断裂动热变质岩及断裂动热变质作用

　断裂变质作用与金矿形成~

地洼体制下，断裂变质作用发育，主要有两种形式：断裂动力变质作用和断裂混合岩化作用。
一、断裂动力变质作用与金矿形成
顾名思义，断裂动力变质作用是断裂作用下发生的动力变质作用。这种作用与地洼型金成矿作用关系密切。
断裂动力变质作用产生了动力变质岩，如构造片岩、千糜岩、糜棱岩、糜棱化岩（属糜棱岩岩石系列），以及碎粒岩、碎裂岩、构造角砾岩等（属碎裂岩岩石系列）。动力变质岩类的微构造十分发育，如见有显微破裂、扭折带、变形纹、压力影等。微构造的发育，也是断裂动力变质作用与金成矿关系密切的一个原因。
湘东官桥－团山背地区断裂构造与金成矿研究表明，该区赋存于前寒武系的脉金矿均与断裂构造变质作用有关。在断裂构造产生、金矿形成时，前寒武系提供了金成矿的主要物质来源。
该区金矿同位素测试分析资料和区域地质构造分析显示出其成矿时代为地洼阶段。金矿有五种类型：剪切石英脉型、（剪切）构造蚀变岩型、断裂构造蚀变岩型、石英细脉型和硅化角砾岩型。
剪切石英脉型金矿规模大，金品位好，蚀变发育；（剪切）构造蚀变岩型金矿矿化强度大，金品位较好，蚀变发育；断裂构造蚀变岩型金矿规模大，但金品位较差；石英细脉型金矿以劈理裂隙细脉、节理裂隙细脉等构造形式产出，其规模小，但可出现高金品位；硅化角砾岩型金矿由硅质角砾岩和穿插于其中的不同期次的石英脉（体）组成，具一定规模，金品位较好，蚀变也发育。
官桥－团山背地区金矿的断裂构造地球化学和构造成矿研究表明：成矿良好的断裂构造内，强烈富集了Si,Fe和Al等常量组分，且Fe2+和Fe3+含量在空间上具明显的负消长变化关系，显示出金在断裂构造带聚集成矿的过程与Si,Fe和Al等组分之间具有一定的依赖关系；强烈的构造地球化学分异作用、完全和充分的化学反应（特别是氧化还原反应）等是金成矿发生的必要先决条件；金矿的成矿过程是构造－流体－岩石相互作用的物理化学过程，金矿床是构造和流体、岩石共同发生的一系列应力化学和应变化学作用的产物。这一些特点，充分显示出断裂动力变质作用在金矿形成中所起的生因作用。
二、断裂混合岩化作用与金矿形成
地洼型混合岩化作用发生在地洼阶段，是由于地洼构造强烈的块断差异运动或造山－造盆作用所引起的，故受断裂带控制，呈线性分布。断裂混合岩化作用所形成的混合岩，其造岩矿物普遍具有较强烈的和明显的构造变形现象，其中片麻理定向构造发育，片麻理方向与断裂构造一致，产出有各种断裂构造岩，一般从早期的糜棱岩类向晚期的碎裂岩和构造角砾岩演化。混合岩中广泛出现红柱石、堇青石和硅线石等高温低压变质矿物。
地洼型断裂混合岩化作用见于闽东南长乐－南澳断裂带、赣东北永平断裂带、粤西罗定－广宁断裂带、桂东南庞西洞断裂带、越城岭西缘断裂带和三江断裂带等。
断裂混合岩化作用常与断裂动力变质作用一起控制着金矿的形成和产出。例如粤西太平顶金矿床即有这种情况。混合岩以眼球状、条带状、条痕状和阴影混合岩为主，而金矿脉即硅化糜棱岩带，大多赋存于条痕状混合岩中。
粤西区域岩石的含金量（10-9）变化，是由未变质砂页岩（20）→轻变质砂页岩（11.9）→微变质片岩（7.8）→片岩（5.8）→混合岩化片岩（4）→混合岩（4.7）→混合花岗岩（4.5）减少，可见由于断裂混合岩化作用使得金被活化、迁移，导致含金成矿流体的形成，进而形成了金矿床。
广东遂溪金矿床的形成亦与断裂混合岩化作用有关。由于断裂混合岩化作用过程中的强烈碱质交代淋滤、渗透作用，使金发生活化、迁移，产生了含金流体，在混合岩化花岗岩中一定的有利构造部位聚集而形成金矿。
产于罗定断裂带中的金牛、加益二个片麻岩型金矿明显地显示出与断裂混合岩化作用的关系。该矿的含金岩组以细粒黑云斜长片麻岩为主，夹石英岩、角闪片岩和变粒岩等，岩组弱混合岩化。含金岩层即为金矿体，矿石类型有含金黑云母斜长片麻岩和含金石榴子石白云母石英岩。

