7.变质岩区调方法(2013.12.12)

每一个构造岩石地层单位的界面为构造界面，或 者发生强烈的面理置换和片内构造变形，使得难以 或无法厘定岩石地层层序、建立岩石地层柱。
(1)岩组的定义 为构造界面所围限的一种岩石地层，更多的 情况是两种以上的岩石地层组成的正式单位。
(2)岩群的定义
它一般是由区域性规模构造变质岩带所围限的多个组或岩 组组成的高级正式单位，常常缺失群级岩石地层单位所固 有的顶底不整合界面。 岩群：反映不同大地构造环境的原岩建造类型和变质作用 类型，以及重大区域性地质事件（如岩浆活动）区别于相 邻的变质地体，并显示其做为群级单位的身分。相邻的岩 群既可能属于不同造山带的产物（此时往往是由于远距离 构造位移拼贴的结果），也可能属于超群就地改造的结果。
• 5.关于改造作用的问题
• 是指对原岩建造或先存的变质地质体所施加的包括 “位态”、“形态”和“物态”的后期改造作用，是 一种在塑性环境下的特殊改造形式。
• 改造作用包括构造变形、变质作用及化学元素的活动 交代作用。
• 从改造作用总的趋势看，异常的次生趋同表现是改造作用发展
的最终成果，但同岩的次生异化则是改造作用演化过程中的中间 阶段或由于改造作用发展不均衡的结果。
1.构造一地层--事件法； 2.构造一岩层--事件法；
构造一地 (岩)层--事件法；
3.构造一岩石--事件法；
三、 变质岩区研究内容及基本要求
• 1.浅变质的沉积岩和火山岩原则上按沉积岩区和火山岩要求进行。 • 2.查明变质岩石的矿物成分，结构构造，岩石类型及岩石化学，地球化学以及
变形特征，恢复原岩。 • 3.查明不同岩石类型的空间分布以及它们之间的接触关系,建立序次。 • Hale Waihona Puke Baidu.查明变质变形作用的特征类型、划分变质相带和相系，探讨变质作用发生、发
( 二)原岩建造类型的恢复：
按常规可从地质体的产状形态、岩层组 合、结构构造、图解判别及副矿物、矿 物组合等方法来判别原岩性质。
( 三 ）示顶标志的判别：
示顶标志是鉴定地层层序的标准。它包括在沉积过程中形 成的原生构造和后期构造变形所形成的次生构造形迹。
1.原生沉积标志： 原生层状构造在浅变质岩系一般可以保存，有时在角闪 岩相变质岩系中亦能看到。 原生沉积构造，主要是指沉积过程中形成的，并能指明 层序新老关系的某些特征。据原生沉积构造所产出的构造 位置不同，其意义也有所不同。
填图单位仍按沉积岩区：群、组、段划分填图单位 例如：太行山古元古代岩石地层单位划分为：
甘陶河群：南寺掌组、南寺组、嵩亭组
• 二、中高级变质岩区--构造一地(岩)层一事件法
• 构造一地层一事件法与构造一岩层一事件法两种填图方法， 对层状无序无法建立层序的则采用构造岩层单位填图。
• 填图单位：岩群、岩组、岩段单位： • 是与群、组、段相对应的基本单位。
• 3 ．区域动力热流变质作用
• 它以出现递增变质带为特征。有明显的变形作 用。构造环境以克拉通内裂谷为主，如山西的 五台岩群均属裂谷中的火山一沉积岩系。
• 4 ．区域中高温变质作用 一般产于太古宙克拉通内，是地壳演化早期所 特有的一种变质作用类型。形成角闪岩相或麻 粒岩相的单相变质作用。一般不能划分递增变 质带。地热梯度较高，一般为中压型和低压型， 亦有高压相型。
2.次生构造标志：
( a ）劈理降向：在一次褶皱中（即层褶皱），利用褶皱中的 劈理降向、以及劈理（S1 ）产状和层理（S0）产状关系，不 仅可以判别地层正倒，还可以确定轴面位置和褶皱形态。
▲在褶皱转折端处，劈理（S1 ）与层理（S 0）近直角；在翼 部，其劈理降向发生变化，即当劈理降向相向时为背斜，相 背时为向斜。
• 根据地质体的地球化学特征探讨地慢性状、原岩性质及环境（构 造层次），区分不同的演化系列及划分对比不同的地质体，研究 分异演化程度，探索大地构造环境及海陆环境，查明变质地质体 形成的温压条件。
• 7. p—T---t 轨迹与变质地体演化动力学的研究
• 主要是通过在构造变形过程中温度、压力变化关系的研究探讨构造 变动模式。
