变质岩 第9讲-区域变质岩

变质岩

MetamorphicRock第九章区域变质岩授课内容

概述及分类

低压区域变质相系

中压区域变质相系

高压区域变质相系

由于区域变质的基本定义是大规模（区域尺度）的变质作用，而不论其变质条件、变质环境如何，这使得区域变质作用囊括了各种复杂因素和各种变质环境下的变质作用。将地壳区域变质概略划分为：造山变质-大陆区洋底变质-大洋区埋藏变质-变质作用→成岩作用混合岩化-变质作用→岩浆作用区域变质岩埋藏变质岩埋藏变质岩的一般特征1.出现在造山变质和洋底变质的很低级部分2.变质因素以很低温（150~350℃）、低压（＜0.35GPa）3.流体成分也是一个重要因素，因而常常伴随低温交代作用4.P-T范围小，仅包括沸石相和葡萄石-绿纤石相两个变质相区域变质岩埋藏变质岩埋藏变质岩的一般特征5.矿物成分上以含沸石、葡萄石、绿纤石、混层状粘土矿物等很低温矿物及大量原岩中残留矿物为特征6.岩石无片理，变余结构构造发育，外貌上与未遭受变质的原岩很难区分7.通常缺乏与埋藏变质相关的岩浆活动区域变质岩埋藏变质岩的主要岩石沸石相

沸石相变质岩与未变质岩石渐变过渡很难区分。二者常以变质火山岩和硬砂岩中出现浊沸石或Ab代替方沸石为标志。

由于浊沸石、葡萄石是富钙的矿物，因此，它们出现在变质火山岩、火山碎屑岩和硬砂岩中，由火山玻璃、斜长石等火山物质形成，而不能出现在贫钙的变质泥质岩中区域变质岩葡萄石—绿纤石相

岩石结晶程度比沸石相稍高，有时可有微弱的片理。矿物成分以变质火山岩、硬砂岩中浊沸石消失，绿纤石出现，变质泥质岩和长英质岩石中黑硬绿泥石出现为特征。区域变质岩造山变质岩造山变质岩的一般特征1.广泛分布在前寒武纪结晶基底和显生宙造山带，面积往往达数百乃至数千km2，变质区外形可分为面状和带状两类：在太古宙结晶基底，变质区以面状为主；在元古宙、显生宙造山带的核部，变质区呈一向延长的带状。2.是在区域性热异常和构造应力场的联合作用的产物，变质因素复杂。温度、压力、偏应力和流体都起十分重要的作用。区域变质岩3.由于偏应力起重要作用，造山变质岩通常都遭受构造变形，而发育明显的面、线理。4.由于P/T比变化大，造山变质岩分布区变质相系列和递增变质带演化十分复杂多样，可划分为下列三个基本类型和一系列过渡类型:低P/T型（红柱石-夕线石型）;中P/T型（蓝晶石-夕线石型）;高P/T型（蓝闪石型）5.造山变质的构造背景多样，主要包括弧—沟带、大陆碰撞带和大陆拉张带三类。

区域变质岩中P/T和低P/T区域变质岩绿片岩相（GS）-低级区域变质相特征：低温矿物组合和明显的变余结构构造；标志：以基性变质岩中出现Ch+Act+Ep+Ab+Q组合泥质变质岩：绿片岩相泥质变质岩从Ch带至Bi带随着重结晶增强，变余泥质结构、变质层理构造渐趋不明显，出现板岩→千枚岩→云母片岩的等化学系列。区域变质岩长英质变质岩：绿片岩相长英质变质岩主要有变质砂岩、变质砾岩、变质流纹岩等，可用变余结构将它们分开。基性变质岩：绿片岩相基性变质岩典型岩石为绿片岩，当变余结构构造显著时，则视变余结构不同称为变质辉绿岩、变质玄武岩等。钙质变质岩：若原岩为不纯灰岩，则以Cc为主，代表性岩石为绿帘石-透闪石大理岩；若原岩为泥灰岩，则以钙硅酸盐矿物为主，典型岩石为Cc-Ep-Tr粒岩。区域变质岩镁质变质岩：镁质变质岩出现F端附近矿物组合，无长石、石英。绿片岩相典型的镁质变质岩为滑石片岩、蛇纹石片岩或蛇纹岩区域变质岩绿帘角闪岩相（EA）绿帘角闪岩相是绿片岩相与角闪岩相之间过渡的低级变质相。重结晶程度比绿片岩相高，但变余结构构造仍较常见。区域变质岩特征：该相以基性变质岩中出现Ep+Hb+两相Pl组合斜长石一相为An0-2的钠长石，另一相为An＞20的斜长石绿帘角闪岩相富钾泥质和长英质变质岩典型组合为②，含钾长石不含富铝矿物。典型岩石为Mi-二云母片岩（富钾泥质）和二云母-长英粒岩或长英片（麻）岩（长英质）绿帘角闪岩相基性变质岩典型组合为③，以绿帘石-石英与两相斜长石和两相钙角闪石共生、普通角闪石含Al量较低，典型岩石为绿帘角闪岩。区域变质岩绿帘角闪岩相钙质变质岩典型矿物组合为④，典型岩石为Ep（绿帘石）-Tr（透闪石）大理岩（原岩为不纯灰岩）和Cc-Ep-Tr粒岩（原岩为泥灰岩）镁质变质岩代表性岩石仍为Tc（滑石）片岩、Ser（蛇纹石）片岩或蛇纹岩区域变质岩角闪岩相（A）-中级区域变质相特征：该相岩石以中温矿物组合、很少见变余结构构造标志：以基性变质岩中出现Pl(An＞20)+Hb+Q组合为区域变质岩泥质变质岩富铝泥质变质岩典型矿物组合为①，Ky带典型岩石为Ky-Alm-二云母片岩，在Fe/Mg比高的岩石中St仍可出现。Sil带典型岩石为Sil-Alm二云母片岩，无Ky

