变质岩复习资料

1、试题1. 热接触变质岩石是岩石的一种构造。主要在受轻微热接触变质作用的泥质岩石中,由炭质、铁质或空晶石、堇青石、云母等矿物的雏晶,集中成不同形状和大小的斑点,不均匀分布于基本未重结晶的致密状泥质基质中。 热接触变质岩由热接触变质作用（也称热变质作用）形成。它是在岩浆体散发的热量和挥发份作用下，使围岩发生重结晶和变质结晶形成的。2. 接触变质晕的发育程度取决于以下因素：（1）岩体的规律大小规模大、热量多，则晕圈宽度大。（2）岩体的侵入深度喷出地表，岩浆冷却迅速，散热快，使底板围岩烧烤变质（称烘烤或高热变质作用）晕圈宽度窄。中深条件下，热能散失慢，晕圈发育宽度大。（3）岩体成分酸性岩因富

2、含挥发份，易促进化学反应，因而晕圈发育。（4）围岩的成分、结构和产状泥质岩和碳酸岩类易变化；石英长石质的岩石难以变化。原岩结构细小疏松比结构致密的容易发生变质。此外围岩的片理和层理与接触面垂直，在这方向上晕圈发育宽度也大。（5）岩体和围岩的接触关系接触面平缓则晕圈发育。3.命名 热接触变质岩的命名一般采用次要矿物+主要矿物+岩石基本名称的方法。岩石的基本名称根据矿物成分，结构构造的不同，有：1具变余结构、构造的，在原岩名称前冠以“变质”二字和主要新生矿物的名称。如二云母变质石英砂岩。2具变晶结构或变成构造的（1）具定向构造的：根据构造特征分别定名为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。（2）不具定向构

3、造的：角岩（hornfels），具角岩结构或显微变晶结构，矿物成分作散布状或其它非定向排列的热变质岩都可称为角岩。大理岩（marble）。主要由碳酸盐矿物组成。石英岩（quartzite）。石英含量>85%。如含长石15-25%，则称长石石英岩。以上的进一步命名根据矿物含量。<5%的不参加命名；含量5-10%的，冠以含字；含量>10%的，直接参加命名。含量较多的矿物名称放在后面，含量较少的放在前面。例如夕线石红柱石云母片岩。特征变质矿物含量虽<5%，也应参加命名，在矿物名称前冠以含字。有时也可将颜色或特征的结构、构造加以命名。如灰绿色条带状大理岩。4. 变质岩：是在地壳

4、形成发展过程中，早先形成的岩石（包括岩浆岩、沉积岩或变质岩）为适应新的地质环境和物理化学条件，在固态情况下发生的矿物组成、结构构造的重组甚至包括化学成分的变化所形成的岩石。变质岩和其他两大类岩石之间的界限并不是绝然的，其间存在有逐渐的过渡关系或有密切的联系。沉积岩和岩浆岩都可以通过变质作用形成变质岩5. 通过变质岩石学学习，谈谈研究变质岩的意义和任务变质岩岩石学是研究地壳内部发生的变质作用、变形作用和变质岩的形成特点及其演变历史的学科，天体陨石的冲击变质亦属这一研究范畴。在地壳演化过程中，地幔、地壳的相互作用，引起区域热流和构造环境的变化，发生了一系列属于不同变质相、变质相系和不同形变程度的变

5、质岩石。它们是变质作用在自然界的记录，因而也是变质岩岩石学的研究对象。变质岩岩石学的研究要掌握更多的岩相学、区域地质学资料，充分搞清各种岩石之间野外关系，加强岩石组合和岩石的物质组分(包括矿物学和地球化学)的研究，从而进一步引出客观存在的形成条件和岩石构造历史，并从物理化学基础理论来阐明其内在联系和发生的根本原因。此外，从全球构造观点，总结分析岩浆建造、变质建造和沉积建造的时空分布规律，这些将是岩石学的基本任务。变质相和变质相系的研究初步奠定了变质作用和大地构造的联系，而地幔与地壳的相互作用而产生的热流是区域变质的根本原因。80年代以来变质作用的温度-压力-时间轨迹的研究揭示了变质作用历史与地

6、壳构造演化之间的关系。 变质岩岩石学的任务， 综上所述，当前变质岩研究的任务应该是：1对不同类型的变质岩，进行全面、系统的岩石学研究。查明其野外产状、时代、矿物组成、结构构造及化学组成，包括主要元素、微量元素、稀土元素等，充分掌握其时空分布规律，为提高地质基础研究水平和找矿服务。2研究变质作用过程。即变质作用的发生及其演化。变质过程中温度，压力条件。变质过程有无流体参与、流体的成分、压力，及其对物质扩散迁移的影响。3变质变形关系。一个变质作用旋回可以持续数lOMa，其间有多次变形幕发生。因此，变质变形关系研究，对于查明变质作用历史，乃至造山带(或变质活动带)的历史意义极大。没有变质变形历史的基

7、本了解，同位素年代学的研究就失去意义。变质变形关系是建立一个造山带热演化的地球物理模型的基础工作。4变质作用的时代。要区分原始岩石形成年龄和变质年龄，同位素年代学研究为此提供了有利条件。但同位素年代学工作必须与基础地质研究相配合才能取得可靠的成果。三、通过变质岩石学学习，谈谈如何研究变质岩为了完成以上所提出的任务，变质岩研究方法可以概括为：1地质方法包括野外观察和室内研究。野外观察变质岩的产状，不同岩体间的相互关系，地层时代，构造和宏观结构特点等是进行分析研究的基础、野外发现问题为室内研究工作捉供了方向。变质岩室内研究最基本的手段是偏光显微镜下的工作和有目的化学分析相结合。偏光显微镜不仅可以对

