片麻岩

片麻岩

片麻岩是一種變質岩,而且變質程度深,具有片麻狀構造或條帶狀構造,有鱗片粒狀變晶,主要由長石、石英、雲母等組成,其中長石和石英含量大于50%,長石多于石英。如果石英多于長石,就叫做"片岩"而不再是片麻岩。

  • 中文名稱
    片麻岩
  • 組成
    長石、石英
  • 構造
    片麻狀構造或條帶狀
  • 石英含量
    大于50%
  • 岩石分類
    火成岩、沉積岩和變質岩
  • 石英多于長石
    片岩

術語簡介

片麻岩主要由長石、石英組成,中粗粒變晶結構和片麻狀或條帶狀構造變質岩

關于片麻岩的含義及其與片岩的區分標志,各國岩石學家的看法不盡一致。英國和美國主要根據岩石的構造(片狀或片麻狀)來區分片岩和片麻岩,北歐一些國家主要根據長石含量來區分,長石含量高的為片麻岩,含量低的為片岩。

在中國,片麻岩指礦物組成中長石和石英含量大于50%,其中長石大于25%的變質岩。片麻岩的原岩類型和形成條件比較復雜。

片麻岩一種變質岩。通常為中-高級變質作用的產物。具明顯的片麻狀構造。主要由長石、石英和各種暗色礦物(雲母、角閃石、輝石等)組成。根據岩石的物質成分可分為富鋁片麻岩、斜長片麻岩、鹼長(二長)片麻岩和鈣質片麻岩等。

還可依所含礦物種類進一步分為角閃石斜長片麻岩、石榴子石斜長片麻岩、黑雲母斜長片麻岩等。其原岩類型比較復雜,可以是正常沉積岩(粘土岩、粉砂岩等),也可以是火山岩、火山碎屑岩或各種侵入岩。在一定的溫度和壓力條件下,可由區域變質作用或接觸變質作用形成。

歷史事件

1990年,中國水廠鐵礦投資250萬元,興建了道砟生產線,將圍岩中的角閃斜長片麻岩、含鐵石英岩、混合質花崗岩變質岩,經過粗、中、細三段破碎,兩次五層篩分,首先開發出16~60mm鐵路道砟。

片麻岩片麻岩

1984年中國河北地質三隊將桑幹群劃分成5組,依次為西葛峪組(為一套暗色麻粒岩,斜長片麻岩及混合岩)水地庄組(為片麻岩)花家營組(為淺色麻粒岩)澗溝河組和艾家溝組。

1982年夏在中國松樹溝地區教學實習期間,分別在工作區東、西相距10公裏的兩處,發耐現了賦存于富水雜岩北側(黑雲母斜長片麻岩底部)的一套單成分的陸源礫岩層。

1982年,我所鐵礦組對變質地層重新進行了劃分,將霍丘群分為花園組及吳集組兩個組了下部花園組為角閃質鉀長眼球狀混合岩和角閃質混合片麻岩夾斜長片麻岩、變粒岩、斜長角閃岩。

1981年中國安徽西南部發現了產于黑雲母斜長片麻岩中的紅寶石。

岩石分類

岩石;依不同的形成方式,可粗略分為三類:火成岩沉積岩變質岩

火成岩

火山岩:流紋岩;粗面岩;響岩;英安岩;安山岩;粗安岩;玄武岩

淺成岩:斑岩;霏細岩;細晶岩;偉晶岩;玢岩;粗玄岩;煌斑岩

深成岩:花崗岩;正長岩;二長岩;花崗閃長岩;閃長岩;輝長岩;斜長岩;橄欖岩;輝石岩;角閃石岩

沉積岩

碎屑岩:礫岩;角礫岩;砂岩(又分為長石砂岩、雜砂岩);泥岩;頁岩

火山碎屑岩:集塊岩;凝灰岩

生物岩:石灰岩;燧石;矽藻土;疊層岩;煤炭;油頁岩

化學岩:石灰岩;白雲岩;燧石

變質岩

接觸變質岩角頁岩:大理岩;石英岩;矽卡岩;雲英岩

區域變質岩:千枚岩;片岩;片麻岩;混合岩;角閃岩;麻粒岩;榴輝岩;板岩

動力變質岩:糜棱岩

歷史淵源

對中國冀東地區水系沉積物42種化學元素含量的統計中發現,隨岩石年齡增大其鉍含量線性降低,如跑馬場組(相對年輕)140(含量單位10-9,下同),拉馬溝組116,三屯營組103,上川組98(相對較老),而年齡隻有1.2億年的燕山期石英斑岩鉍含量則高達264。這一規律得到了隕石和月球的印證,如月球平均0.1(46億年)、月球表面1(46-31億年)、普通球粒隕石3、南極灰色片麻岩40、地殼170-200(46-0億年)。

