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。

　　二、变质作用和地壳演化的关系

　　过去研究变质作用，偏重于就事论事，孤立地把它看作是岩石与周围物化条件变化的因果关系，而没有把变质作用和地壳的演化过程联系起来。近年人们注意到这样的事实：

　　（一）大面积的区域变质作用时空分布规律

　　1.在前寒武纪古老地块（如地盾、地台）上以大面积的面状分布为主，变质岩分布范围可上万平方千米；而从古生代以来则只呈线状展布，分布于各褶皱山脉中。这表明变质作用在古生代以前和以后有着明显的区别。

　　2.前寒武系特别是太古宙的岩石普遍变质，而且有的变质程度很深，反映出地壳演化的古老阶段的地热流较高，温度的影响较为突出。但在前寒武系变质岩中可以见到低温-中、高压的浅变质相（以绿片岩相为代表），也可以见到高温-中、高压（以麻粒岩相为代表）的深变质相，这种横向分布的不均一性说明地壳在太古宙已经有了活动带与不活动带的区别。

　　如前所述，由于前寒武纪的岩石大部分变质，要想恢复这一阶段地壳的演化历史是很困难的，如果弄清楚前寒武系变质相的分布规律，无疑将有助于重塑这一漫长阶段的地壳发展历史。

　　3.古生代以来的区域变质带，主要分布于各褶皱带，而在褶皱带以外的地区则很少变质，这说明从古生代以后只有在地壳活动带或造山带才有较高的地热流，从而导致褶皱带的岩石发生区域变质。

　　4.在较新的（中、新生代）褶皱带中，经常有代表低温-高压的蓝片岩相，而在较老的（古生代）褶皱带中则很少见此，这标志着地壳的地热流有逐渐降低的趋势。

　　（二）变质作用和岩浆作用的关系

　　大陆型地壳的硅铝层以花岗岩为代表，而花岗岩的分布面积常纵横数万平方千米，若仅仅从岩浆的深成侵入角度来解释，则必须存在如此庞大的侵入空间，这实际是不可思议的事。自从发现变质作用到混合岩化作用及花岗岩化作用这一事实，认为在原地经过各种方式的重熔或再生就可交代形成混合花岗岩，在一定程度上阐明了变质作用和岩浆作用的内在联系以及地壳演化过程中的某一侧面。总之，变质作用不仅是某一特定地区的孤立现象，而且也是地壳发展阶段中的有机组成部分。

　　（三）变质作用和整个地壳演化的关系

　　近年发现各种变质相的变质带，常作有规律的分布，例如在太平洋西岸岛弧带，普遍发育两条变质带。在岛弧外侧有一条高压低温（高压相系）变质带，以蓝片岩相为代表；在岛弧内侧有一条低压高温（低压相系）变质带，因此把这种现象通称双变质带。这种分布规律，绝不是一种偶然现象，而是与地壳演化过程有密切关系。当前认为双变质带是地球岩石圈板块活动的必然结果，而板块构造学说被认为是解释全球构造的重要学说，由此可见变质作用是地壳演化过程中的现象。关于这一理论，本书后面将专门予以介绍。

　　三、岩石的转化

　　三大类岩石都是在特定的地质条件下形成的，但是它们在成因上又是紧密联系的。追溯到遥远的年代，那时候岩浆活动十分强烈，地壳中首先出现的岩石是由岩浆凝固而成的。但是，自从地壳上出现了大气圈和水圈以来，各种外力因素开始对地表岩石一方面进行破坏，一方面又进行建造，出现了沉积岩。然而，任何岩石都不能回避自然界的改造，因此在一定条件下又出现了变质岩。图基本上表明了三大类岩石的相互转化关系。

　　“新陈代谢是宇宙间普遍的永远不可抵抗的规律。依事物本身的性质和条件，经过不同的飞跃形式，一事物转化为他事物，就是新陈代谢的过程。”随着时代的演进，在频繁的地壳运动和岩浆活动中，老的岩石不断在转化，新的岩石不断在产生，这也就是地壳岩石新陈代谢的过程。所以，任何岩石既不是自古就有的，也不是永远不变的。在一定时间和一定空间所形成的一定的岩石，都只代表地壳历史的一定阶段。任何岩石都忠实地记录了它本身有关的那一阶段的地壳历史。

　　为了帮助掌握三大类岩石的分布、产状和基本特征，特列表如下（表5-1）。

表5-1三大类岩石的分布、产状、结构、构造和矿物成分