8、变质岩进行鉴定，而且可以获得主要固溶体造岩矿物(如斜长石)的光性资料以判断其成分；矿物之间相互关系以判定矿物共生，进行世代分析提供变质反应的资料等。化学分析工作对于深入研究变质反应和原岩恢复必不可少，尤其一些复杂成分的矿物如石榴子石中的环带等，电子探针分析优越性很大。2实验变质岩石学自从高压设备引入实验岩石学以来，变质岩实验岩石学进入了新的纪元。大家知道，多数结晶岩都是由少数几种物相(即矿物)所组成，并且在时间和空间上具有再现性，这就说明岩石结晶时曾达到或渐近于某种化学平衡，这种化学平衡条件便是变质岩形成时的物理化学条件。取几克实验样品，对于变质岩来说多数是硅酸盐样品，把它封存在韧性的铂(或者

9、银、金)样品座内，放入高压釜内按所需的温度、压力条件加热，其反应所需的时间长达几个小时甚至几星期。现代的电子技术可以自动记录并控制实验条件，使我们可以随时了解变质反应的结果。采用淬火方法，突然冷却使之迅速脱离高温高压环境，可以使实验反应所生成的矿物组合保存下来，通过电子探针等测试手段，便可把实验生成矿物鉴定出来。用这样的方法可以了解到各种矿物组合形成的温度，压力等物理化学条件。从而间接地了解到地壳内部的地质作用、物质组成和物理状态。因此实验岩石学方法是了解变质岩成因的最有效方法之一。由于自然界变质反应的速率极其缓慢，对于变质岩实验研究来说最大的困难便是时间，实验样品比起天然样品粒度要细得多，因

10、比反应以较高的速率进行，与天然条件很不一样，因此在反应所需时间的估计上会有所夸大。3理论综合方法全面综合研究资料，从大量已确定的事实中引出规律，以指导进一步的实践，这便是理论综合方法。20世纪20年代，VGoldschmidt和PEskola，应用化学平衡热力学的原理来观察变质岩中矿物共生组合的更替，发现化学成分相同的原岩在不同地区有不同的共生组合，反映了物化条件的差异，从而创立了变质相的概念，提出了变质相的分类。由于第二次大战以后，变质岩研究资料大量积累，在岩石化学成分与矿物组合之间关系的基础上，都城秋穗提出了变质相系列的概念用以反映地壳中的地热梯度，使变质相的研究紧密地和区域构造研究联系起

11、来。本世纪80年代出现了一种新的趋势，即从地表得到的变质岩石学资料，编制出压力温度时间轨迹图解，从变质作用的热增减(thermal budget)出发，在大陆平均热流情况下，由于陆壳的侵蚀或加厚，可以出现各种不同的相系，某一变质作用所要求的最低热耗决定于岩石的户rd轨迹，这种新研究趋势把变质作用过程，变质岩的形成，看作是地球动力学的一个环节。本世纪70年代以来，欧、美、日等先进工业国家进行的变质地质图的编制，对于提高变质岩研究水平，促使变质地质学研究的深化起了很大的作用。在我国学者董申保教授等领导下，全国变质图(1：400万)的编图工作已经完成，全国变质图的问世，对于我国变质地质学和岩石学研究

12、的深化，把变质岩研究与大地构造和地壳演化结合起来，起到了有力的指导作用。7.变质作用可定义为：变质作用是地壳形成和演化过程中，由于地壳的变化或地壳与地幔相互作用引起的一种重要地质作用。它基本是在固态条件下，由于温度，压力或应力作用使原来岩石的矿物成分和结构构造发生改变，同时形成相应的变质岩石。 8. 变质作用与岩浆作用的界限应以其作用的表现区分。主要区别在于：1、变质作用发生时主要是一个升温的过程，先期存在的岩石通过温度上升达到变质的环境，产生新的矿物组合；而岩浆作用则主要是降温的过程，是高温的岩浆在温度下降的条件下，不断晶出矿物的过程。2、变质作用主要是在固态情况下的矿物转变，而岩浆作用则是

13、在液态中矿物晶出。这一点首先表现在岩石结构上，由于变质岩是在固态下矿物的成核和生长过程的产物、多呈变晶结构，其中晶粒的自形与否主要看矿物的结晶能或成面能的大小，而与矿物的晶出顺序无关。但岩浆中晶出的矿物其自形程度与矿物从熔体中析出的顺序关系极大。当温度升高而变质岩中存在一定数量的流体时。岩石可能产生“部分重熔”，出现数量不等的熔体，即所谓的“混合岩化”。混合岩化作用可以看作是岩浆作用与变质作用中间的过渡环节。9. 变质作用的特点和类型与区域地壳演化和大地构造环境有密切关系。变质作用类型的划分是以反映热流变化的变质相和变质相系为基础，并结合变质作用在发生发展期间的大地构造环境进行的。因此，变质作

14、用类型在时空分布上的变化反映了一定的大地构造环境的变迁，并进一步表明了变质作用与地壳演化的关系。变质作用可以发生于广泛的地质环境，根据变质作用产生的地质背景，可以分出七大类型：（1）区域变质作用；（2）动力变质作用；（3）接触变质作用；（4）气-液变质作用；（5）混合岩化作用；（6）洋底变质作用；（7）冲击变质作用等。10. 区域变质作用是分布范围广泛而且变质因素复杂的一种变质作用。它常发生在前寒武纪的结晶基底，或出现于造山带的核部，因此一般均具较大的规模。主要变质因素有：温度、压力（包括静压力和应力）和流体均同时起重要作用，其中以静压力最为重要，所以区域变质一般发生于深部，我们之所以能够对它

15、直接进行观察，是因为后期地壳抬升和剥蚀的缘故。区域变质作用可划分为如下几种类型。1）埋藏变质作用；2）汇聚板块边缘的区域变质作用；3）区域低温动力变质作用；4）区域动力热流变质作用；5）区域中高温变质作用；6）断陷变质作用。11. 变质作用是自然界的一种内动力地质作用。地壳中变质作用是由地壳发展一定阶段一定地区的地质环境所决定，还和岩浆活动、构造运动或复杂的深成作用有关。另外，决定变质岩矿物和组构特征的直接控制因素则是变质作用当时的物化条件，其中主要包括温度、压力、具化学活动性的流体和时间等因素。12. 变质作用的方式是指使岩石发生变质的途径或形式。变质作用的方式是复杂多样的，主要有重结晶作用

