泥质变质岩类在高p/T（高压）相系的递增变质作用有哪些？

泥质变质岩类在低p/T（低压）相系的递增变质作用有哪些?~

1.绿片岩相低p/T（低压）相系Al2O3过剩的泥质变质岩的绿片岩相典型矿物组合为绿泥石＋绢（白）云母＋黑云母＋石英±钠长石±锰铝榴石。变质岩石为泥质板岩、绢云千枚岩和云母片岩。这些岩石中一般不出现硬绿泥石、黑硬绿泥石，而具有黄褐色、绿褐色多色性的黑云母在大多数绿片岩相的岩石中普遍存在。在绿片岩相的高温部分，红柱石、堇青石有时出现在低p/T（低压）相系Al2O3过剩的泥质变质岩石中。
低压相系K2O过剩的泥质变质岩的绿片岩相，其矿物组合和岩石类型与中压相系的相似，但在岩石中不出现黑硬绿泥石。泥质变质岩在低p/T（低压）相系绿片岩相的矿物和典型岩石参阅表3-7。
2.角闪岩相
低p/T（低压）相系的Al2O3过剩的泥质变质岩的低角闪岩相其标志矿物是堇青石、红柱石，以不出现蓝晶石为特征。低角闪岩相有红柱石（堇青石）带和矽线石（堇青石）带（也称第一矽线石带）。高角闪岩相变质带为矽线石 钾长石带（也称第二矽线石带）。
在低p/T（低压）相系低角闪岩相的红柱石（堇青石）带的矿物共生组合是，黑云母＋白云母＋红柱石±石榴子石＋堇青石＋斜长石＋石英，其典型的岩石类型是红柱（堇青）云母片岩（照片3-23）。随着温度升高，矿物组合明显变化的是矽线石开始出现，而红柱石消失，这时矽线石与白云母共生，其矿物组合是黑云母＋白云母＋矽线石±石榴子石＋堇青石＋斜长石＋石英，形成第一矽线石带，其典型的岩石是矽线堇青二云片岩和矽线堇青云母斜长片麻岩。在有些低p/T（低压）相系变质地体中也有十字石产出。
低压相系高角闪岩相变质带的特征是白云母不稳定，其与石英经变质反应形成矽线石和钾长石共生，而白云母消失（在石英存在时），形成第二矽线石带。典型的矿物组合是，矽线石＋黑云母＋堇青石±石榴子石＋钾长石＋石英＋斜长石。变质岩石为（石榴）矽线堇青黑云二长（钾长）片麻岩（照片3-45，46）。低p/T（低压）相系和中p/T（中压）相系矽线石 钾长石带富铝片麻岩矿物组合之间的区别是，前者堇青石与矽线石共生，而后者的富铝片麻岩中不含堇青石。
K2O过剩的泥质变质岩，在低角闪岩相和高角闪岩相的矿物组合和岩石类型与中p/T（中压）相系的相似，即低角闪岩相的岩石是微斜二云片岩（照片3-38），高角闪岩相的岩石类型是矽线黑云二长（钾长）片麻岩（照片3-42）和黑云堇青片麻岩（照片3-51）。泥质变质岩在低p/T（低压）相系角闪岩相的矿物组合和典型岩石参阅表3-7。
3.麻粒岩相
低p/T（低压）相系麻粒岩相典型的矿物共生组合是，矽线石＋堇青石±石榴子石＋正长石（或条纹长石）＋斜长石＋石英，其主要岩石类型是石榴矽线堇青二长（或钾长）片麻岩（照片3-46），有的岩石中出现紫苏辉石（照片3-50）或古铜辉石，形成含斜方辉石的富铝片麻岩（照片3-49）和矽线堇青长英质麻粒岩。
泥质变质岩在低p/T（低压）相系麻粒岩相的矿物及典型岩石参阅表3-7。
综上所述，中p/T（中压）相系和低p/T（低压）相系的角闪岩相的泥质变质岩石中，矿物组合和岩石类型不仅随着温度增加而发生变化，而且也随着p/T比的不同而改变。两者的判别标志是：中p/T（中压）相系的低角闪岩相岩石中，普遍出现十字石、蓝晶石、铁铝榴石；在低p/T（低压）相系的相应温度条件下只出现堇青石和红柱石，并有第一矽线石带，即岩石中矽线石与白云母共生产出（当石英存在时），这也是低p/T（低压）相系的标志。在高级变质的富铝片麻岩中，中p/T（中压）相系有铁铝榴石和矽线石（照片3-44，47），而低p/T（低压）相系的矿物组合是堇青石＋矽线石±铁铝榴石（照片3-45，46，51）。