片麻岩片麻岩

如此看來,冀東變質岩分布區,鉍含量最低處就可能是最古老陸殼之所在。1:20萬青龍幅地球化學水系沉積物測量原始格線數椐圖上,遷安縣商庄子一帶(東經118°40′35″,北緯40°10′00″)便存在著我們百般尋覓的鉍的最低含量區,其最低達10×10-9(考慮到水系沉積物的表生富集作用,其岩石中的含量可能更低)。

中國商庄子一帶具有奇異的地球化學特征,那就是在不大的範圍內,既出現超基性岩標型元素(鐵、鉻)又有基性岩標型元素(、鈦、鈧)、酸性岩標型元素(鎢、鉬、銫、錫、鋯、釔、鑭等),甚至鹼性岩標型元素(嫁)的正異常。其中鈦、鐵為全青龍幅最高值,它們多為大離子親石難熔元素,變質過程中不易流失,說明該區經歷過更高級更多次的變質作用

月球地質學研究表明,月球玄武岩的共同特征是:缺失在相對低溫下易揮發的元素碳、氮、硫、氯、汞、鋅和鉛,富集難熔元素鈦和鋯。月海玄武岩無論在分布、熔融溫度範圍和化學組成等方面,都與地球上的玄武岩相似,但比地球玄武岩富含鐵、和鈦,而貧鹼性金屬,鉻的含量及難熔元素也較地球玄武岩為高。通過對比,商庄子片麻岩與月球玄武岩有諸多相似之處。月球在大約31億年前便基本停止了地質活動,其岩石整體上說比地球上的要古老得多。

中國商庄子片麻岩為斜長紫蘇花崗岩(或淺色二輝麻粒岩),無獨有偶,據F.N.Kamenev(1990)報導,南極恩德比地法菲山斜長紫蘇花崗岩的鉛同位素測定結果表明,它們是南極最古老的岩石,年齡約為40億年,這是原始地殼的殘塊。

主要類型

富鋁型

由富鋁的黏土質岩石經中高級變質作用形成。主要由石英、酸性斜長石鉀長石和黑雲母組成,常含夕線石、藍晶石、石榴子石﹑堇青石等富鋁變質礦物,當SiO2不足時,可出現剛玉,富碳時可出現石墨。斜長片麻岩。由中、基性火山岩及火山質硬砂岩經變質作用形成。主要由斜長石、石英及綠泥石、雲母、角閃石等組成,可含少量輝石、石榴子石等礦物。常見類型有黑雲斜長片麻岩、角閃斜長片麻岩等。

片麻岩構造片麻岩構造

鹼性長石型

由酸性火山岩及長石砂岩經變質作用形成。主要由鉀長石、酸性斜長石、石英及少量黑雲母角閃石等組成。

鈣質型

鈣質頁岩及部分中、基性火山岩、凝灰岩經變質作用形成。主要由斜長石、石英、雲母、角閃石、透輝石﹑陽起石等礦物組成,可含方解石﹑白雲石﹑方柱石﹑鈣鋁榴石等礦物。片麻岩的進一步命名,可按特征變質礦物、片柱狀礦物和長石種類進行,如石榴黑雲斜長片麻岩、夕線石榴鉀長片麻岩等。

片麻岩在前寒武紀結晶基底和顯生宙的造山帶中均有大量分布,在世界各大陸如北歐的波羅的地盾、北美洲的加拿大地盾﹑非洲大陸、印度半島﹑澳大利亞和中國的華北陸台等地均有分布。片麻岩中常賦存大量非金屬礦產,如石墨、石榴子石、夕線石等。片麻岩可做建築石材和鋪路原料。

鑒別特征

結構差別

片麻岩具有清楚的帶狀,它的這種層理不像片岩等可以沿著層理劈成薄片。片麻岩的顆粒較粗,有些含有大量石英和長石。片麻岩上的條狀是由岩石中不同比例的礦物分布形成的,比如深色條帶中含鎂鐵質礦物,淺色條帶中含長石、石英物質多。另外,顆粒大小也可產生條帶狀。片麻岩分布很廣,都會常常見到這種岩石。它們可以做建築用石料,還常被用來做鋪路石。正片麻岩是火成岩變質後形成的,而副片麻岩則是由沉積岩變化而來。

變質1

認為它們是變質沉積岩,根據是一些含夕線石、堇青石、石榴子石等富鋁礦物的長英質片麻岩與比較均勻的、含黑雲母和角閃石的灰色片麻岩,呈互層狀共生。因此,認為它們是長石砂岩、硬砂岩和富鋁沉積岩等經角閃岩相-麻粒岩相變質作用和變形作用所形成。