云开地区基底岩石经历了多期变质作用。变质作用以区域变质和区域混合岩化作用为主，局部叠加不同时代热接触变质作用和断裂变质作用。
1.区域变质作用
根据变质强度，区域变质作用进一步划分为麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相变质作用3种类型。
（1）麻粒岩相变质作用
麻粒岩相变质作用出现于高州的云炉圩—龙修一带，主要影响高州杂岩。麻粒岩相的特征变质矿物包括紫苏辉石、堇青石、尖晶石、铁铝榴石、黑云母等，存在多世代的变质矿物组合。麻粒岩相变质作用与紫苏花岗岩关系密切，在紫苏花岗岩中存在大量麻粒岩相的岩石包体。
特征变质矿物组合和矿物地质温度计的计算结果显示，麻粒岩相峰期变质作用温压条件为P=0.4～0.6GPa,T=700～800℃，退变质条件为P=0.4GPa,T=650～710℃，地热梯度达5.4℃/km。PT演化显示，经历了峰期变质和地下居留冷却、抬升后的冷却两个重要阶段（周汉文，1995）。
关于麻粒岩相变质作用的峰期年龄，研究认为应发生于前晋宁期及更早（丘元禧等，1996；庄文明等，1995）。
（2）角闪岩相变质作用
主要见于北流六麻、六靖及高州，在云浮大绀山、广宁石涧地区也有出露。区域分布不均匀，以混合岩、花岗岩为中心，向外变质作用减弱，构成若干热穹隆构造。特征变质矿物为黑云母、夕线石、堇青石、铁铝榴石，构成堇青石-夕线石-钾长石带、黑云母-铁铝榴石带、铁铝榴石-堇青石-红柱石带等由不同变质矿物组成的变质相带（周汉文，1995）。
根据特征变质矿物组合和矿物地质温度计的计算结果，角闪岩相变质作用的温压条件为：P=0.3～0.5GPa,T=550～700℃。PT演化显示，角闪岩相变质岩经历了等压升温变质到地下居留冷却的演化过程（周汉文，1995）。
对广东省高要诗洞-伍和-石涧-河台地区的分析表明（Zhou Y.Z.et al.,1995），震旦纪地层经历了中高级区域变质作用。十字石、夕线石和铁铝榴石是特征变质矿物，古地温梯度为30～50℃/km，片岩形成的温压主区间为500～670℃和250～600MPa，是中—中低压变质相系的产物。
角闪岩相变质作用至少可分为两期，早期与麻粒岩相变质作用渐变过渡，晚期则形成于晋宁期—加里东期变质作用。
（3）绿片岩相—绿帘角闪岩相变质作用
涉及云开基底的所有地层，是多期变质作用的产物，有些变质岩中还保留原始沉积结构。特征变质矿物为白（绢）云母、黑云母、绿泥石、十字石、红柱石、蓝晶石、石榴子石、绿帘石、斜长石等。
不同地区的绿片岩相-绿帘角闪岩相变质作用有一定的差异，从而形成不同的变质矿物组合，其原因除因区域变质过程中局部热流差异外，加里东期、燕山期热接触变质的叠加是主要原因。特征变质矿物组合、矿物地质温度计及白云母的b0值的计算结果显示，云开群变质作用温度为500～600℃，属中—中低压相系（Zhou et al.,1995；凌井生等，1992）。