16、、变质结晶作用和变质反应、交代作用、变质分异作用以及变形作用和碎裂作用等。13. 等化学系列是指具有同一原始化学成分的所有岩石，其中矿物共生组合的不同，是由变质作用类型和强度所决定的。P尼格里变质岩化学成分分类表中，列出了5个等化学系列：富铝系列、长英质系列、碳酸盐系列、铁镁质系列（基性系列）、超铁镁质系列（超性系列）。Hn谢勉年科将变质岩划分为七个等化学系列。14等物理系列是指同一变质条件下形成的所有岩石，矿物共生组合的不同，是由原有岩石的化学组成决定的。等物理系列通常按温度分为低级(低温)、中级(中温)和高级(高温)三个等级。低级的下限如以钠长石代替沸石等稳定出现为标志，一般认为温度在30

17、0400左右；低级和中级的界限，一般以红柱石或蓝晶石出现为标志，一般认为是510-530左右；中级和高级变质的界限，若以麻粒岩中斜方辉石代替普通角闪石等出现为标志，则可能在700左右。15变质岩矿物成分的控制因素变质岩的矿物成分决定于下列因素：即原岩的特点，变质作用和交代作用的类型和强度。16根据其稳定范围划分为：1）特征变质矿物：是仅稳定存在于很狭窄的温度-压力范围内的矿物，它对外界条件的变化反应很灵敏，所以常常成为变质岩形成条件的指示矿物，如红柱石、蓝晶石、夕线石等。2）贯通矿物：是能在一个很大的温度-压力范围内稳定存在的矿物，如方解石、石英。2按变质矿物的成因可分为：1）稳定矿物：又称为

18、新生矿物，是指在一定的变质条件下原岩经变质结晶作用和重结晶作用形成的矿物。它可以是原岩中已有的、经变质后仍然存在的矿物，如大理岩中的方解石，也可以是原岩中不存在、经变质作用后新产生的矿物，如硅灰石大理岩中的硅灰石。2）不稳定矿物：又称残余矿物，是指在一定的变质条件下，由于反应不彻底而保存下来的原岩矿物，如云英岩中的钾长石残余就是不稳定矿物。3变质岩中常见的矿物1）按变质作用的级别可分为：低级变质矿物：绢云母、绿泥石、蛇纹石、滑石、钠长石等。中级变质矿物：白云母、钾微斜长石、硬绿泥石、镁铝榴石、十字石、蓝晶石、透闪石、阳起石、绿帘石等。高级变质矿物：夕线石，紫苏辉石及正长石等。2）变质岩矿物成分

19、是化学成分的直接反映。按岩石化学可分为：变质泥质岩类石英（Q）、刚玉（Co）、硬绿泥石(Ctd)、红柱石（And）、夕线石（Sill）、蓝晶石（Ky）、铁铝榴石（A1m）、十字石(St)、白云母（Ms）、黑云母（Bi）、绿泥石（Chi）、堇青石（Cord）、碱性长石（Kfs）Fe-Ti氧化物、石墨。长英质变质岩类长石，石英为主，少量云母。角闪石类及其它副矿物。钙质变质岩类方解石、白云石为主。泥灰岩类变质岩中常含：钙铝榴石（Gro）、绿帘石（Ep）、钙长石、硅灰石（Wo）、符山石（Ves）硅质白云岩变质岩中常含：透辉石(Di)、钙铁辉石（hed）、透闪石（Ir）、阳起石（Ac）、镁橄榄石（Fo）

20、、金云母(Phl)基性变质岩类角闪石类、斜长石（Pl）辉石类、榍石(Sph)、葡萄石(Preh)、绿纤石(Pump)、铁镁质变质岩岩类滑石（Tc）、蛇纹石（sterp）、直闪石（Anh）、顽火辉石（En）、菱镁矿(Mag)、水镁石(bru)。这里必须指出：变质岩矿物成分按岩石的化学类型归并，是指其相对的常见性和标型方面而言，并非严格划分。许多矿物，实际上可以出现在多种不同成分的岩石中，如黑云母，虽是泥质变质岩常见的矿物，但长英质、基性变质岩类乃至一部分镁质变质岩中都能够出现。17变质矿物的共生组合：变质岩的形成作用决定于地壳发展一定阶段的地质背景，这一背景的特点决定着变质岩形成作用的方向和条件

21、，同时，变质岩的形成作用，也可以看作是特定的组份体系在一定的物化条件下的一种物理化学过程，在这一特定的条件下形成一个变质矿物共生组合，即变质反应趋近或达到了平衡后形成的矿物组合称为变质矿物的共生组合。变质矿物的共生组合是组成变质岩的单位，它是重要的岩相学标志，是划分变质带、变质相和变质相系的依据，是变质作用研究的关键。18变质岩的结构是指构成岩石各矿物颗粒的大小，形状以及它们之间的相互关系。而构造是指岩石中各组份在空间上的排列、分布方式。变质岩的结构和构造可以具有继承性，即可保留原岩的部分结构、构造，也可以在不同变质作用下形成新的结构、构造。19.试述研究变质岩的结构、构造特点的意义研究变质岩

22、的结构、构造特点有着重要的意义。变质岩的结构、构造可以反映变质岩的形成过程、变质作用的类型、因素、方式以及变质的程度。如动力变质作用形成的岩石大多具碎裂结构。结构构造的研究还可给原岩恢复提供重要的证据，如变质火山岩常具变余杏仁构造。另外，变质岩的结构、构造有的可作为变质岩命名的依据，如具片麻构造的岩石的命名为片麻岩，具角岩结构的岩石命名为角岩。更重要的是，变质岩的结构构造的特征，也与岩浆岩及沉积岩一样，对岩石的储矿、水文和工程性能有极大的影响，大部分变质岩都是在具有一定应力的条件下形成的，这就形成了变质岩所特有的板状、片状、片麻状构造和碎裂结构等。这些结构和构造一方面可以增强岩石的储存性和透水

