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第四章 变质岩野外调查要点 一、常见区域变质岩分类 常用的区域变质岩分类见表4-1。 表4-1 常见区域变质岩分类表 岩石类型与原类系列 低级变质岩 中级变质岩 高级变质岩 千枚岩、云母片岩、片麻岩类原岩为粘土岩、泥岩、泥质粉砂岩 板岩、千枚岩、绿泥绢云片岩 白云片岩、黑云片岩、二云母片岩、含石榴石、十字石、红柱石、蓝和石、堇青白、硬绿泥石石云母片岩 含石榴石、夕线石、堇青石、黑云母片麻岩、榴辉云母片岩 斜长片麻岩变粒岩石英岩，原岩为各种砂岩、粉砂岩；火山碎屑及中酸性火山岩或花岗质岩石 变质砂岩、粉砂岩、砂质板岩、片理化硬砂岩、石英岩；变质流纹岩、英安岩及凝灰岩、变质花岗质岩石 黑云石英片岩、石英岩、浅粒岩、黑云变粒岩；黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩 变粒岩、麻粒岩、石英岩、硬玉石英岩；（石榴）黑云角闪斜长片麻岩 浅色榴辉岩 续表4-1 岩石类型与原类系列 低级变质岩 中级变质岩 高级变质岩 大理岩钙镁硅酸盐岩类，原岩为灰岩、白云岩、泥灰岩、钙质页岩 结晶灰岩 钙质千枚岩 方柱石、透闪石大理岩；（石榴石、符山石、帘石）大理岩、钙质云母片岩；（透辉、透闪、阳起、帘石）变粒岩 （金云母、透辉石、绿辉石、橄榄石）大理岩；（透辉石、方柱石）变粒岩 绿片岩斜长角闪岩类，原岩为基性火山岩，部分为白云质泥云岩 钠长绿帘绿泥片岩、阳起片岩、绢云绿泥片岩 角闪片岩、角闪变粒岩、细粒斜长角闪岩 角闪辉石变粒岩、片麻岩；斜长角闪岩；基性麻粒岩；基性榴辉岩 蛇纹滑石片岩、橄榄岩类，原岩为超基性岩 蛇纹石片岩、滑石片岩、直闪绿泥片岩 透闪石岩 辉石岩、角闪石岩、石榴辉石岩、橄榄岩 二、区域变质岩描述要点 1. 变质岩结构构造 1）变余结构、构造在低级、极低级变质岩中，甚至在部分中高级变质岩中，保留原岩的结构特点，如变质侵入岩中的变余辉绿结构、变余花岗结构、变余块状构造；变质火山岩中的变余岩屑结构、变余晶屑结构、变余斑状结构、变余气孔结构、变余流纹构造、变余枕状构造；变质沉积岩中的变余砂状结构、变余层理构造。然而，在强烈变形作用下可产生类似于层理的成分层构造、类似于砾岩的石香肠、构造透镜体构造，应注意区分。 2）变晶结构由变质作用过程中产生的矿物称做变晶。由变晶形态、大小、相互关系反映的结构称作变质结构。变晶按粒度分为粗粒（≥2mm）、中粒（21 mm）、细粒（10.1mm）、微粒（0.1mm）。变晶结构进一步可分为变斑状结构、鳞片变晶结构、纤状变晶结构、粒状变晶结构等。 3）变质构造，包括以下几种 （1）板状构造（板劈理）由肉眼难以辨别的微晶隐晶质变质矿物组成，沿密集的板片状板劈理裂开平整光滑、色泽暗淡的面状构造。 （2）千枚状构造由肉眼难以分辨的片状、粒状微晶变质变余矿物组成，有强烈的丝绢光泽的面状构造。 （3）片状构造由肉眼可以识别的片状、针柱状及粒状变质矿物组成的面状构造。千枚状构造与片状构造又称为片理。 （4）片麻状构造由粒状、板片状中粗粒变质矿物组成，板片状矿物在粒状变质矿物中断续定向分布构成的构造。 （5）其余还有线状构造（线理）、块状构造、斑点构造、眼球状构造、阴影状构造、条痕状构造、条带状构造等。 2．基本岩石名称 1 变质轻微仍保持原岩特点的岩石称“变岩”、“变质岩”。 