2.区域混合岩化作用
本区区域混合岩化作用从晋宁期开始，一直持续到加里东期。
高州杂岩中的混合岩主要形成于晋宁期。从新桐向云炉方向，高州杂岩的混合岩依次可见呈北西走向的局部混合岩带、条带状混合岩带、眼球状混合岩带及片麻状混合岩带。混合岩的这种区域分布特征，是由于深熔作用程度不同造成的，随着深熔作用的发展和熔体量的增加，熔体与残留体的作用增强，混合岩由不均匀向均匀化发展（陈斌等，1994）。
在云开群中，混合岩化作用主要形成变质岩—条带混合岩-片麻状花岗岩-眼球状花岗岩组合，它们之间呈渐变过渡接触。
加里东期混合岩化作用在空间上多以某一岩体为中心呈环状分布、由中心向外混合岩化作用逐渐减弱为特征。这一中心一般为加里东期深熔型黑云母花岗岩，在云开大山腹地呈多中心特征。由于混合岩化作用对原岩的选择性，由中心向外可以见到混合岩化程度不同的岩石交替出现（周汉文，1995；丘元禧等，1996）。
在粤西河台金矿田外围的诗洞-伍和-石涧地区，可以清楚地观察到混合岩与正常变质岩具渐变过渡接触关系。从西北到东南依次发育均质混合岩、条痕混合岩、条带状混合岩、片麻岩和混合岩化片岩。它们形成于开放的变质体系中，主要通过主要化学成分的准原地调整而成，其中的部分浅成体来自深部地层（Zhou,1993）。
由于本区区域混合岩化作用从晋宁期开始，一直持续到加里东期，从而使混合岩的归属问题成为争论的焦点。作者认为，以早期基底岩石为源岩的混合岩，可以在后期基底形成过程中多期次的构造-热事件中连续形成，是多期次变质作用的见证，其地球化学特征由源岩的性质决定，因此可以归属到源岩的岩层中，作为一类特殊的岩石进行研究。
云开地区在加里东期后转变为稳定，上覆盖层沉积。后期叠加了断裂变质作用和接触变质作用。
3.断裂变质作用
断裂变质作用存在于加里东期及以前时期，但由于强烈改造与区域变质作用不易区分。在海西—印支期，断裂变质作用的表现相当明显，在云开地体的东部、西北部边缘分布尤为集中，明显受吴川-四会断裂带、罗定-广宁断裂带、岑溪-博白断裂带控制。混合岩化、动热变质、韧性剪切变质等变质作用均沿断裂构造呈线性分布（莫柱荪，1983）。如岑溪-博白断裂带中从黄陵到蟠龙有一条由二云母片岩带、石榴子石片岩带、十字石片岩带组成的渐进断裂变质带，断裂变质带斜切地层走向，变质程度与地层层序无关。沿上述断裂带以及在云开地体内部叠加有糜棱岩带、糜棱岩化带和碎裂岩带，在河台地区沿凤村—河台—五村—光宁一线的糜棱岩带中，金矿赋存于其中。在燕山期及以后，断裂变质作用以碎裂变质为主。
4.接触变质作用
接触变质作用在前寒武纪和古生代岩体边部即有发生，但以中生代燕山期花岗岩的接触变质最为突出。燕山期花岗岩浆活动沿断裂分布，在花岗岩体周围引起接触变质作用和同化混染作用，形成由各种角岩、夕卡岩、大理岩组成的热接触变质带。

