变质岩石学史资料

变质岩石学从岩石学中划分出来始于1862年冯科塔（VoncottaB.），但直至19世纪末尼科尔（Nico）发明偏光显微镜之后，才使变质岩岩石学成为独立的学科。二十世纪初，非均匀系统的相平衡规则--吉布斯相律，引入变质岩的研究。1911年戈尔得施密特V.M在研究奥斯陆地区辉长岩的接触变质晕圈时，提出了吉布斯相律的地质学表现形式，即戈尔施密特矿物相律，开创了以物理化学基本原理研究变质岩之先河。1920年，艾斯科拉（Eskola,p.）提出了变质岩矿物共生分析的ACF简介，后经温克勒（Winkler，1976年），汤普逊（Thompon，1957年）的改进和发展，变质岩的矿物共生分析逐渐完善。另外，在二十世纪二十年代初，瑞士岩石学家格鲁宾曼(GrubemmaimU.)，将荷兰物理学家施赖纳玛克斯(SchreinemkersF.A.)在研究多项系统平衡时，应用的拓扑学计算、零变平衡、单变平衡和双变平衡等一系列几何表示方法，引入变质岩岩石学；四十年代后，前苏联地质学家科尔任斯基(KophcuhckuuB.C)又成功的将其应用在开放系统平衡研究上，这一系列建立在物理化学原理基础的矿物相平衡研究，使变质岩岩理学和变质岩成因的理论，提高到一个新的高度，并指导了变质岩的实验模拟研究，构成二十世纪初至中后期变质岩学的一大方向。同一时期，变质岩岩石学的另一大方向，即将岩石学和地质环境的关联研究也得到了迅猛的发展。早在1893年，英国人巴罗研究苏格兰高地部分地区的变质岩时，发现泥质岩石变质时随着温度的升高，有相应的标志矿物出现，提出了指示矿物带的概念一巴罗式变质带。到1920年，艾斯科拉正是提出了变质相学说，完成了这个方向上的突破。1961年，日本人都城秋穗将变质岩相学说应用于区域变质作用的研究，并发展为变质相系的概念，划分区域变质作用的三大压力类型，即高压，中压，低压变质相系，以对应于三种地质增温环境下的地热增温率。100多年来，变质岩岩石学的发展，以偏光显微镜应用，吉布斯相律的引入模拟试验，以及新的测年技术的应用为基础，经历了描述岩石学，成因岩石学和地质历史岩石学的整个过程。变质作用(metamorphism)这一词是Boue(1820)第一个使用。但变质作用的定义是Lyell(1833)比较系统地提出的。变质作用是指与地壳形成和发展密切相关的一种地质作用，是在地壳形成和演化地过程中，由于地球内力的变化，使已存在的地壳岩石在基本保持固态的条件下，原岩的总体化学保持不变，形成新矿物组合和结构构造。变质作用和沉积作用、岩浆作用之间存在一定的区别和联系。变质作用与岩浆作用之间比较容易区别，它们之间的界线是熔融，而和沉积成岩作用之间的重要标志是矿物组合的变化，一般认为以浊沸石开始出现为标志。温度温度是控制和影响变质作用的重要因素之一。多数变质作用是随温度升高而进行的。温度升高可使原来岩石中的一些矿物重结晶，更重要的是会使各种原始组分重新组合成新矿物。首先要确定变质作用发生的温度范围，既起始温度和终止温度。按研究者目前的共同认识，变质作用不包括风化作用和沉积岩的成岩作用。而是以浊沸石、蓝闪石、硬柱石、钠云母、叶腊石等变质矿物的首次出现，作为变质作用的开始。这些矿物出现时的温度范围为是在150^-250^之间。这就是变质作用发生的起始温度。而由于变质作用不包括原岩的大规模的熔融，终止温度就是原岩发生大规模熔融时的温度，现确定为为650^-100^之间。其次是关于温度变化的原因，导致温度变化的地质因素和热源具有多样性。主要有下列几种因素：地热增温：岩石随埋葬深度的增加，而温度逐渐增高，但其幅度一般不大，按地区的地质环境有所不同，从每千米十几度到一百多度，然而其空间范围较大。