▲当岩层为正常翼时, S 0 与S1倾向一致，倾角S1 > S0 。或S 0 与S1倾向相反； ▲当岩层倒转时， S 0与S 1倾向一致，倾角S0 > S1 。
A 劈理的降向 在垂直于组构面 线的平面内，晚 期组构面为了平 行于早期组构面 ，其旋转的上部 分量水平投影所 指示的方向(图4—
27)
3.褶皱倒向：
据国外 多数资料看，二者可能属不同构造环境的产物 （C .Kondie ) ，但也有相反的意见。
• 2.同变质构造的研究日益深入，取得了一 些新的进展，改变了对变质岩系构造的 传统认识：
• 主要表现在对多期透入性构造置换面理塑性环 境下的褶皱构造、韧性剪切构造及同变质构造 岩的研究，并根据不同的构造机制划分出具有 区域意义或全球意义的不同构造类型。
• 变质岩区普遍发育各种性质的层状构造（包 括条带状构造），研究和鉴别这些构造是原 生层构造( S0），还是次生层构造( S1或S2 ）， 是建立层序的关键所在。如果对它们的性质 不加研究和区别，特别是对由早期大型平卧 或倒覆褶皱所形成的轴面构造不加以鉴别， 统把面理和条带当成原生沉积构造（层理） 来看待，并据此建立层序，进行地层划分， 必将导致错误结果。
不对称次级小褶皱
不对称的大褶皱中如果 属于圆柱状褶翼的次级 小褶皱多呈对称分布， 但都是一翼长，一翼短 ；一翼像Z字，一翼像S ，故常称Z型或S型次级 褶皱。
在背斜构造中，小褶皱 从左翼开始一核部(转折 端)+右翼，分别表现为Z 型+M型+S型； 如果在向斜中则从左翼 到右翼，小褶皱的形态 则是由S型+W型+Z型。
• 二、变质岩区“区调”填图方法体系
• 在变质岩区进行地质填图应该正确处理建造与 改造的关系，用构造分析的方法分析研究填图中 有关变质地质学问题。
★变质岩区“区调”填图方法体系
以构造变形、变质作用理论为指导，以同一成因类型原 岩建造的变质岩石或变质岩石组合填图单位为基础，以 构造分析方法为手段，以地质事件为主线的填图方法体 系。 根据原岩建造的性质和改造作用的程度，可分为：
展的地质环境。 • 5.研究变质岩的原岩建造类型，探讨其形成的大地构造环境，以及变质作用和
成矿作用的关系。 • 6.根据变质、变形作用的特征及复杂程度和岩石类型，划分构造一地层单位、构
造岩石单位，分别建立地层层序、变质岩层构造叠置序列,并研究其新老关系和 岩石单位热动力事件演化序列。
第二节 变质岩区填图工作中常用的几个概念
a，小褶皱早于大 褶皱时，大褶皱中
的小褶皱轴面的组 合形式如发散状( 图4—33a)。 b，小褶皱晚于大 褶皱时，小褶皱的 轴面作平行排列( 图4-33b)
• 4.构造面向：
• 是在已确定有褶皱存在的前提下，利用 原生沉积构造标志来反映褶皱的性质及 特征。
• ( 四）重建层序的方法： 1.层状构造性质的鉴别：
1.变质作用
是指内生成因的热力学作用的总和，它使原岩经 过这一转化，通过重结晶、结构构造的改变以及 有时有新物质的加入，变为新的具有其特征的岩 石类型。
• 2．区域低温动力变质作用 绿片岩相。它是强应力和低温条件下形成 具有劈理和片理的低级变质岩系。它往往 与构造作用紧密相关，主要见于不同时期 造山带地区，如秦岭、天山等地。
在一次褶皱形成的多级组合褶皱中，运用同期形 成的不对称小褶皱的倒向来确定大褶皱转折端位 置，可取得良好效果。 ▲还可用次级不对称褶皱轴面（S1 ）与层理（S0） 产状关系及小褶皱形态（符号表示）来判断大一 级的褶皱转折端及地层产状的正倒。
▲在叠加褶皱区，只能用同期形成的不对称褶皱 倒向、符号、锐夹角指向等来判断大一级的褶皱 形态，及其所处构造部位和褶皱地层的正倒。当 褶皱两翼倒向一致或发生不同规律的褶皱倒向时， 则说明有早期平卧褶皱存在；
•
• 4.变质岩石是变质环境动态演化的产物 • -------变质岩石学---变质地质学
• 变质岩石学从静态的纯描述性的研究方法解脱出来， 从多期改造（变形、变质）的概念、事件序次演化的 概念、改造事件的环境概念和改造事件的性质的概念 出发进行变质岩石的宏观观察，并且结合微观观察， 用动态和综合分析研究的方法，将变质岩石学研究演 变扩展为变质地质学研究。