断裂动热变质作用是指与断裂活动关系密切但又有与区域动热变质作用相类似的变质作用。

该变质带分布于深圳水库-横排岭-山仔下-坪山一带，出露宽2～6 km，延长25km，呈北东向带状展布。该带可分为二云母片岩带（或黑云母片岩带）及十字石蓝晶石片岩带（图1-7-22）。其南东侧被上侏罗统梧桐山群喷发不整合覆盖及中侏罗世大岭山序列盐田坳岩体、晚侏罗世龙岗序列屯洋体岩侵位，而早白垩世高潭序列的狮子石、新田、横岗等小岩株则沿变质带侵位。并叠加北东向和北西向断裂。

图1-7-22 深圳断裂动热变质带分布略图

一、变质岩的原岩建造

断裂动热变质带内，变质原岩主要为下石炭统石磴子组和测水组等所谓准地台型沉积，主要是滨海-浅海碎屑岩、碳酸盐岩及含煤碎屑岩建造。

1.上泥盆统双头群

上泥盆统双头群分布在横岗断裂以东的山仔下、黄竹坑、三河等地。可分为上、下亚群。下亚群为灰、深灰绿色中细粒砂岩、长石石英砂岩夹薄层含炭质页岩、泥质岩，变质作用微弱，基本保留原岩特征；上亚群底部为复成分砾岩，下部为灰白色黄褐色石英质粉砂岩、中细粒石英砂岩、石英质砾岩、石英质粗砂岩夹粉砂泥质岩，上部为灰白、灰绿色泥质粉砂岩、变质含砾石英砂岩及粉砂质页岩夹泥质岩等，变质程度微弱。

2.下石炭统大塘阶石磴子组

下石炭统大塘阶石磴于组分布在山仔下、碧岭等地。下部为白、灰白色白云质灰岩、灰岩互层；中部为灰岩夹白云质灰岩；上部为深灰色灰岩、白云质灰岩和灰质白云岩等。受动热变质作用明显，泥质原岩均变为云母片岩、十字石片岩、蓝晶石片岩等。灰岩、白云岩均已变质为大理岩和白云石大理岩等。

3.下石炭统大塘阶测水组

下石炭统大塘阶测水组分布在横岗-深圳水库一带。下部为泥质粉砂岩、石英砂岩、粉砂质页岩、页岩和炭质页岩等互层产出；上部下段为含砾粗砂岩、砂砾岩、石英砂岩、长石石英砂岩；上段泥质粉砂岩夹薄层状细砂岩。下部大部分位于变质带中，岩石多变为石英云母片岩、含十字石片状石英岩、十字石石英云母片岩和蓝晶石十字石片岩等。上部主要位于变质带旁侧，岩石变质微弱或不变质。

综上所述，变质原岩建造是在准地台的坳陷区内沉积的滨海-浅海及海陆交互相碎屑岩、碳酸盐岩及含煤碎屑岩。

二、变质带的地质特征

（一）变质带的划分

断裂动热变质岩石的变质程度受断裂带中的侧压力和地热流双重因素控制，根据泥质变质岩中标型变质矿物的初次出现、变质矿物的共生组合、变质岩石的结构构造以及空间分布特征等划分变质带。主要变质矿物的成生顺序大致是白云母（绢云母）—黑云母—石榴子石—十字石—蓝晶石等，根据渐进变质作用特征，由浅到深将其划分为两个渐进变质带，即二云母片岩带（或黑云母片岩带）及蓝晶石-十字石片岩带（或十字石-石榴子石片岩带）。

（二）变质带空间分布特征

1.变质带展布特征

断裂动热变质带叠置于晚古生代地层之上，受断裂带制约，变质带可斜切地层界线而沿断裂方向展布，与地层层序无关。在变质带北东延伸方向上的海丰一带，变质带则叠置于晚三叠—早侏罗世地层之上。