地质工作者称此种变化为地热增温率或地温梯度。放射性元素衰释放的热量：其特点是总量大，不均匀，有时也极可观。岩浆活动带来的热能：其强度和岩浆活动的规模有关，有时范围很小，仅限接触带，即是所谓的接触变质，有时也可能影响一个区域。应力作用下的摩擦热：其较为局部，如断裂带。12压力变质作用均在一定的压力环境下进行，所以压力是控制变质作用的重要物理因素。按压力的性质可分为二大类：静压力：是指岩石在地壳内一定深度时，所承受的重力，其大小随埋藏深度的增加而增加，上覆岩层厚度的增加而增加，增加的速率是25-30x10Pa/KM。不同类型变质作用的压力变化很大，一般接触变质和动力变化发生在地表3-5km范围内，故压力不超过0.1GPa。区域变质作用的压力范围为0.1GPa—0.8GPa。应力：当物体遭受定向外力作用，其内部就会产生一种抵抗力，称为应力。应力通常和地壳活动带的构造运动有关。应力是引起岩石变质和变形的重要因素。地壳中岩石变形、板状流劈理和碎裂构造都和应力有关，而且它能增加变质反应和重结晶的速度，促使变质作用的进行。介质条件在变质作用过程中，虽然岩石保持完整的固态，但其中仍有少量流体相。流体相存在于矿物粒隙之间或岩石的裂隙中，成分以水和CO2,还可含有其它挥发份。它们在较高的温度和压力条件下，具有较大的活性。126由于许多变质矿物可以在不同温度、压力条件下，由不同变质反应形成，因而由标志矿物划定的等变线往往不是等变质条件的。因此温克勒提出，根据常见岩石中，反映矿物共生组合重要变质变化的特定矿物反应来划分变质带，成为变质级。温克勒讲整个变质作用区间分为四个变质级：很低级变质：其低限以基性岩中浊沸石开始出现为标志，其温度界限在200°C左右，它与低级变质之间的界限是基性岩中绿纤石或葡萄石和绿泥石的反应形成黝帘石和阳起石，临界温度在350C左右或稍高；低级变质：温度范围在350-550C左右，和中级变质的界限是泥质岩石中十字石的出现或黑云母存在时，堇青石的形成；中级变质：温度在550-650C左右，和高级变质的界限是白云母和石英反应形成矽线石+钾长石的组合；高级变质：温度＞650C时，属于高级变质，上限可达800C左右。变质相的概念是由P.爱斯科拉最先提出。所谓变质相，是指反映多种原岩成分，在一定的p，T条件下，与变质矿物组合之间的对应关系。P.爱斯科拉认为"在特定的温度和压力条件下，经过变质作用，并达到化学平衡，其所形成的任一种变质岩的矿物成分，仅受化学成分控制”。即一个变质相包括了在一定物化条件下形成的，代表多种原岩化学成分的变质矿物组合。P.爱斯科拉最初划分了八个变质相，随着对变质作用的深入研究与发展。在此基础上共划分了十一个变质相，每个变质相都有一定的温度、压力范围，大致可见示意图。对变质作用的类型进一步划分，自变质岩作为一门独立学科的出现就提出许多分类，下面简要介绍常见的变质作用类型：区域变质作用(regionalmetamorphism):最先是由法国学者A.Daubree于1859年提出，是指大面积的岩石，因为温度增高和压力的作用等多种因素下，发生了程度不等的重结晶和变形的一类变质作用。区域变质作用形成的岩石普遍具有结晶片理及其他方向性组构。接触变质作用(contactmetamorphism)：是指在岩浆作用影响下，围岩主要受岩浆体温度的影响而产生的一种局部性变质作用。通常规模不大，围岩主要受岩浆散发的热量及挥发份的作用。当围岩仅受岩浆体温度影响而发生重结晶作用、变质结晶作用，变质前后化学成分基本相同，这类变质作用称为热接触变质作用。当围岩除受岩浆体温度影响外，由于挥发组分的影响，岩体和围岩发生交代作用，致使接触带附近的岩体和围岩的化学成分也发生变化，称为接触交代变质作用。