂岩中的石英顆粒首先會發生重結晶，變得更加緻密。原來的膠結物質也可能參與到這個重結晶過程中，或者被壓實、重新分佈。最顯著的變化是，原本鬆散的顆粒結構被高度定向、互相緊密鎖定的石英晶體所取代。這使得石英岩比原來的砂岩更加堅硬、緻密，並且具有非常高的抗壓強度和耐磨性。
石英岩的顏色取決於原來的砂岩中所含雜質的種類和數量。如果原來的砂岩純度較高，主要成分是石英，那麼變質後的石英岩可能呈現出純淨的白色或淺灰色。如果原來的砂岩含有氧化鐵，則變質後的石英岩可能呈現出紅色、粉紅色或棕色。其他雜質，如雲母，也可能在變質過程中形成新的礦物，賦予石英岩獨特的紋理或顏色斑點。
石英岩的特徵
石英岩的幾個顯著特徵包括：
- 極高的硬度： 莫氏硬度可達7，僅次於鑽石、剛玉等。
- 緻密的結構： 顆粒緊密結合，幾乎沒有孔隙。
- 斷口性質： 斷裂時通常呈現貝殼狀斷口，而不是顆粒分離。
- 光澤： 由於石英晶體的重新生長，表面可能呈現出玻璃光澤。
- 顏色多樣： 從白色、灰色、粉紅色、紅色到黃色、綠色等，取決於原來的雜質。
與砂岩相比，石英岩的變質程度更高，其顆粒之間的結合鍵更強，因此在物理性能上表現出巨大的差異。
與其他變質岩的區別
了解石英岩是由砂岩變質而成，也需要與其他常見的變質岩區分開來。例如：
- 板岩（Slate）： 由泥岩或頁岩變質而成，具有良好的劈理，能夠被劈成薄片，而石英岩則非常堅硬，難以劈開。
- 千枚岩（Phyllite）： 介於板岩和片岩之間，具有輕微的絹絲光澤，而石英岩的絹絲光澤不明顯。
- 片岩（Schist）： 變質程度比千枚岩更高，礦物明顯分層，常含有雲母，呈片狀或鱗片狀，而石英岩的層理不明顯，礦物更均勻。
- 片麻岩（Gneiss）： 變質程度最高，礦物明顯呈條帶狀或眼球狀構造，常見黑白相間的條紋，而石英岩的條紋結構不明顯。
因此，石英岩獨特的由砂岩變質而來的特徵，使其在物理和化學性質上與其他變質岩有顯著區別。
石英岩的應用
由於其極高的硬度和耐磨性，石英岩在建築、裝飾和工業領域有廣泛的應用：
- 建築材料： 作為建築石材、鋪路石、屋頂瓦片等，其耐用性和美觀性備受青睞。
- 裝飾品： 用於製作檯面、地板、牆面裝飾等，具有獨特的紋理和質感。
- 工業用途： 在冶金工業中用作耐火材料，在建築中也可用於製作研磨材料。
總結
綜合以上論述，哪一種岩石是由砂岩變質而成，答案明確為石英岩。石英岩是砂岩在足夠的熱量和壓力作用下，經歷重結晶過程而形成的緻密、堅硬的變質岩。它保留了原砂岩的主要成分（石英），但其結構和物理性質已發生了根本性的轉變，成為一種極具價值的岩石。
常見問題 (FAQ)
如何辨識石英岩？
辨識石英岩可以從其硬度、斷口和紋理入手。石英岩非常堅硬，能劃傷玻璃，其斷口通常呈貝殼狀。相較於砂岩，石英岩的顆粒結構更加緻密，不易剝落。仔細觀察其表面，會發現是由緊密結合的石英晶體構成，而非鬆散的顆粒。
為何砂岩變質後會變成石英岩？
砂岩變質的根本原因是熱量和壓力的作用。當砂岩被埋藏到地殼深處，受到地殼運動或岩漿活動帶來的熱量和壓力時，其內部原有的礦物顆粒會變得不穩定。為了達到新的平衡狀態，礦物會重新排列、結合，石英顆粒會發生重結晶，形成更為穩定、緊密結合的晶體結構。這個過程就將鬆散的砂岩轉變為堅硬的石英岩。
石英岩變質程度屬於哪一級？
石英岩的變質程度通常被認為是中等到高級的變質作用。它經歷了較為顯著的重結晶和礦物重組，與低級變質岩（如板岩）相比，其結構和物理性質都發生了更為劇烈的變化。然而，與更高級別的變質岩（如片麻岩）相比，石英岩的礦物定向性相對較弱，通常沒有明顯的條帶狀構造。