2.变质带变质中心及渐进变质带特征

由于断裂构造影响及温度、压力的局部聚集，变质带多形成变质程度较大的多个变质中心，呈串珠状沿断裂带分布。每个变质中心由相应的渐进变质带组成。市内断裂动热变质带由两个渐进变质带组成，即蓝晶石-十字石片岩带（或十字石-石榴子石片岩带）及二云母片岩带（黑云母片岩带）。在平面上而云母片岩带包裹了蓝晶石-十字石片岩带，形成了以蓝晶石-十字石为中心的变质带；在剖面上蓝晶石-十字石片岩带与二云母片岩带呈急促过渡关系，而二云母片岩带与未变质的“围岩”界线突变。各变质带出露宽度差别较大，蓝晶石-十字石片岩带北西侧之二云母片岩带宽仅50m，而南东侧大于500m；在走向上，变质中心南西面二云母片岩带出露宽大于2km。横岗山仔下出露了由蓝晶石-十字石片岩组成的变质中心，往外为二云母片岩（黑云母片岩）带。中心部分的蓝晶石-十字石片岩带分布范围小，仅限于山仔下一带，宽1～3km，长8.5km，外侧的二云母片岩带分布范围大，把蓝晶石-十字石片岩带包裹于其中，宽2～6km，长斜贯市区，往南延入香港，往北东延进惠阳，在平面上呈一北东向的狭长带状。

3.变质带变质程度变化特征

变质带内，岩石变质程度不均匀。山仔下蓝晶石-十字石片岩带在剖面上从南到北可分为：蓝晶石-十字石片岩带-黑云母片岩带和蓝晶石-十字石片岩带及十字石-石榴子石片岩带。上述反映了蓝晶石-十字石片岩带是由几个重复出现的，以蓝晶石-十字石片岩为中心，往两侧变质程度减弱的次级渐进变质带组成。同时也反映了应力的不同和热力场在剖面上的不均匀性，在其集中的部位，变质程度增强，反之减弱。从变质带分布图中也可以看到，不同强度的变质岩呈条带状平行变质带展布，反映了在变质过程中与断裂有关，并使之成为应力与热力场集中的地段。且一般出露不宽，在沙坑剖面上，以蓝晶石-十字石片岩为中心往外逐次为十字石、石榴子石片岩，形成了一个巴洛式的渐进变质带，而整个变质带出露宽仅50m。

在同一变质带，沿走向变质程度也有一定的变化。山仔下二云母片岩带岩性为二云母片岩和石英岩等，而往南西至莲塘一带，则为微片岩及变质砂岩等，反映了变质带中沿走向应力与热力场的强度远离变质中心变弱。

4.变质带岩石结构变化特征

岩石的结构在不同的变质带，或同一变质带的不同部位也有一定的变化。变质中心多为鳞片变晶结构、粒状变晶结构，而远离中心则多保留有变余砂粒结构，片状构造也减弱。此外，一些变质矿物如十字石的结晶粒度，在变质中心部位可达1cm×3cm，而在远离变质中心多为1mm×10mm或更小；石榴子石亦复如此。

5.变质带变质岩与原岩组分的关系

在变质带中，变质岩石除与温度和压力有关外，同时也与变质原岩的组分有着直接的关系。从剖面上可看出，石英岩与片岩呈互层产出，水平层理清晰，部分岩石中仍保留有变余砂状结构，原岩应是砂岩与页岩经变质而成，反映变质条件相同，原岩组分不同，变质岩石也不同，但是变质矿物组合却相似，如山仔下剖面中十字石蓝晶石片岩与石英岩（或石英岩状砂岩），岩性差别很大，但矿物组合相似，前者为：蓝晶石+十字石+石英+（白云母）；后者为：十字石+石榴子石+黑云母+石英+（白云母），反映了变质条件相同、原岩组分不同，但变质矿物组合相似等变质特征。

（三）变质带岩石特征

1.二云母片岩带

二云母片岩带分布于横岗、横排岭和深圳水库一带。变质岩迭置于下石炭统石磴子组和测水组下段上部碎屑岩和泥质岩中，岩石中以普遍出现白云母、黑云母为特征。岩石重结晶强烈，原岩结构基本不保存，矿物组合简单：①黑云母+白云母+钾长石±绢云母+石英±斜长石；②黑云母+白云母+石英±绢云母。