富钾泥质变质岩典型矿物组合为②，含微斜长石Mi而无富铝矿物，典型岩石为Mi-二云母片岩。区域变质岩长英质变质岩角闪岩相长英质变质岩典型矿物组合也为②，典型岩石为二云母长英片麻岩。基性变质岩基性变质岩典型矿物组合为③、④，典型岩石为角闪岩。钙质变质岩由于钙铝榴石的出现，该相泥灰岩组合⑤与不纯灰岩组合⑥彼此分开，典型岩石分别为Pl-Gro-Di粒岩和Gro-Di大理岩区域变质岩镁质变质岩镁质变质岩与绿片岩相、绿帘角闪岩相明显不同，典型岩石为Cum片岩、Ant片岩。区域变质岩麻粒岩相（G）麻粒岩相是高级区域变质相，通常T＞700℃，P＞0.3GPa主要见于早前寒武纪结晶地盾及显生宙造山带标志：以基性变质岩矿物组合中出现钙质单斜辉石斜方辉石区域变质岩中-低P/T麻粒岩相泥质变质岩典型矿物组合为①②。低温亚相（Sil-Or带）含Bi，典型岩石为Sil-Gt-Or片麻岩（①，可含Bi）、Gt-Bi-Or片麻岩（②）。高温亚相（Crd-Gt-Or带）Bi消失，出现Crd（堇青石）、Hy（紫苏辉石）。典型岩石为Sil-Crd-Gt-Or片麻岩（①）、Hy-Gt-Or片麻岩（②）。泥质变质岩长英质变质岩矿物组合与泥质变质岩相同，典型矿物组合也为①和②，但长石、石英含量高。低温部分含Bi，典型岩石为Sil-Gt长英麻粒岩(①，可含Bi）、Gt-Bi长英麻粒岩（②）；高温部分Bi消失，出现Crd(堇青石)Hy(紫苏辉石)，典型岩石为Sil-Gt-Crd长英麻粒岩区域变质岩基性变质岩中P/T麻粒岩相基性变质岩典型矿物组合为③，典型岩石为辉石麻粒岩。低温亚相含Hb（普通角闪石），典型岩石为Gt-Pl-Hb-二辉石麻粒岩（③）；高温亚相Hb消失，典型岩石为Gt-Pl-二辉石麻粒岩（b，③）钙质变质岩麻粒岩相钙质变质岩典型矿物组合为④，通常无Wo（硅灰石）、Gro（钙铝榴石），典型岩石为Cc-Pl-Di粒岩（原岩为泥灰岩）和Pl-Di大理岩（原岩为不纯灰岩）。Pl常为方柱石交代，Di常退变为Hb。区域变质岩镁质变质岩镁质变质岩典型岩石为二辉石岩、尖晶石-二辉橄榄岩区域变质岩高P/T区域变质岩高P/T区域变质岩产于海沟带和大陆碰撞带，是地壳俯冲的标志，有很重要的构造意义。典型的高P/T变质相系列为Z→LA→BS→E。LA（硬柱石-钠长石-绿泥石相）、BS（蓝片岩相）和E（榴辉岩相）是高P/T变质地体特有的三个变质相。区域变质岩硬柱石-钠长石-绿泥石相（LA）该相位于沸石相与蓝片岩相之间，仅代表一个小的P-T范围：P≈0.3-0.4Gpa，T≈150-300℃，以Lw+Ab+Ch组合为特征，无沸石相特征矿物Lm（浊沸石），代之以Lw（硬柱石)，也无蓝片岩相特征矿物Gl（蓝闪石），代之以Ab+Ch。区域变质岩蓝片岩相（BS）蓝片岩相岩石是分布最广的高压低温变质岩，由洋壳和海沟沉积物俯冲变质形成，是识别古海沟带的标志。其原岩为洋壳基性—超基性岩、深海钙、硅、泥质沉积物和海沟浊积岩蓝片岩相特征矿物是蓝闪石类钠质角闪石区域变质岩榴辉岩相（E）榴辉岩相（E）是一个高压（P＞1GPa）变质相，以典型岩石榴辉岩而得名。榴辉岩是主要由红