片麻岩

片麻岩是变质程度较深的区域变质岩石，具有片麻状构造。 与 片岩 的更均匀的层状外观不同，片麻岩形成了更厚的大颗粒矿物脉。

片麻岩以粒状矿物为主，片状或纤 柱状 矿物为次。二者相间或定向排列，形成颜色深浅交替的片麻状。 浅色带含有 石英 和 长石 ，而较深的带主要是 黑云母 和 角闪石 。其中长石和石英含量大于50%，长石多于石英。片麻岩形成于温度和压力都极高的造山带根部，含有片麻岩的地区往往具有非常古老的历史。

片麻岩具有抗风化和抗侵蚀的特性，常用于海防工程。

历史事件

1990年，中国水厂 铁矿 投资250万元，兴建了道 砟 生产线，将围岩中的角闪斜长片麻岩、含铁 石英岩 、混合质 花岗石 变质岩 ，经过粗、中、细三段破碎，两次五层筛分，首先开发出16～60mm铁路道砟。

1984年中国 河北地质 三队将桑干群划分成5组，依次为西葛峪组（为一套暗色 麻粒岩 ，斜长片麻岩及 混合岩 ）水地庄组（为片麻岩）花家营组（为浅色麻粒岩）涧沟河组和艾家沟组。

1982年夏在中国松树沟地区教学实习期间，分别在工作区东、西相距10公里的两处，发耐现了赋存于富水杂岩北侧( 黑云母 斜长片麻岩底部)的一套单成分的陆源 砾岩 层。

1982年，我所 铁矿 组对变质 地层 重新进行了划分，将霍丘群分为花园组及吴集组两个组了下部花园组为角闪质钾长眼球状混合岩和角闪质混合片麻岩夹斜长片麻岩、变粒岩、斜长角闪岩。

1981年中国安徽西南部发现了产于黑云母斜长片麻岩中的 红宝石 。

岩石分类

岩石；依不同的形成方式，可粗略分为三类：火成岩、 沉积岩 和 变质岩 。

火成岩

火山石 ： 流纹岩 ； 粗面岩 ； 响石 ； 英安岩 ； 安山岩 ；粗安岩； 玄武岩

浅成岩 ：斑岩； 霏细岩 ；细晶岩； 伟晶岩 ；玢岩；粗玄岩；煌斑岩

深成岩 ： 花岗石 ； 正长岩 ； 二长岩 ； 花岗闪长岩 ； 闪长岩 ； 辉长岩 ； 斜长岩 ； 橄榄岩 ； 辉石岩 ； 角闪石岩

沉积岩

碎屑岩 ： 砾岩 ； 角砾岩 ； 砂岩 (又分为 长石 砂岩、 杂砂岩 )； 泥岩 ； 页岩

火山碎屑岩 ： 集块岩 ；凝灰岩

生物岩 ： 石灰岩 ； 燧石 ； 硅藻土 ；叠层岩；煤炭； 油母页岩

化学 岩：石灰岩； 白云岩 ； 燧 石

变质岩

接触变质岩角 页岩 ： 大理石 ； 石英岩 ；硅卡岩； 云英岩

区域变质岩： 千枚岩 ； 片岩 ；片麻岩； 混合岩 ； 角闪岩 ； 麻粒岩 ； 榴辉岩 ； 板岩

动力变质岩：糜棱岩。

历史渊源

对中国 冀东 地区 水系 沉积物 42种 化学元素 含量的统计中发现，随岩石年龄增大其铋含量线性降低，如 跑马场组 （相对年轻）140（含量单位10-9，下同），拉马沟组116， 三屯营 组103，上川组98（相对较老），而年龄只有1.2亿年的 燕山 期 石英 斑岩铋含量则高达264。这一规律得到了 石陨石 和月球的印证，如月球平均0.1（46亿年）、月球表面1（46—31亿年）、 普通球粒陨石 3、 南极 灰色片麻岩40、 地壳 170—200（46—0亿年）。 冀东 变质岩 分布区，铋含量最低处就可能是最古老陆壳之所在。1：20万 青龙 幅 地球化学 水系 沉积物 测量原始网格数 图上， 迁安市 商 庄子 一带（东经118°40′35″，北纬40°10′00″）便存在着我们百般寻觅的铋的最低含量区，其最低达10×10-9（考虑到水系沉积物的表生富集作用，其岩石中的含量可能更低）。中国商庄子一带具有奇异的地球化学特征，那就是在不大的范围内，既出现 超基性岩 标型元素（铁、铬）又有基性岩标型元素（钒、钛、 ）、酸性岩标型元素（钨、 、 、锡、 锆 、 、 等），甚至碱性岩标型元素（嫁）的正异常。其中钛、铁为全 青龙 幅最高值，它们多为大离子亲石难熔元素，变质过程中不易流失，说明该区经历过更高级更多次的 变质作用 。月球 地质学 研究表明，月球 玄武岩 的共同特征是：缺失在相对低温下易挥发的元素碳、氮、硫、氯、汞、锌和铅，富集难熔元素钛和锆。月海玄武岩无论在分布、 熔融温度 范围和 化学 组成等方面，都与 地球 上的玄武岩相似，但比地球玄武岩富含铁、镁和钛，而贫碱性金属，铬的含量及难熔元素也较地球玄武岩为高。通过对比，商庄子片麻岩与月球玄武岩有诸多相似之处。月球在大约31亿年前便基本停止了地质活动，其岩石总体上说比地球上的要古老得多。