组成的岩石有石英云母片岩、石英岩、长石石英岩及微片岩等。

1）片岩类：该类岩石原岩是泥质岩及含泥质较高的粉砂岩变质而成。岩性为石英云母片岩、长石石英云母片岩。该类岩石多与石英岩、云母石英岩呈互层产出。岩石呈灰-灰绿色，风化后黄白色，变质程度较深，原岩结构基本不保留，为显微粒状鳞片变晶结构、局部变余砂状结构，片状构造，主要由黑云母、白云母（55%～70%）、石英（25%～45%），微量锆石、电气石和金属矿物组成，少数层内含钾长石达20%而过渡为长石石英云母片岩。云母多富集呈定向排列；石英粒状，部分碎屑状，也略呈定向排列，部分集中而构成岩石的条带或条纹，条带-条纹宽小于1mm；钾长石在岩石中定向不明显，颗粒内往往包裹有较多的白云母和黑云母小鳞片。岩石中黑云母多蚀变为白云母析出铁质，也见长石蚀变为黏土矿物及铁质集合体。

表1-7-16 石英岩岩性对比表

2）石英岩类：该类岩石石英含量高，原岩应是石英砂岩或长石石英砂岩，组成的岩石有：条带状长石石英岩、含长石石英岩、石英岩及云母石英岩等。岩石呈灰白色，薄-中厚层状，变质程度较深，均已重结晶，原岩结构基本不保留。其结构、构造及主要矿物见表1-7-16。石英多呈他形粒状，大小不一或等粒状彼此紧密接触，内部包裹有白云母、绢云母的残余，其他矿物杂乱分布。岩石中可见石英交代白云母、白云母交代黑云母现象。长石多已蚀变成黏土矿物，部分长石具格子双晶。片状矿物多局部富集，呈平行定向的断续分布，构成岩石的条带状。

3）微片岩：微片岩一般分布在该带的边缘或应力较弱的部位。原岩为泥质粉砂岩，变质后部分见有残余粉砂结构。组成的岩石有粉砂质微片岩、云母石英微片岩等。岩石呈灰白色，显微粒状鳞片变晶结构、显微鳞片粒状变晶结构，局部残余粉砂结构，皱纹微片状构造。岩石主要由石英、白云母和黑云母等组成。由于岩性不同，各矿物含量有较大的变化（表1-7-17），但其变质程度、变质矿物组合及结构构造是相似的。石英呈细粒状，分布不均匀，部分保留有残余粉砂碎屑的形态特征，白云母呈鳞片状、皱纹状定向分布。该类岩石中黑云母多析出铁质。

表1-7-17 微片岩岩性对比表

2.蓝晶石-十字石片岩带

蓝晶石-十字石片岩带分布于横岗的西坑至山仔下，叠置于下石炭统石磴子组和测水组下段中下部。岩石中普遍出现特征的变质矿物为蓝晶石、十字石及石榴子石，使岩石呈变斑状结构。

（1）片岩类

该类岩石原岩为粉砂质泥质岩、泥质岩及泥质粉砂岩等，变质后为十字石蓝晶石片岩、十字石片岩、石榴子石云母片岩、含十字石云母石英片岩及含蓝晶石石英云母片岩、石英云母片岩和云母片岩等。矿物组合有：①十字石+石榴子石+黑云母+白云母+石英；②十字石+蓝晶石+白云母+石英；③十字石+白云母+黑云母+石英±长石；④石榴子石+石英+黑云母+白云母；⑤蓝晶石+黑云母+白云母+石英；⑥蓝晶石+十字石+石榴子石+黑云母+石英+长石；⑦十字石+白云母+石英；⑧蓝晶石+白云母+石英；⑨白云母+黑云母+石英。

