變質岩分類述評

時間 2021-09-04 01:27:48

1樓:中地數媒

前人對變質岩的分類做過很多工作,提出了不少變質岩的分類方案,既有**式也有**式。best(1982)、raymond(1995,2002)提出變質岩的組構或構造(texture)分類。fritsch等(1967)、winkler(1976)對變質岩的礦物含量進行詳細研究,提出變質岩定量礦物的分類**。

bard(1987)提出變質岩的化學成分分類**。grubenmann(1904)、程裕淇等(1963)和賀同興等(1980,1988)以等化學系列和等物理系列相結合,提出變質岩和區域變質的分類表。王仁民(1973)提出常見區域變質岩的定量礦物分類命名的**。

對動力變質岩的分類研究較深入的主要有 higgins(1971)、sibson(1977)、wise(1984)等人,提出了斷層巖的分類表或**;王嘉蔭(1978)提出碎裂變質岩的成因分類表;甘盛飛等(1994)、鍾增球等(1991)、孫巖等(1979,1985)在前人分類的基礎上,進一步完善,提出了內容和劃分更詳細的斷層巖分類表。

現將前人對變質岩分類簡要敘述如下。

1.變質岩的化學成分分類

由於變質岩的原巖型別複雜,化學成分的變化範圍很大。在等化學的封閉體系中,變質岩的化學成分與其原巖(火成岩、沉積岩)基本一致。而變質岩的主要化學成分是形成變質岩礦物的物質基礎,也是變質岩分類的依據之一。

單純以化學成分編制的變質岩分類表和分類**的(bard,1987)較少,也很少被應用。因為使用這類分類表和**,必須要有變質岩石化學分析的資料,但絕大多數變質岩石並不具有這些資料;而相同(似)化學成分的岩石,在不同的地質環境和變質條件下,可形成不同的變質岩,如果沒有相應的礦物、組構特徵和變質岩石的地質產狀,僅有岩石的化學成分,要對變質岩正確命名是很困難的。

在大多數變質岩分類表中,按化學性質的相似性,將變質岩劃分為若干大類(等化學系列)。如格魯賓曼(grubenmann,1904)在他的變質岩分類表中,據變質岩的化學特徵劃分為十二大類,程裕淇等(1963)區域變質岩分類表中,按變質岩的原巖型別和化學特徵將變質岩劃分為九大類。特納(turner,1958)提出一個簡明的化學型別分類,將大多數變質岩原巖的化學成分歸納成如下的五個化學型別。

(1)泥質(pelitic):泥質沉積物;

(2)長英質(quartz-feldspathic):包括砂岩、矽質凝灰岩和中酸性火成岩;

(3)基性(basic):基性火成岩、凝灰岩及含有數量較多的鈣、鐵、鎂的不純泥灰質沉積物;

(4)鈣質(calcareous):來自於石灰岩和白雲岩(可含石英、粘土礦物等雜質)等鈣質沉積物;

(5)鎂質(magnesian):來自超基性火成岩、綠泥石質及其他富鎂鐵質的沉積岩。

特納的變質岩化學型別分類,涵蓋了自然界中絕大多數常見的變質岩的化學成分,且簡明扼要,目前已為國內外地質學家所接受,在變質岩石學的著作中被廣泛引用,並作為變質岩的分類基礎。本手冊以特納的化學型別變質岩類作為編制「主要變質岩分類表」的基礎之一。

2.變質岩的定量礦物分類

變質岩的礦物及其含量,既受原巖化學成分的控制,也受變質作用物化條件的制約。與火成岩和沉積岩一樣,礦物是鑑別變質岩石的主要依據,是變質岩分類命名的基礎之一。有些變質岩石的基本名稱,是以其礦物或礦物組合命名的。