第七章 变质岩区填图方法
20013.12.12
第一节 概述
一、变质岩区研究取得的重大进展
最突出的成就有以下八个方面：
• 1.早期地壳的物质组成---高级变质区与花岗绿 岩地体（低级变质）的关系
是硅镁质还是硅铝质？是刚性、塑性，还是刚 塑性交替出现？众说纷云, 观点不一, 目前有3种认识， ① 二者是：不同时代、不同构造环境的产物， ②二者是：同时代，但构造环境不同； ③ 高级变质区是：花岗一绿岩地体深部产物。
(3)韧性剪切带：是一个活动带，由于韧性推覆或韧性滑脱 和走滑，常破坏地质体的原始空间关系，造成不同时代、 不同空间部位的构造岩片堆叠、地层不连续，因而韧性剪 切带的发育程度是选择填图方法的重要依据之一。
(4)韧性剪切带：是热液活动和某些金属（如金）的成矿 有利场所，近年来对它进行了地球化学研究，以了解化 学元素活动状况及其与成矿的关系。
黑脑包韧性剪切带
• 3.变质作用过程是一个与构造作用极为密切的动态的演变过程。 • 一般认为：
•
(1)克拉通早期演化阶段形成面积型高级变质作用区；
•
(2)活动大陆边缘（挤压环境，多为造山带）形成带状线性
无序构造变质带；
•
(3)被动大陆边缘（拉伸环境）形成层状有序轻微变质区；
克拉通内裂谷变质带，对应拉张和挤压环境的为裂谷的张合。
(1) 韧性剪切带：是了解中深层次物质状态和构造特征的窗口， 特别是前寒武纪变质地质学中受到普遍重视的重要构造现 象。
(2)韧性剪切带：形成于碰撞挤压、上隆拉伸及走滑各种环 境中，因而它常为推覆构造、滑覆构造和走滑构造的主要 形式。它具有不同的规模，较大规模的韧性剪切带常是不 同构造域或不同变质地质体的边界。
• • 6.地球化学工作方法日益成为研究解决变质地质学领域中有关地
质间题的手段
• 当前主要趋向，一是与岩石成因相联系，二是与大地构造和地壳 演化相联系（孙大中，1990 ）。
• 当前在研究地质体的成因和地质作用方面最常用的元素为大离子 亲石元素（LIL ）、亲硫过渡性金属元素（T ME ）、稀土元素 （REE ）、放射性元素，以及C02 一H20 流体相。
• 目前已总结出: • p--T 一t 顺时针演化的大陆碰撞模式 • p--T 一t 逆时针演化的大陆拉张模式（李树勋）， • 这些研究成果，不仅用于造山带，也用于高级变质区。
• 8.对变质岩系按照岩石地层（广义的）单位进行分类。
• 这既是填图工作的需要，也是研究变质地质学的 基础。以反映变质岩系岩石地层单位为基本内容 的地质图，具有内容丰富、直观性和客观性强， 在某种程度上反映了演化的动态过程，并具有表 达方式灵活多样的特点。
• 5．糜棱岩化作用 “糜棱岩”一词源于希腊语“mylon ” ，原有磨碎之 意。
• 形成机制：韧性应变或晶体塑性变形相伴随的同构造 重结晶作用造成的粒度减小。这一结论已被岩石变形 试验、光学显微镜与电子显微镜观察所证实，并在 1981 年4 月在美国彭罗斯召开的“糜棱岩的意义和成 因”会议上，得到各国学者的承认。
图2-23花岗质糜棱岩中的石英矩形条带构造
第三节 变质岩区工作方法
—、浅变质的沉积岩区--采用构造一地层一事件法
浅变质的沉积岩、火山岩，其构造不太复杂，可利用沉积 示顶标志、构造指向、标 志层或标志层组合，经构造解析能 建立恢复地层层序的地区，可以建立群、组、段单位，但 一 般多是在填图工作中—后期才能建立正式地层单位。
构造一地(岩)层一事件法特点：
层与层之间的界面大多数情况下为构造变形面， 或者原岩石地层从整体上发生强烈的面理置换， 从而破坏了岩石地层的原生叠置关系，使其失 去了连续性而无法建立和恢复完整的地层层序 的变质岩系。由于改造作用的不均衡性，有序、 无序状态关系较复杂。
1.构造岩层单位的定义
系指岩石地层经强烈的构造改造，使原来沉积叠覆 关系遭受破坏而形成的一套岩层序列，是构造作用 对岩石地层进行了既符合构造运动规律又受岩石强 干性制约的分割，从而形成构造岩石地层单位。