主要类型

富铝型

由富铝的 黏土 质岩石经中高级 变质作用 形成。主要由 石英 、酸性 斜长石 、 正长石 和 黑云母 组成，常含 硅线石 、 蓝晶石 、 石榴石 ﹑ 堇青石 等富铝变质矿物，当 SiO2 不足时，可出现 刚玉 ，富碳时可出现石墨。斜长片麻岩。由中、基性 火山石 及火山质硬 砂岩 经变质作用形成。主要由 斜长石 、石英及 绿泥石 、云母、 角闪石 等组成，可含少量 辉石 、石榴子石等矿物。常见类型有黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩等。

碱性长石型

由酸性火山岩及 长石 砂岩经变质作用形成。主要由钾长石、酸性 斜长石 、 石英 及少量黑云母角闪石等组成。

钙质型

由钙质 页岩 及部分中、基性火山岩、凝灰岩经 变质作用 形成。主要由斜长石、 石英 、云母、角闪石、 透辉石 ﹑ 阳起石 等矿物组成，可含 方解石 ﹑ 白云石 ﹑ 方柱石 ﹑ 钙铝榴石 等矿物。片麻岩的进一步命名，可按特征变质矿物、片 柱状 矿物和 长石 种类进行，如石榴黑云斜长片麻岩、夕线石榴钾长片麻岩等。片麻岩在前 寒武纪 结晶基底和 显生宙 的造山带中均有大量分布，在世界各大陆如北欧的波罗的 地盾 、 北美洲 的 加拿大地盾 ﹑ 非洲 大陆、印度半岛﹑ 澳大利亚 和中国的华北陆台等地均有分布。片麻岩中常赋存大量非金属矿产，如石墨、 石榴石 、 夕线石 等。片麻岩可做建筑石材和铺路原料。

鉴别特征

结构差别

片麻岩具有清楚的带状，它的这种层理不像 片岩 等可以沿着层理劈成 薄片 。片麻岩的颗粒较粗，有些含有大量 石英 和 长石 。片麻岩上的条状是由岩石中不同比例的矿物分布形成的，比如深色条带中含镁铁质矿物，浅色条带中含长石、石英物质多。另外，颗粒大小也可产生条带状。片麻岩分布很广，都会常常见到这种岩石。它们可以做建筑用石料，还常被用来做 铺路石 。 正片 麻岩是火成岩变质后形成的，而副片麻岩则是由 沉积岩 变化而来。

变质1

认为它们是变质沉积岩，根据是一些含 夕线石 、 堇青石 、 石榴子石 等富铝矿物的长英质片麻岩与比较均匀的、含 黑云母 和 角闪石 的灰色片麻岩，呈互层状共生。因此，认为它们是 长石 砂岩 、硬砂

岩和富铝沉积岩等经角闪岩相－麻粒岩相 变质作用 和变形作用所形成。

变质2

认为它们是变质 火山岩 及火山沉积岩，其化学成分可以与绿岩带的火山岩或 火山碎屑岩 相比，属 英安岩- 安山岩 成分的钙 碱性火山岩 ，经变质和变形作用所形成。

岩百

认为它主要是英云闪长岩、奥长 花岗岩 、 花岗闪长岩 等深成侵入体经变质和变形作用形成，根据是在灰色片麻岩中可见未变形和未叶 理化 的英云闪长岩呈岩枝状斜切较老的岩石，它们的岩石 化学 和 地球化学 特征与 沉积岩 明显不同。