如石英岩、榴輝巖、雲英巖等。

winkler(1976)提出的常見變質岩定量礦物分類**(圖2-1),**由兩個雙三角形組成,角頂的端員分子分別是石英、長石、碳酸鹽礦物和雲母等矽酸鹽礦物,**適用於由上述端員分子組成的變質岩石。圖2-1a適用於較低階的變質岩石;圖2-1b適用於中高階的變質岩石,其中片岩取代了千枚巖的位置,並在大理岩及鈣矽酸鹽岩石中出現了透輝石和鈣鋁榴石。**中片岩和片麻岩以長石最少為20%作為兩者的分界線,並用虛線表示,表明作者對這條界線的釐定較謹慎,僅為參考的標準。

利用變質岩定量礦物分類**確定變質岩石的名稱,首先通過變質岩中石英、長石和雲母等礦物或石英、碳酸鹽礦物和雲母等礦物之間的含量比例,投影在圖的相應區域,並根據變質岩石組構的特徵,得到變質岩石名稱。因一些重要的變質岩石如榴輝巖、藍閃片岩、矽卡巖在圖中沒有相應的位置,也由於使用**較繁雜,致使變質岩定量礦物分類的**未能被大多數地質學家應用。

3.變質岩的組構分類

變質岩的組構是其最直觀的重要特徵之一。在野外露頭及標本上,我們首先注意觀察變質岩的定向組構、高度變形的組構或不具定向的組構。由於變質岩組構特徵與其變質作用的地質環境及變質作用物化條件密切相關,不同的變質作用型別所形成的變質岩的組構大多具有明顯的區別,如動力變質作用形成的碎裂組構和糜稜組構、接觸變質作用形成的角巖結構、區域變質作用形成的板狀、千枚狀、片狀和片麻狀構造等,大多是變質作用型別的具體反映。

變質岩的組構也是其分類命名的主要基礎之一。有許多變質岩石的名稱如板岩、千枚巖、片岩、片麻岩、糜稜巖等就是以變質岩石中具有板狀、千枚狀、片狀、片麻狀、糜稜狀組構而命名的。長期以來,這些變質岩名稱已被世界上的地質學家所接受,並一直沿用至今。

圖2-1 變質岩定量礦物分類

(據winkler,1976)

圖2-1a 某些主要組分命名的較低溫變質岩的成分

1—大理岩;2—石英大理岩;3—石英絹雲綠泥大理岩;4—絹雲大理岩、綠泥大理岩等;5—方解石英長英巖;6—方解石英千枚巖;7—方解千枚巖;8—碳酸鹽石英岩;9—石英岩;10—雲母石英巖;11—鈉長(微斜)石英岩;12—石英千枚巖;13—千枚巖、綠泥片岩;14—鈉長(綠泥)石英千枚巖;15—鈉長(綠泥)千枚巖;16—石英岩質片麻岩;17—石英鈉長(微斜)長英巖;18—絹雲綠泥片麻岩;19—鈉長(微斜)片麻岩或千枚巖;20—鈉長長英巖

圖2-1b 某些主要組分命名的較高溫變質岩的成分

1—大理岩;2—石英大理岩、鈣矽酸鹽大理岩;3—石英雲母大理岩;4—白雲母、黑雲母大理岩等;5—鈣矽酸鹽方解石英長英巖;6—鈣矽酸鹽方解石英雲母片巖;7—鈣矽酸鹽方解雲母片巖;8—石英岩;9—碳酸鹽石英岩;10—雲母石英巖;11—長石石英岩;12—石英雲母片巖;13—雲母片巖;14—長石石英雲母片巖;15—長石雲母片巖;16—石英岩質片麻岩;17—石英長石長英巖;18—片麻岩;19—雲母片麻巖或片岩;20—斜長長英巖

以變質岩的組構特徵作為其分類的主要基礎,稱為變質岩的組構或構造分類。具有代表性的有 spock(1962)、huang(1962)、best(1982)和 raymond(1995,2002)相繼提出變質岩構造分類表。spock(1962)將變質岩劃分為兩種主要型別,即具有明顯定向構造和明顯無定向構造的岩石。

huang(1962)提出碎裂、無葉理和具有葉理的變質岩組構分類。best(1982)提出按強葉理、弱葉理和無葉理和弱葉理變質岩的組構分類(表2-1)。

表2-1 變質岩組構分類表

(據best,1982)

