（二）变质相的划分

由于影响变质矿物组合的因素比较复杂，因此关于变质相的数目、命名及分类方案尚不一致，下面介绍几种主要的变质相分类方案。
1.埃斯科拉的分类
1915年埃斯科拉提出5个变质相，1930年扩充为8个变质相，并主要以基性原岩所形成的变质岩命名：①绿片岩相；②绿帘角闪岩相；③角闪岩相；④麻粒岩相；⑤蓝闪石片岩相；⑥榴辉岩相；⑦辉石角岩相；⑧透长石相。
其中①～⑥为区域变质相，⑦、⑧为高温接触变质相。
2.特纳的分类
特纳在总结已有资料的基础上于1968年提出如下11个变质相。
1）低压变质相（以温度增高为序）：①钠长石-绿帘石角岩相；②角闪角岩相；③辉石角岩相；④透长石相。
2）中高压变质相（以压力增大为序）：①沸石相；②葡萄石-绿纤石变质硬砂岩相；③绿片岩相；④角闪岩相；⑤麻粒岩相。
3）极高压变质相：①蓝闪-硬柱石片岩相；②榴辉岩相。
特纳把绿帘角闪岩相作为绿片岩相和角闪岩相之间的过渡类型，因此没有作为一个独立的变质相列出来。
3.都城秋穗的分类（1973）
都城秋穗的变质相分类特别强调压力的作用，他把变质相分为三个系列。
1）低压类型的变质相（以温度升高为序）：①沸石相；②绿纤石-葡葡石相；③绿片岩相；④绿帘角闪岩相；⑤角闪岩相；⑥辉石角片相；⑦麻粒岩相；⑧透长石相。
2）中压类型的变质相：①沸石相；②绿纤石-葡萄石相；③绿片岩相；④绿帘角闪岩相；⑤角闪岩相；⑥麻粒岩相。
3）高压类型的变质相：①绿纤石-葡萄石相；②蓝片岩相；③绿片岩相；④绿帘角闪岩相；⑤角闪岩相；⑥榴辉岩相。