2 以岩石构造为基本名称，如板岩（板状构造）、千枚岩（千枚状构造）、片岩 片状构造、片麻岩（片麻状构造）。 3 对于片麻状块状构造的变质岩石根据长石、石英及其他粒状特征变质矿物类型与比例，划分为变粒岩、浅粒岩、麻粒岩、榴辉岩、斜长角闪岩、角闪岩、大理岩等。 3．变质岩命名 粒度矿物基本岩石名称；基本岩石名称前，参加岩石定名的矿物按含量增加为序，含量高的矿物靠近基本岩石名称。 某种矿物大于90可直接以该矿物命名如角闪岩、辉石岩。 4．变质岩的描述（见表4-2）。 表4-2 变质岩的描述要点 颜色 灰、杂色、墨绿色、棕褐色等 结构 细粒、中粒、粗粒、变余结构、变晶结构、变斑状 构 造 片理、层理、劈理、线理 巨厚层（＞50cm）；厚层（1050cm）；中厚层（510cm）；薄层（＜5cm）。层状、条带状、眼球状、变余构造、千枚状、片状、片麻状、阴影状、条痕状、肠状、皱纹状构造 矿物组成 主要矿物含量，特征变质矿物含量 三、动力变质岩分类与描述要点 1．动力变质岩的一般特点 1 发育于断裂带、韧性剪切带中,呈线状分布； 2 在地貌上常呈洼沟或陡墙； 3 具碎裂结构或糜棱结构, 含角砾状碎斑或糜棱残斑； 4 动力变质带中岩性特点变化大, 岩石面貌受原岩、变形强度、流体作用影响，常伴有蚀变与矿化。 2．动力变质岩的类型（表4-3） 表4-3 动力变质岩的类型 未固结的 固结的 无面理的 面理化的 基质的性质 构造破碎强于重结晶 构造角砾 构造角砾岩 碎裂岩系列 初糜棱岩 糜棱岩系列 50 基质 含量 断层泥 碎裂岩 千糜岩变种 糜棱岩 5090 超碎裂岩 超糜棱岩 90 重结晶为主 变余糜棱岩 玻璃质 假玄武玻璃 四、变质作用主要类型基本特征 变质作用主要类型的基本特征详见表4-4。 五、区域低温动力、埋深变质作用区调查要点 此类变质作用发育极低级、低级（浊沸石相、葡萄石-绿纤石相、蓝闪硬柱石相、蓝闪绿片岩相、低绿片岩相和绿片岩相）变质岩, 常见岩石为千枚岩、板岩、变质砂岩和结晶灰岩。 1. 填图单元 极低级、低级变质岩既具有一定的变质岩特点，又保留一定的原岩特点。结合室内研究，可恢复原岩类型。在野外多保持较清楚的沉积地层性质，此类型区可采用构造-地（岩）层-事件法填图。可以建立群、组、段等地层单位并恢复地层层序。 2. 工作程序 在极低级或低级变质岩区开展区域地质调查，一般应先区分测区不同的构造-变质区段。在一个区段内选择地层出露相对完整、构造相对简单的剖面，查明构造形态，确定相对层序与填图单元。 往往穿越法路线间简单连图不能反映复杂的褶皱客观状况，很难识别、确定变质岩区大的构造形态。应先宏观（遥感）后微观（露头构造以及镜下显微构造），构造作先导，结合变质岩石组合（标志层）的追索和变质岩原岩建造研究，穿越法与追索法相结合、地表地质调查与遥感解译相结合的方法开展工作，从而建立平面构造式样和区段内变形序列及各序次变形特点。标志层的选择是查明构造形态与格架的关键，注意选择碳质页岩、稳定的砂岩、灰岩、白云岩、顺层的辉绿岩等作为标志层。还应注意同一序次构造强度在空间上的变化。 3. 构造与变质史调查 主要是通过小构造的调查以及形成小构造的变形事件中产生的岩石显微组构、矿物组合等确定与变质作用的关系。一般应选择褶皱核部的露头，认真观察记录不同走向、倾向的构造面，采集相应的定向样品。查明岩石面状构造的性质十分重要。