泥质变质岩类随着温度的增加，岩石中的组构也相应地发生明显的变化，从板状构造（变余泥质结构）→千枚状构造（显微鳞片变晶结构）→片状构造（细 中粗粒片状变晶结构）→片麻状构造（粒状变晶结构）。其相应的岩石类型是：泥质板岩→绢云千枚岩→云母片岩→富铝片麻岩和长英质麻粒岩。
在递增变质作用中泥质变质岩类的矿物和矿物共生组合的相应变化则更为复杂，因为矿物不仅随着温度变化而改变，而且在不同的p/T条件下，岩石中的矿物组合也有相应的差异。由于中p/T（中压）相系的研究历史很长，后期有许多地质学家在其经典地区（苏格兰高地的加里东变质带）对泥质变质岩进行详细研究，并结合室内的样品测试和各种先进的实验工作，取得很多新的成果，而成为中p/T（中压）相系的典型代表。而低p/T（低压）相系介于接触变质（很低压）和中p/T（中压）相系之间的各种类型，有布羌型、领家型、比利牛斯型、密执安型和安达赫型，它们分别具有各种不同的矿物共生组合和变质带，反映它们形成于不同的地质环境。而高p/T（高压）相系泥质变质岩在自然界出露很少，有关资料十分缺乏。作者编制了泥质变质岩类在中p/T（中压）、低p/T（低压）变质相系递增变质作用中的矿物和典型岩石表格（表3-7）。
很低级变质的泥质变质岩石与原岩相比，其矿物及组构上的变化不明显，即使在显微镜下，也不能辨认原泥质岩石是否发生了变质作用。
很低级变质作用和沉积岩的成岩作用之间呈渐变过渡关系，只能使用仪器测定两者的界限。利用X射线粉末衍射测定伊利石库珀指数Küber index（KI），也可通过MPV3显微光度计测定有机质镜质体反射率（Ro）来划分成岩作用与很低级变质作用、很低级变质作用与低级变质作用之间的界限。以伊利石库珀指数Küber index（KI）＞0.42和有机质镜质体反射率（Ro）＜2.0作为成岩作用与很低级变质作用的界线；以（KI）＞0.25和（Ro）＞4.0～5.0作为很低级变质作用与低级变质作用的界线（Frey，1987b；Kisch，1987；Merriman and Frey，1999；Arkai，等2007）。
（一）泥质变质岩类在中p/T（中压）相系的递增变质作用有哪些？
1.绿片岩相
中p/T（中压）相系经典地区苏格兰高地Barrovian type 泥质变质岩的绿片岩相中，按变质温度可分为低绿片岩相（包括绿泥石带和黑云母带）和高绿片岩相（铁铝榴石带）。也有一些学者主张将高绿片岩相的铁铝榴石带单独划分出来，称为绿帘角闪岩相，作为绿片岩相向角闪岩相的过渡相，但也有地质学家将其并入低角闪岩相，本手册考虑到它是一个过渡相，不将其作为一个独立的变质相，还是将其归入到高绿片岩相的范畴。
低绿片岩相 Al2O3过剩的泥质变质岩石中，绿泥石带的矿物组合主要是：绢云母（多硅白云母）＋绿泥石＋石英，还可出现叶蜡石、钠长石、硬绿泥石等矿物。其岩石类型主要是泥质板岩、绢云千枚岩。随着温度的增加，岩石中开始出现黑云母，进入到黑云母带。其典型的矿物组合是：黑云母＋绿泥石＋白云母（含有多硅白云母成分）＋石英，尚可出现硬绿泥石、锰铝榴石等矿物。与绿泥石带相比，黑云母带的白云母成分中多硅白云母减少；绿泥石和硬绿泥石成分中镁的含量增加，而铁的含量降低；黑云母的多色性显绿褐色、黄褐色。黑云母带的岩石是二云片岩、绿泥二云片岩，有时有硬绿泥二云片岩。
在K2O过剩的泥质变质岩中，绿泥石带的矿物组合为钾微斜长石＋绢云母（多硅白云母）＋绿泥石＋石英±黑硬绿泥石。其典型的岩石是泥质板岩和绢云千枚岩，有时含有黑硬绿泥石。进入到黑云母带，黑硬绿泥石消失，黑云母开始出现，其矿物组合是黑云母＋绿泥石＋白云母＋钾微斜长石＋石英，典型的岩石是微斜二云片岩。黑硬绿泥石仅稳定于绿泥石带，它是绿泥石带的标志矿物，进入到黑云母带，黑硬绿泥石与多硅白云母经变质反应形成黑云母和绿泥石。此外，黑硬绿泥石多出现于原岩成分富铁、贫镁和贫铝的岩石，若岩石中Fe2＋＜Mg，则不会出现黑硬绿泥石而形成绿泥石。