综合区内薄片资料，结合野外观察，依据变质岩石中较为典型的对划分变质相、带有重要意义的标志矿物或共生矿物组合与有关划分各变质相、带的标准进行对照和比较后，将调查区内区域变质岩石的相带划分为：
低绿片岩相绢云母绿泥石带；
低绿片岩相黑云母带；
高绿片岩相铁铝榴石带；
低角闪岩相透辉石带。
以上变质相带中低绿片岩相在调查区占绝对优势，绢云母绿泥石带又为低绿片岩相中的主要变质带，黑云母带则在一些地区与绢云母绿泥石带构成递增变质带，高绿片岩相铁铝榴石带及低角闪岩相透辉石带分布很少。现将各变质相带描述如下：
（一）低绿片岩相绢云母绿泥石带
主要由部分志留系及二叠系、局部三叠系组成，出露面积约1 000 km2，组成该带的变质岩石主要有：细粒岩屑石英砂岩、岩屑石英细砂岩、含钙岩屑石英砂岩、细粒钙质石英岩屑砂岩、钙质粉砂岩、含钙粉砂质泥岩、泥质长石岩屑细砂岩、粉砂质泥岩、变砂质粉砂岩、粉砂质灰岩、千枚岩等。
变质带中变质矿物的共生组合有：
石英+绢云母+绿泥石；
绢云母+绿泥石；
绢云母+绿泥石+方解石；
绢云母+绿泥石+绿帘黝帘石；
绢云母+绿泥石+绿帘黝帘石+方解石。
以上变质矿物组合明显地反映出绢云母和绿泥石为变质带中标型矿物组合，各变质岩石特征如下：
1. 千枚岩
暗灰色，变余粉砂泥状显微鳞片变晶结构，片状构造。
组成矿物：石英5％，粒径0.01～0.1 mm，炭质物25％，泥质物70％，泥质物重结晶为显微叶片状和显微鳞片状绢云母和绿泥石，绢云母沿长轴方向平行排列，显示明显的片状构造。
2.变质砂岩
浅灰色、灰色或灰褐色，按砂屑颗粒的粗细又可分为变质粉砂岩、变质细砂岩及变质粗砂岩。变余砂状、粉砂状结构，块状构造。岩石受变质作用发生不均匀的重结晶而形成许多带不规则齿状边的不等粒石英颗粒，具波状消光，含量25％。胶结物泥质变为微叶片状、鳞片状绢云母和绿泥石，含量75％。
（二）低绿片岩相黑云母带
该变质岩石出露于昆南断裂以北部分地区，由泥盆系、石炭系、志留系及蛇绿混杂岩带中变质基性超基性岩组成，出露面积约2 000 km2。
划为黑云母带的主要依据是在变质岩中有变质矿物黑云母的出现，这意味着随着变质作用的加深，出现了变质程度的递增或渐进。绿泥石带中的绢云母（白云母）+绿泥石这一共生组合在该带中已成为不稳定的共生组合，而出现了黑云母，这是该带的标志矿物或特征矿物。但是，黑云母也可以出现在更深的变质带中。同时，另一方面黑云母带中也能见到不含黑云母的岩石，这是因为有不含绢云母的绿泥石片岩，因而，不会有黑云母晶出，这种绿泥石片岩在更高变质阶段也能保持稳定。同样，在有不含绿泥石的岩石中，也会形成不含黑云母的绢云母千枚岩。所以，黑云母带中并不一定都含有黑云母。
黑云母带常见的典型岩石有：黑云母石英片岩、黑云母角闪斜长片岩、钙质石英片岩、斜长阳起石片岩、糜棱片岩、黑云斜长片麻岩、变质中细粒岩屑砂岩、千枚状粉砂质板岩、绢云石英千枚岩、绢云母千枚岩、绿泥绢云千枚岩等。
黑云母带中变质矿物的共生组合是：
石英+长石+黑云母+绢云母+绿泥石；
石英+黑云母+绢云母+绿泥石；
石英+长石+方解石+绢云母+绿泥石；
石英+方解石+绢云母+绿帘石+绿泥石；
绢云母+绿泥石；
绢云母+绿泥石+方解石；
绢云母+方解石。
黑云母带中的典型变质矿物共生组合是：石英+黑云母+绢云母+绿泥石。从以上组合可以看出，黑云母并非在每一变质岩石中都能出现，这一方面反映与原岩成分有关，另一方面也说明变质作用是不均匀的。
常见的典型变质岩石主要特征如下：
1. 黑云母石英片岩（彩色图版3-5）
灰色，鳞片粒状变晶结构，片状构造。岩石由石英、黑云母及少量长石组成。岩石中矿物特征：石英（70％）、长石（少）呈粒状变晶，粒径0.1～0.3 mm，呈拉长状，沿长轴平行定向排列，彼此镶嵌分布，强波状消光；黑云母（30％）呈鳞片状变晶，片径0.1～0.4 mm，相对集中分布，平行定向排列，大部分具绿泥石化。另有微量锆石、钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等副矿物分布，粒径0.03～0.15 mm。
2. 黑云母角闪斜长片岩（彩色图版3-6）