该类岩石变质重结晶强烈，呈变斑晶结构、显微粒状鳞片变晶结构、显微鳞片粒状变晶结构，片状构造变斑晶分别由十字石、石榴子石、蓝晶石、黑云母组成，含量1%～35%不等，分布也极不均匀，多呈层状或条带状相对富集。该变质带含十字石普遍，而蓝晶石、石榴子石次之。十字石晶体中多包裹有石榴子石颗粒，晶形完好。基质以石英、黑云母、白云母为主，局部见长石及蚀变的绿泥石、绢云母（表1-7-18）。根据片状矿物及粒状矿物的含量变化，可分为石英云母片岩类和云母石英片岩类。在石英云母片岩中，片状矿物有黑云母、白云母，少数为蚀变绿泥石、绢云母，含量为60%～90%，定向分布；在云母石英片岩中，粒状矿物有石英，含量为50%～70%，极少含长石，石英在岩石中定向性不明显，但可富集成条带，与云母条带构成条带状构造。少数见石英压扁拉长定向分布。

表1-7-18 片岩类中主要变质矿物特征表

岩石多叠加有后期构造，黑云母、石英拉长、圆化拉长。黑云母多蚀变为白云母、绿泥石，析出铁质；长石则多蚀变为黏土矿物、绢云母；蓝晶石也多蚀变为绢云母集合体。

在石榴子石片岩中，氧化物含量如表1-7-19，MgO、MnO、CaO含量低，FeO含量较高，Fe²⁺/Mg比值15.3，远比石榴子石矿物中MnO、MgO、CaO含量低，FeO含量高（表1-7-20），Fe²⁺/Mg比值为31.14是一致的。

表1-7-19 片岩类岩石化学成分表

在蓝晶石片岩中，A1₂O₃含量为23.09%～37.22%，Fe₂O₃为1.69%～13.84%，K₂O+Na₂O为0.93%～6.59%。从氧化物含量看，岩石含铁高，但蓝晶石含铁仅0.48%～0.83%（表1-7-20），说明岩石中有较多的含铁矿物出现，如石榴子石、十字石和黑云母等。

表1-7-20 片岩类岩石矿物化学成分表

（2）石英岩类

该类岩石原岩为石英砂岩、粗砂岩或泥质粉砂岩，变质后为片状云母石英岩、十字石云母石英岩、石英岩、云母石英岩、片状云母长石石英岩及片状十字石云母石英岩。该类岩石变质较深，原岩的结构大部分不保留，仅局部有残余砂状结构。岩石呈显微鳞片粒状变晶结构、粒状变晶结构、残余斑状变晶结构、残余砂状结构及变余砂状显微粒状鳞片变晶结构，片状构造。局部可见十字石变斑晶，含量仅2%～3%，可能因为该类岩石少含泥质的缘故。粒状矿物以石英为主，含量达80%以上，少数层位尚见有长石，为5%～8%，最多达20%。岩石中粒状矿物定向不明显，但其与片状矿物可相对富集成较明显的条带，在云母略多的部位，长石含量有增加的趋势。石英多为重结晶增大的他形粒状，彼此呈缝合线状或镶嵌状紧密接触，大小多为0.1～0.25mm。长石多已蚀变为黏土矿物及铁质的集合体，分布不均匀。

（3）变质砂岩

变质砂岩仅见于龙村一带，与蓝晶石片岩互层产出。中厚层状，变质程度较浅，较多地保留原岩的结构。呈变余砂状结构、粒状变晶结构或不等粒状变晶结构。岩石由石英组成，含量达95%以上，呈不规则砂屑状或他形粒状彼此紧密接触。岩石含石英砾石，呈半棱角状，砾石大小3～5mm。胶结物已变质为白云母、黑云母，分布于石英颗粒之间。局部还见有微量的石榴子石。