斜長片麻岩構造斜長片麻岩構造

變質2

認為它們是變質火山岩及火山沉積岩,其化學成分可以與綠岩帶的火山岩或火山碎屑岩相比,屬英安岩-安山岩成分的鈣鹼性火山岩,經變質和變形作用所形成。

岩百

認為它主要是英雲閃長岩、奧長花崗岩、花崗閃長岩等深成侵入體經變質和變形作用形成,根據是在灰色片麻岩中可見未變形和未葉理化的英雲閃長岩呈岩枝狀斜切較老的岩石,它們的岩石化學和地球化學特征與沉積岩明顯不同。

主要成因

片麻岩主要包括三種類型:黑雲斜長片麻岩、二長花崗片麻岩和A型花崗質片麻岩,地球化學判別結果表明它們的原岩均為火成岩。不同類型片麻岩的地球化學特征各不相同,反映它們的原岩具有不同的形成與演化歷史。

黑雲斜長

黑雲斜長片麻岩以負Eu異常弱,甚至出現明顯的正異常(δEu=0.60~1.45)、強的Ba正異常、無明顯的Sr異常為特征而明顯不同于其它類型的片麻岩。其地球化學的整體特征類似于揚子克拉通北緣新元古代雙峰式火山岩的酸性端元。

二長花崗

與黑雲斜長片麻岩類似,二長花崗片麻岩中輕、重稀土元素之間的分餾程度也較強(La_N/Yb_N=6.3~17.2)。

但以強的負Eu異常(δEu=0.27~0.54)、強的Sr負異常和弱的Ba負異常為特征。明顯不同于黑雲鈄長片麻岩。

A型花崗

A型花崗片麻岩的稀土模式及蛛網圖的形態類似于二長花崗片麻岩,所不同的是前者Nb、Ta負異常相對較弱。區內幾種類型片麻岩的ε_(Nd)(t)值差別不大,反映它們的原岩之間可能有一定的成因聯系。

共性與差異

它們的Nd同位素模式年齡T_(DM)都集中在2.0Ga左右,表明它們的源區主要為早元古代的地殼物質,且岩性比較均一。推測二長花崗片麻岩與黑雲斜長片麻岩的原岩是同源異相,而A型花崗岩是在大規模Ⅰ型花崗質岩漿形成後,由脫水紫蘇輝石質殘留下地殼物質再次發生部分熔融形成的。

判別結果

岩相學特征表明正片麻岩為含石榴鉀長花崗質片麻岩、黑雲鉀長(二長)花崗質片麻岩、多矽白雲母鉀長(二長)花崗質片麻岩、含磁鐵礦鉀長(二長)花崗質片麻岩、含角閃石鉀長花崗質片麻岩、二雲鉀長(二長)花崗質片麻岩、含磁鐵礦二雲二長花崗質片麻岩、含石榴黑雲二長花崗質片麻岩及基本不含暗色礦物的鉀長花崗質片麻岩。副片麻岩為綠簾黑雲斜長(二長)片麻岩、綠簾黑雲角閃斜長片麻岩、含石榴綠簾黑雲斜長(二長)片麻岩、含石榴黑雲斜長(二長)片麻岩、角閃黑雲斜長(二長)片麻岩、含石榴石白雲母斜長片麻岩、黑雲斜長(二長)片麻岩、角閃綠簾黑雲斜長片麻岩、多矽白雲母斜長(二長)片麻岩、二雲斜長(二長)片麻岩、含石榴二雲二長片麻岩、含磁鐵礦二長片麻岩、含磁鐵礦黑雲二長片麻岩。

片麻岩片麻岩

化學研究結果表明正片麻岩的SiO2含量普遍偏高,為73.56%-79.01%,Al2O3含量為10.49%-13.75%;TiO2、Fe2O3、FeO、MnO和MgO的含量明顯偏低,其中Fe2O3為0.26%-2.56%,FeO為0.09%-1.13%,MgO為0.01%-0.63%;岩石明顯富含Na2O、K2O,強烈貧鈣,Na2O+K2O的含量為6.20%-9.15%,K2O的含量為1.26%-5.67%,CaO的含量為0.08%-1.59%。正片麻岩的稀土和微量元素地球化學特征表現為Eu呈中等-強烈的負異常,弱-明顯的輕重稀土分餾,強烈富集大離子親石元素K、Rb、Th,高場強元素Ti、Ta和Nb表現為明顯的負異常,而Hf和Zr則為明顯正異常。