灰色，鳞片柱粒变晶结构，片状构造。岩石以斜长石（更长石）、黑云母和角闪石（普通角闪石）为主组成。斜长石：70％左右，粒径0.08～0.24 mm，个别为0.5～1.4 mm，他形粒状，略有压扁，平行定向排列，具中度绢云母化；黑云母：5％，片径0.08～0.4 mm，呈拉长的片状和角闪石共生于一条带中，分布不均匀，大部分褪色，或变为绿泥石；角闪石：25％，呈长柱状，柱体（0.024～0.32）mm×0.55 mm，平行定向排列，和黑云母共生，相对聚集成条带状。
3. 斜长阳起石片岩
灰绿色，柱粒状变晶结构，片状构造。岩石由斜长石、阳起石、石英、钛铁矿、普通角闪石组成。斜长石：50％，粒径0.08～0.28 mm，他形粒状，长轴定向分布，具中度绢云母化，不具双晶，少量隐晶黝帘石化；角闪石：7％左右，粒径（0.24～0.5）mm×1.6 mm不等，呈他形、柱状、短柱状，长轴定向排列，大部分蚀变为阳起石，残留角闪石较脏；阳起石：41％，粒径0.08～0.4 mm，呈他形柱状、柱粒状，定向排列，相对和角闪石聚集成条带状分布。
4. 黑云母斜长片麻岩
灰白色，鳞片粒状变晶结构，片麻状构造。岩石主要由石英、斜长石和黑云母、白云母组成。石英（30％）、斜长石（53％）呈粒状变晶，粒径一般0.4～2 mm，彼此镶嵌分布，石英具强烈波状消光；斜长石有钾交代现象，具较强的绢云母化、高岭土化及少量黝帘石化；黑云母（15％）、白云母（2％）呈鳞片状变晶，片径0.4～2 mm，具叶片弯曲变形，相对集中分布，定向排列，具波状消光。
黑云母带中的变质岩石主要为片岩和粉砂岩，另外还有各种千枚岩、板岩及大理岩等，变质矿物组合最基本的或是贯通的为绢云母+绿泥石，而标型矿物组合则是黑云母+绢云母+绿泥石+石英+方解石，各种变质岩石呈互层或以夹层出现，彼此递变。因此，黑云母带的变质程度也是不均匀的，主要受原岩性质控制。
（三）蛇绿混杂岩中的低绿片岩相黑云母带
在畅流沟、木孜塔格北及向阳泉一带分布有蛇绿混杂岩，多呈长条状、透镜状，总体为近东西向分布。该混杂岩中大多数岩石已经变质，且变质相多属于低绿片岩相。
在洋壳向陆壳之下俯冲过程中，随着洋壳下沉，压力逐渐递增，蛇绿岩遭受一种递进的变质作用。从沸石相→葡萄石-绿纤石相，最终出现高压低温变质的蓝片岩相。本区目前未发现沸石相、葡萄石-绿纤石相和蓝片岩相变质特征，其变质岩大量的为低绿片岩相黑云母带。在畅流沟蛇绿混杂岩——阳起石片岩薄片中见到紫苏辉石残晶，说明本区在洋壳俯冲过程中，最深变质程度达到麻粒岩相。然而蛇绿混杂岩带在碰撞造山时，早期大洋热液变质作用中棕色角闪石普遍退变为透闪石、阳起石及边缘绿泥石，显示由角闪岩相→高绿片岩相→低绿片岩相的退化变质特征，而主体显示以绢云母+绿泥石+绿帘石为主的变质矿物组合，属区域低温动力变质作用中的低绿片岩相。
在蛇绿混杂岩中变质岩的共生矿物组合为：
滑石+蛇纹石+阳起石+直闪石（超基性岩）；
黝帘石（绿帘石）+绿泥石+斜长石+黑云母+石英（基性岩）。
变质岩组成主要有蛇纹岩、片理化纯橄榄岩、橄榄辉长石、更长浅粒岩、黑云更长变粒岩、角闪片岩、阳起片岩、片状石英岩、糜棱砂岩、千糜岩、片麻岩等。其各变质岩石特征如下：
1. 蛇纹岩
暗灰绿色，纤维状变晶结构、交代结构，块状构造。蛇纹石（＞95％）无色，低正突起，呈隐晶—纤维状集合体，具交代网环结构假象，原岩为橄榄岩。次闪石（＜5％）浅褐色，大小一般0.25 mm左右，具角闪石式解理，干涉色低，具网环假象，有辉石残余，后又被蛇纹石交代呈残余分布。
2. 片理化纯橄榄岩
暗灰绿色，柱粒状结构，定向构造。岩石由平行定向的橄榄石组成。橄榄石（＞85％）大小一般1 mm×0.4 mm左右，自形—半自形柱状、柱粒状，近于等粒，无色，平行消光，最高干涉色为Ⅱ级紫红—Ⅲ级蓝绿，普遍发育网状裂纹，新鲜，平行定向分布，沿一组平行定向的构造缝两侧，橄榄石已全部蛇纹石化，橄榄石成分为贵橄榄石。
3. 更长浅粒岩（彩色图版1-1，1-2）
灰色，显微鳞片粒状变晶结构，块状构造。岩石由斜长石、石英及黑云母等组成。斜长石（40％～45％），大小一般0.2 mm左右，他形不规则粒状，泥化中度，绢云母化轻，聚片双晶不发育，成分为更长石，均匀分布，略有压扁拉长、定向；石英（45％左右）呈0.2 mm左右的他形不规则粒状，略有压扁拉长、定向，波状消光，均匀分布。