23、性，对寻找金属矿产和地下水存在着有利的因素；但这种结构构造使岩石的强度减弱，而使岩石的物理力学性质具有明显的各向异性及不均一性，造成不良的工程地质条件和地质灾害，如在断裂带或片理发育的千枚岩、片岩地区，很易发生严重的塌方，滑落现象。故必须认真研究，以便采取有效措施，避免损失和不利影响。1、变余结构由于变质重结晶作用进行得不完全，原来岩石的矿物成分和结构特征被部分地保留下来，这样形成的结构，称为变余结构。变余结构常见于变质程度较浅的变质岩中，但在较深的变质岩中，当P、T分布不均匀时，也可出现变余结构。变余结构是恢复原岩的重要证据。2、变晶结构是岩石在固态条件下由重结晶和变质结晶作用形成的结构。因

24、它与岩浆由融熔的熔体中结晶的条件不同，故变晶结构在外貌上虽然岩浆岩的结晶结构相似，但却有它自己的许多不同的特点：变晶结构的各矿物颗粒几乎是同时生长的，变斑晶与变基质同时，甚至稍晚一些形成，这与岩浆岩的斑状结构显然不同；变晶矿物中常含有较多的包体，特别是变斑晶中更是如此；变晶结构中矿物的自形程度并不表示结晶的先后顺序，而是代表矿物结晶能力的大小。根据变质岩中矿物自形程度的高低而排列的顺序称为变晶系，在区域变质作用条件下，不同成分的原岩有不同的变晶系，但主要的趋势大致相似，其顺序大体上是:榍石、金红石、石榴石，电气石、十字石、蓝晶石、红柱石、绿帘石、辉石、角闪石、磁铁矿、石英、斜长石、正长石、方解

25、石。角岩结构 一些泥质岩石由接触热变质作用形成的稳晶质变晶结构（显微花岗变晶结构）称为角岩结构（图2-8）。具这种结构的岩石呈灰黑色，质地均一、致密、坚硬、呈块状构造，很似牛角质。糜棱结构在强应力作用下岩石通过碎裂或韧性变形会引起粒径的减小。通常达到细粒甚至隐晶质称为碎基。当碎基含量占岩石中主要部分时，且因韧性流而具面理，其中尚含有部分未受颗粒化的碎斑，这种结构称为糜棱结构 片状构造 这是变质岩最常见、最典型的构造。其特点是岩石中所含大量片状和粒状矿物都呈平行排列，它是岩石组份在定向压力下产生变形、转动或受应力溶解、再结晶而成，岩石中各组份全部重结晶、而且肉眼可以分出矿物颗粒，这一点是与上述定

26、向构造不同的6）角砾状构造 块状变质岩受混合岩化作用时，脉体将基体分割包围成角砾状构造。原来变质岩受构造变动后成角砾石，再经混合岩化作用，脉体贯入，亦成角砾状构造（图2-25）。7）条带状构造 岩石中成分、颜色或粒度不同的矿物分别集中，形成平行相间的条带即为条带状构造（8）眼球状构造 在具定向构造的岩石中，刚性的矿物颗粒（长石、石英）呈透镜状、扁豆状单晶或集合体沿定向构造平行排列。这种构造称为眼球状构造（图2-27）。9）肠状构造 在强烈变形变质的岩石中，长英质脉体形成肠状弯曲的流褶皱（图2-28）。肠状褶皱呈不协调状，形成于高塑性流动状态。10）块状构造 岩石中的矿物均匀分布、结构均一、无定

27、向排列，这种构造称为块状构造。对于岩石的变成构造观察最好要遵循一定的步骤：首先观察岩石中各组份是否具有定向性，若具定向性再根据重结晶程度和颗粒的肉眼分辨程度依次确定斑点、板状、千枚状、片状、片麻状等构造，若岩石不具定向构造，则可直接确定为块状构造1、角岩 由细粒等轴粒状矿物组成花岗变晶结构或角岩结构的接触变质岩，一般无显著定向性构造，面理不发育，初始发育的红柱石，黑云母常呈斑点状，具有斑点状构造的角岩，可称斑点板岩或瘤状板岩。2、板岩 非常低级变质岩，极细粒，具完好的平行面理，即板状劈开，面理间距小于1mm，面理多与层理无关，是由绿泥石，或云母等片状矿物平行排列而成的3、千枚岩 一种类似于板岩

28、的岩石，但粒度要粗些，由于云母和绿泥石重结晶加粗，矿物颗粒不能用肉眼鉴定。片理面上显示一种丝绢光泽，重要由绢云母、绿泥石、黑云母组成，石英、长石往往集结开始形成分结条带，或表面可见定向排列的小揉皱。4、片岩 为中、细粒，具有显著面理，而且常常发育有线理的岩石，粒度比板岩、千枚岩更粗些，单个矿物颗粒能用肉眼鉴定，由于石英、少量长石与大量的云母类矿物定向排列而成片状构造。5、片麻岩 是一种长英质岩石，长石含量>25%，颗粒较粗，含片状、柱状矿物较少。具有断续的面理即片麻状构造。片麻岩具有易裂开性，但裂理间距较大。6、变粒岩 是一种主要由长石、石英所组成的岩石，又称长英粒岩。具有不显著的面理和

29、弱的片麻状构造，其中几乎完全不含暗色矿物者称为浅粒岩。7、麻粒岩 是细粒到中粒变质岩，主要由长石组成，含或不含石英，其中铁镁矿物主要是无水的斜方及单斜辉石和石榴子石，结构为粒状变晶结构，构造从块状至片麻状。8、榴辉岩 指由绿辉石和铁铝-钙铝-镁铝榴子石系列矿物所组成的岩石。粒状变晶结构，块状构造。9、糜棱岩 细粒致密甚至呈燧石状外貌，具糜棱结构的岩石，条带状或细页理状构造，石英和长石是其主要组成，并具有拉长拔丝现象，有时可含黑云母等。10、千糜岩 成因与糜棱岩相似，但变形程度比糜棱岩更高，变质结晶、重结晶作用显著，其中云母和绿泥石沿片理分布，使岩石呈现千枚状外观。11、石英岩 是石英砂岩或燧石