3000-3500m花崗質片麻岩的原岩具A型花崗岩的特征,形成于大陸裂谷環境,記錄了Rodinia超大陸裂解時蘇魯地區的花崗岩漿事件,表明新元古代晚期揚子板塊北緣的構造屬性為大陸裂谷環境。中國大陸科學鑽探工程主孔3000-3500m副片麻岩SiO2含量相對偏低,且變化範圍大,Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO和CaO的含量明顯高于正片麻岩,其中SiO2含量為55.38%-78.5%,Al2O3的含量為10.99%-20.09%,FeO的含量為0.4%-6.04%,Fe2O3的含量為0.14%-3.86%,MgO的含量為0.05%-4.83%,CaO的含量為0.22%-7.39%。

稀土和微量元素的特征表明副片麻岩Eu異常差別大,存在從強烈到中等再到弱的負或正異常,與正片麻岩明顯不同,稀土含量變化大。雖然多數副片麻岩的Ti、P呈明顯的負異常,但其異常幅度明顯小于正片麻岩。副片麻岩的原岩具有多種來源,部分可能為形成于板內或火山弧環境酸性火山碎屑岩,部分為形成于弧前(弧後)盆地或大陸邊緣的走滑盆地的含泥質的長石石英砂岩

正、副片麻岩鋯石微區記錄了詳細的年代學信息,其中正片麻岩的鋯石核部206Pb*/238U年齡大于750Ma,表明花崗岩原岩形成于新元古代;副片麻岩的鋯石核部206Pb*/238U年齡為659-313Ma,表明原岩繼承性碎屑鋯石來源的復雜性。正、副片麻岩的含柯石英包體的鋯石幔部206Pb*/238U年齡加權平均值分別為227±2Ma、228±5Ma,表明超高壓峰期變質發生在晚三疊紀。

條帶狀片麻岩條帶狀片麻岩

正、副片麻岩的鋯石邊部206Pb*/238U年齡加權平均值分別為209±3Ma、213±6Ma,代表了蘇魯地體折返過程中的角閃岩相退變質年齡。正片麻岩的鋯石微區年代學特征證明了正片麻岩是新元古代花崗岩原岩經歷了超高壓變質和角閃岩相退變質的產物,不是榴輝岩和副片麻岩發生"部分熔融"和"鉀交代"的產物。

發展前景

片麻岩綜合開發治理項目研究居國際領先水準,對全國同類山區綜合開發具有重要指導意義。

中國河北省重大科技攻關項目"河北省太行山區千萬畝片麻岩綜合開發治理技術研究",受到由中國科學院院士、中國工程院院士張宗祜和中國工程院院士劉更另以及國家科技部原副部長、博士生導師韓德乾等專家組成的鑒定委

片麻岩片麻岩

員會的高度評價。

專家們考察了中國內丘縣、邢台縣、沙河市的項目現場,並聽取了有關報告。認為,該研究項目理論創新性強,綜合效益十分顯著,在中國山區綜合開發與區域農村經濟可持續發展領域獲得重大突破,項目整體研究居國際同類研究的領先水準,對全國同類山區綜合開發具有重要的指導意義。

該研究項目從1999年開始實施,由中國河北省山區開發辦公室等單位共同承擔。經過4年多的實施,首次完成了片麻岩山區景觀生態經濟建設的四大類型劃分及其相應的綜合技術標準,為該區域的綜合開發與治理提供了重要理論依據;研究開發出爆破整地、修築隔坡溝狀梯田、培肥土壤等多項關鍵技術,組裝集成了"蓄、集、整、改、排"為一體的景觀生態經濟建設基礎工程技術體系。

通過4年的建設,建立了具有典型示範意義的以生態環境為中心的邢台縣前南峪模式,以生態經濟林為主體產業的內丘縣富崗景觀生態經濟模式,以生態旅遊為主體的中國平山西柏坡模式,以城鎮化建設為主體的、山區農村城鎮化的沙河市欒卸模式,以丘陵區果草畜結合的、高效標準化治理荒山的臨城縣綠嶺模式等5種山區可持續發展模式,走出了山區開發治理的新路子。

片麻岩分布範圍片麻岩分布範圍

中國課題組人員和當地有關部門示範推廣了16項適于太行山片麻岩山地開發治理的標準化技術,舉辦不同層次的培訓班1860次,培訓人員76萬人(次),推廣先進適用農業技術120多項,示範推廣總面積達到了1080萬畝,累計增加農業產值25.3億元,純增收18.5億元。

藏品信息

圖片描述:中國固陽的片麻岩(Gneiss)的標本照片。暗綠色 灰白色;中粒變晶結構;片麻狀構造;主要礦物組成為長石、石英、黑雲母、輝石、角閃石。

收藏單位:中國地質博物館

相關詞條

相關搜尋