高绿片岩相 在 Al2O3过剩的泥质变质岩中，铁铝榴石开始出现是进入高绿片岩相铁铝榴石带的标志，其矿物组合是：黑云母＋白云母＋铁铝榴石＋石英＋硬绿泥石，白云母中多硅白云母的组分减少，常见的岩石类型是云母片岩、石榴云母片岩、硬绿泥云母片岩。
在K2O过剩的泥质变质岩的高绿片岩相的矿物组合是，黑云母＋白云母＋钾微斜长石＋石英＋钠长石，其岩石类型仍是微斜二云片岩。岩石中不含铁铝榴石、硬绿泥石等矿物，泥质变质岩在中p/T（中压）相系绿片岩相的矿物组合和典型岩石，参阅表3-7。
2.角闪岩相
泥质变质岩石中出现蓝晶石、十字石等矿物是进入中p/T（中压）相系角闪岩相的标志。在苏格兰高地（Barrovian type）中p/T（中压）相系泥质变质岩的角闪岩相，按温度递增可分为低角闪岩相的十字石带和蓝晶石带、高角闪岩相的矽线石带。
低角闪岩相 Al2O3过剩的泥质变质岩的低角闪岩相标志矿物组合是十字石＋蓝晶石±铁铝榴石。在十字石带的矿物组合为白云母＋黑云母＋十字石＋铁铝榴石＋斜长石＋石英，其岩石类型是十字石榴云母片岩（照片3-24，25，26）。当十字石与石英经变质反应形成蓝晶石和铁铝榴石时，十字石在岩石中消失，就进入蓝晶石带，蓝晶石带的矿物组合为，白云母＋黑云母＋蓝晶石＋铁铝榴石＋斜长石＋石英，典型的岩石类型是石榴蓝晶云母片岩（照片3-28）。
但在自然界中经常发现十字石和蓝晶石产于同一变质带的岩石中形成十字蓝晶云母片岩（照片3-27，29）、十字蓝晶石榴云母斜长片麻岩，对此可统称为十字石 蓝晶石变质带。在一些原岩含铝较高的变质岩石中，蓝晶石可早于十字石形成。在山西恒山地区的十字云母斜长片麻岩中，偶尔发现蓝晶石周围，环绕生长着十字石，形成环状反应边结构（照片3-53），显示恒山地区泥质变质岩石中蓝晶石早于十字石的岩相学证据。由此可见，某种特征变质矿物的出现与否及其形成的早晚次序，一方面取决于变质条件，不仅要注意温度对它的控制、也要考虑压力对它的影响，另一方面还受原岩成分的制约，也与形成该矿物的变质反应有关。
石榴云母片岩（照片3-20，21，22）和云母片岩（照片3-16，17，18）可以在绿片岩相、低角闪岩相的变质地体中广泛分布。但随着绿片岩相进入到角闪岩相，岩石中的铁铝榴石、白云母和黑云母的组分会发生相应的改变。在低角闪岩相的铁铝榴石中，铁铝榴石和镁铝榴石端员分子较高，而锰铝榴石端员分子低。角闪岩相的白云母成分中多硅白云母含量少，更接近白云母的理论成分。黑云母中MgO和TiO2的组分有所增加，其多色性呈黄褐色。
在K2O过剩的泥质变质岩中，低角闪岩相的岩石类型仍是微斜二云片岩（照片3-38），岩石中不含十字石、蓝晶石等富铝矿物。
高角闪岩相 Al2O3过剩的泥质变质岩高角闪岩相矽线石带的矿物共生组合是矽线石＋铁铝榴石＋黑云母＋正长石＋斜长石＋石英。其与低角闪岩相中的云母片岩相比，岩石中白云母消失（含有石英的情况下），代之以出现矽线石＋钾长石为特征。其典型的岩石类型属富铝片麻岩，即矽线石榴二长（或钾长）片麻岩（照片3-44）。

K2O过剩的泥质变质岩的微斜二云片岩在高角闪岩相变质条件下，矿物和岩石类型发生较大的变化。首先是微斜长石转变为正长石（或条纹长石），此外，岩石中的白云母与石英经变质反应，形成矽线石和钾长石，其矿物组合是矽线石＋钾长石（正长石、条纹长石）＋黑云母＋石英＋斜长石。相应的岩石类型是矽线黑云二长（或钾长）片麻岩（照片3-42），也属富铝片麻岩类。其与上述Al2O3过剩的富铝片麻岩相比，矽线石含量要少，且岩石中很少含有铁铝榴石等矿物。