4. 阳起石片岩（彩色图版1-4）
暗灰绿色，柱状变晶结构，片状构造。岩石全部由平行定向的阳起石组成，片状构造发育。阳起石（≥97％），浅绿色，长柱状，柱长均在4 mm以上，平行消光或斜消光（消光角小），干涉色鲜艳。
5. 片麻岩（彩色图版2-3）
灰色，鳞片粒状变晶结构，片麻状构造。岩石主要由石英、斜长石、黑云母等组成。按各矿物含量不同具体可分为黑云母斜长片麻岩、斜长花岗片麻岩、花岗片麻岩等。斜长石、石英呈粒状变晶，具压扁拉长透镜状，其与片状矿物黑云母相间排列，断续分布。另外，还有微量粒状钛铁矿、磷灰石、锆石、磁铁矿、黄铁矿等副矿物分布。
（四）高绿片岩相铁铝榴石带
该变质带仅在调查区西北角石花山一带有小面积分布，其与低角闪岩相透辉石带共生，分布面积约100 km2，变质带发育在中元古界长城系小庙群（ChXm）中，平面形状近菱形，为石花山穹窿，高绿片岩相与低角闪岩相变质岩组成环状变质岩，西界、南界与低绿片岩相绢云母绿泥石带为断层接触，东侧被第四系覆盖，向北延伸出图外，变质带内有华力西期岩浆侵入，形成热隆伸展构造。
构成变质带的主要岩石有黑云石英岩、黑云斜长石英岩、绢云黝帘透闪石岩、二云片岩、斜长二云石英片岩、含硬绿泥石透闪方解片岩、糜棱二云石英片岩、黑云斜长糜棱片岩、斜长方解石英糜棱片岩、黑云斜长片麻岩、大理岩等。
变质带中主要变质矿物及共生矿物组合为：
石英+斜长石+黑云母+白云母；
石英+斜长石+黑云母+白云母+铁铝榴石+次闪石；
石英+透闪石+绢云母+隐晶帘石类矿物+阳起石；
石英+斜长石+黑云母+白云母+红柱石；
方解石+透辉石+斜长石+透闪石+白云母；
石英+黑云母+黝帘石+斜长石+绢-白云母。
铁铝榴石是划分本变质带的标型矿物，其他变质矿物组合除绿泥石消失外，与黑云母带基本相同，绢云母全部或部分为白云母所代替，作为标志矿物的铁铝榴石，分布通常是不均匀的，并非到处都有。石榴子石与红柱石共生，整体属低压高温相系。
变质带中主要变质岩石特征如下：
1. 黑云斜长石英岩（彩色图版2-4）
岩石呈深灰色，镜下具显微鳞片粒状变晶结构，块状构造。主要由长石、石英、云母等矿物组成，经过碎裂及变质重结晶等多期变形、变质，原岩可能为花岗岩类碎裂岩，后期变质重结晶。石英：大部≤0.5 mm，他形不规则粒状，一般0.3 mm左右，少量0.8 mm左右，彼此镶嵌，接触界线弯曲不规则，少数略有压扁拉长，定向分布，轻度波状消光，石英可能原为变余碎基。含量42％；更钠长石：大小1.6 mm左右，变余碎斑，晶体边界破碎、圆化，微裂纹发育，内部包含较多石英、磁铁矿等包裹体，其中磁铁矿呈粉末条痕，分布方向与岩石片理斜交或一致，反映变余残斑在重结晶过程中经过旋转，含量35％。
2. 绢云黝帘透闪石岩
灰色，镜下粒柱状变晶结构，块状构造。岩石由石英、透辉石、阳起石及帘石类矿物等组成。石英：他形不规则粒状，少数碎粒状，大小不等，粒级＜4 mm，一般0.6 mm左右，波状消光，分异聚集为不规则透镜体平行定向分布，含量15％。透闪石：粒级粗大，呈变斑晶，半自形柱状，大小平均3 mm×2 mm左右，长轴平行定向多聚集分布，含量58％。
3.斜长二云石英片岩
岩石呈灰色，镜下具显微鳞片粒状变晶结构，片状—条带状构造，肉眼观察具定向构造，由长石、石英、部分云母类矿物等组成，经过了多期碎裂及变质重结晶作用。更钠长石：呈变余碎斑，大小1.6 mm左右，晶体边界破碎，长轴大致定向，内部包含较多尘状铁质及石英微粒，少量压扁拉长呈透镜体分布，聚片双晶不发育，低突起，均匀分布，含量20％；石英：他形不规则粒状，大小不等，1～0.2 mm，其集合体呈透镜体条带平行定向分布，波状消光，含量45％；黑云母：棕—浅黄多色性，片径＜0.5 mm，细小鳞片状，受动力作用多数破碎、弯折，波状消光，绿泥石化，含量15％。
4. 黑云斜长片麻岩
