变质岩系 是指一组经过地质作用产生的性质复杂的变质岩石集合,其中包括多种类型的岩石,如 片岩 、 板岩 、 石英岩 、 大理石 、 片麻岩 等。其中,前寒武纪的 地层 通常是变质岩系的一部分 。
分类
太古宙变质岩系
太古宙变质岩系主要分布在华北地区,主要包括 角闪岩 相和麻粒岩相的岩石。根据变质岩系的形成年代,可分为古太古代(曹庄期)、中太古代(迂西期)和新太古代(五台期)三个时期。
元古宙变质岩系
元古宙变质岩系在中国广泛分布,涵盖了华北、 塔里木盆地 、扬子、 中原地区 地块及其之间的造山带。这些地区的变质岩石主要是绿片岩相至角闪岩相的岩石。根据 变质岩 的形成时间,主要分为 古元古代 ( 吕梁市 期)、中元古代(四堡期)。 新元古代 变质岩系的变质作用形成时间较为复杂,可能跨越新元古晚期至印支期。
古生代变质岩系
加里东期变质岩系
加里东期变质岩系主要分布于 天山 —兴安、 昆仑山脉 — 秦岭 、 华南地区 及高喜马拉雅—滇西地区东南部。该岩系的变质类型主要为区域低温动力变质作用,部分地区也有区域动力热流变质作用。
华力西期变质岩系
华力西期变质岩系在天山—兴安、昆仑—秦岭及华南的部分地区广泛可见。变质岩石主要为轻微变质到低绿片岩相(或绿片岩相),属于区域低温动力变质作用类型,部分为区域动力热流变质作用类型,为低压相系或中压相系。在北天山出现了以埋深变质作用类型的浊 沸石 相和 葡萄石 —绿纤石相。在闽浙地区发现了由区域动力热流变质作用形成的由低绿片岩相到低角闪岩相的递增变质带。
中生代变质岩系
印支期变质岩系
印支期变质岩系主要分布于 祁连县 — 秦岭 —大别—苏鲁造山带内,以及 西藏自治区 北部、云南 澜沧江 及华南政和—大浦断裂带附近。该岩系的变质作用主要为区域低温动力变质作用,形成了低绿片岩相的岩石。
燕山期变质岩系
燕山期变质岩系主要分布于 羌塘高原 和藏东,以及台湾山脉东侧, 长乐区 — 南澳岛 一带。在西藏冈底斯北部,即 班公湖 —东巧— 怒江傈僳族自治州 结合带中西段,三叠系有确哈拉群、竹卡群,早中侏罗世为接奴群、 雁石坪镇 群等被未变质的晚侏罗世以及 白垩纪 地层 覆盖,变质岩石出现黑 硬绿泥石 及硬柱石,为低温高压绿片岩相系,属区域低温动力变质作用类型。台湾山脉东侧的 玉里镇 变质带,原岩地层时代为二叠系、三叠系,变质岩石以青铝闪石、 蓝闪石 为代表的低温高压相系,在其西侧出现低压中高温的高绿片岩相 太鲁阁国家公园 变质带。在长乐—南澳一带,则以断裂为中心,使晚三叠世— 侏罗纪 地层,因强韧性剪切形成由低绿片岩相到低角闪岩相,并伴有 混合岩 化的强动力变质带。
新生代变质岩系
新生代变质岩系主要分布于 喜马拉雅山脉 —滇西、台湾地区。在藏南高喜马拉雅地区包括 元古宙 在内的 地层 (大多为二叠系到白垩系),经受以喜马拉雅主期(10 Ma~95 Ma)的区域动力热流变质作用,形成以中压相系—高角闪相岩石为主,以 蓝晶石 、 硅线石 为代表的多期(自 新元古代 至加里东期)叠加变质带。在 雅鲁藏布江 南侧长约400km的带内,由蛇绿岩及晚侏罗世到早白垩世地层变质形成以 蓝闪石 —硬柱石为代表的蓝闪—绿片岩相,属区域低温高压型埋深变质作用类型,而在其北侧出现含 红柱石 、 堇青石 、 黑云母 组合的中高温低压变质带。在冈底斯— 腾冲市 ( 云南省 )地区,为区域动力热流变质作用,形成以高绿片岩相为主,由低绿片岩相到低角闪岩相的递增变质带。云南西部,由中新元古代 地层 (澜沧群、西盟群)及其上盖层,在经受了多期变质作用基础上,叠加了 喜马拉雅山脉 期变质作用,形成蓝闪 片岩 带。在台湾中央山脉,第三系经受区域低温动力变质作用,形成由 沸石 相递增到低绿片岩相岩石,而在其东侧海岸山脉中,中、 更新世 地层经受埋深变质作用,形成浊沸石相岩石。
化学成分
变质岩的化学成分与其原始岩石的化学成分密切相关,同时也受到变质作用特点的影响。在没有交代作用的情况下,除了H2O和CO2之外,变质岩的化学成分基本上取决于原始岩石的化学成分。如果有交代作用,则不仅取决于原始岩石的化学成分,还取决于交代作用的类型和强度。变质岩的化学成分主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2以及TiO2、P2O5等氧化物组成。由于形成变质岩的原始岩石不同,变质作用中具有化学活性的流体影响不同,变质岩的化学成分变化范围往往很大。例如,在岩浆岩(超基性岩-酸性岩)形成的变质岩中,SiO2含量多为35~78%;在(石英砂岩、硅质岩)形成的变质岩中,SiO2含量可大于80%;而原岩为纯石灰岩时,则可降低至零。在变质作用中,绝对的等化学反应是没有的,在变质反应过程中,总是有某些组分的带出和带入,原岩组分总是要发生某些变化,有时则非常显著。在通常的变质反应中,经常发生矿物的脱水和吸水作用、碳酸盐化和脱碳酸盐化作用。这些过程,除与温度、压力有关外,还和变质作用过程中H2O和CO2的性状有关,其他化学组分,在不同的温度、压力以及外界组分的影响下,常表现出不同程度的活动性。例如,在接触交代变质作用过程中,在侵入体和围岩之间,通过双交代作用可形成。在区域变质作用过程中,岩石化学组分的稳定程度,有时可用化合物(硅酸盐、氧化物、硫化物等)的生成热来表示。一般说,生成热越高,这一化合物也越稳定。硫化物的生成热是较低的,氧化物和硅酸盐的生成热比硫化物高。因此,在区域变质作用过程中,当温度升高时,亲石元素(包括主要造岩元素K、Na、Fe、Mg、Al、Si)保持其稳定;而亲铜元素则根据它们本身的特性,呈现出不同的活动性。这一情况也部分地解释了在区域变质作用过程中,岩石的主要造岩元素可以保持不变或稍有变化的原因。