动力变质作用(dynamometamorphism):是一种由于构造作用过程中所产生的强应力作用下，岩石发生破碎、变形，在破碎、变形的同时，伴有一定重结晶作用。其发育常受断裂构造控制，原岩的变化主要以脆性变形和塑性变形为主。气液变质作用(Pneumatolytichydrothermalmetamorphism):是由于热的气体及溶液作用于已形成的岩石，使已有的岩石产生矿物成分、化学成分及结构构造的变化，称为气液变质作用。气液变质作用通常沿构造破碎带及矿脉边缘发育。变质岩，英文名称为metamophicrock，是一种转化的岩石。地壳中已经存在的岩石（可以是沉积岩，火成岩，乃至早先已形成的变质岩），因温度、压力及介质条件的变化，在没有显著熔融和溶解的固体状态下而形成的一种新的岩石。此种岩石具有与新的物理--化学环境相平衡的新的化学成分、矿物成分和结构、构造。任何变质岩都包含其原岩形成的历史和变质作用的历史。由于变质岩是一种转化岩石，所以其成分与原岩的总化学成分和变质作用的类型、强度戚戚相关。在变质岩中的主要造岩氧化物仍为SiO2,A12O3，Fe2O3,FeO，MnO，CaO，K2O，Na2O，H2O以及P2O5等，但在不同的变质岩中其含量变化很大。当原岩是火成岩时，常称其为正变质岩，原岩是沉积岩时，常称其为副变质岩。组成它们的主要成分特征如下：SiO2:正变质岩为34-80%，副变质岩为0-95%；Al2O3：正变质岩为＜40%，副变质岩从四分之一到90%以上；Fe2O3和FeO：正变质岩一般＜15%；副变质岩可高达30%以上；MnO：正变质岩含量很低，＜2%；副变质岩可高达20%以上；CaO：正变质岩一般不超过23%；副变质岩可高达50%以上；K2O/Na2O：正变质岩通常＜1%，副变质岩几乎总是＞1%，达到2-3%；P2O5：正变质岩通常＜3%，副变质岩可达16%，甚至超过40%。对变质岩的化学成分进行研究，是恢复变质岩原岩性质的重要依据。变质岩的矿物成分，既决定于原岩性质，还与变质作用的性质、强度密切相关，因此变质岩具有自己的矿物成分特点，又和火成岩、沉积岩有一定联系，且比它们更复杂多样。主要造岩矿物在三大类岩石中分布情况列入下表：岩石中矿物的粒度、形态和晶体之间的相互关系等特征，称之为结构。变质岩的结构，颇为特别，因为其是一种转化改造原岩的岩石。根据成因，其结构一般可分为四类：碎裂结构，变晶结构，变余结构和交代结构。变质岩的构造是指岩石组分在空间上的排列和分布所反映的岩石构成方式，着重于矿物集合体的空间分布特征。按其成因可划分为三类：变余构造，变成构造和混合岩构造。结构构造是变质岩的重要特征，常用作变质岩分类命名的重要依据。通过对结构和构造的研究，还可以了解变质岩的原岩，判断原岩所经受的变质作用、环境、方式和程度等特点。根据变质作用类型和成因的不同，可将变质岩分为五大类：I动力变质岩类II接触变质岩类1.热接触变质岩类2,接触交代变质岩类III区域变质岩类W混合岩类V交代变质岩类由动力变质作用形成的变质岩称为动力变质岩，动力变质作用常与构造运动有关。在不同性质的应力影响下，岩石和矿物主要发生塑性变形（表现为矿物的粒内滑移和扭折）和脆性变形（矿物发生碎裂）。根据岩石碎裂的特征将动力变质岩划分为以下主要类型，以岩石碎裂特征定出基本名称。由接触变质作用形成的岩石成为接触变质岩。它们分布在紧靠岩浆岩侵入体的围岩中。围岩由于温度升高，发生重结晶作用，形成新的岩石，称为热接触变质岩，而由于岩浆中逸出的气态、液态溶液的影响使围岩发生交代作用，形成新的岩石，称为接触交代变质岩。