1.变质相的概念
Eskola（1915）设计了ACF和A′KF图表示变质岩的矿物组合，并发现一些地区的ACF图彼此类似，而另一些地区则彼此明显不同。他把前者归因于这些地区变质作用P-T条件彼此相近，而后者则归因于变质作用P-T条件不同。这样，他就能把全世界变质地区分为几类，每一类以相似的ACF图为特征，把一个类型的所有岩石归为一个变质相（metamorphic facies）。Orijarvi地区接触变质岩构成一个相，称为“角闪岩相”。Oslo地区则构成另一个相，称为“辉石角岩相”。每个变质相在世界其他地区都可发现。Eskola的变质相学说标志着变质岩研究进入一个新阶段。
按照目前的理解，可将变质相定义为：一个变质相是在热峰附近一定P-T-μH2O范围内达到化学平衡的所有变质岩，其矿物组合与岩石化学成分之间有固定的、可以预测的关系。
下面对定义作进一步说明：
（1）一个变质相是一个等物理系，它包括热峰附近一定物理化学条件范围内形成的各种化学成分的变质岩。因而，变质相与岩石化学成分无关。
（2）“矿物组合与岩石化学成分之间有固定的、可以预测的对应关系”，意思是在一个变质相中，对应不同的岩石化学成分有不同的矿物组合。因而，给定岩石化学成分，可以预测相应矿物组合。一个变质相内岩石化学成分与矿物组合的这种关系是岩石系统达化学平衡的必然结果，用成分-共生图解可很好地表示这种关系。
（3）变质相的标志是矿物组合。通常用基性变质岩矿物组合划分变质相，并以相应的基性变质岩石对变质相命名。如角闪岩相就是以该相条件下基性变质岩（角闪岩）中出现的斜长石-角闪石组合为标志划分，并把角闪岩和与之相同的P-T条件下形成的所有变质岩命名为角闪岩相。由于不同岩石对温压条件变化敏感程度不同，一个变质相内的岩石（如泥质岩）的矿物组合还可能有变化，因此，一个变质相可包括一个至几个变质带或亚相。
2.变质相的划分
每一个变质相都是以一个或几个典型地区的一套变质矿物组合为基础，通过广泛的地质和岩矿研究建立起来的。由于影响矿物组合的因素比较复杂，而不同作者所掌握的资料和看问题的角度不尽相同，所以对变质相的划分至今仍未能很好统一。本书在变质相的分类中沿用了前人广泛采用的13个变质相（表20-1），采用Turner的做法，分别为区域变质相和接触变质相单立名称。图20-9表示了这些变质相的温压区间及其相互关系。
图20-9中变质相的界线是根据基性岩中的特定的变质反应标定的。由于相当多的反应是涉及固溶体的连续反应（滑动反应），这类反应在P-T图解上不是一条线，而是一个带。在变质地区，变质相的界线也往往是渐变的，相邻两相之间经常有过渡带。此外，许多相界反应是脱水反应，流体成分或流体压力对相界（平衡条件）有很大影响，图20-9中表示的仅是 P l=的情况。
表20-1列出的各变质相基性变质岩的临界矿物组合，是划分变质相的重要标志。必须注意的是，接触变质相与区域变质相在P-T图解上是以80℃/km的视地热梯度为界，并无临界反应。因此，表20-1中，钠长-绿帘角岩相（AEH）、普通角闪石角岩相（HH）、辉石角岩相（PH）等接触变质相临界矿物组合分别与绿片岩相（GS）、角闪岩相（A）、麻粒岩相（G）等区域变质相相同，区分它们需考虑地质产状和其他特点。
图20-9 变质相的P-T图解
与变质相相比，变质级是对变质作用P-T空间更粗略的划分。因而，一个变质级包括几个变质相。具体如下：
很低级：包括沸石相（Z）、葡萄石-绿纤石相（P-P）、硬柱石-钠长石-绿泥石相（LA）、蓝片岩相（BS）
低级：包括钠长绿帘角岩相（AEH）、绿片岩相（GS）、绿帘角闪岩相（EA）
中级：包括普通角闪石角岩相（HH）、角闪岩相（A）
高级：包括辉石角岩相（PH）、透长岩相（S）、麻粒岩相（G）
榴辉岩相（E）以高压为特征，温度包括低温—高温的很宽的范围，因而未列于上述以热峰温度为标志的变质级中。
表20-1 变质相的分类及各变质相基性变质岩的临界矿物组合表
3.变质相系
在第十八章，作为变质带的实例我们讲了巴罗式变质带，它包括有Ch、Bi、Gt、St、Ky、Sil等6个指示矿物带。这6个指示矿物带可归纳为绿片岩相（包括Ch带、Bi带）、绿帘-角闪岩相（Gt带）和角闪岩相（包括St带、Ky带和Sil带）等3个变质相。在第二次世界大战以前，由于英国岩石学家对巴罗式变质带的精细描述，在变质作用研究方面处于领先地位。那时全世界岩石学家都认为巴罗式带中观察到的区域变质作用是正常的，其他区域变质类型即使有也是异常的和不重要的。虽然很早就发现蓝片岩，但被认为是交代作用产物。很长时间里，巴罗式变质带被认为是普遍适用的变质带模式而被人们套用。
战后，由于环太平洋区域变质岩岩石学研究的迅速进展，发现了区域性规模的蓝闪石的变质作用和红柱石的变质作用，说明区域变质作用的多样性。在此基础上，1961年Miyashiro提出了变质相系（metamorphic facies series）的概念。按照Miyashiro（1994）的最新定义，变质相系是“一个递增变质地区观察到的变质相的系列”。
为什么不同的变质地区有不同的变质相的系列?以前Miyashiro（1961、1976）认为变质相系反映的是地热梯度，不同变质地区地热梯度不同导致它们的变质相系不同。自从变质作用P-T轨迹概念提出后，人们逐渐认识到这个看法是不正确的。变质相系反映的是变质作用或变质地区的P/T比，而不是其地热梯度。对应于4个P/T比类型，有4个代表性的变质相系（参见图20-9、图20-10）。
（1）高P/T型：以含蓝闪石（Gl）为特征，又称蓝闪石型。典型的相系列为：Z→LA→BS→E。典型地区为加州Franciscan地区。
（2）中P/T型：以低温出现蓝晶石、高温出现夕线石为特征，又称为蓝晶石-夕线石型。典型的相系列为：Z→P-P→GS→EA→A→G。典型地区为苏格兰高地巴罗式地区。
图20-10 变质相系列与Gl（蓝闪石）和Prl（叶蜡石）及Al2SiO5多型变体稳定域的关系
（3）低P/T型：以低温出现红柱石、高温出现夕线石为特征，又称为红柱石-夕线石型。典型的相系列为Z→P-P→GS→A→G。典型地区为苏格兰高地巴肯式（Buchan）地区。
（4）很低P/T型：接触变质带（接触变质晕）称为接触型，典型的相系列为AEH→HH→PH；洋底变质也是很低P/T型，其相系列与低P/T型相同。
由上述可看出，硬柱石-钠长石-绿泥石相（LA）、蓝片岩相（BS）、榴辉岩相（E）3个相为高P/T型特有。低P/T型EA相不发育。而沸石相（Z）、葡萄石-绿纤石相（P-P）相可出现在各P/T型相系列之中。