A3 · 出版卷 4
变质岩分类与结构
片理、线理、矿物组合和变质岩命名
学习目标
完成本课后，你应能够区分变质作用与熔融，描述片理和线理，在命名中使用矿物组合与原岩证据，解释为什么指示矿物不是通用温压计，并识别叠加改造与退变质作用。
变质作用在固态下改变岩石
变质作用以岩石基本保持固态时矿物含量、组成和显微结构的变化为主。温度、压力、差应力、流体组成、反应动力学和原岩化学都发挥作用。部分熔融标志着向混合岩和火成过程的过渡，一块岩石可以同时保存两类证据。
原岩 是变质前的材料，可以是火成岩、沉积岩、变质岩，也可能无法确定。可靠原岩名称需要保存的总体组成、残余结构、野外关系或化学证据。不能仅因岩石有片理就推断“变沉积岩”。
在观测尺度上描述组构
组构 是组分的空间和几何排列。重要变质组构包括：
- 片理：穿透性平面排列或成分层；
- 线理：穿透性线状排列或交线特征；
- 板劈理：极细粒岩石中的密集平面组构；
- 片岩构造：由肉眼可见片状或长柱状矿物定义的片理；
- 片麻状构造：许多片麻岩具有的成分或矿物条带；以及
- 粒状变晶组构：大体等粒、无片理的变质结构。
应记录间距、连续性、粒度、定义组构的矿物、取向和叠加关系。“有片理岩石”可能含不止一期片理。褶劈理、变斑晶包裹体迹线、剪切带和穿切脉体都能揭示事件顺序。
命名可组合多种有效依据
变质岩命名可以采用原岩、矿物成分、组构或特殊传统根名称，例如变玄武岩、石榴子石—云母片岩、石英长石质片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩和角岩。BGS 及 IUGS 相关体系强调描述性属性和有定义的限定词。
没有一种命名顺序适合所有岩石。实用记录应分开：
- 根名称与分类体系；
- 主要和特征矿物；
- 组构与粒度；
- 原岩解释及置信度；以及
- 叠加改造、蚀变和风化。
页岩 → 板岩 → 千枚岩 → 片岩 → 片麻岩这一传统序列有助于理解部分泥质岩随重结晶增强和组构变化的过程，却不是通用温度计、强制路径，也不能完整分类变质级。
矿物组合约束条件
矿物组合 是解释为在选定域内共存的一组矿物。平衡相关系取决于压力 P、温度 T、总体组成 X、流体组成和氧化态。同样的 P、T 下，一个原岩中稳定的组合可能无法在另一种总体组成中出现。
绿泥石、黑云母、石榴子石、十字石、蓝晶石、红柱石或矽线石等指示矿物，可在合适总体组成中组织区域分带，但其出现并非通用变质级标签。颗粒可能是碎屑的、继承的、亚稳的、受成分限制的，或由后期事件形成。必须检查结构平衡和反应关系。
变质相 把在一定条件范围形成的矿物组合归为一组。相名称描述矿物学响应，不只代表深度，且边界随组成和流体条件改变。
叠加、反应与退变质
变质岩常保存不完全反应。变斑晶可以有残余核和年轻边；反应冠、蠕虫状交生和假象结构记录交代。变形通过创造通道和新鲜表面，可以促进反应。
退变质作用 是冷却、抬升或流体进入时发生的较低温再平衡。具体产物取决于化学与条件，例如辉石可被角闪石替代，黑云母可被绿泥石替代，长石可被细粒云母等产物替代。退变质可沿裂隙局部发生，也可广泛发生。最年轻的可见矿物不一定记录峰期条件。
推理实例：含石榴子石片理岩
一块中粒岩石含石英、白云母、黑云母和红褐色石榴子石。云母定义强片理并绕过石榴子石；部分石榴子石内部组构与外部片理成角度，晚期裂隙中有绿泥石。
- 可见富云母片理和粒度支持以片岩为根名称。
- 石榴子石是特征限定词，“石榴子石—云母片岩”是可辩护描述名称。
- 内外组构关系提示石榴子石在变形历史变化过程中生长，但需要多个切面检验几何。
- 裂隙中的绿泥石可能代表后期流体促进的退变质，而不是峰期组合。
- 原岩与温压路径需要总体化学、矿物成分、显微结构和区域关系，不能由手标本确定。
实践任务
在一张高分辨率片理变质岩图像上划分基质、变斑晶、脉体和晚期蚀变域。绘制至少两期片理，或明确说明只能观察到一期。根据包裹、绕过、截切和交代关系建立相对序列。给出描述性岩石名称，再列出解释原岩和温压条件所需的数据。
掌握检查
- 为什么即使有流体参与，变质作用仍称为固态过程？
- 区分片理、片岩构造、片麻状构造和线理。
- 为什么相同指示矿物在不同总体组成中可能代表不同条件？
- 哪些证据可区分峰期矿物生长与退变质？
- 什么情况下基于原岩的名称不如基于组构的名称可靠？
来源与延伸阅读
- BGS 岩石分类体系，其中第 2 卷讨论变质岩。
- BGS 变质岩分类下载，英国地质调查局。
- IUGS 变质岩系统学分委会建议，术语与命名论文。