泥质变质岩在高角闪岩相中出现矽线石＋钾长石组合，Winkler（1976）等地质学家将其归入高级变质的范畴（相当于低麻粒岩相）。泥质变质岩在中p/T（中压）相系角闪岩相的矿物和典型岩石参阅表3-7。
3.麻粒岩相
麻粒岩相以出现高温无水矿物为特征。富铝片麻岩中的含水矿物黑云母在温度升高条件下变得不稳定，经不同的变质反应可分别形成铁铝榴石＋钾长石和铁铝榴石±紫苏辉石＋钾长石等矿物组合。但在麻粒岩相的泥质变质岩石中，出现斜方辉石（紫苏辉石、古铜辉石）相对较少见。
中p/T（中压）相系麻粒岩相的矿物组合是，石英＋正长石（条纹长石）＋斜长石＋石榴子石＋矽线石±紫苏辉石±石墨。其岩石类型是矽线石榴二长（或钾长）片麻岩（属SiO2过饱和的富铝片麻岩）（照片3-44，47）。原岩成分中Al2O3过剩、但SiO2不足的泥质变质岩的麻粒岩相矿物除了矽线石、石榴子石、正长石（或条纹长石）等以外，还出现了SiO2不饱和的刚玉和尖晶石矿物，富铝片麻岩是泥质变质岩高级变质的主要岩石类型。
在贫铝的K2O过剩的泥质变质岩经麻粒岩相变质作用，出现麻粒岩相的标志矿物———紫苏辉石，形成紫苏辉石＋铁铝榴石±矽线石＋正长石（或条纹长石）＋斜长石（或反条纹长石）＋石英的矿物组合，其典型的岩石是紫苏石榴二长（或钾长）片麻岩，也称为长英质麻粒岩。泥质变质岩在中p/T（中压）相系麻粒岩相的矿物和典型岩石参阅表3-7。

高p/T（高压）相系中的泥质变质岩在自然界中出露很少，它们在空间上常与蓝片岩相和榴辉岩相的岩石共生。
1.蓝片岩相
产于蓝片岩相中的泥质变质岩的矿物组合是，绿泥石＋白云母（主要是多硅白云母）＋钠长石＋石英，有时岩石中含有黑硬绿泥石、绿帘石、方解石等。有的岩石中还含有很低温形成的铝绿泥石（sudoite）（一种贫铁、镁，富铝的绿泥石）和纤锰柱石（carpholite）（Fe，Mg，Mn）Al2Si2O6（OH）4。纤锰柱石是变泥质岩石在蓝片岩相的标志矿物。
2.绿片岩相
随着变质作用温度升高，泥质变质岩在高p/T（高压）相系的绿片岩相主要矿物组合是，白云母（多硅白云母）＋绿泥石＋滑石＋钠长石＋石英＋铁铝榴石。并经常有黑硬绿泥石（无黑云母）。在高压变质作用中黑云母出现在铁铝榴石带之后，这是高p/T（高压）相系与中p/T（中压）和低p/T（低压）相系的绿片岩相的矿物组合明显不同之处。泥质变质岩石中出现滑石是高p/T（高压）相系的特征变质矿物，它在岩石中出现是高压条件下的产物。
3.榴辉岩相
当压力＞2.0 GPa，在榴辉岩相的变泥质岩石中出现滑石＋镁铝榴石＋多硅白云母＋蓝晶石＋石英。Chopin（1984）据在意大利西阿尔卑斯山地区的这种富含镁铝榴石、蓝晶石的白色片岩中的柯石英包裹体（在镁铝榴石中作为包裹体存在），认为这种白色片岩形成在＞2.5 GP a的超高压的变质条件。在蓝片岩相和榴辉岩相变泥质岩石的矿物中有滑石、多硅白云母、蓝晶石、石英和石榴子石（铁铝榴石和镁铝榴石端员分子较高），由于岩石中含有较多的滑石和多硅白云母，致使在岩石表面呈现了明显的白色，Schreyer（1973，1977）将这类岩石称为白片岩（white schist）。白片岩是一种十分少见的岩石，其形成的温度范围相对较宽，与蓝闪片岩、榴辉岩一样，白片岩也是高压变质的产物。目前已知白片岩的产地有，挪威北部、瑞士—奥地利—意大利、阿富汗、赞比亚的中部和西北部、扎伊尔、巴西和澳大利亚的塔斯曼尼亚等地。

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