岩石色调较深，多呈深灰色，肉眼下可见到定向构造，镜下具鳞片粒状变晶结构、变余糜棱结构，片麻状构造。岩石由石英、斜长石、黑云母等组成，原岩可能经历了糜棱作用，后期又变质重结晶。斜长石（35％～40％）：多数呈1.25 mm左右变余残斑，棱角不规则或圆化，粒内包含较多尘状铁质（尘状铁质条痕弯折、扭弯，与残斑外围片理斜交或一致，可能为同构造期变质重结晶），不具聚片双晶，成分为更钠长石，长轴定向，少数呈＜0.5 mm的变余碎基，已压扁拉长，平行定向，聚集成细条带绕残斑分布；石英（45％）：他形不规则粒状，＜1.2 mm，平均0.4 mm左右，大小不等，压扁拉长，波状消光，彼此聚集成透镜体条带平行定向分布；黑云母（15％～20％）：棕红—浅黄多色性，片径＜2.4 mm，不规则片状、碎片状，波状消光，少量已全部绿泥石化，伴随斜长石条带平行定向分布。
（五）低角闪岩相透辉石带
该变质带与高绿片岩相铁铝榴石带分布区域相同，出露面积约150 km2，界线主要是根据斜长石牌号大于20或30的正常出现为标志。低角闪岩相中普通角闪石的多色性为黄绿色，也是其与高绿片岩相的区别标志之一。
构成该变质带的主要岩石有阳起斜长石英片岩、含透辉斜长石英片岩、黝帘阳起透辉片岩、方解透辉透闪片岩、含黑云透闪方解片岩、黑云斜长方解石英糜棱片岩、黝帘方解二长片麻岩、透辉大理岩等。
变质带中主要变质矿物及共生矿物组合为：
方解石+透辉石+白云母+石英+透闪石；
石英+斜长石+阳起石+黑云母+红柱石+方解石；
白云石+方解石+透闪石+透辉石；
方解石+透辉石+透闪石+黑云母+长石（更钠长石）+绢云母+白云母；
方解石+透辉石+石英+长石+帘石类矿物；
石英+斜长石+方解石+阳起石+透辉石+黑云母。
本变质带没有特征矿物，只是根据变质矿物组合划分为低角闪岩相透辉石带，变质带中主要变质岩石特征如下：
1. 阳起斜长石英片岩
灰色，镜下纤柱—粒状变晶结构，条带状构造，岩石由斜长石、石英、阳起石、黑云母等组成。石英：他形不规则粒状，大小不等，粒级≤2 mm，一般0.3 mm左右，彼此呈凸凹接触，接触界线弯曲不规则，波状消光，彼此聚集或与方解石聚集成条带平行定向分布，含量35％；斜长石：半自形—他形板状、粒状，大小一般2.4 mm×0.8 mm左右，不发育聚片双晶，颗粒表面多布满了隐晶—微粒状帘石类矿物蚀变物，原成分可能为中基性斜长石，与石英分异聚集成条带相间分布，现成分为更钠长石，含量31％；阳起石：浅黄绿色，细柱状，大小一般0.2 mm左右，横切面具角闪石式两组解理，大致平行定向，与磁铁矿聚集成条带分布，局部已次闪石化，含量20％。
2. 黝帘阳起透辉片岩
岩石呈灰色，镜下为粒柱状变晶结构，条带状、片状构造。主要由石英、方解石、阳起石等矿物组成。方解石：≤0.8 mm，他形不规则细粒集合体，局部聚集分布，含量5％；石英：大小一般0.25 mm左右，他形细粒状，不均匀聚集成团块分布，含量17％；阳起石：浅绿色，不规则柱状、纤柱状，大小1.2 mm×0.2 mm左右，平行定向，聚集成条带，不均匀分布，含量20％。
3. 方解透辉透闪片岩（彩色图版2-6）
灰色，镜下粒柱状变晶结构，条带状构造。岩石由石英、方解石、透闪石、透辉石等组成。方解石：他形不规则粒状，略有压扁拉长，长轴定向，大小不等，平均0.8 mm左右，与石英聚集为条带分布，含量15％。透闪石：不规则柱状，大小2 mm×0.8 mm左右，少数呈纤柱状、纤维状等，无色，中正突起，Ng∧c为25°左右，平行定向，大致聚集为条带分布，少量浅绿色阳起石，含量25％；透辉石：不规则长柱状，大小4 mm×1 mm左右，无色，正高突起，消光角大，长轴定向，伴随透闪石分布，含量20％。
4. 黝帘方解二长片麻岩（彩色图版3-1）
岩石呈灰色，具柱粒状变晶结构，条带状构造。由方解石、石英、斜长石、透辉石等组成。透辉石：不规则粒状、柱粒状，大小不等，一般3 mm×0.8 mm左右，平行定向，粒内常包嵌石英、斜长石等细粒，少量；方解石：他形不规则粒状，部分压扁拉长，大小一般0.6 mm左右，波状消光，大小近于等粒，一般0.6 mm左右，长轴平行定向，聚集为条带分布，含量20％；石英：他形不规则粒状，多数已压扁拉长成透镜体条带平行定向分布，条带内石英呈微细粒集合体，原岩经受了糜棱作用，后期又变质重结晶，含量27％。

