變質相

變質岩是在一定的溫度、壓力和流體成分等條件下形成的，並以一定的礦物組合為標誌。根據變質礦物組合可以判斷其形成時的物理化學條件。屬於同一變質相的礦物組合在時間上和空間上反覆出現，並緊密伴生。每一礦物共生組合和岩石的總化學成分之間存在著固定的對應關係。每種礦物組合中礦物種類的多少受礦物相律的支配，其礦物組成則受岩石的總化學成分所制約，並隨化學成分不同而作有規律的變化。劃分和研究變質相的目的是闡明變質作用的物理化學條件及其變化特點。

變質相的概念首先由芬蘭的P.埃斯克拉於1920年提出。他指出，在恆定的溫度、壓力條件下，通過變質而達到化學平衡的任一岩石的礦物組成受原岩總化學成分的控制，而與原岩的形成方式無關。這便是最初的變質相概念。此後，美國F.J.特納等的工作使變質相的概念更加完整，變質相的劃分更加詳細。前蘇聯的Д.С.科爾任斯基和美國的 Jr.J.B.湯普森確定了開放體系中活動組分對變質礦物共生組合的影響，擴大了變質相研究的範圍。數十年來在新變質相的建立和不同地區變質相的對比方面存在不少爭論。20世紀70年代初聯邦德國的H.G.F.溫克勒提出用變質級代替變質相的建議。但變質相的概念在地質學中的應用仍很普遍。根據特納（1968）的綜合，共分11個變質相，所代表的溫度和壓力範圍見圖1。根據壓力，上述變質相又可分為3類。

低壓變質相 以溫度增高為序，包括下列各相。①鈉長綠簾角岩相，見於接觸變質暈的最外部，由於距接觸帶較遠或受熱變質較弱，原岩的結構和某些礦物可以呈不穩定殘餘而殘留下來，有時可見鐵質、碳質或新生礦物集中，呈斑點狀，稱斑點板岩相。泥質變質岩的典型礦物組合有石英、白雲母、黑雲母、綠泥石、紅柱石；基性變質岩有陽起石、鈉長石、綠泥石、綠簾石；鈣質變質岩有綠簾石、方解石和白雲石等（圖2－1）。②普通角閃石角岩相，代表較深的接觸變質帶。泥質變質岩典型礦物組合決定於原岩中K2O的含量。如果K2O過剩，泥質變質岩中出現石英、白雲母、黑雲母、斜長石和微斜長石；如果 K2O不足，可出現一系列高鋁硅酸鹽礦物如紅柱石、堇青石等，但它們不與鉀長石共生。基性變質岩常見的礦物組合為普通角閃石、斜長石、透輝石、鎂鐵閃石、黑雲母和石英等（圖2-2）。③輝石角岩相，常見於規模較大的輝長岩或花崗岩體周圍，礦物組合大多是無水礦物。泥質變質岩的礦物組合為紅柱石、夕線石、堇青石、鉀長石和石英，但不見白雲母和石英的組合。基性變質岩的礦物組合為紫蘇輝石、透輝石、斜長石，有時含黑雲母。鈣質變質岩的礦物組合有斜長石、透輝石、鈣鋁榴石、符山石和硅灰石（圖2－3）。④透長岩相，僅見於某些高溫侵入體或次火山侵入體的捕虜體或頂棚懸掛體中，此相的特點是完全缺失含水和含 CO2的礦物。富鋁泥質變質岩的礦物組合為多鋁紅柱石、夕線石、堇青石、透長石、鈣長石、鱗石英等，有時甚至出現玻璃質稱玻化岩。基性變質岩中有紫蘇輝石、透輝石和鈣長石等。

