变质岩及变质作用的时空演化

max · 发表于 2010-3-7 00:25

变质岩及变质作用的时空演化
中国变质岩的变质作用及变质岩的时空演化特点及其与地壳演化关系可小结如下。
变质作用形成时代的多期性
变质期次的厘定，主要依据变质岩系之间的接触关系（区域性不整合），变质作用类型差异，以及有关同位素年龄资料。自老而新分为：古太古代（曹庄期），中太古代（迁西期），新太古代（五台期），古元古代（吕梁期），中—新元古代（四堡期与晋宁期）、早古生代（加里东期）、晚古生代（华力西期）、早中生代（印支期）、晚中生代（燕山期）和新生代（喜马拉雅期）。迁西期、阜平期、五台期、吕梁期形成的变质岩系，主要分布在塔里木—华北变质地区，其上被未变质的中—上元古界所不整合覆盖。曹庄期主要为麻粒岩相及角闪岩相，局部有绿片岩相。迁西期后大部分为角闪岩相，局部为麻粒岩相或绿片岩相。五台期为绿片岩相到角闪岩相，局部有麻粒岩相。吕梁期为由绿片岩相到角闪岩相。上述变质相的组成与分布在华北陆台内存在东西差异。五台期或吕梁期形成的变质岩系在华南及中国西部地区，仅局限分布于造山带核部及一些古老微陆块区内。变质相主要为角闪岩相，局部有麻粒岩相。四堡期与晋宁期形成的变质岩系，在华南分布较广，以康滇、江南两陆块内最多，并构成扬子陆块的变质基底，变质相多为绿片岩相到角闪岩相，以绿片岩相为主。其上被轻微变质的新元古代（主要为青白口纪）及其以上地层不整合覆盖。加里东期或印支期变质带主要分布在昆仑—秦岭—大别造山带内及华南地区的东南部，另在天山—兴蒙变质地区内也有断续分布，变质相为绿片岩相到角闪岩相，以绿片岩相为主。华力西期变质岩系主要分布在天山—兴安变质地区，以绿片岩相为主。自印支期到喜马拉雅期，主要发育在昆仑—秦岭西中段南侧的青藏地区，向西南依次出现由印支期→燕山期→喜马拉雅期的变质分带。在华南地区，由NW向SE（即向闽粤沿海至台湾），也大致出现上述由华力西→印支→燕山→喜马拉雅期变质分带。从曹庄期到吕梁期，热流值逐步降低，应力逐步增强，反映华北地壳由陆核生长向陆壳增生演化。从四堡期到晋宁期，主要发生于华南地区，反映扬子与塔里木基底克拉通化过程。印支期是华北与扬子两大地块主要会聚变质期。燕山期、喜山期是中国西部、东部板块重要活动期。多期变质作用的发生，表明中国大陆地壳形成的多旋回性，并明显受西伯利亚板块、印度板块、太平洋板块相互作用的结果。
变质类型空间分布的复杂性
变质作用是地壳形成演化过程中的一种重要地质作用，是通过不同的温、压条件对不同性质原岩进行改造，并形成了不同的变质作用类型。其中不同的变质相和相系，反映了所处构造环境及热流值分布与变化情况。如区域中高温变质作用，形成以单相变质的角闪岩相或麻粒岩相为主的岩石，并伴有混合岩化，主要发育在华北变质地区太古宙变质基底及造山带核部，但在华南变质地区的武夷—云开地区内，在加里东期变质岩系内，却存在大量热流值很高的角闪岩相岩石。在一些强烈岩浆活动的热穹窿地区，也伴有混合岩化作用，共同反映热流值较高现象。区域低温动力变质作用，形成以绿片岩相为主的岩石，主要岩石类型为千枚岩、绿片岩、云母片岩等。其特点是在强应力和低温影响下形成，发育面理构造。主要呈面状或带状分布于稳定地块上部地层或一些活动带内较年轻的地层。如华南地块内新元古代地层（扬子区）和早古生代地层（赣湘桂粤区）。但在一些经强烈构造变形的造山带内（如天山—兴蒙、昆仑—祁连—秦岭—大别—苏鲁、藏滇、沿海—台湾），由于强烈构造变形和地区热流值增高，一些年轻的地层，不仅形成非常发育的蓝闪片岩带，还分布有大量的由区域动力热流变质作用形成的低压（红柱石）型，中压（蓝晶石）型岩石，局部地区甚至形成角闪岩相岩石。上述变质相演化，自老而新总体显示由中高温变质相由面型向热点型，由麻粒岩相向角闪岩相到绿片岩相，混合岩化由强到弱演化，呈现出一定的规律性。但需指出的是由于构造作用，使这些不同变质级别的岩石组合在空间上构成互相叠置的岩片，或出现由多期变质作用的相互叠加，形成非常复杂的变质构造带。
特殊变质岩类分布的规律性
我国蓝闪片岩、榴辉岩、麻粒岩的分布有一定的规律性。
1 麻粒岩
麻粒岩属区域中高温变质作用产物，主要分布于华北太古宙变质岩系中，大致相当于古老地壳，反映热流值较高且比较均匀。在造山带核部及一些微陆块区内，在角闪岩相变质岩中局部有麻粒岩分布，往往为地壳深部窗口，代表下地壳岩石组成，经构造作用被剥露。
2 榴辉岩
榴辉岩在我国最具规模和最有代表性的是在大别—苏鲁造山带内，以及向西经秦岭、柴北缘、阿尔金西段、甘肃北山至南天山一带。上述榴辉岩主要与新元古代时期的片麻状花岗岩密切共生，主要呈大小不等的包体、透镜体以及层状、似层状、条带状等产于超基性岩及表壳岩系（大理岩、片麻岩等）中。由于榴辉岩及相关岩石中柯石英的发现，现普遍认为，以榴辉岩为代表的超高压岩石组合，是陆壳岩石被俯冲到地壳深部大于90km，甚至到200～300km地幔，经超高压变质作用后再快速折返到地表，显然代表了板块间碰撞带产物，或是超大陆间陆块聚合带的标志。
3 蓝闪片岩
在我国一般都分布于不同时代，不同陆块间聚合带内，是在低温条件下经强构造变形（强应力状况）的产物。由于蓝闪片岩带中蓝闪石形成的多期性又分属于不同时代的变质原岩，为识别不同时期板块（或次级陆块等）间碰撞提供了重要标志。但是对蓝闪石形成的构造环境（伸展构造环境或挤压构造环境）等仍需进一步查明。
综上所述，包括华北陆块、华南陆块、中国西部陆块群（或称华西陆块）在内的中国大陆地壳，在其分裂—聚合、增生—消亡过程中，均应存在不同性质的变质作用和不同特征的变质岩类及其组合，特别是一些特征性的变质岩类。它们的形成演化过程，从不同侧面反映了中国大陆地壳的形成过程。深入研究和总结我国变质作用规律，将不断深化对中国大地构造演化规律及其之间成因联系的认识。