30、重结晶的产物，主要由石英所组成。其中纯度极高，不纯的石英岩常常含有白云母、绿泥石和少量不透明矿物如镜铁矿、磁铁矿等。多数石英岩是块状构造的，但如变质过程中有应力参与时，则具片状构造，可称片状石英岩。12、大理岩 为细位、中粒甚至粗粒的碳酸盐岩石，通常具粒状变晶结构，主要由方解石、白云石等所组成，原岩可以是石灰岩或白云岩。13、角闪岩 通常是深色，主要由普通角闪石和斜长石组成的岩石。一般情况下两类矿物含量大致相等，多具块状构造，习惯称为斜长角闪岩。如果斜长石含量很少或不存在，岩石主要由普通角闪石构成时称角闪石岩，如果片理发育，线理显著，则可称角闪片岩。如果斜长石含量超过角闪石，并含石英，且具片麻

31、状构造者，则称角闪斜长片麻岩；无石英者，可称浅色斜长角闪岩。1泥质岩石的递增变质带在十九世纪末到二十世纪初巴洛和蒂来等人对英国北部苏格兰高地的片岩系进行了研究。他们以泥质片岩中随变质作用加强时，每一种新变质矿物的第一次出现为标志来划分变质带，共划分出六个带（图V一23）p139。绿泥石带：典型组合为绿泥石十绢云母十石英十钠长石。当原岩富含铁，且铁镁比值较高时，黑云母可在较低温度下开始出现。由于原岩成分的多方面影响及压力条件的不同，使有些地区不存在绿泥石带。黑云母带：特征是红棕色黑云母开始出现。在递增变质作用过程中，黑云母的形成是分阶段的，最贫铝的岩石中，黑云母可在较低温度下出现，它和白云母（或

32、绢云母）不共生。随后，在一般泥质岩石中，才开始出现黑云母，其反应式如下：钾微斜长石十绿泥石一-黑云母十白云母十石英H2O它们可和低铝的白云母共生。当温度再升高时，较富铝岩石中也开始出现黑云母，其变质反应如下：多硅白云母十绿泥石（典型成分的）白云母十黑云母十石英十H2O铁铝榴石带特征是铁铝榴石开始出现，它和黑云母、白云母、石英及更长石等共生。石榴子石的开始出现是进入这个带的标志，一般泥质片岩以铁铝榴石为主，含一定量锰铝榴石和镁铝榴石分子。一般认为它是由绿泥石的脱水反应所成。2绿泥石十4石英一3铁铝榴石8H2O十字石带：特征是十字石开始出现，它和铁铝榴石、黑云母、白云母及石英等共生。十字石的出现是

33、进入十字石带的标志，十字石的化学成分特点和硬绿泥石很相似，一般认为它是由后者分解而成，实验表明由硬绿泥石和石英，白云母或Al2SiO5，等组分重组合形成十字石的变质反应是多样的，其P-T条件也稍有不同，如：4硬绿泥石5红柱石一2十字石十石英3H2O（0.4-0.8Gpa,5450C）23硬绿泥石8石英一5铁铝榴石十4十字石21H2O（10Gpa,600）蓝晶石带：特征是蓝晶石开始出现，它和石榴子石、黑云母、白云母及石英共生。当压力）0.7一0.8GPa时，可出现蓝晶石，其形成温度比前一反应高得多，此时表现为继十字石带之后，出现独立的蓝晶石带，形成蓝晶石的另一变质反应是：6十字石25石英一铁铝榴

34、石46蓝晶石红柱石12H2O（675700，0.2一1.0GPa）矽线石带特征是矽线石开始出现，它和铁铝榴石、黑云母、斜长石、钾长石及石英等共生。这个带一般范围较窄，形成夕线石的反应是：白云母十石英一夕线石十钾长石十H2O根据实验资料，在中压条件下（0.3一0.5GPa左右），这一反应温度约为650-730左右，这是中级和高级变质的主要临界变质反应，这种反应形成的夕线石应和正长石，铁铝榴石等共生，但不和白云母平衡共生。2基性变质岩中的递增变质带基性变质岩的原岩既可以是火山碎屑岩，也可以是熔岩或侵入岩，它们的化学成分变化较大，在中压变质地区不同的P一T条件下经受变质作用可形成下列几个变质带：（1

35、） 钠长石一绿泥石带这个带的典型矿物组合是：钠长石十绿帘石十绿泥石，此外还可含有一些石英和方解石或少量绢云母和磁铁矿。这些矿物可以是辉石和基性斜长石等基性岩浆岩中的矿物在低温条件下经水化作用所成，也可由其它变质反应形成。（2） 钠长石一阳起石带典型矿物组合是钠长石十阳起石十绿帘石十绿泥石十石英十方解石十黑云母。阳起石开始出现是进入这个带的标志，在变质基性岩浆岩中，它常常是辉石转变形成，有时还可见其围绕辉石晶体生长或成辉石的假象；另一些情况下则成较大的变斑晶或束状集合。（3） 钠长石一普通角闪石带蓝绿色普通角闪石的开始出现是进入这个带的标志，其典型组合是钠长石十普通角闪石十绿帘石，有时还含黑云母

36、或铁铝榴石等矿物。由阳起石转变成普通角闪石主要是铝对硅和铁镁的置换，这种成分变化是否属于连续系列还没有完全查明，但自然界常常存在阳起石和普通角闪石同时出现的过渡带，且后者有时成反应边围绕阳起石的晶体，有些则成独立晶体和阳起石平行生长，但接触线平直，无渐变过渡关系，这些现象说明两者之间并非连续变化，而是存在反应关系，其可能反应式如下：阳起石十斜黝帘石十绿泥石十石英一普通角闪石（4） 斜长石一普通角闪石带斜长石的开始出现是进入这个带的标志，典型矿物组合是：斜长石十普通角闪石十铁铝榴石或透辉石，有时也含黑云母。斜长石An17一20，一般认为是钠长石和帘石组合所成，（5） 二辉石带进入这个带的标志是基