中高壓變質相 與低壓變質相的區別是形成的深度較大，壓力普遍較高，但溫度變化範圍很寬。以溫度增高為序有下列各相。①濁沸石相，主要是顯生宙的沉積岩或火山碎屑岩受到埋深變質作用所形成。以片佛石、方沸石開始分解，濁沸石、斜鈣沸石、綠泥石、綠簾石和鈉長石等礦物的出現為特徵。②葡萄石-綠纖石相，當溫度升高時，濁沸石被葡萄石和綠纖石所代替。典型礦物有：葡萄石、綠纖石、綠泥石、黑硬綠泥石、鈉長石、白雲母，陽起石和石英。③綠片岩相，分佈較廣，從前寒武紀到中、新生代變質帶均可出現。礦物組合以石英、鈉長石、白雲母、綠泥石、硬綠泥石、綠簾石、方解石、陽起石、黑雲母等為常見（圖2-4）。在壓力較高溫度較低的情況下可出現黑硬綠泥石，這時黑雲母消失。當溫度升高時，基性變質岩中陽起石被普通角閃石代替，出現鈉長石、綠簾石和普通角閃石的組合，稱綠簾角閃岩相或高綠片岩相，它是綠片岩相和角閃岩相之間的過渡類型。④角閃岩相，分佈較廣，各時代均可出現。根據特徵礦物可分為低角閃岩相和高角閃岩相。在低角閃岩相條件下，泥質變質岩中出現藍晶石、十字石、鐵鋁榴石、斜長石、黑雲母、白雲母和石英；如原岩中K2O過剩，還有鉀長石與之共生（圖2-5）。在高角閃岩相條件下，泥質變質岩中白雲母和石英組合消失，代之以夕線石和鉀長石組合(圖2-6), 基性變質岩則以普通角閃石、斜長石和鐵鋁榴石組合為特徵。⑤麻粒岩相，是高級區域變質相。主要礦物多為無水礦物。泥質變質岩的礦物組合為夕線石或藍晶石（低壓麻粒岩相有堇青石）、鐵鋁榴石、斜長石、鹼性長石（往往是條紋長石）和石英。基性麻粒岩中常出現紫蘇輝石、單斜輝石和斜長石組合（圖2－7）。在麻粒岩相的岩石中可含有相當數量的普通角閃石或黑雲母，稱角閃麻粒岩相，它是角閃岩相和麻粒岩相之間的過渡類型。極高壓相 出現於高壓環境，以溫度增高為序列有下列各相。①藍片岩相。又稱藍閃石片岩相或藍閃石－硬柱石片岩相，是典型低溫高壓變質相。多見於大陸邊緣、大洋板塊的俯衝帶上或碰撞型造山帶內。已發現的藍片岩多為顯生宙的產物，但也有屬於晚元古代的藍片岩。典型變質礦物組合有藍閃石、硬柱石、文石、硬玉和石英等。當溫度升高而壓力降低時，基性變質岩中除藍閃石（青鋁閃石、鎂鈉閃石）外，還含有溫度較高的黝簾石和陽起石，但不含典型的高壓礦物硬柱石、硬玉和石英等，稱為藍閃綠片岩相，它是藍片岩相和綠片岩相之間的過渡類型，在元古宙和古生代副高壓變質地帶內比較發育。②榴輝岩相。形成溫度範圍較寬。典型岩石為榴輝岩，原岩是基性岩，主要礦物組合為綠輝石、鐵鎂鋁榴石，有時含少量藍晶石、黝簾石、普通角閃石或藍閃石等。榴輝岩一般不含長石。榴輝岩的形成機制尚未研究清楚。

變質亞相是變質相的次一級劃分。有些變質相的溫度和壓力範圍較寬，可根據標誌礦物或礦物組合進一步劃分為幾個次一級的溫度和壓力範圍，即變質亞相。變質亞相只具有局部意義，這一概念已較少使用。

參考書目

程裕淇等:《變質岩的一些基本問題和工作方法》,中國工業出版社，北京，1963。

賀同興、盧良兆等：《變質岩岩石學》，地質出版社，北京，1988。

都城秋穗著，周雲生譯：《變質作用與變質帶》，地質出版社，北京，1979。(A.Miyashiro, Metamorphism and　Metamorphic　Belts, George　Allen and Unwin, London, 1973.)

F.J.Turher,Metamorphic Petrology,Mineralogical and Field Aspects, McGraw-Hill Book Co.,New York, 1968.