区域变质相系的基本类型

7.4.3.1 变质带
在变质岩地区出现的因变质程度不同而造成的变质岩分带现象，称为变质带或变质程度带。
G.Barrow（1893）将变质泥质岩类分成六个变质带（称为巴罗带）：①绿泥石带；②黑云母带；③铁铝榴石带；④十字石带；⑤蓝晶石带；⑥矽线石带。四川丹巴附近的沉积-中酸性火山岩系也具巴罗型变质带。

表7.34 变质岩的结构与构造特征

变质岩分带现象常代表了变质程度由浅至深的空间分布特点，因此一般称之为“渐进变质带”或“递增变质带”。
7.4.3.2 变质级
变质带是根据某些标志矿物的最初出现来划分的。但由标志矿物划定的等变线往往不是等变质条件的。因此，H.G.F.Winkler（1976）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，称之为变质级。将整个变质作用区间分成四个变质级：很低级、低级、中级、高级。用一个特定矿物组合的首次形成来划分变质带，比用单个标志矿物更为可靠。
7.4.3.3 变质相
变质相的概念是由P.艾斯科拉最先提出的，即变质过程中同时形成的一套矿物共生组合及其形成时的物理化学条件。目前对变质相的分类综合于表7.35。

表7.35 变质相分类表

各个变质相都有一定的温度、压力范围，图7.22大致表示了这种关系。

图7.22 不同变质相的温度-压力条件关系示意图

（据E.G.Ehler et al.，1982）
在实际工作中，可以根据标志矿物或共生矿物对的出现，划分出几个变质带，然后根据变质带的特点，即矿物共生组合进一步归并为若干个变质相。
在研究变质相时，为了表示同属于一个变质相中的每一种岩石的矿物共生组合与化学组分的相互变化关系，常采用“共生图解”来表示，常用的有ACF图和A′KF图等。
7.4.3.4 变质相系
A.都城秋穗（1961）提出，在一个变质地区，温度的变化常常以一系列的变质相为特征，这个系列称为变质相系。即在一个变质地区，一定的温度、压力范围内形成的一套标型矿物组合序列。都城秋穗根据Al2SiO5的多形转变和硬玉、蓝闪石的出现，把区域变质相系分为三个基本类型和两个过渡类型：
（a）低压型（红柱石-矽线石型）；
（b）中压型（蓝晶石-矽线石型）；
（c）高压型（硬玉-蓝闪石型）；
（d）低压过渡型（以十字石与红柱石、堇青石等共生为特征）；
（e）高压过渡型（以蓝闪石与蓝晶石共生，但不含硬玉为特征）。
随着对变质相系研究的进展，一般分为四个变质相系（图7.23），各相系之间的地热梯度范围和矿物成分特征见表7.36。

图7.23 各变质相系的温度-压力图解

（据R.F.Mueller and S.K.Saxena，1977，修改）

表7.36 各变质相系的地热梯度和矿物成分特征表

7.4.3.5 区域变质相
区域变质岩是分布最广、岩性最复杂的一大类岩石，区域变质相的确定十分重要。一般可根据各个相在不同相系中的特征矿物和矿化组合（表7.37）进行确定。

表7.37 主要区域变质相在不同相系中的特征矿物和矿物组合

7.4.3.6 变质岩原岩恢复
变质岩原岩研究的主要任务是查明变质岩原岩的成因类型和原岩的岩石类型。变质岩原岩可划分为岩浆凝结的、火山碎屑的、过渡型的、正常沉积的四种成因类型。变质岩原岩恢复主要从产状形态、岩层组合、结构和构造（尤其是变余的）及副矿物几方面进行。

