揭秘变质岩的独特特征

变质岩是先存的岩石在一定条件下发生变质作用的产物，其特征在很大程度要受到其原岩特征的影响，但变质岩具有一些与沉积岩和岩浆岩没有的基本特征。

一、变质岩的物质成分

1.变质岩的化学成分

变质岩是早先已形成的岩石(火成岩、沉积岩)遭受变质作用的产物，因此其化学成分一方面与原岩有密切关系，另一方面又和变质作用的特点有关。

当变质作用过程无交代作用进行时，变质岩化学成分(除H2O和CO2外)取决于原岩化学成分，根据变质岩化学成分可恢复原岩类型。从原岩(prtolih)角度，变质岩可分为正变质岩(原岩为火成岩)和副变质岩(岩为沉积岩)两大类。当然已形成的变质岩还可再遭受变质(一次或多次)，这样的变质岩称为复变质岩(polymetamorphierock)。复变质岩当然从原岩角度也有正、副变质岩之分。同时，变质岩的化学成分是影响矿物成分的主要因素，在一定温压条件下，它决定了变质岩的矿物组合。

因此，化学成分研究对变质岩矿物组合及变质作用温压条件的研究也具有重要意义。当变质作用过程有交代作用进行时，变质岩的化学成分既取决于原岩的化学特征，又取决于交代作用的类型和强度。用岩石化学方法研究交代变质岩的化学成分特点，可推断原岩成分特点，了解交代过程中元素带人、带出的情况，查明交代作用的特点和强度。变质作用过程中，原岩的矿物成分、结构构造都要发生改变，乃至完全消失。然而一般变质作用基本不改变原岩的主要化学成分。即使是交代变质作用，也或多或少可保留原岩化学成分变异的某些特点。因而变质岩化学成分是恢复原岩和划分对比变质地层的重要标志。

在变质岩的分类研究方面，岩石的物质成分是基础。对一般变质岩，多数学者都很重视等化学系列和等物理系列的划分。等化学系列是指具有同一原始化学成分的所有岩石，其中矿物组合不同是由变质作用类型和强度决定的。如基性岩石在区域变质条件下，随着变质程度增加，出现绿片岩—绿帘角闪岩—角闪岩—斜长石辉石麻粒岩，构成一个等化学系列:泥质岩则出现板岩—千枚岩—片岩—片麻岩系列。等物理系列是指同一变质条件下(温度、压力范围相同)形成的所有岩石，这些岩石中矿物组合的不同是由原岩化学成分决定的。

2.变质岩化学类型的划分

Turner于1955年(转引自W.S.Fyfe等，1958)提出一个简明的等化学分类，将常见的变质岩归纳为以下5个化学类型:

1)泥质(pelitic):来导源于泥质沉积物。

2)长英质(quartz-feldspathic):包括变质的砂岩、硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩。

3)钙质(calcareous):来源于灰岩和白云岩(可含石英、黏土矿物等杂质)等钙质沉积物。

4)基性(basie):由基性岩浆岩、凝灰岩及含显著数量的Ca、Al、Fe、Mg的不纯泥质沉积物转变而来的变质岩。

5)镁质(magnesian):来源于超基性岩浆岩和绿泥石质及其他富含Mg、Fe的沉积物。

除上述5个常见的化学类型外，尚存在硅质、铝质、铁质、磷质、碳质等6个特殊类型，它们是一些较少见的副变质岩石，以某个元素特别富集为特征。

上述五大类常见岩石中，以泥质和基性岩石对温压条件变化最敏感，矿物组合随P-T条件变化快，富钙和镁质岩石对温压变化亦较敏感，长英质岩石则是对温压变化不敏感的岩石。因而，变质带、变质相的划分以泥质和基性变质岩矿物组合为标志。

五大类岩石强度不同，在变形过程中流变学行为不同。通常，五大类岩石按强度(或能干性)自大到小依次为镁质、基性、长英质、钙质、泥质。在强变形的长英质片麻岩中，往往可看到未变形的斜长角闪岩包体，就是二者能干性差异造成的。

五大类变质岩中，泥质、钙质是两个副变质岩石系列。而镁质变质岩原岩主要是超基性火成岩。富镁的沉积物很少，而且其变质产物通常可根据地质产状和共生岩石组合确定其原岩性质。因此，这三类变质岩原岩性质问题不大。但对长英质和基性两类变质岩而矿物成分可推断岩石的化学类型。

(2)五大化学类型变质岩的化学成分与矿物成分特点

1)泥质变质岩:化学成分的特点是AL2O3和K2O含量高，K2O和AL2O3，相对含量变化大。矿物成分的特点是云母含量高，石英常见，两个亚类矿物成分有明显差别:

①AL2O3过剩的泥质变质岩特点是，含富铝矿物(红柱石、蓝晶石、矽线石等)，中低温时无钾长石，高温时(麻粒岩相、辉石角岩相等)出现钾长石;

②K2O过剩的泥质变质岩特点是，含钾长石，中低温时无富铝矿物，高温时出现富铝矿物(矽线石、董青石、石榴子石等)。中低温时富铝矿物与钾长石不共生，两类泥质岩矿物组合明显不同。高温时富铝矿物与钾长石共生，两类泥质岩矿物组合相同，仅矿物含量有差别:铝过剩的泥质变质岩富铝矿物含量高，钾长石少;钾过剩的泥质变质岩则相反，钾长石高而富铝矿物少。

2)长英质变质岩:化学成分与泥质变质岩的显著差别是SiO2，含量高，通常K2O过剩而A12O3不足。矿物成分特点是以石英、长石为主，矿物组合与K2O过剩的泥质变质岩相同。

3)钙质变质岩:化学成分最显著的特点是CaO含量高，可含一定量的MgO、FeO、AL2O3、SiO2。矿物成分以碳酸盐矿物(方解石、白云石等)和钙镁硅酸盐矿物(硅灰石、透辉石、阳起石、透闪石、滑石等)为主，可含一定量钙铝硅酸盐矿物(绿帘石、方柱石、钙质斜长石、钙铝-钙铁榴石、符山石等)及石英。

4)基性变质岩:化学成分特点是MgO、FeO、CaO含量高，含一定量AO。矿物成分特点是，富含斜长石和绿帘石、绿泥石、单斜辉石、单斜闪石(透闪石、阳起石、普通角闪石)、斜方辉石、铁铝-镁铝榴石及黑云母等铁镁钙的硅酸盐、铝硅酸盐矿物，可含一定量的石英。

5)镁质变质岩:化学成分特点是富MgO、FeO、贫CaO、Al2O3和Si2O3。矿物成分特点是，缺乏长石、石英，富含富镁铁的矿物如蛇纹石、滑石、水镁石、菱镁矿、直闪石、镁铁闪石、紫苏辉石、透闪石、阳起石、绿泥石、黑云母、铁铝-镁铝榴石等。