第九章 区域变质作用及

●第九章区域变质作用及

区域变质岩

第一节概述

一、区域变质作用的基本概念

●区域变质作用是在岩石圈大规模范围内发生的多种因素综合起作用的复杂变质作

用；区域变质作用常与构造运动相伴发生，多见于前寒武纪结晶基底及显生宙造山带，常伴有混合岩化、大规模的变形及岩浆活动，主要变质因素是温度、压力和流体；区域变质作用以分布范围广、变质环境多样和变质因素复杂为特征。

二、区域变质作用因素

●区域变质作用中有各种变质因素的复杂配合，特别是区域性的地热异常和构造应力

场的配合。一般来说变质峰期晚于变形峰期或与变形峰期大致同时。

●区域变质作用和花岗岩浆侵入作用间的关系虽有争议，但许多片麻岩热穹隆中心或

造山带的热轴附近都伴随有大规模的混合岩化作用和花岗岩浆活动。

●低压区域变质和花岗岩浆活动的关系更为密切。特别是一些发育“板底垫托”岩浆活

动的地区，可以把岩体看作是热能提供者之一；但在另一些情况下，花岗岩、混合岩和高级变质岩都可能是受热达到顶峰时的产物，都与区域热流异常有关。在一个造山带中区域热流异常的强度往往是不均一的，导致造山带区域变质作用的不均一性，可以形成一个甚至多个变质热穹隆。

●区域变质作用的温度范围和接触变质作用大体相同，为200 ℃±～800℃±，而压

力范围显然比接触变质高，为0.3～1.2GPa。但要注意两者之间的过渡关系，特别是高热流条件下的低压区域变质几乎与接触变质没有什么区别，应从产状上加以区分。

压力是区域变质的一个重要控制因素。一个区域范围内，温度对压力的改变率（dT/dp）称为地热梯度，记作℃/km。地热梯度的大小决定着区域变质作用的压力

类型。

三、区域变质作用的地质条件

区域变质作用与造山运动有密切的成因联系。在我国及世界各地，最古老的岩石如太古宙结晶基底主要由区域变质岩构成，元古宙、显生宙的一些造山带的核部，区域变质岩亦有大面积的分布。

区域变质作用可发生于多种地质条件下，苏克（Milos Suk,1983）划分出5种不同类型的区域变质作用：

1.大陆地盾区的区域变质作用外形上不显带状，而呈面型分布。一般为低压变质，但温度差异甚大，有的地盾区普遍遭受高级变质作用（高角闪岩相和麻粒岩相），伴随强烈混合岩化作用。如加拿大地盾、斯堪的那维亚地盾等。也有些变质很浅。如非洲、澳大利亚、加拿大等地的绿岩带。

2.造山带的区域变质作用多呈带状分布，延伸数百至上千公里，多为中压或高压型变质作用。如欧洲的加里东造山带为中压变质，阿尔卑斯造山带为高压变质，我国秦岭造山带则包括了不同压力类型的变质作用。

3.汇聚板块边缘的区域变质作用以长达数千公里的双变质带为特征。靠大洋一侧由于板块俯冲，冷的洋壳和海沟沉积物被带到深处，常形成低温高压变质带（三波川型，蓝闪石－硬玉型）；靠大陆一侧是地幔物质上涌带，伴有中酸性岩浆活动，往往形成低压高温变质带（领家型，红柱石－夕线石型）。但要注意，有的地区发育不同压力类型的变质作用，而不一定是板块俯冲带。

4.热穹隆核部的区域变质作用穹隆构造的核心部分变质程度高、出现片麻岩、混合岩和花岗岩，向边部变质程度逐渐降低。是一种中心式递增变质作用，常围绕热中心发育递增变质

带。此类变质作用归因于局部热流增高。局部热流增高可由于传导（局部放射性热流增加）、对流（深部上升的岩浆）、或者地幔底辟上隆而引起的地壳加热等方式产生。

5.洋底变质作用由于洋中脊和热点附近热流值的增加和深部上升的含Mn、Fe、Zn、Pb等元素的热水溶液的作用，使洋壳岩石发生不同程度的变质作用。如拉斑玄武岩转变为角闪岩或绿片岩、超基性岩蛇纹石化等。变质程度从沸石相到角闪岩相，地热梯度较高，可达150℃/ km（塞浦路斯的特鲁多斯）。