区域变质岩 中国区域变质岩系分布广泛，岩石类型复杂，由不同原岩建造，经受不同期次，不同类型的区域变质作用改造而成。中国变质岩系特征、变质作用与中国大陆地壳演化关系等，董申保等（1986）、程裕淇等（1990、1994）已做过系统总结。董申保等（1986）将区域变质作用划分为：区域中高温变质作用、区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用和埋深变质作用等四类，并划分出不同变质相（麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相、亚绿片岩相），变质相系（低压相系、中压相系、高压相系）及超高压变质作用等。近10年来，我国对变质岩及变质作用研究取得了很大进展，特别是在大别—苏鲁地区榴辉岩中发现柯石英和金刚石，确定了超高压变质带的存在，在秦岭—大别地区及华北、西北、西南地区，发现并确定高压蓝闪片岩带的存在，不仅推动了中国对高压—超高压变质作用的研究，而且促进了与其相关的造山带、大陆地壳构造形成演化的研究。本章将按时代概述变质岩系的分布及榴辉岩、蓝闪片岩、麻粒岩的主要特征的基础上对变质及变质作用的时空演化做初步探讨。第一节 区域变质岩系 1 太古宙变质岩系 太古宙变质岩系主要分布在华北地区，主要岩石类型为角闪岩相和麻粒岩相。据变质岩系形成时代，划分为古太古代（曹庄期）、中太古代（迂西期），新太古代（五台期）。2 元古宙变质岩系 元古宙变质岩系在我国分布遍及华北、塔里木、扬子、华夏地块及其间的造山带内。变质岩石主要为绿片岩相至角闪岩相岩石。据变质岩形成时代，主要划分为古元古代（吕梁期）、中元古代（四堡期）。新元古代变质岩系的变质作用形成时代比较复杂，可由新元古晚期至印支期。3 古生代变质岩系 3.1 加里东期变质岩系该岩系主要分布于天山—兴安、昆仑—秦岭、华南地区及高喜马拉雅—滇西地区东南。变质类型以区域低温动力变质作用为主，部分地区为区域动力热流变质作用。3.2 华力西期变质岩系该岩系广泛见于天山—兴安、昆仑—秦岭及华南部分地区。变质岩石以轻微变质到低绿片岩相（或绿片岩相），属区域低温动力变质作用类型，部分为区域动力热流变质作用类型，为低压相系或中压相系。在北天山出现以埋深变质作用类型的浊沸石相和葡萄石—绿纤石相。在闽浙地区出现由区域动力热流变质作用形成的由低绿片岩相到低角闪岩相的递增变质带。4 中生代变质岩系 4.1 印支期变质岩系印支期变质岩系主要分布于祁连—秦岭—大别—苏鲁造山带内，及西藏北部、云南澜沧江及华南政和—大浦断裂带附近。主要为区域低温动力变质作用，形成低绿片岩相岩石。4.2 燕山期变质岩系该岩系主要分布于藏北和藏东，以及台湾山脉东侧，福建长乐—南澳一带。在西藏冈底斯北部，即班公错—东巧—怒江结合带中西段，三叠系有确哈拉群、竹卡群，早中侏罗世为接奴群、雁石坪群等被未变质的晚侏罗世以及白垩纪地层覆盖，变质岩石出现黑硬绿泥石及硬柱石，为低温高压绿片岩相系，属区域低温动力变质作用类型。台湾山脉东侧的玉里变质带，原岩地层时代为二叠系、三叠系，变质岩石以青铝闪石、蓝闪石为代表的低温高压相系，在其西侧出现低压中高温的高绿片岩相太鲁阁变质带。在长乐—南澳一带，则以断裂为中心，使晚三叠世—侏罗纪地层，因强韧性剪切形成由低绿片岩相到低角闪岩相，并伴有混合岩化的强动力变质带。5 新生代变质岩系 新生代变质岩系主要分布于喜马拉雅—滇西、台湾地区。在藏南高喜马拉雅地区包括元古宙在内的地层（大多为二叠系到白垩系），经受以喜马拉雅主期（10 Ma～95 Ma）的区域动力热流变质作用，形成以中压相系—高角闪相岩石为主，以蓝晶石、矽线石为代表的多期（自新元古代至加里东期）叠加变质带。在雅鲁藏布江南侧长约400km的带内，由蛇绿岩及晚侏罗世到早白垩世地层变质形成以蓝闪石—硬柱石为代表的蓝闪—绿片岩相，属区域低温高压型埋深变质作用类型，而在其北侧出现含红柱石、堇青石、黑云母组合的中高温低压变质带。在冈底斯—腾冲（云南）地区，为区域动力热流变质作用，形成以高绿片岩相为主，由低绿片岩相到低角闪岩相的递增变质带。云南西部，由中新元古代地层（澜沧群、西盟群）及其上盖层，在经受了多期变质作用基础上，叠加了喜马拉雅期变质作用，形成蓝闪片岩带。在台湾中央山脉，第三系经受区域低温动力变质作用，形成由沸石相递增到低绿片岩相岩石，而在其东侧海岸山脉中，中、更新世地层经受埋深变质作用，形成浊沸石相岩石。

都城秋穗根据温度-压力梯度的变化范围于1972年把区域变质作用划分为三个基本类型，它们的主要特征及与相应变质相的对应关系见表12-4。

表12-4 区域变质作用相系的分类

（据都城秋穗，1972）

1）低压型（红柱石-矽线石型）：在泥质原岩中出现红柱石和堇青石。地热梯度为25～60℃/km.

2）中压型（蓝晶石-矽线石型）：在变质泥质岩中出现蓝晶石、十字石和铁铝榴石。地热梯度为16～25℃/km。

3）高压型（硬玉-蓝闪石型）：在变质硬砂岩和变质基性岩中出现硬玉、硬柱石、蓝闪石。地热梯度为7～16℃/km。

在三个基本类型之间还存在有不同的过渡类型：

1）低压过渡类型：以十字石和红柱石、堇青石等共生为特征。

2）高压过渡类型：以蓝闪石和蓝晶石共生为特征，但不含硬玉。

变质相系的研究明确地反映了每一个地区变质作用的物理条件受该区地质环境所控制，并有自己的特点，它们和地壳的演化有关。这一研究成果打破了长期以来变质相研究中单纯强调物化条件的常规，有利于变质岩区的制图和找矿勘探工作。