37、性变质岩中斜方辉石开始出现，其典型矿“物组合为：斜方辉石十单斜辉石十中基性斜长石，通常认为形成辉石的反应如下：普通角闪石十石英一斜方辉石十单斜辉石十斜长石H20普通角闪石十铁铝榴石+5石英一7斜方辉石3斜长石十H201 混合岩化带在混合岩发育地区，不同混合岩类型常成为有规律的组合在空间上呈带状分布，并代表一定的混合岩化程度，其地质意义在某些方面和递增变质带类似。因此，混合岩带的划分也应和变质带的划分一样，要以一定的变质原岩类型受不同强度混合岩化作用后的变化产物的特点作为划分依据；或者是在详细研究区内不同变质原岩受不同程度混合岩化后产物特点的基础上，确定等混合强度的混合岩组合基础上进行。如泥质原

38、岩的混合岩带一般可分为：1）弱混合岩化带（注入混合岩带）：这一带总的特点是以注入作用为主，交代作用不明显。在变质基体岩石中，含有一定数量的脉体，脉体成分主要是伟晶质或细晶质，二者界线清楚，基体基本没有变化。常为眼球状、分支脉状或顺层条带状构造。有时还可进一步分为内带和外带，外带以石英脉注入为主，内带刻以伟晶质、细晶质或花岗质脉为主。2）中等混合岩化带（混合片麻岩带）：这一带总的特点是混合程度较深，新生的脉体数量显著增加，且脉体和基体间界线逐渐消失，基体的交代现象和交代重结晶现象显著，基体有时不易辨认，以注入交代和渗透交代作用为主，由于新生脉体增加和交代作用显著，所形成混合岩类型较复杂，最典型的

39、形态类型为条痕状、片麻状或阴影状混合岩等。新生组份常为花岗质。3）强混合岩化带（混合花岗岩带）：代表混合岩化最强烈的地段，这一带的岩石类型主要以混合花岗岩为主，和上面几个带相比，这一带的岩性比较均匀，主要为新生的长英质组份，仅有少量的基体（经常是黑云母）呈条痕状或阴影状残留。多少具片麻状构造。交代长石斑晶和交代伟晶岩发育。可以保留有不易混合的各种变质岩层如大理岩，石英岩，这些残留变质岩层有时延伸很远，并与外围的变质岩层的区域构造相一致。混合花岗岩常与混合片麻岩成渐变过渡。混合岩带的划分，如前所述，其地质意义和递增变质带类似，需要以一定的变质原岩受混合岩化后的变化产物的特点，作为划分依据。不同变

40、质原岩受混合岩化后的变化不同，因此，作为划分混合岩化带的标志，对不同变质原岩来说，有些明显，有些不明显。2 接触变质带接触变质作用也可形成一系列的接触变质带（图-5，217），各带之间都有较显著的分界线和特定的标志矿物。我国安徽铜官山地区石碳-二叠系石灰岩中接触变质带的特征分述如下：1） 内接触带为石英闪长岩之邻近接触带部分吸收了围岩的成分混熔而成，形成灰黑色含有透辉石，石榴子石及绿帘石等硅酸盐类矿物的岩石，宽度一般为三米，岩石中的斜长石有反环带结构（外边为拉好石内为更长石），说明在变质过程中吸取了围岩的钙质成分。2） 外接触带一又可分为四个带（1）石榴子石矽卡岩带：以钙铁榴石和钙铝榴石为主，

41、后者邻近内接触带，石榴子石多有环带结构，其生成温度低于800，此带宽10一40米。（2）透辉石矽卡岩带：以透辉石为主，细粒的淡绿色岩石，宽数米至十几米。（3）透辉石大理岩带：含极细的透辉石，肉眼不易识别，宽数十米。（4）大理岩带：灰白色中粒大理岩，具轻度黄铁矿化现象。宽100一300米。3 接触变质圈由于温度是引起热接触变质作用的主要因素，而岩浆侵入后，与之直接相邻的围岩所达到的温度最高，随着离侵入体愈远温度渐低。所以常按顺序出现不同变质程度的岩石，在平面上形成以侵入体为中心的环带状分布，称为变质圈。近侵体者，变质最深，向外变质程度逐渐减弱，直至完全没有变质的岩石（图-2，p212）。变质圈在

42、地质上具有等温线的意义，反映该处岩石当时所达到的温度及其它物化条件。变质圈实际代表变质强度的变化，其意义和区域变质带类似。划分时的依据，也基本同区域变质带，主要是根据：1）某些岩石类型中，特定变质矿物的首次出现。2）某些岩石类型中，特定变质矿物组合的开始出现。3）岩石的结构构造的变化。一般情况下，也应以对热接触变质反应灵敏的原岩作为划分的依据。接触变质作用，在地壳发展不同阶段，不同地区均有发育。特别是一些中新生代侵体，侵稳定的陆台地区的沉积盖层时，变质现象更为普遍和常见，且常发育有良好的变质圈。 等变质反应级就是建立在特定变质反应基础上的等变质级，即应以变质矿物的空间变化及其所代表的变质反应来

43、划分变质带。代表同一、变质反应开始出现的地点的联线，称为等变质反应级。并根据典型的临界变质反应作为标志，划分出四个等变质级，各变质级之间的相互关系如图-3所示：p1511 极低级只在基性变质岩中才能显示出来，特征是变质基性岩中出现浊沸石，斜钙沸石，硬柱石，葡萄石，绿纤石等矿物，其温度范围为： 200一400士。2低级相当苏格兰高地的绿泥石、黑云母和石榴子石这三个带。温度下限为350一400，上限为500一550。相应的矿物变化是绿纤石，硬柱石等消失，代之以黝帘石，绿泥石和阳起石等矿物。3中级相对于苏格兰高地的十字石和蓝晶石带，温度范围在550一650之间，以十字石十白云母十石英组合出现，而绿泥

