Question

变质岩的矿物成分

Answer 1

由于变质岩是来源于地壳已存的沉积岩、岩浆岩和变质岩，所以，其矿物组成受原岩的化学成分控制；同时，受变质作用类型和强度控制。所以，组成变质岩的矿物极为复杂多样。

（一）变质岩的主要造岩矿物

变质岩的主要造岩矿物特点见表9-1：

1）岩浆岩中的主要矿物（长石类、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石等）在变质岩中也是主要矿物。

2）某些典型的沉积矿物，如粘土矿物、海绿石、蛋白石、玉髓、盐类矿物……等，主要出现于沉积岩中，而长石类、石英、云母、角闪石、方解石等都可在变质岩中继续存在。

3）变质岩特有的矿物，如富铝硅酸盐矿物中的红柱石、蓝晶石、矽线石等；富钙硅酸盐中的透闪石、硅灰石等。

表9-1 变质岩的主要造岩矿物的特点

（引自贺同兴等，1988）

（二）变质岩矿物的特点

1）变质岩中，层状、链状晶体构造的矿物（绿泥石、云母、角闪石、辉石等）较多，常发育有较多的纤维状、鳞片状、柱状、针状矿物，且这些矿物的平均延展性比岩浆岩中的同类矿物为大，如黑云母，在岩浆岩中的延展性一般为1.5左右，而在变质岩中可达7～10。

2）在变质岩中，常发育有分子排列极紧密的矿物，这种矿物，具有较小的分子体积和较大的密度，如石榴子石。

3）变质岩中同质异相矿物发育，如红柱石、蓝晶石、矽线石。

4）斜长石类的环带结构在变质岩中较少见。

5）变质岩中矿物的变形现象发育。

（三）五大化学类型变质岩的化学成分与矿物成分特点

1.泥质变质岩

化学成分的特点是Al₂O₃和K₂O含量高，Al₂O₃和K₂O相对含量变化大。矿物成分的特点是云母含量高，石英常见。两个亚类矿物成分有明显差别：

1）Al₂O₃过剩的泥质变质岩：特点是含富铝矿物（红柱石、蓝晶石、矽线石等）；中低温时无钾长石，高温时（麻粒岩相、辉石角岩相等）出现钾长石。

2）K₂O过剩的泥质变质岩：特点是含钾长石，中低温时无富铝矿物，高温时出现富铝矿物（矽线石、堇青石、石榴子石等）。

中低温时富铝矿物与钾长石不共生，两类泥质岩矿物组合明显不同。高温时富铝矿物与钾长石共生、两类泥质岩矿物组合相同，仅矿物含量有差别：铝过剩的泥质变质岩富铝矿物含量高、钾长石含量少：钾过剩的泥质变质岩则相反，钾长石含量高而富铝矿物含量少。

2.长英质变质岩

化学成分与泥质变质岩显著差别是SiO₂含量高，通常K₂O过剩、Al₂O₃不足。

矿物成分特点是以石英、长石为主，矿物组合与K₂O过剩的泥质变质岩相同。

3.钙质变质岩

化学成分最显著特点是CaO含量高，可含—定量的MgO、FeO、Al₂O₃、SiO₂。

矿物成分以碳酸盐矿物（方解石、白云石等）和钙镁硅酸盐矿物（硅灰石、透辉石、阳起石、透闪石、滑石等）为主，可含一定量钙铝硅酸盐矿物（绿帘石、方柱石、钙质斜长石、钙铝-钙铁榴石、符山石等）及石英。

4.基性变质岩

化学成分特点是MgO、FeO、CaO含量高，含一定量Al₂O₃。

矿物成分特点是富含斜长石和绿帘石、绿泥石、单斜辉石、单斜闪石（透闪石、阳起石、普通角闪石）、斜方辉石、铁铝-镁铝榴石及黑云母等铁镁钙的硅酸盐、铝硅酸盐矿物，可含一定量的石英。

5.镁质变质岩

化学成分特点是富MgO、FeO、贫CaO、Al₂O₃和SiO₂。

矿物成分特点是缺乏长石、石英及富含镁铁的矿物，如蛇纹石、滑石、水镁石、菱镁矿、直闪石、镁铁闪石、紫苏辉石、透闪石、阳起石、绿泥石、黑云母、铁铝-镁铝榴石等。

（四）变质岩矿物的成因类型

在一定地质作用条件下形成的变质岩，其矿物组成按成因可分为两类。

1）不稳定矿物：又称为“残余矿物”。指在一定的变质条件下，由于变质反应不彻底，而残留下来的部分原有矿物，若变质反应达到了化学平衡，这些矿物就不能继续存在，将转化为其他矿物。

2）稳定矿物：这是指在一定变质条件下，原岩通过重结晶作用和变质结晶作用形成的矿物。它们可以是原有岩石中没有的矿物，也可以是原有岩石中本来就有的矿物，只是在该条件下仍为稳定平衡的矿物。

稳定矿物按p-T范围的宽窄进一步分为：

1）贯通矿物，指对温压条件变化不敏感，可在很大p-T范围稳定的矿物，如石英、方解石。

2）特征变质矿物，指稳定的p-T范围较窄，反映外界条件变化灵敏的变质矿物。特征变质矿物能指示岩石变质的p-T条件，常作为划分等变线的标志，因而有巨大的岩石学意义。如Al₂SiO₅三种同质多相变体，红柱石指示低压，蓝晶石指示中压，矽线石指示高温。

矿物的稳定与不稳定不是绝对的，同一种矿物在某种变质条件下是稳定矿物，而在另一种变质条件下则可能是不稳定矿物。例如粘土质岩石在低级变质条件下，绢云母和绿泥石均为稳定矿物，但随着p-T条件的升高，就变得不稳定，当岩石达到中级变质条件时，二者便通过变质反应形成黑云母，此时黑云母为稳定矿物。若变质反应进行得不完全，而未能达到化学平衡时，则可能有少量的绢云母或绿泥石残留下来，这时它们就成为不稳定矿物。

如上所述，变质岩中的矿物共生组合，是指在一定温度、压力条件下产生的，随着变质条件的变化，就要重新调整形成新的矿物共生组合。因此，特征变质矿物能指示岩石变质的p-T条件，常作为划分等变线的标志，因而有巨大的岩石学意义。

在等物理系列中，可主要按温度分为很低级（很低温）、低级（低温）、中级（中温）、和高级（高温）四个等级。请记住下述在中等地热梯度（中压）条件下各等级的特征变质矿物：很低级，浊沸石、葡萄石、绿纤石；低级，绢云母、绿泥石、蛇纹石、滑石、硬绿泥石、绿帘石、阳起石；中级，十字石、蓝晶石、普通角闪石、铁铝榴石；高级，矽线石、紫苏辉石、正长石。