热接触变质岩中常见的有角岩类，斑点板岩，大理岩，而接触交代变质岩最常见的是矽卡岩。区域变质岩是原岩经区域变质作用所形成的岩石。引起区域变质作用的因素较复杂，往往是温度、定向压力和具有化学活动性流体的综合作用。其温度变化可在200-300°C至700-800°C，压力可自0.1-0.2GPa至1.0GPa，地热梯度的变化范围也很大，可自7C/km-60C/km。由于区域变质作用的分布范围是区域性的，因而区域变质岩常大面积分布，可达数百至数千平方公里，有的地区甚至达百万平方公里以上，并且变质程度深浅不同的区域变质岩在空间上常作带状分布。区域变质岩从太古代早期到新生代都有出现，前寒武带结晶基底主要由区域变质岩和混合岩、岩浆岩构成。古生代以后的区域变质岩主要分布在造山带。主要有：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、角闪岩、麻粒岩、榴辉岩、石英岩。混合岩是由混合岩化作用形成的岩石，其基本物质系由基体和脉体两部分组成。基体指的是混合岩形成过程中残留的变质岩，是区域变质作用的产物，主要是斜长角闪岩、片麻岩、片岩、变粒岩等。颜色较深。脉体指的是混合岩形成过程中处于活动状态的新生成的流体相结晶部分，通常是花岗质、长英质、伟晶质和石英脉等。和基体相比，其颜色较浅。混合岩是在区域变质作用基础上发展起来的，但它以普遍发育交代现象和矿物成分、结构构造的不均匀性区别于区域变质岩。混合岩主要分布于前寒武纪结晶基底和古生代以后的某些区域变质岩发育地区。根据混合岩化作用的强度和混合岩的构造特征，主要类型有：角砾状混合岩、网状混合岩、条带状混合岩、眼球状混合岩、肠状混合岩、阴影混合岩、混合花岗岩。交代变质岩是在气液态的溶液影响下，由于交代作用使原岩发生变质所形成的岩石。交代变质岩的化学成分和矿物成分，与原岩相比较，都有显著的变化。岩石中原有的矿物在交代过程中发生原有的溶解、消失和新矿物的生成，相应的岩石结构构造也发生改变。交代变质岩的种类较多，变化也较复杂。根据交代作用的产物和原岩的成分，本馆现介绍以下几种交代变质岩：蛇纹岩青磐岩云英岩黄铁绢英岩人们对于岩石可以说既熟悉有陌生。熟悉是因为在日常生活中，盖房子、修水渠、筑堤坝等都需要用岩石，而陌生是在大多数人的头脑中，没有岩石的科学概念。在这部分，着重介绍一些奇妙的变质岩及与变质岩有关的祖国各地的名山异石。《明史》和《张汉儒疏稿》曾记载"一捧雪〃为明代一件很著名的玉杯，但由于严嵩欲利用权势将玉杯据为己有，使玉杯的收藏者莫怀古弃官隐居他乡，直至二十世纪七十年代，河南新野县文化馆才收藏了这件宝物。“一捧雪〃玉杯为白色，略透淡绿，口径七厘米，深2.5厘米，杯壁厚0.2厘米。杯身琢有梅花，五瓣，似腊梅盛开。杯底中心部分琢一花蕊。杯身外部攀缠一梅枝，枝上琢有17朵大小不等的梅花，与杯身自然连在一起。玉质晶莹，花美枝嫩。显然，玉杯的作者取"腊梅傲雪〃之意。杯内斟酒后，幽幽酒业波动，光线折射，加上玉杯本身的剔透光洁，给人以闪光粼粼，如冰如雪的感觉。1978年经故宫博物院鉴定，"一捧雪〃为明代工艺，玉料出自新疆和田专区的玉龙哈什河和哈拉哈什河上游的昆仑山，这就是有名的和田玉。和田玉属于软玉，是一种变质角闪石岩。我们把由单矿物角闪石所组成的岩石，称为角闪岩。角闪石在温度、压力等外界条件的影响，变成毡状的阳起石或透闪石纤维状微晶集合体，这种集合体就是软玉。这种玉可以在岩浆周围岩石接触的时候，围岩发生变质，在浅变质的岩石中出现，也可以由含SiO2较少的火成岩经过熔蚀变质而成。和田玉是我国著名的玉石之一，它的开采历史悠久，在明代宋应星的《天工开物》中就已经描绘了人们在哈拉哈什河中拾玉石的情景。