第二节区域变质岩的分类及常见的岩石类型

一、区域变质岩的分类

●区域变质作用可以看作是等化学变质作用。因此，区域变质岩多采用等化学系列和

等物理系列相结合的分类方案。

我国学者程裕淇（1963）的分类方案中将区域变质岩分为九大类：①长英质、②泥质、③中性、④半粘土质、⑤基性、⑥钙质、⑦钙镁质、⑧富硅岩、⑨镁质。

●程先生的分类中考虑了不同变质相条件下各种原岩类型的矿物组合的变化及混合岩

化过程中各类岩石的变化，并提出一整套命名原则。该分类命名原则一直是后来各

省区拟订变质岩分类命名方案的蓝本。

本课程采用特纳的分类法，即将变质岩按化学类型分为：①泥质变质岩，②长英质变质岩，③钙质变质岩，④基性变质岩，⑤镁质变质岩。

二、常见区域变质岩的特征及命名

●区域变质岩常具有区域性大面积分布，多发育区域性的劈理、结晶片理。

●区域变质岩中常见岩石类型的基本名称的确定主要是依据其结构构造和矿物组成特

征。常见的区域变质岩的主要类型及其特征如下：

1.板岩是一种隐晶质－极细粒、具完好的平面面理的变质岩石，板状构造，并保留残留的泥质、粉砂质、凝灰质结构及变余层理构造。常发育与层理斜交的板状劈理。变质程度非常低，原岩矿物成分无明显的重结晶现象，新生矿物很少，仍以隐晶质为主，无丝绢光泽。

●原岩主要为泥质、粉砂质沉积岩及部分中酸性凝灰岩等。

●进一步命名： 质板岩。

2.千枚岩一种显微晶质－很细粒的变质岩，变质程度比板岩高，但肉眼仍很难鉴定出矿物成分，而在显微镜下可鉴定出矿物成分。典型的主要矿物组合是绢云母－绿泥石－石英，有时含较多钠长石。常为显微粒状鳞片（状）变晶结构，千枚状构造，也常出现交面线理或皱纹线理。

●原岩常为泥质、粉砂质及部分中酸性火山岩及混合型岩石。

●进一步命名：片状矿物＋千枚岩。

3.片岩主要由片柱状矿物和粒状矿物组成，可含有十字石、蓝晶石、石榴子石、蓝闪石等特征变质矿物。片柱状矿物含量较高，常＞30%，粒状矿物以石英为主，可含一定量的长石，但长石含量＜25%，常为鳞片粒状变晶结构，片状构造。极易沿片理劈开成薄的岩片。

●原岩是粘土岩、半粘土岩，各种火山岩及火山碎屑岩和混合型沉积岩。

●进一步命名：（颜色＋）特征变质矿物＋片（柱）状矿物＋片岩。

4.片麻岩主要由石英、长石及少量暗色矿物组成，长石+石英＞70%，长石＞25%，暗色矿物＜30%。常为鳞片粒状变晶结构，变晶粒度＞1mm，片麻状构造。由于片柱状矿物含量降低，虽说岩石的面理比较显著，但不如片岩中的完善，沿面理剥开的能力不及片岩。

●原岩可是正常沉积岩，也可是火山岩或火山碎屑岩及各种中酸性侵入岩。

●进一步命名：特征变质矿物＋片柱状矿物＋长石种类＋片麻岩。

5.长英质粒岩主要由长石、石英等粒状矿物组成，其含量＞70%，长石＞25%，片、柱状矿物＜30%，常为细粒等粒鳞片粒状变晶结构，变晶粒度＜0.5mm，岩石常为块状和弱片麻