三、区域变质作用

泛指在广大面积内所发生的变质作用，变质范围可达数万平方千米，前寒武纪的古老地块几乎都是由变质岩构成的；有时呈狭长带状分布，长可达数百、数千千米，宽可达数十、数百千米，如许多褶皱山脉（天山、祁连山、昆仑山、秦岭等）均有和其走向一致的变质岩带分布。由此可见，区域变质作用往往和地壳活动、构造运动和岩浆活动等密切相关。在同一个区域变质地区，其所出露岩石常有不同的矿物组合和一定的分布规律，从而反映形成变质的不同的温度和压力等条件。因此，区域变质作用的物理条件具有很宽的范围，一般在压力 0—109Pa、温度 150—900℃范围内，可以是高温高压、中温中压，也可以是高温低压、低温高压以及其他各种情况，而且可以具有不同的地温梯度。目前，把区域变质作用分为许多类型，其主要类型有：

（一）区域中、高温变质作用

这种变质作用的温度一般为 550—900℃，压力一般为 5—10 亿 Pa，常常发生在地壳演化的早期，变质相以麻粒岩相（温度稍高）、角闪岩相（温度稍低）为主。由于变质作用发生于较高的温度和压力条件下，重熔混合岩化比较发育。形成岩石主要为各种片麻岩、麻粒岩、角闪岩、混合岩等，并主要见于太古宙岩层中。

（二）区域动力热流变质作用

又称区域动热变质作用，或造山变质作用。主要见于各大褶皱带（所谓造山带），多呈长条带状分布，因岩石所处部位不同，变质温度可以由低到高，高可到 700℃甚至 85℃；压力也可以由低到高，2—10 亿 Pa。因此，沿着褶皱带常形成宽度不等的递增变质带。由于这种变质作用同时受到不同应力的作用，岩石变质后具有明显的叶理或片理构造。伴随着强烈的褶皱运动或构造运动，常有大规模中酸性岩浆侵入活动，并导致区域性混合岩化作用。如中国祁连山褶皱带和秦岭褶皱带等，都属于这种区域变质作用范畴。所出现的变质岩石可以从深度到浅度变质，如从混合岩、片麻岩、片岩到千枚岩、板岩等。

（三）埋藏变质作用

又称埋深变质作用、静力变质作用、负荷变质作用或地热变质作用。主要指沉积岩层（如地槽区）或火山沉积物随着地壳下沉和埋藏深度递增，在地热影响下引起的区域性变质作用。这种变质作用形成温度较低，最高可达

400—500℃，但压力可以从低到高，所以常形成低温而压力不高的变质矿物如沸石类矿物，也可以形成低温高压的变质矿物如蓝闪石等。此外，还可形成高温高压的榴辉岩。埋深变质作用与岩浆侵入作用和构造运动应力作用无关，故与变质作用同期的花岗岩很不发育，也不见有混合岩，所形成的变质岩一般缺乏片理构造。关于埋深变质作用的成因，除与地壳下沉有关外，目前更认为与大断裂构造特别是岩石圈板块沿俯冲带下沉有关（将在以后介绍）。

（四）洋底变质作用

指大洋中脊附近的变质作用。大洋中脊是洋壳裂开、地下岩浆（主为玄武岩质）涌出、新洋壳生长的所在，它的下部具有速率较高的热流，而且其速率随深度而增加，使原有的玄武岩（包括辉长岩）发生变质。由于洋底不断扩张，使新生洋壳产生侧向移动，把这些受到变质的基性岩推移到大洋中脊两侧的大洋盆中。其变质相主要为沸石相、绿片岩相等，但变质岩的矿物组合常随深度而不同，出现相的规律变化。

（五）形成的岩石

区域变质带常见的岩石有石英岩、大理岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。

石英岩 除接触变质作用可形成石英岩外，在区域变质作用下亦可形成石英岩，但成分稍复杂，或具条带状构造。
大理岩 在接触变质带碳酸盐岩可形成大理岩，在区域变质带亦常见大理岩，但后者往往具条带状构造，其中如含蛇纹石、石墨和其它副矿物成分，常形成条带状或褶皱弯曲状纹带，可加工成各种艺术装饰品。云南大理所产最为有名，大理岩即由此得名。
板岩是由粘土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩经轻微变质而成的浅变质岩。具明显板状构造，矿物成分基本没有重结晶或只有部分重结晶，外表呈致密隐晶质，肉眼难以鉴别。在板理面上略显丝绢光泽，岩石致密，比原岩硬度增高，敲之可有清脆响声。根据颜色和杂质可以分别称为黑色炭质板岩、灰绿色钙质板岩等。在热接触带亦可形成板岩，其中某些杂质常集中成为不同形状和大小的斑点，称为斑点板岩。板岩可以劈开成板，可作为屋瓦、铺路等建筑材料。
千枚岩 具典型千枚状构造的浅变质岩石，由粘土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩经低级区域变质而成。变质程度比板岩稍高，原岩成分基本上已全部重结晶，主要由细小绢云母、绿泥石、石英、钠长石等新生矿物组成。具细粒鳞片变晶结构，片理面上有明显的丝绢光泽，并常具皱纹构造。可有绿、灰、黄、黑、红等颜色。
片岩具明显鳞片状变晶结构和片状构造的岩石。主要由片状或柱状矿物如云母、绿泥石、滑石、石墨、角闪石等组成，并呈定向排列；此外，间有石英、长石等粒状矿物，有时含少量石榴子石、蓝晶石等特征变质矿物