在野外应注意区分原始层理（So）、劈理、千枚理、片理、片麻理与后期叠加的剪切面理等面状构造，尤其是存在多种面状构造类型的情况下，应详细记录面状构造的性质、产状，注意区分不同幕次的面理的矿物组合。注意测量线理的方向、记录线理类型（矿物线理、矿物集合体或石香肠等表现的线理）、褶皱的脊线、滑动的沟纹、条痕、纹线等，并注意线理的期次的区分。 注意将区域构造、露头构造、手标本及显微构造调查与研究结合起来。通过区域构造、露头构造、显微构造确定不同构造序次的构造式样、运动学与动力学性质、查明形成构造的动力学机制（挤压、收缩、伸展、走滑等），并进一步确定其在宏观层次构造的性质（薄皮与厚皮逆冲推覆、侧向挤出、多层滑脱等），探讨其形成的地球动力学机制与过程。 4．变质带划分 极低级、低级变质作用区，结合室内研究，可以划分低级成岩带，高级成岩带，低级浅层（近）变质带、高级浅层（近）变质带、极低级变质带。对埋深变质作用区，依次可出现浊沸石相带、葡萄石绿纤石带、绿帘蓝闪片岩带、蓝闪硬柱石带。 5．变质岩原岩类型调查的内容 1 地质产状特征如沉积地层宏观层状构造、变质侵入岩表现为大范围单一的变质花岗质片麻岩并可保留一定的侵入关系等。 2 变质原岩结构、构造变质岩中有各种原岩残余结构可用来确定变质岩原岩性质。如通过查明具有黑云变粒岩、浅粒岩夹层，确定斜长角闪岩属火山凝灰岩沉积原岩，而不是变质侵入岩床变质而成；变余结构、构造包括变余（斜）层理构造、变余砂岩结构、变余层状构造、变余枕状构造、变余沉积韵律、变余杏仁构造、变余气孔构造、变余流纹构造、变余条带状构造、变余花岗结构、变余辉绿结构等。 3 岩石共生组合如低级变质的侵入岩可以保留原侵入岩的相同、相近的矿物组合；在高级变质岩系中依据浅色榴辉岩与硬玉石英岩、榴辉岩白云片岩共生的特点，确定浅色榴辉岩的原岩属碎屑岩变质而成。 4 结合人工重砂，通过副矿物特征研究，确定变质岩原岩类型。 六、区域动力热流 递增 变质作用区调查要点 区域动力热流变质作用区表现为同一变质期变质作用强度在空间上不均匀性，由低绿片岩相高角闪岩相，甚至麻粒岩相。空间上表现为热穹隆，在热穹隆的核部可发育陆壳重熔型花岗质岩石。区域动力热流变质作用的程度与地（岩）层年代不具对应性。 由于变质作用程度不均匀且经历多期次变质与变形作用，此类变质区虽然可恢复变质岩原岩类型，但难于恢复原始地层层序。应采用构造岩石（层）事件法填图。此类变质作用区区域地质调查的重点是变质带的时空演化、变质作用与变形作用及花岗岩形成作用的关系。 1．变质带的填图 按特征变化矿物划分变质带是野外基本工作方法。 （1）泥质变质岩中的变质带依据泥质变质岩中的特征变质矿物可划分出① 绢云母绿泥石带；② 黑云母带；③ 石榴石带；④ 十字石带；⑤ 红柱石带（或蓝晶石带）；⑥ 夕线石带（或夕线石堇青石带）。一般来说①、②称低绿片岩相；③为高绿片岩相；④、⑤为低角闪岩相；⑥为高角闪岩相麻粒岩相。野外应注意观察与记录变斑状特征变质矿物首次出现的位置。岩石的化学成分可能会影响特征变质矿物的出现顺序。另外还应该注意不同变质阶段的变形矿物的叠加问题。 2 基性变质岩中的变质带随变质程度增加可以划出① 钠长石-绿泥石带；② 钠长石-阳起石带；③ 钠长石-普通角闪石带；④ 斜长石-普通角闪石带；⑤ 辉石带。一般来说，①、②为绿片岩相，③为低角闪岩相，④为高角闪岩相，⑤为高角闪岩相麻粒岩相。 2. 