44、石消失为特征。低压时出现堇青石。变质基性岩中以普通角闪石十斜长石（An17）出现为特征，4 高级相当于苏格兰高地的夕线石带，温度一般在600一650以上。压力较高时，则表现为花岗质岩石的重熔，其最低重熔曲线可作为界线。这些变质级之间的相互关系如图一3所示。变质反应级概念及以其为基础的变质级划分，是变质地区变质作用强度带（梯度带）研究的一个重大进展，由于所选择的变质反应都有较可靠的实验依据，这就为把变质作用强度带的研究和变质作用P-T条件的确定，从定性阶段引向定量阶段开辟了途径，从理论和实践的结合上大大前进了一步。：“一个变质相是指一定的温度、压力区间内的一整套变质矿物共生组合，它们在时间上空间

45、上反复出现并紧密地伴随在一起，一个变质相内部其矿物组合和岩石总体化学成分之间存在着固定的、因而也是可以预测的对应关系”。总之，变质相的概念的理解应包括以下方面：1一个变质相是一个大体上的等物理系，其标志是一系列特征的“矿物共生组合”。Turner强调按照“可以观察到的标志来限定一个变质相”，但并不赞同Lambert（1965）建议的用基性变质岩组合来限定所有的变质相。不过事实上从Eskola开始，对主要变质相传统的做法都是：用基性变质岩的组合来标定变质相，而用变质泥质岩来划分亚相当然，每个相或亚相都包括了很宽的总体成分范围。2“时间上空间上反复出现”是指同一变质相的岩石在不同时代、不同地区经常

46、重复出现并伴随在一起。这种情况是客观存在的，这意味着众多的独立变量之间可能客观地存在某种内在联系，意味着多数自然矿物共生组合的一种接近于平衡的稳定性。当然这并不代表物理化学严格意义上的“平衡”。Turner对Eskola变质相定义的重大修改就是放弃了“达到化学平衡“这个字眼，认为这只是一种推恕。尽管近年来电子探针的应用愈来愈多地发现了普遍存在的不平衡现象。3变质相的数目不宜划分得太多太细，Turner甚至主张取消“亚相”。我们基本上赞同Turner这个思路，一个变质相应当考虑较大的时、空通用性，以便于世界范围的对比，但有些“亚相”已经得到公认，取得了通用性的资格，应予保留。由于相系列的提出，当

47、前的倾向是出现了愈分愈细的苗头，需要防止。4“矿物组合与岩石总体化学成分之间有固定的可以预测的对应关系”，这是Eskola从1920年开始就强调的变质相的精髓。因此，各个相或者亚相都应当有自己的组分共生图解，通过这些图解可以体现矿物组合作为总化学成分之函数的变化规律性。所以掌握变质相必须和组分一共生图解联系起来。5变质相之间的界线是靠变质反应来标定的。一方面由于一个变质相包罗各种岩石类型，这些岩类不可能靠同一个变质反应来划分；另一方面是由于许多变质反应是滑动反应，于是等变线不是一条线而变成了一个带，自然界也经常发现处于两个相之间的过渡性矿物组合存在。因此在Pt图解上，两个变质相之间总是有一个过

48、渡带。三、各变质相的最基本特征1区域变质相（1）沸石相特征的矿物组合是浊沸石十绿泥石干石英。高温部分可以有斜钙沸石或葡萄石。温度约200一300，压力0.2一0.3GPa。（2）葡萄石一绿纤石相Coombs （1960）在变质杂砂岩中作为本相特征的组合是：石英十钠长石干多硅白云母十绿泥石十绿纤石十榍石。温度稍高同·，葡萄石消失，可以分出另一个新变质相来，即绿纤石一阳起石相。根据实验资料，绿纤石稳定温度为360一400，压力0.25一0.35GPa。（3）蓝闪石一硬柱石片岩相这是一个范围很宽的低温高压变质相，特征的矿物组合是：硬柱石十钠长石干绿泥石（低压部分）和蓝闪石十硬柱石十硬玉质辉

49、石十石英（高压部分），有时还有文石、完全不含黑云母。这个相的温压范围大致是：温度200一450，压力0.6一0.8GPa，有时甚至达到16Pa或更高。（4）绿片岩相特征的矿物组合是钠长石十绿帘石十白云母十绿泥石十石英（泥质岩石）和钠长石十绿帘石半绿泥石川洞起石（基性岩石），高温部分出现黑云母，高压部分出现黑硬绿泥石、硬绿泥石和铁铝榴石。叶峪石和硬绿泥石等不与钾长石共生。如以绿纤石的消失和普通角闪石的出现来标定上、下限的诺，绿片岩相的范围大致是温度400一500，压力0.3一0.8GPa。（5）绿帘角闪岩相特征的组合是钠长石（晕长石）十绿帘石十普通角闪石（十铁铝榴石）。低压条件下，钙质斜长石的形

50、成温度低于普通角闪石饲·，便不能生成绿帘角闪岩相的共生，而代之以斜长石阳起石相。（6）角闪岩相基性变质岩中普通角闪石和斜长石（An17）的共生作为本相的标志，可以有透辉石，没有斜方辉石。变质泥质岩中除了石英，白云母和黑云母外，低压相系含红柱石、堇青石和夕线石，中压相系含十字石、蓝晶石和铁铝榴石。高温部分夕线石、铁铝榴石开始与正长石稳定共生。们闪岩相的温压范围大致是500一700，压力0.3一0.8Gpa。（7）麻粒岩相以出现斜方辉石为标志，岩石主要由无水矿物所组成，少量黑云母和普通角闪石一般是富T立的变种。温度范围约为700-900，压力0.3一1.2GPa。（8）榴辉岩相特征的矿物

51、组合是绿辉石干石榴子石，不含长石。一般呈不大的块体在其它岩石中作为包体。温度范围很宽，300一900，压力极大1GPa。2.接触变质相（1）钠长绿帘角岩相特征的矿物组合是钠长石十绿帘石十透闪石或阳起石，没有钙质斜长石和铝质角闪石。铁质堇青石和黑云母出现于低温部分，红柱石出现温度稍高。有叶蜡石。特征的岩石是斑点板岩，所以也叫斑点板岩相。如果没有早期的区域变质，这个相甚至难于辨认。温度范围约300一400，压力0.1一0.4GPa。（2）普通角闪石角岩相特征的矿物组合是：斜长石（An20） 普通角闪石，可以有透辉石，而没有斜方辉石。变质泥质岩与长英质岩石中红柱石、堇青石不与钾长石共生。温度约400