的变斑晶，形成变斑晶结构。片岩一般属于中级（部分低级）变质岩石，变质程度比千枚岩高。根据组成片岩的主要矿物进行分类，如云母片岩、绿泥片岩、滑石片岩、蛇纹石片岩、角闪片岩、石英片岩、绿片岩、蓝闪石片岩等。不同种类的片岩，其原岩成分和变质条件亦不相同。如绿片岩（由绿泥石、绿帘石等绿色矿物组成）通常是基性火山岩经低级到中级变质作用的产物。蓝闪石片岩又叫蓝片岩，是高压低温区域变质作用的典型岩石。

片麻岩 具明显片麻状构造的岩石。主要矿物成分为长石、石英（二者含量大于 50％，而长石一般多于石英）等，片状和柱状矿物有云母、角闪石、辉石等，有时含矽线石、石榴子石等变晶矿物。属于变质程度较深的区域变质岩，但在高温热接触变质作用下，也可形成片麻岩。原岩为粘土岩、粉砂岩、砂岩和中酸性火成岩等。根据岩石中长石种类和主要片状、柱状矿物，还可进一步命名。如角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云钾长片麻岩等。若长石种类不定，则长石不参加命名。
角闪岩 主要由普通角闪石（含量大于 85％）和斜长石组成，粗粒到细粒，多呈块状构造或不清楚片理，岩石颜色较深。如斜长石增多（大于15％），称斜长角闪岩；如浅色矿物以石英为主，则称角闪片岩。此类岩石主要是基性岩、中性岩、富铁白云质泥灰岩的中高温区域变质产物。
变粒岩 以长石和石英为主的区域变质岩，长石主为钠长石、中酸性斜长石，其含量大于石英；暗色矿物一般少于 30％，主为黑云母、普通角闪石、透闪石、电气石、磁铁矿等。具细粒等粒粒状变晶结构（粒度一般小于0.5mm），常具微细片理或条带状构造。粒度增大时可过渡为片麻岩，片状、柱状矿物（主要为暗色矿物）小于 10％时，称为浅粒岩。粒变岩是由半粘土质岩石、粉砂岩、中酸性火山岩及凝灰岩等经中级变质作用的产物。
麻粒岩 是在高温高压条件下形成的区域变质岩，温度大致为 700—

900℃，压力为 0.7×1010—1.2×1010Pa，相当于地下 25—40km 的深度。浅色矿物成分主为斜长石，有时含有石英，暗色矿物主为不含或基本不含水的矿物，如紫苏辉石①、透辉石等，有时含有黑云母、普通角闪石、石榴子石等。具中粗粒花岗变晶结构，片理构造不清楚，块状构造。暗色矿物含量若少于 30％，称浅色麻粒岩或酸性麻粒岩；其含量若大于 30％（甚至可达 80

—85％），称暗色麻粒岩或基性麻粒岩。麻粒岩是变质程度最深的岩石，关于其成因，普遍认为是原先位于地壳上部的岩石因构造运动而逐渐埋藏到地下深处，受到高温变质作用而成。70 年代以后，有的地质学家认为是由上地幔派生的岩浆，上升侵入地壳底部，在高温高压下变质而成。还有一种看法，原岩是洋壳板块俯冲至地壳深处熔融的产物。麻粒岩广泛分布于太古宙古老地层中，并常富含金、银、铬、镍、铂、铜、铅、硼、石墨、压电石英、宝石、云母、金红石、磷灰石等矿产。

榴辉岩 是一种典型的高压变质岩石。主要矿物成分为绿辉石和石榴子石，可含石英、蓝晶石②橄榄石等，但不含长石。岩石颜色较深，比重

较大，粗粒不等粒变晶结构，块状构造。产状和成因比较复杂，或在金伯利岩中呈包体产出；或在橄榄岩中呈条带产出；或在高压变质带蓝片岩中出现。关于榴辉岩的成因，被认为是地幔物质在一定深度的结晶产物或地幔岩石熔融的残留体；或是玄武岩质岩浆在高压条件下结晶而成；还有人认为是地壳深部岩石变质作用的产物。榴辉岩形成的压力极高，约为 1.1×109—1.5

×109Pa，最高可达 3×109Pa；形成温度范围较宽，约为 450—750℃。