递增变质与变形作用关系及其时空演化特征的调查 1 通过不同幕次变形构造中产生的面理构造和变质矿物组合的调查与研究,建立递增变质作用区变质结晶作用与变形作用的关系框架。以主期变形构造片理作为计时标，从而建立变质变形序列。构造变形调查应先低级变质区后中高级变质区，先简后繁，先弱后强。不同变质变形阶段中产生的脉体矿物组合、组构、地球化学特点都不同，可作为野外划分变质变形期次、阶段的佐证。 2 区域动力热流变质作用区变质作用是多幕次的，一般早期经历普遍的低绿片岩相单相变质幕，主期发育围绕区域热流动力异常中心发育递增变质带，晚期伴随韧性剪切作用发生退化变质作用。应以主期构造变形产生的片理为计时标，在野外调查并结合显微组构的研究，确定不同特征变质矿物及其相应的变质带形成的时空变化关系。 3 应注意观察和总结变质带与地层、岩层界线、构造走向线的关系。递增变质带围绕着区域热动力异常中心呈不规则环状，往往与地层与构造走向线相交。 3． 递增变质作用与花岗岩形成作用的关系的调查 以一个地区主期变质与变形构造为计时标，侵入的花岗质岩石可分为变质变形期前、同变质变形期和变质变形期后几类。变质变形期前的侵入体一般经历不同程度的变质变形改造。同变质变形期侵入体往往发育于热穹隆中心。在同变质变形期花岗质岩体内部有变质岩残留层。岩体内部片麻理发育，与变质岩残留条带和谐。花岗质岩体与外围变质岩层呈渐变过渡关系。变质带与花岗质岩体空间展布关系和谐。同变质变形期花岗质岩体应是在导致区域动力热流变质作用的同一深部热流、流体流作用下，在主期变质作用的高峰期陆壳重熔的产物。 4．变质作用时空演化的调查 变质作用的PTt轨迹是同一变质作用（构造）旋回中不同幕次变质作用温度、压力随时间的演化过程。以构造变形作为计时标，通过建立变质、变形序列和测定不同幕次、同幕次不同阶段变质矿物组合形成的温度压力，从而建立变质作用压力-温度-时间-变形顺序（PTt D）。野外应注意采集不同幕次、同幕次不同阶段变质岩石样品，以备变质作用矿物对温压计研究。 七、区域中高温变质作用区调查要点 区域中高温变质作用区（中高级变质区）的变质岩石主要有两类变质表壳岩与变质深成岩。中高级变质区填图工作应采用构造-岩石（层）-事件法，以正确划分岩石（层）单位为基础，以综合构造分析为手段，从而达到正确建立地质事件演化的目的。 1. 填图单位划分 高级变质区是以片麻岩类岩石广泛发育为其重要特征，各种片麻岩类通常占高级区面积的7080，而变质表壳岩多呈不同形态包体分布于其中；但也有一部分高级变质区是以变质表壳岩出露占优势，出露面积可占60以上。正确划分地质填图单元是填图工作中十分关键的第一步。 1）变质深成岩（或片麻岩类）填图单元划分 （1）同一单位应具有相同的或近似的矿物组合。变质程度低的应按岩浆岩系统进行划分，原岩成分及结构已遭明显改造的变质深成岩应以主体变质岩石的名称命名，而不宜用恢复原岩后的称谓定名（如云英闪长质、花岗闪长质等等）。 （2）遭到多期变形改造的变质深成岩，应先分后合的方式进行。首先以（1）原则划分填图单位，在后期研究填图单位关系时，找出哪些是经过岩石再造作用导致岩貌明显差异，即所谓“同岩异化”，然后再进行归并。 （3）同一单位往往含有相同或相似的包体类型，并常常发育有相似的脉岩或岩墙。 （4）查明各填图单位的关系（是否为侵入关系；与围岩是否呈渐变过渡关系，注意是重熔程度差别，还是韧性剪切变形引起的；不正常的构造接触关系）。 （5）查明填图单位内部组构和构造特征，识别其面理成因类型（原生的或次生的），确立面理展布规律。 （6）对变质变形改造明显的填图单位，在系统查明其相互关系的基础上，结合室内测试资料综合分析，进行最后的分解与归并，并以该单元主要变质岩石的名称命名；相当于变质深成岩的基本单位，则以地名片麻岩（体）表示，对具有成因联系的几个单元可归并为地名片麻岩套。对于难分解的复杂的变质深成岩则以非正式单位的片麻杂岩表示。 （7）对已建立的填图单位，至少要有一条实测剖面对其进行系统研究和采样。 2）变质表壳岩填图单元划分 （1）将具有相同或成因有密切共生联系的变质岩石地层做为一个填图单元。其内部结构往往由于多期变形和变质作用改造，呈无序或有序与无序共存的现状。 （2）应查明各填图单元空间展布特征、各单元间以及与变质深成岩单元间的相互关系。 （3）在多期变形复杂区，要选择弱变形域，查明有关单元的初始产出状态与各填图单元的叠置关系，为确立变质岩石地层单元排序打下可靠基础。 （4）查明各单元接触关系性质（连续过渡、平行不整合、角度不整合或构造不整合）。 （5）查明各单元中发育的面理类型（原生、次生）、不同类型面理在变质岩石地层中的展布样式、组合特征。 （6）变质岩石地层层序的建立是在综合分析了野外与室内工作证据的前提下才可能进行。变质岩石地层组合特征、岩组间的亲缘关系、各岩组间沉积堆积的演化趋势以及重要的接触关系的确立是关键的内容。 （7）变质岩石地层单元都应有12条比例尺适当的实测剖面。实测时间一般应在填图工作的中后期，在对填图区构造格局已基本了解情况下，选择出露好、自然条件方便、构造相对简单、地层保存较全的地区进行最为有利。 （8）高级变质岩石地层的组级单位，由于其内部经变质变形改造，相当于组级单位岩石地层都或多或少出现缺失或重复，甚至局部出现新老倒置等一系列非正常关系，但与其上下的组级单位位置是十分确定的，应使用岩石组合的简称岩组。岩组一词之前加以岩组内主要变质岩石类型命名。然后再将有成因联系的岩组归并岩群。 3）其他地质填图单位的建立 （1）关于岩墙与岩脉的观测与研究变质岩区岩墙与岩脉在地壳构造演化过程中占有特殊的地位。由于其出露宽度往往较小，在图面上不能全部绘出。但由于它有重要的研究价值，在填图过程中应注意查明岩墙、岩脉矿物组成、结构与构造的特征；确定岩墙和岩脉规模、展布和其产状被改造程度；岩墙、岩脉与围岩之间的关系，阐明它们侵入围岩的构造背景；确立不同岩墙、岩脉的改造程度。 （2）对特征性的岩石处理方法在高级变质岩区存在着有特殊意义的岩层、岩体和岩石组合体，如超镁铁质岩、高压麻粒岩、榴辉岩、基性岩类、同源暗色析离体、石英岩、大理岩、磁铁石英岩以及变质砾岩等等。在对其系统观测研究后，在地质图上夸大表示。 （3）关于长英质脉体的观测与研究应注意查明长英脉体组成成分、类型，内部结构特征；对长英质脉体的形态、展布方位进行测量和统计，查明脉体与围岩的关系，确立脉体的时空分布规律及成因类型；查明长英质脉体与区域构造变形之间的关系，把脉体与变形作用有机结合起来，为划分构造期次打下物质基础。 2. 中高级变质区构造变形的观测研究 中高级变质区在构造变形作用机制与构造样式上与弱变质或未变质区的岩石变形具有明显区别。高级变质岩石在下地壳环境下的变形过程是一种透入性的，但同时又是非均衡性的过程。这种变形岩石其后又多次遭到不同构造条件下的改造，这更增加了变形地体的构造复杂性。