第四节 有关变质岩的几个问题

一、变质强度

岩石在变质过程中,因其所处的温度、压力条件不同,岩石变质的程度也不同,叫作变质强度,或者叫变质等级。

过去认为,变质作用的强度与温度、压力有关,而温度、压力又与深度有关。岩石所处的深度越大,其所受改造的程度也越深。据此,把区域变质带分为浅变带、中变带和深变带。由于在变质过程中,温度往往起主导作用, 也有人按温度的高低把变质作用分为三个等级,即低级、中级和高级。那么, 反映岩石变质强度的标志是什么呢?起初人们认为变质岩的粒度是判断变质强度的最主要和直观的标志。因此,板岩和千枚岩是浅变带或低级变质的岩石,片岩是中变带或中级变质的岩石,片麻岩则是深变带或高级变质的岩石。这一概念在有些情况下例如在接触带由非晶质或隐晶质岩石变为显晶质岩石的时候大体符合实际情况。

但是,影响岩石变质的条件非常复杂,不仅有低温低压、中温中压和高温高压,而且也有低温高压、高温低压等情况,因此仅用深度来概括各种物理条件就显得不够了。而且影响变质岩粒度的因素也不仅仅是温度和压力, 另外还有应力(定向压力)和流体状况等因素。根据野外观察及模拟实验, 可以发现与传统概念相反的情况,比如有些片岩的形成温度和压力,比片麻岩还高。

正是这种缘故,促使人们设法研究新的鉴别变质强度的标准。当初设想,一定成分的原岩在一定的温度压力和没有物质的带入带出情况下,当化学反应达到平衡时,则应该形成一定的矿物成分,特别是一定的标志矿物成分。因此,本世纪初,有人用标志矿物作为划分变质强度由低到高的根据, 并划分出绿泥石带、黑云母带、铁铝石榴子石带⋯矽线石带等变质带。

但是,这种简单的变质带的划分模式,并不完全符合自然界的复杂情况。因为在不同地区,其原岩成分不同,温度压力条件也不一样,从而所形成的变质带也不尽与简单的模式相同。因此,近年人们不太强调变质带的概念,而是注意在一定温度压力条件下不同的岩石都按其化学成分形成相应的矿物组合。这种矿物组合及其代表的物理条件,称为变质相。每一种变质相是根据在一定温度、压力范围内所出现的代表性矿物组合或相当于该矿物组合的特征性岩石来命名,如蓝片岩相(代表高压低温条件)、麻粒岩相(代表中高压和高温条件)、榴辉岩相(代表高压和高温条件)等。