由於組構分類較好地體現了變質岩石表面特徵的直觀性,分類表的簡明扼要及應用時的靈活性,較適用於具有相當地質專業知識的人員使用,近年來在變質岩石學著作中應用較廣。但由於分類表中只強調了組構特徵,而作為組成岩石的礦物在分類表中沒有應有的位置,特別是一些無葉理—弱葉理構造的變質岩石名稱,大多是以岩石中的主要礦物和礦物組合作為岩石的基本名稱,致使在利用變質岩組構的分類表時會感到較困難,特別是初入門的地質人員,難以掌握變質岩石的正確定名。而且,對於在成因、礦物和組構等都很複雜的種類繁多的變質岩石,上述的組構分類也顯得過於簡略。

4.變質岩的變質作用型別分類

變質作用型別不同,其所形成的變質岩石也有差別。變質作用型別及其相應的變質岩石主要是:

區域變質作用形成的區域變質岩,分佈範圍廣,岩石種類繁多。主要有板岩類、千枚巖類、片岩類、片麻岩類、石英岩類、長英變粒巖類、斜長角閃巖類、麻粒巖類、榴輝巖類、大理岩類和鈣鎂矽酸鹽變質岩類等。

接觸變質作用形成的接觸變質岩,主要分佈於侵入岩體附近。以角巖類為代表,還有斑點板岩、接觸石英岩類、接觸大理岩類、接觸千枚巖類、接觸片岩類和接觸片麻岩類等。

動力變質作用形成的動力變質岩,主要分佈於構造斷層帶中。以構造角礫岩類、碎裂巖類、糜稜巖類為代表。

氣液變質作用形成的氣液變質岩,主要分佈於熱液礦體周圍、斷層帶中及其附近、侵入岩體的頂部及其內外接觸帶等地段。主要岩石型別有矽卡巖類、雲英巖類、絹英巖類、青磐巖類,此外常見的氣液變質岩還有綠泥石化巖、矽化巖、碳酸鹽化巖、絹雲母化巖等。

混合巖化作用形成的混合巖,主要分佈在中高階區域變質岩地區,具有混合巖組構的各種混合巖類。

儘管不同的變質作用型別形成各種不同的變質岩石,但也有一些變質岩的礦物和組構特徵雖相同,但它們卻分別形成於不同的變質作用型別。如區域變質作用和接觸變質作用均可形成大理岩、石英岩,在接觸變質岩石中也經常有片狀、片麻狀構造的岩石。區域變質岩的白雲母石英岩、綠巖和氣液變質岩的雲英巖、青磐巖、綠泥石化巖、綠簾石化巖等。

所以對變質岩石的鑑定和命名,不能脫離野外實踐,只有在瞭解岩石的地質產狀,並結合室內的鑑定和研究,才能得到變質岩的正確命名。

在上述變質作用型別所形成的各類變質岩石中,前人對動力變質岩和區域變質岩分類的研究較深入,分類的方案也較多。有關內容將分別在第三章的區域變質岩分類和第六章的動力變質岩分類中詳細敘述。另外,在第四章和第五章中分別敘述混合巖和接觸變質岩的分類和命名。

國際地科聯推薦的由變質岩分類學分委員會(scmr)組織編寫的《metamorphic rocks:a classification and glossary of terms》(fettes和desmons,2007)一書有關變質岩分類的章節中,強調涉及變質岩分類的引數太多,以致不能編制出包含變質岩分類要素為基礎的變質岩分類表。

綜上所述,前人所編制的變質岩分類表或**,只側重變質岩分類的一個要素,如變質岩的化學分類、定量礦物分類和構造分類,或只有一種變質作用型別的變質岩分類表,如區域變質岩分類表、動力變質岩分類表和接觸變質岩分類表或**。迄今尚未有以變質岩分類三要素為基礎,又能涵蓋主要變質作用型別所形成的大多數變質岩的分類表。

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