判别结果

岩相学 特征表明 正片 麻岩为含石榴钾长花岗质片麻岩、黑云钾长(二长)花岗质片麻岩、多硅 白云母 钾长(二长)花岗质片麻岩、含 磁铁矿 钾长(二长)花岗质片麻岩、含 角闪石 钾长花岗质片麻岩、二云钾长(二长)花岗质片麻岩、含磁铁矿二云二长花岗质片麻岩、含石榴黑云二长花岗质片麻岩及基本不含暗色矿物的钾长花岗质片麻岩。副片麻岩为绿帘黑云斜长(二长)片麻岩、绿帘黑云角闪斜长片麻岩、含石榴绿帘黑云斜长(二长)片麻岩、含石榴黑云斜长(二长)片麻岩、角闪黑云斜长(二长)片麻岩、含石

榴石白云母斜长片麻岩、黑云斜长(二长)片麻岩、角闪绿帘黑云斜长片麻岩、多硅白云母斜长(二长)片麻岩、二云斜长(二长)片麻岩、含石榴二云二长片麻岩、含 磁铁矿 二长片麻岩、含磁铁矿黑云二长片麻岩。

化学研究结果表明 正片 麻岩的SiO2含量普遍偏高，为73.56%-79.01%, Al2O3 含量为10.49%-13.75%; TiO2 、 氧化铁 、 FeO 、MnO和 MgO 的含量明显偏低，其中Fe2O3为0.26%-2.56%,FeO为0.09%-1.13%,MgO为0.01%-0.63%;岩石明显富含Na2O、K2O,强烈贫钙， Na2O +K2O的含量为6.20%-9.15%,K2O的含量为1.26%-5.67%, CaO 的含量为0.08%-1.59%。正片麻岩的 稀土 和 微量元素 地球化学 特征表现为Eu呈中等-强烈的负异常，弱-明显的轻重稀土 分馏 ，强烈富集大离子亲石元素K、Rb、Th,高场强元素Ti、Ta和Nb表现为明显的负异常，而Hf和Zr则为明显正异常。

3000-3500m花岗质片麻岩的原岩具A型 花岗岩 的特征，形成于大陆裂谷环境，记录了Rodinia 超大陆 裂解时苏鲁地区的花岗 岩浆 事件，表明 新元古代 晚期扬子板块北缘的构造属性为大陆裂谷环境。中国大陆 科学钻探 工程主孔3000-3500m副片麻岩SiO2含量相对偏低，且变化范围大， Al2O3 、 FeO 、 氧化铁 、MgO和 CaO 的含量明显高于 正片 麻岩，其中SiO2含量为55.38%-78.5%,Al2O3的含量为10.99%-20.09%,FeO的含量为0.4%-6.04%,Fe2O3的含量为0.14%-3.86%,MgO的含量为0.05%-4.83%,CaO的含量为0.22%-7.39%。

稀土 和 微量元素 的特征表明副片麻岩Eu异常差别大，存在从强烈到中等再到弱的负或正异常，与正片麻岩明显不同，稀土含量变化大。虽然多数副片麻岩的Ti、P呈明显的负异常，但其异常幅度明显小于 正片 麻岩。副片麻岩的原岩具有多种来源，部分可能为形成于板内或 火山弧 环境酸性 火山碎屑岩 ，部分为形成于 弧前 (弧后)盆地或 大陆边缘 的走滑盆地的含泥质的 长石 石英 砂岩 。

正、副片麻岩 锆石 微区记录了详细的年代学信息，其中正片麻岩的锆石核部206Pb*/238U年龄大于750Ma，表明 花岗石 原岩形成于 新元古代 ；副片麻岩的锆石核部206Pb*/238U年龄为659-313Ma，表明原岩继承性碎屑锆石来源的复杂性。正、副片麻岩的含 柯石英 包体的锆石幔部206Pb*/238U年龄加权

平均值分别为227±2Ma、228±5Ma,表明超高压峰期变质发生在晚 三叠纪 。

正、副片麻岩的锆石边部206Pb*/238U年龄加权平均值分别为209±3Ma、213±6Ma，代表了苏鲁 地体 折返过程中的 角闪岩 相退变质年龄。 正片 麻岩的 锆石 微区年代学特征证明了正片麻岩是 新元古代 花岗石 原岩经历了超高压变质和角闪岩相退变质的产物，不是 榴辉岩 和副片麻岩发生“部分熔融”和“钾交代”的产物。

发展前景

片麻岩综合开发治理项目研究居国际领先水平，对全国同类山区综合开发具有重要指导意义。

中国 河北省 重大科技攻关项目“河北省太行山区千万亩片麻岩综合开发治理技术研究”，受到由 中国科学院院士 、 中国工程院院士 张宗祜 和中国工程院院士 刘更另 以及国家科技部原副部长、博士生导师韩德干等专家组成的鉴定委员会的高度评价。