和田玉主要为白色、黑色和杂色，很少有绿色的。其中有一种洁白色、质地细致坚硬、呈油脂光泽的玉，称为“脂玉”，是和田玉中质量最好的。纯黑的和田玉称为墨玉。这些都是我国著名的玉种。青田石产于浙江省，距青田县城20里的白羊山上。这里地处瓯江中游，括苍山南麓，青田石因产地而得名。青田石是一种著名的雕刻材料。青田石刻始于宋代，至今已有900多年的历史。宋朝时的青田石，主要用来刻制图章、石碗、笔筒、笔架和香炉等。到了清朝，青田石刻有文玩、实用品发展到雕人物、山水。从浅刻、浮雕、立体图雕到多层镂雕，并充分利用石料上的'巧色”，使青田石刻的工艺达到很高的水平。郭沫若有诗赞颂说："青田有奇石，寿山足比肩，匪独青如玉，五彩竟相宜〃。在工艺美术界，把青田石分为“冻石〃和“图书石〃两大类，而以冻石尤为著名。冻石半透明，洁白如玉，象冰冻一样，所以称之为"冻石”。古人往往以"凝脂〃、“冻密”来形容它。按石质、颜色、纹理，冻石还可以分为20多种，如鱼脑冻、青田冻、紫檀冻等。其中最名贵的要数灯光冻。它与福建寿山的田黄石、昌化的鸡血石，并称三大佳石。冻石一般都做图章材料。图书石比冻石差一些，质地滑腻、细致、颜色有红、黄、蓝、黑、白、紫、褐等，是刻图章的原料。近年来，随着科学技术和工艺美术的发展，青田石的用途日益广泛，不仅作为雕刻石料、建筑材料和陶瓷原料的填充料，还用作分子筛、人造金刚石的模具和耐火材料等。青田石是一种变质的中酸性火山岩，叫流纹岩质凝灰岩，主要矿物成分为叶蜡石，还有石英、绢云母、硅线石、绿帘石和一水硬铝石等。颜色很杂，红、黄、蓝、白、黑都有，岩石的色彩与岩石的化学万分有关，当三氧化铁含量高时，呈红色，会计师低时呈黄色，更低时为青白色。岩石硬度中等，玉石含叶蜡石、绢云母、硬铝石等矿物，所以岩石有滑腻感。在故宫博物院珍藏的汉朝玉佩以及西安茂陵附近出土的西汉武帝的大型"玉铺首”，经鉴定，它们都是一种蛇纹石化大理岩，又称为蓝田玉，是以产地陕西蓝田县命名。但是陕西蓝田县是否产蓝田玉一直是个难解之谜。在《汉书地理志》曾记载，美玉产"京北”，即长安（今西安）北面的"蓝田山”，其后至唐代的古书，都曾有蓝田产玉的记载。但到明代万历年间，宋应星在《天工开物》一书中却否认陕西蓝田县产玉，他认为世上的蓝田玉出自昆仑山脉。1921年，我国地质学家章鸿钊先生在《石雅》中说，蓝田自古就是制玉之地，并非产玉之地，宋应星的说法有一定道理，但也有可能蓝田曾产玉，但由于长期采掘，现在已无遗存，所以后人才说蓝田不产玉。七十年代以来，地质工作者在蓝田县发现蓝田玉。它是一种蛇纹石化大理岩。白色的大理岩中布满了草绿色的具有滑感的蛇纹石，当含有其他杂质时，还可出现红、黄、黑等色。蛇纹石化大理岩是碳酸盐岩石，由石灰岩、白云岩受到热水溶液作用后，重新结晶而成的。在变质过程中含镁质的矿物（如白云石）可以变成蛇纹石。在岩石学上，次生石英岩是很普通的岩石。可是在宝石学上，它却可以构成许多种显赫的玉类。例如，“京白玉”、“密玉”、“河南玉”以及“东陵玉〃等等。什么是次生石英岩？这种岩石是怎样形成的?次生石英岩是一种变质岩石。它的主要矿物成分是石英，约占70-75%，还含有绢云母和富铝矿物明矶石、高岭石、红柱石、叶蜡石和水铝石等。呈红灰、暗灰或绿灰等色，隐晶质，至密块状，硬度比较大。次生石英岩多半由火山岩受到火山喷出的含硫蒸气或热液的影响，使原来岩石中的矿物转变成石英和富铝矿物而成的。次生石英岩组成的玉石有什么特点呢？京白玉：是一种白色的次生石英岩，隐晶质，块状，洁白晶莹，硬度很高，坚硬耐磨，是一种玉雕材料；密玉：因产于河南省密县而得名。