52、一650，压力0.1一0.3GPa。（3）辉石角岩相以夕线石、正长石、紫苏辉石或硅灰石的出现为标志。白云母十石英不稳定，红柱石、堇青石、夕线石开始与正长石稳定共生。温度范围约为650一m0，压力不超过0.2GPa，甚至不足0.1GPa，温度压力受到花岗质岩石熔融线的限制。（4）透长石相出现黄长石、钙镁橄榄石、斜硅钙石和透氏石等高温淬火矿物为特征。温度极高，约800一1100，压力极（氏，0.02一0.08GP。四、变质相系（一）变质相系的概念变质相系概念是日本地质学家都城秋穗于1961年提出的，他在研究日本及环太平洋的一些中新生代变质带和变质相后认为：每一个变质相只相当于一定的温度、压力范围，

53、但在一个变质地区（地带）内，由于温度和压力的变化范围较大，不能用一个变质相来代表，即使在单一变质相的地区（地带）内，（不能用一个）压力的变化，也往往形成一系列的变质亚相或变质带。所以，他认为：“一个变质地区（地带）的温度、压力的变化往往可以用一个变质相的系列（或相的组合）来表示，这种系列称变质相系。从外界条件看，每一变质地区都有其特征的相系，不同的变质地区（地带），变质相系也可不同”。（二）变质相系的类型1961年都城秋穗将区域变质相划分为五个相系列（或叫压力类型）：红柱石一夕线石型（领家一阿武隈型）；低压中间型（巴肯型）；蓝晶石一夕线石型（巴罗型）；高压中间型（蓝闪石一硬柱石型，不含硬玉+石

54、英）；硬玉一蓝闪石型（三波川型）。1低压型（红柱石一夕线石型）：特征是变质泥质岩中出现红柱石和堇青石，其他热梯度为60一25km。接触变质作用和洋底变质作用也具有很高的地热梯度，因而应属于低压类型。2、中压型（蓝晶石一夕线石型）：以泥质原岩中出现蓝晶石，十字石及铁铝榴石等为特征。其地热梯度为25一16km。巴罗1983年提出六个指示矿物带的苏格兰高地，即属于中压类型。3高压型（蓝闪石一硬玉型）：以硬玉十石英组合代替钠长石，出现蓝闪石，硬柱石，需石等高压矿物为特征，其地热梯度为16一7km。其特征和有意义的产状是见于聚敛型板块边缘、俯冲带或碰撞山系。4低压过渡型：以十字石和红柱石，堇青石等共生为

55、特征。5高压过渡型：以蓝闪石和蓝晶石共生，但不含硬玉为特征。（变质基性岩和变质硬砂岩）。这种物理条件的控制是由温度一压力梯度或地热增温率所决定的，各个变质地区（地带）的地热增温率不同，相系也不相同。所以，变质相系概念，集中到一点，就是认为：每个变质地区（地带）的P一T条件都是有着各自的特点，是受一定地壳演化阶段一定地区的地质环境所制约的，有其特性，它们和地壳的演化有关。因此，不能用一个统一的模式（例如barrow带）或某些变质相的格架来硬套。变质相系明确地表示了变质作用的物理条件和这一地区的地质条件的从属关系，从而打破了长期以来把变质相的研究作为单纯的物化作用来研究的观点，也打破了经典的深度带

56、概念。无疑，变质相系概念的提出，将变质作用的研究引向和地质环境的结合，开辟了新的途径，提供了新的工作方向。1966年世界变质带编图小组还建议按温度划分四个“相组”（图66）：p86葡萄石一绿纤石相组：包括沸石相和葡萄石一绿纤石相。绿片岩相组：包括绿片岩相和蓝闪石-硬柱石片岩相。角闪岩相组：包括绿帘石角闪岩和角闪岩相。二辉石麻粒岩相组：包括麻粒岩相和榴辉岩相。由图可见，相组的划分仅考虑温度，其界线与压力轴平行；而相系的划分则不仅考虑压力，界线取决于地热梯度。因此，所谓低压、中压和高压这样一些相系列名称，严格说来，是不够确切的。（三）双变质带及成因双变质带是与变质相系相联系的另一个问题。在日本和环

57、太平洋的许多地方，常存在发育良好的成对的变质带。一“对”由两个特点不同而走向平行的变质带组成，变质作用发生时期大致相同。在日本和环太平洋的许多中一新生代变质地区，常表现为：一个是高压型的，常位于（高压）大洋的一侧；一个是低压型的，常位于高压型内侧靠大陆一边。有时这两个带都包有某些属于中压型的地区。两个带各具有不同的建造，岩浆作用和变质作用（包括混合岩化作用和变形作用）的特点。根据板块构造的模式，岩石圈板块之间的相对运动，可以用背离，敛合与剪切这三个分量来描述，这三者的极端状态，分别以洋内升流顶脊，弧一沟体系和转换断层作为地质上的特征显示。岩石圈板块之间的敛合带，就是地壳上的活动带，或称造山带。区域变质作用即在这些带中发生，并形成带状分布的变质杂岩，称为变质带。A.Miyashiro等人认为：双变质带的成因和海洋板块俯冲到大陆板块之下这种运动有密切的成因联系。1 高压变质带的成因由于海洋板块的挠曲和积极俯冲时的牵引作用，在海洋和大陆板块的接合部位，将形成一个渤陷的海沟地带。在这个沉降地带，海洋板块随板的俯冲，被带到较深的部位，使其承受较大的负荷压力；另一方面，由于海洋板块俯冲速度较大，而岩石对热的传导又较慢，这样，在较深部就出现了高压低温的异常P一T条件，从而使下沉的岩层（洋壳及洋壳表层的海相沉积层）发生高压低温的变质，