区域变质作用

区域变质作用（regional metamorphism）是在岩石圈范围，由规模巨大，其体积大于数千立方千米的变质作用（Raymond,1995）。其变质因素复杂，往往是温度、压力、偏应力和流体综合作用，P/T比范围很大，高、中、低、很低都有。其变质机制也多样，主要是重结晶和变形，有时还伴有明显的交代和部分熔融。在区域变质地区，很难找到变质岩与未变质岩的界线。区域变质作用地质环境多样，可发生在大陆地壳、大洋地壳甚至发生在岩石圈地幔中（Mason,1990; Miyashiro,1994）。区域变质作用可划分为4个亚类型。
◎造山变质作用（orogenic metamorphism）：是大规模分布在前寒武纪结晶基底和显生宙造山带的变质作用，与造山作用有密切的成因联系。面积数百至数千平方千米。前寒武纪结晶基底呈面状，显生宙造山带呈带状分布。不仅温度、压力，而且偏应力都是其重要的变质因素，主要变质机制为重结晶和变形，形成的岩石常显示面理和线理，因而又称为区域动热变质作用（regional dynamothermal metamorphism）。由于它是区域变质最常见类型，因而常常称其为区域变质作用。造山变质作用（或区域变质作用）具有范围宽广的P/T比范围，据此可分为高P/T、中P/T和低P/T区域变质类型，P/T比与构造环境密切相关：高P/T型见于俯冲带和碰撞带，中－低P/T型见于岛弧、大陆拉张带、大陆碰撞带和前寒武纪结晶基底。
◎洋底变质作用（ocean floor metamorphism）：是洋壳岩石在洋中脊附近上升热流和海水作用下产生的规模巨大的变质作用。温度和流体（海水）中活动组分化学位（或浓度）是主要的变质因素。P/T比很低。变质作用机制是重结晶作用并伴随有交代作用，岩石面理和线理不发育。洋底变质作用不仅使岩石矿物成分、结构构造发生变化，也可导致岩石化学成分变化，因而是区域规模的交代变质作用。典型的洋底变质岩为绿岩——一种主要由钠长石、绿帘石、阳起石、绿泥石组成的绿色块状区域变质岩。
◎埋藏变质作用（burial metamorphism）：是无明显变形的大规模、很低级（很低温）变质作用。它通常出现在区域变质（造山变质）和洋底变质的很低级部分，或独立出现在强烈坳陷的盆地沉积的底部，P/T比变化范围很大。埋藏变质作用是变质作用向成岩作用过渡的类型，形成的岩石无明显面理和线理，重结晶作用不完全，常见原岩结构构造残留。
埋藏变质作用和洋底变质作用形成的岩石均无明显变形特征，说明变质作用过程中无偏应力参与，这类变质作用又称为区域静力变质作用（regional static metamorphism）。
◎混合岩化作用（migmatization）：是高级区域变质（造山变质）伴随的部分熔融产生的低熔物质（新成体）与变质岩（古成体）混合形成混合岩的大规模变质作用。它是变质作用向岩浆作用过渡的类型，又称为超变质作用（ultrametamorphism）。

区域变质作用（regional
metamorphism）是在大面积内发生的变质作用的统称。它是由区域性的构造运动和岩浆活动引起的一种大面积的区域变质作用造成的，变质岩的范围往往达数百或数千平方公里。
　　根据地质环境和物理化学条件可分为不同的类型，如区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用、埋藏变质作用、洋底变质作用等。
　　区域变质岩由于受温度影响，重结晶作用显著；又因受到强大定向压力的作用，具有明显的片理构造；受岩浆活动影响，岩石的化学成分和矿物成分也有很大变化。所以说，区域变质岩是在各种变质因素综合作用下产生的。代表性岩石有板岩、片岩、片麻岩。
　　深成变质作用是指沉降到地下深处的地层，受到地热及上覆岩系产生的静压力的作用，发生了变质程度随深度增加而增加的变质作用。深成变质作用在大区域内使岩石普遍发生变质作用，它的影响范围最为广泛，因此又称为区域变质作用。

区城变质作用是指在大面积范围内，由于区域性的地壳运动引起岩石发生变质的作用。这种变质作用的特点是分布范围广、延续时间长、具有区域性。

区域变质作用的发生往往和地壳的发展演化密切相关，且在时间或空间上经常和该地区的岩浆活动、构造运动相伴生。因此，区域变质作用的因素比较复杂，是由温度、压力、具有化学活动性的流体等因素的影响而产生的综合作用。它使原岩发生重结晶、变质结晶、变质分异及变形作用，有时还伴随有注入及交代等作用。

区域变质作用形成的岩石，常呈大面积或带状分布，长数百或数千千米，宽数十或数百千米，由千枚岩、片岩和片麻岩等被强烈变形或片理化的岩石所组成，如西欧的加里东造山带，中部欧洲的阿尔卑斯造山带，我国的燕辽、晋北、山东、闽浙及滇西等地的变质活动带。也有一部分在大范围内遭受重结晶作用而没有明显的变形及通常没有片理化的岩石，如新西兰的沸石相变质岩石。有人称为埋藏变质作用，它也可能是区域变质的最低温部分。因此本书将它列入区域变质作用类型。

区域变质作用形成的岩石，广泛出现于太古宙结晶基底及其他时代的变质造山活动带上，因此，有人称其为造山变质作用。

由于区域变质作用持续时间长，温度和压力变化大，因此在许多区域变质岩发育的地区，常常出现变质程度不同的岩石，在空间上呈明显的带状分布，这种现象称为区域变质带。同一变质带的岩石，其形成时的物理化学环境基本相同，变质程度也基本相同；不同变质带的岩石，其形成时的物理化学环境基本不同，变质程度也不同。根据变质因素的强弱不同，一般将区域变质带划分为浅变带、中变带、深变带，相应的变质等级为低级变质、中级变质和高级变质。现将各变质带相应的物理化学条件、特征变质矿物、岩石的构造特征等列于表9-2。

表9-2 变质作用等级及常见的特征矿物表

从表9-2可以看出，岩石的变质程度取决于变质因素的强度，并通过岩石的矿物成分及结构构造反映出来。因此，在区域变质岩发育地区进行野外工作时，就可根据这些特征来划分变质带。目前主要是以某些特征变质矿物在岩石中初次出现为依据来划分变质带：如绿泥石带（代表浅变带）、黑云母带（为中变带）、矽线石带（代表深变带）等。

Ehlers/Blatt（1980）按照压力类型将区域变质作用划分为：高压型，地温梯度10℃/km左右；高压过渡型，地温梯度10～20℃/km；中压型，地温梯度20℃/km左右；低压过渡型，地温梯度20～30℃/km；低压型，地温梯度＞30℃/km。变质作用之压力型是与大地构造环境密切相关的，不同压力型会出现不同的压力指示矿物，其温压范围参见图9-29。

图9-29 变质作用的温压范围图解

（据Ehlers/Blatt，1980，改编，引自游振东）