是一种黄色到黄褐色得次生石英岩，可作玉雕；东陵石：凡含细鳞片状云母或细云母片状赤铁矿，而且分布均匀的“次生石英岩”或水晶晶体，都叫东陵石，可作宝石或工艺雕刻石料。琢磨后，呈闪烁的金黄色、粉红色和油绿色的比较贵重，以绿色、碧绿色者最好。绿色是细鳞片状铭云母均匀分布次生石英岩中形成的。大理石是一种高级建筑石材和彩石。在北京的毛主席纪念堂和人民英雄纪念碑的建筑中，采用大理石作石材和彩石的数量相当多。大理石是因我国云南大理县点苍山产出数量多、质地优良而得名。点苍山大理石开发利用历史悠久，早在唐宋的古塔和碑文中就有许多精美的大理石工艺品。建筑工艺上所说的大理石，在岩石学上称为大理岩，也是一种变质岩石。它的化学成分主要是碳酸钙，有时也可以是碳酸钙镁。矿物成分主要是方解石，有时也可以是白云石等。纯者不含杂质，有的往往含有铁、锰、碳和泥质等杂质。质纯的大理岩颜色洁白，当含有不同杂质时，可出现各种不同的颜色和花纹，磨光后绚丽多彩。大理石中方解石颗粒清晰可见，但不同的大理石晶粒粗细是不同的。我国大理岩分布广泛，这里介绍几种格调不同的大理岩。汉白玉：纯洁雪白的大理岩叫汉白玉，是一种著名的石雕材料，产于北京房山县。白色都居多，方解石结晶较好，磨光后晶莹如玉，质地细致均匀，透光性好。故宫里有一块雕刻着龙和山水的汉白玉就是北京房山产的。云石：是云南大理县点苍山产出的大理石。云石石质结构细致，磨光性好，块度大，石块中含杂质、斑点很少，透光度较好，是最优良的一种工艺大理石。当云石磨成0.03mm的薄片，放在偏光显微镜下观察，可见方解石呈条带状微晶，矿物颗粒很细，大约在0.1-0.5mm之间，粒度均匀。主要矿物成分是方解石，还含有少量的石英，白云母，磁铁矿、黄铁矿等矿物。云石中的花纹成分为金云母、碳质、绿石、石英或角闪石、黑云母、斜长石等。歙砚是我国著名的石砚，因产于安徽省的歙县而得名。歙砚始于唐代开元年间，至今已有一千二百多年的历史，深得历代文人得好评。南唐李后主评歙砚为天下之冠。歙砚的原材料为灰黑色的含石英粉砂粘板岩，它是泥质岩经变质后形成的岩石，其矿物组成为绢云母、石英、碳质、黄铁矿、磁铁矿和褐铁矿等，矿物颗粒都较细小，大约在0.005-0.01mm之间。岩石硬度不大，小刀能划动，比重为2.89-2.94。岩石形成于1350百万年前，属于元古界震旦系上板溪群的浅变质岩层。由于歙砚石质致密、细腻、孔隙少，不损笔，而且砚石中含绢云母，使砚石具有发墨耐用得特点。砚石中的石英颗粒均匀分布，使歙砚具有"细中有锋，柔中有刚〃的特点。东岳泰山座落于山东泰安县内，长约200公里，山势雄伟突兀，山内怪石古松，瀑布，令人观止。著名的古迹有岱庙、碧霞祠、五人松等。其中以玉皇顶观日出最为壮丽。秦始皇于公元前219年曾到此封禅。泰山上下，石刻漫山遍谷，有"天然的书法展览〃之称。泰山石刻有楷、隶、草、篆四种字体书写的碑文、经文、诗词和题词，内容丰富，形式多样。其中，秦朝李斯小篆石刻，距今已有二千一百八十多年，是我国最老的石刻。宋宣和碑高9.25米，宽2.1米，重二万多公斤，为岱庙巨碑之最。泰山石刻虽经千百年，但至今基本保持原貌，这是与泰山的岩石性质有密切关系。泰山是由什么岩石构成的呢？这里的岩石全部是古老的泰山群花岗混合岩，它们已经有近25亿年的历史。那么泰山混合岩是怎样形成的呢？泰山地区是古代海槽的一部分，堆积了一套泥砂质和基性火山物质的巨厚地层，这就是泰山岩石的原来的组分。在地壳强烈运动的影响下，地层褶皱隆起，大量温度高、活动性大的流体物质沿裂隙渗透到岩石中，与岩石发生强烈的交代作用，流体物质不断地从岩石中溶解和带走一些铁镁物质，同时又送来一些硅、钾、钠。在交代作用进行得不完全、不彻底的情况下，原岩的残留体与流体物质就形成黑白相间的条带。