1920年Eskola提出5个变质相，至1939年扩充到8个变质相。Eskola 采用镁铁质（基性）变质岩在不同的温度、压力条件下形成的特征矿物组合及其相应的岩石类型（如绿片岩、角闪岩（斜长角闪岩）、麻粒岩、榴辉岩和蓝片岩等）的岩石名称作为相应变质相的名称（如蓝片岩相、绿片岩相、角闪岩相、麻粒岩相和榴辉岩相等）。20世纪60年代以来，很多地质学家在不断的探索和研究中又增加了新的变质相和变质亚相，目前较为公认的变质相的划分方案如下。

1.接触变质相

（1）钠长-绿帘角岩相

（2）角闪角岩相

（3）辉石角岩相

（4）透长石相

2.区域变质相

很低温变质相

（1）沸石相

（2）葡萄石-绿纤石相

低-中压变质相

（3）绿片岩相

（4）角闪岩相

（5）麻粒岩相

高压-超高压变质相

（6）蓝片岩相

（7）榴辉岩相

图1-2 变质相的p-T区间图解

（据Winter，2001）

图中（Gs）曲线为水饱和的花岗岩的固相线；（a）为大陆平均地热梯度；（b）为造山带30℃/km的较高地热梯度Al₂SiO₅三相点是Winter（2001）用Berman（1991）TWQ程序计算所得

各变质相的p-T区间及相互关系如图1-2所示（Winter，2001）。由于作为变质相边界的临界反应通常是连续反应，在p-T图解上不是一条线而是一个带；也由于不同化学成分岩石的变质相临界变质反应的p、T条件有差异，这些反应曲线（或条带）在变质相的p/T图解上不可能完全重合，因此，在图解（图1-2）上显示变质相之间的界线呈渐变过渡宽窄不等的灰色条带。