变质岩的化学成分和化学类型

（一）变质岩的化学成分

变质岩是早先已形成的岩石遭受变质作用的产物，因此，其化学成分一方面与原岩有密切关系，另一方面又和变质作用的特点有关。

表21 －1列出了代表性变质岩的化学成分。由该表可以看出，与火成岩、沉积岩相比，变质岩化学成分变化范围大，与火成岩、沉积岩成分变化总范围相当。

在等化学变质情况下，变质岩化学成分（除H₂O和CO₂外）取决于原岩化学成分，根据变质岩化学成分可恢复原岩类型。从原岩（protolith）角度，变质岩可分为正变质岩（orthometamorphite）（原岩为火成岩）和副变质岩（parametamorphite）（原岩为沉积岩）两大类。已形成的变质岩还可再遭受变质（一次或多次），这样的变质岩称为复变质岩（polymetamorphic rock）。复变质岩从原岩角度也有正、副变质岩之分。同时，变质岩的化学成分是影响矿物成分的主要因素，在一定温压条件下，它决定了变质岩的矿物组合。因此，化学成分研究对变质岩矿物组合及变质作用温压条件的研究也具有重要意义。

在异化学变质情况下，变质岩的化学成分既取决于原岩的化学特征，又取决于交代作用的类型和强度。用岩石化学方法研究交代变质岩的化学成分特点，可推断原岩成分特点，了解交代过程中元素带入带出的情况，查明交代作用的特点和强度。

变质作用过程中，原岩的矿物成分、结构构造都要发生改变，甚至变得面目全非。然而，一般变质作用则基本不改变原岩的主要化学成分。即使是异化学变质，也或多或少可追索出原岩化学成分变异的某些特点。因而变质岩化学成分是恢复原岩和划分对比变质地层的重要标志。

变质岩的化学成分在变质成矿作用研究方面具有特殊意义。我国著名岩石学家程裕淇（1963）曾指出：“对某些变质矿床，成矿的控制条件主要是原岩类型（及建造）的地球化学特性及变质作用的性质与程度，而作为外因的后者是通过作为内因的前者起作用的。” 越来越多的资料表明，一定的矿床往往赋存在一定化学特点的变质建造（含矿建造）中。

在变质岩的分类研究方面，岩石的物质成分是基础。对一般变质岩，多数学者都很重视等化学系列和等物理系列的划分。等化学系列是指具有同一原始化学成分的所有岩石，其中矿物组合不同是由变质作用类型和强缺旅度决定的。如基性岩石在区域变伏庆凳质条件下，随着变质程度增加，出现绿片岩→绿帘角闪岩→角闪岩→斜长石－辉石麻粒岩，构成一个等化学系列。泥质岩则出现板岩→千枚岩→片岩→片麻岩系列；等物理系列是指同一变质条件下形成的所有岩石，其矿物组合的不同是由原岩化学成分决定的，如一个变质相或变质带的岩石。

表21－1 变质岩的化学成分（w_B％）

续表

资料来源：1，2据中国地质大学（武汉）北京地质调查大队（1998）；4据Suk（1983）；7据Pettijohn（1975）；16据成都地质学院岩石教研室（1978）；20据周志高等（1996）；27据游振东等（1998）；30据贺同兴等（1980）；34据张秋生等（1984）；其余据Sang ＆ You（1988），Sang（1991，1997）。

（二）变质岩化学类型的划分

Turner（1955）提出一个简明的等化学分类，将常见的变质岩归纳为五个化学类型：

◎泥质（pelitic）：导源于泥质沉积物；

◎长英质（quartzo－feldspathic）：包括变质的砂岩、硅质凝灰岩和中酸性火成岩；

◎钙质（calcareous）：导源于灰岩和白云岩（可含石英、粘土矿物等杂质）等钙质沉积物；

◎基性（basic）：由基性火成岩、凝灰岩及含显著数量的Ca、Al、Fe、Mg的不纯泥灰质沉积物转变而来的变质岩；

◎镁质（magnesian）：导源于超基性火成岩和绿泥石质及其他富含Mg、Fe的沉积物。

除上述五个常见的化学类型外，尚存在硅质、铝质、铁质、锰质、磷质和碳质等特殊类型，它们是一些较少见的副变质岩石，以某个元素和某个矿物特别富集为特征（表21－1）。

五大类变质岩中，泥质和钙质是两个副变质岩石系列。而镁质变质岩原岩主要是超基性火成岩。富镁的沉积物很少，而且其变质产物通常可根据地质产状和共生岩石组合确定其原岩性质。因此，这三类变质岩原岩性质问题不大。但对长英质和基性两类变质岩而言，判断其原岩性质是一个较复杂的问题，差团需综合考虑地质产状、岩石组合、变余的结构构造、岩石化学等多方面特征。

五大类常见岩石中，以泥质和基性岩石对温压条件变化最敏感，矿物组合随温压条件变化快，富钙和镁质岩石对温压变化亦较敏感，长英质岩石则是对温压变化不敏感的岩石。因而，变质程度（变质带、变质相）的划分常以泥质和基性变质岩矿物组合为标志。

五大类岩石强度不同，在变形过程中流变学行为不同。通常，五大类岩石按强度（或能干性）自大到小依次为：镁质、基性、长英质、钙质和泥质。在强变形的长英质片麻岩中往往可看到未变形的斜长角闪岩包体，就是二者能干性差异造成的。