专家们考察了中国 内丘县 、 邢台县 、 沙河市 的项目现场，并听取了有关报告。认为，该研究项目理论创新性强，综合效益十分显着，在中国山区综合开发与区域农村经济 可持续发展 领域获得重大突破，项目总体研究居国际同类研究的领先水平，对全国同类山区综合开发具有重要的指导意义。

该研究项目从1999年开始实施，由中国 河北省 山区开发办公室等单位共同承担。经过4年多的实施，首次完成了片麻岩山区景观生态经济建设的四大类型划分及其相应的综合 技术标准 ，为该区域的综合开发与治理提供了重要理论依据；研究开发出 爆破 整地、修筑隔坡沟状 梯田 、培肥土壤等多项关键技术，组装集成了“蓄、集、整、改、排”为一体的景观生态经济建设基础工程技术体系。

通过4年的建设，创建了具有典型示范意义的以 生态环境 为中心的 邢台县 前南峪模式，以生态 经济林 为主体产业的 内丘县 富岗景观生态经济模式，以 生态旅游 为主体的中国平山 西柏坡 模式，

以城镇化建设为主体的、山区农村城镇化的 沙河市 栾卸模式，以 丘陵 区果草畜结合的、高效标准化治理荒山的 临城县 绿岭模式等5种山区可持续发展模式，走出了山区开发治理的新路子。

中国 课题组人员和当地 有关部门 示范推广了16项适于 太行山 片麻岩山地开发治理的 标准化技术 ，举办不同层次的培训班1860次，培训人员76万人（次），推广先进适用农业技术120多项，示范推广总面积达到了1080万亩，累计增加农业产值25．3亿元，纯增收18．5亿元。

藏品信息

术语简介

片麻岩(gneiss) 是由岩浆岩或 沉积岩 经深 变质作用 而成的岩石。具有暗色与浅色矿物相间呈定向或条带状断续排列的片麻状构造特征，呈 变晶 结构。主要矿物为 石英 、 长石 、 角闪石 、云母等。按原岩的不同，分由岩浆岩变质而成的“ 正片 麻岩”和由沉积岩变质而成的“副片麻岩”。一般岩块 抗压强度 为1 17．7～196．1 MPa，云母含量多时，岩块抗压强度降低。沿片理方向抗剪强度较小。

特点

片麻岩一种 变质岩 。通常为中-高级变质作用的产物。具明显的片麻状构造。主要由长石、石英和各种暗色矿物（云母、角闪石、 辉石 等）组成。根据岩石的物质成分可分为富铝片麻岩、斜长片麻岩、碱长（二长）片麻岩和 钙质 片麻岩等。片麻岩主要由 长石 、 石英 组成，中粗粒 变晶 结构和片麻状或条带状构造的变质岩。

主要成因

不同类型片麻岩的 地球化学 特征各不相同，反映它们的原岩具有不同的形成与演化历史。

黑云斜长

黑云斜长片麻岩以负Eu异常弱，甚至出现明显的正异常(δEu=0.60～1.45)、强的Ba正异常、无明显的Sr异常为特征而明显不同于其它类型的片麻岩。其地球化学的总体特征类似于扬子克拉通北缘 新元古代 双峰式火山岩的酸性端元。

二长花岗

与黑云斜长片麻岩类似，二长 花岗片麻岩 中轻、重稀土元素之间的 分馏 程度也较强(La_N/Yb_N=6.3～17.2)。

但以强的负Eu异常(δEu=0.27～0.54)、强的Sr负异常和弱的Ba负异常为特征。明显不同于黑云 钭 长片麻岩。

A型花岗

A型花岗片麻岩的 稀土 模式及蛛网图的形态类似于二长花岗片麻岩，所不同的是前者Nb、Ta负异常相对较弱。区内几种类型片麻岩的ε_(Nd)(t)值差别不大，反映它们的原岩之间可能有一定的成因联系。

共性与差异

它们的Nd 同位素 模式年龄T_(DM)都集中在2.0Ga左右，表明它们的源区主要为早元古代的 地壳 物质，且 岩性 比较均一。推测二长 花岗片麻岩 与黑云斜长片麻岩的原岩是 同源 异相，而A型 花岗石 是在大规模Ⅰ型花岗质 岩浆 形成后，由脱水的 紫苏 辉石质残留下地壳物质再次发生部分熔融形成的。