选择标志层或标志的岩石组合是确立高级区变质岩客观空间展布特点，构造形态、变形序列的重要途径，应结合遥感资料的解释和追索法与穿越法结合，才能查明变质岩层客观展布标志，防止地质图的失真。中高级变质岩石中构造变形的观察与研究应注意 1）变质深成岩中变形作用的观察 （1）注意识别原生构造与次生构造，并进行各种产状要素测量与统计。 （2）注意其中各种类型包体的内部组构与变形以及整体变形特征的观测、统计。 （3）查明变质深成岩中假层状构造或条带构造的成因，以及它们与韧性剪切变形的关系。 （4）注意不同填图单位内部的各种成因类型构造要素的组合关系，为重建研究区地质事件提供实际依据。 2）变质岩石地层中变形作用的观察 （1）注意分辨具假层状构造的变质深成岩与变质沉积岩石地层，防止片麻岩单位扩大化。 （2）在高级变质区中，早期下地壳环境的构造变形是以岩石地层的透入性顺层韧性剪切流动变形为特征，这种变形过程几乎是和变质作用、分层重熔作用相伴而生。 （3）顺层韧性剪切变形的变形面或变形层，包括原生或次生变质岩层、变形分解和变质重熔形成的长英脉体等。由于组成成分和结构构造的多样性，决定了顺层韧性剪切变形构造样式的复杂性。应注意查明厚层状和互层状岩层中的变形样式特征；查明顺层剪切褶皱三维几何要素与线状构造关系；查明不同岩组的接触关系性质；注意收集典型岩石地层物质成分、组构转变的野外实际资料，查明变形－变质－重熔的关系。 （4）注意收集后期叠加构造的研究资料。 3）加强大型韧性剪切带的观察与研究 3. 高级变质区地质事件表的建立 1）建立地质事件的一般原则 （1）地质事件表的编制，要从设计编写阶段开始，通过野外与室内工作各个阶段的深入研究，用获得的新资料，不断修正和完善。 （2）地质事件表的建立，要在正确地建立区域构造格架，正确地划分构造演化阶段和正确划分构造域的基础上进行。 （3）要从野外第一性原始资料的收集开始，处理好局部与全局性事件的关系，处理好露头、路线与典型区地质事件对比。 （4）事件的建立应遵循被变形的构造要早于变形的构造；被穿切的构造要早于穿切构造等等。确定变质杂岩中不整合主要依据有上下变质类型、程度的突变；上下岩区类型岩石建造的突变；上下变形构造式样、构造复杂性、穿切关系的差别；有底砾岩层和古风化壳，但应注意真假砾岩；上下岩系中条带发育的特点、岩浆作用表现的差别；同位素年代学证据。 （5）在复杂构造区，应分别建立各构造域的事件表，在进行构造对比后，再建立全区性的地质事件表。 2）一般程序和有关内容要点 （1）在全面综合研究基础上，确定测区大地构造背景及构造阶段划分与主要构造运动。 （2）按变质岩石地层组合分析，建立区内变质岩石地层层序，确定各岩组的原岩建造类型及古构造环境，建立沉积作用火山活动演化顺序。 （3）确立变质深层岩和侵入体相对时序，查明它们之间的关系，参考同位素测年资料建立岩浆事件演化顺序。 （4）构造变形事件序列的建立，应确立不同构造阶段、不同构造环境中变形组合要素的形成顺序。 （5）变质作用事件序列，应和变形事件密切结合，查明不同温压环境下及不同构造条件中岩石变质作用类型、影响空间及随时间的发展变质作用演化的一般规律。 （6）同位素测年资料是地质事件研究中十分关键的数据，应保证测年样品的取样、测试的可靠性。 103
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