该类岩石变质最浅，可能是该层上下均为泥质岩石，可塑度大，而使应力分散有关，致使岩石在同一变质环境中，较多地保留了原岩的特征。

（4）大理岩

大理岩为灰岩变质而成，多为厚层-中厚层，原岩结构已不保留，呈粒状变晶结构，块状构造。由方解石（达95%以上）及少量白云石组成。方解石中CaO为48.50%～55.50%，MgO为0.54%～7.63%，为不规则粒状，肉眼可见菱面体，颗粒间为镶嵌状，或以不规则的边缘相接触；白云石呈粒状、圆粒状分布于方解石的间隙或嵌于方解石中，分布不均匀，大小为0.1～0.2mm，层面往往分布白云母片，露头上局部见云雾状石墨，呈带状分布。

（四）变质带主要变质矿物特征

变质带主要变质矿物有石榴子石、十字石和蓝晶石等，出现于蓝晶石-十字石片岩带的岩石中，对于划分变质作用类型及变质相有着重要的意义。

1.石榴子石

石榴子石分布较广，可见于不同的变质岩类中，尤以片岩中为多。石榴子石在片岩中呈变斑晶出现，褐色、深褐色，等轴状，晶形完好，多见菱形十二面体，据X光衍射分析：α₀为11.50～11.51，N为1.81704～1.83757，矿物多呈单体，少有连生。晶体中常包裹有石英、云母而呈筛状变晶结构。剖面上，一般含量为1%～10%，部分层位达30%，呈不均匀的分散状分布，但较多的是呈带状沿一定层位分布。矿物的粒度为0.5～5mmm，且与变质作用强弱有关，在变质作用较强的地段，颗粒较大。石榴子石在岩石中的出现，除与压力和温度条件有关外，与原岩的成分关系密切（表1-7-20）。从表中看出，矿物中铁的含量高，M gO、CaO、M nO含量低，属铁铝榴石。

2.十字石

十字石分布普遍，主要见于各类含泥质高的片岩中，少数石英岩中也见及。十字石除与变质程度有关外，同时也受原岩成分的严格控制。十字石呈灰褐色，板柱状，常发育有斜交的十字双晶，多色性显著，N p为极淡的黄色，N g为金黄色。粒度大小不一，一般3～5 mmmm，受变质作用的温度影响，变质作用强烈地段最少可达5mm，多平行片理分布，尚可见其撑开片理，或与片理斜交或垂直。片岩中的十字石含量差别大，平均为13.7%，个别层位高达80%～85%。十字石晶体中，多见有石榴子石包体和较多的石英、云母小包粒而呈筛状变晶结构，包粒定向排列，平行片理或与片理斜交。其氧化物的含量见表1-7-20，A1₂O₃、Fe₂O₃含量高，MnO、MgO、CaO含量低，Fe²⁺/Mg为1.80，Fe²⁺/Al为0.055。而海丰Fe²⁺/Mg为2.283，Fe²⁺/A1为0.116。

从上述可见，十字石中Fe²⁺/Mg、Fe²⁺/A1比值的变化与压力和温度有密切关系，从低压至高压：Fe²⁺/A1由0.116～0.055；Fe²⁺/Mg由2.28～1.8。也说明了海丰十字石带比深圳市蓝晶石-十字石带的十字石有较宽的F e²⁺/M g范围。

3.蓝晶石

蓝晶石分布范围较窄，见于变质作用较强的地段，主要含于各类片岩中，含量较少，一般小于1%，龙村见一层蓝晶石片岩，蓝晶石含量为15%～35%，厚2 m，可见长600 m。蓝晶石呈蓝灰色或浅蓝色，长柱状，大小为（0.1～0.25）m m×（0.5～1）mmmm，长轴平行定向或斜交，与岩石片理一致。蓝晶石（A1₂SiO₅）其氧化物含量见表1-7-20。从表中可看出除Al₂O₃、SiO₂含量较高外，其他氧化物含量均低。蓝晶石的出现除与原岩成分有关外，同时也受温度、压力的控制。如沙坑剖面，矿物组合有：①石榴子石+云母+石英；②十字石+石榴子石+云母+石英；③蓝晶石+十字石+石榴子石+云母+石英+长石；④十字石+黑云母+白云母+石英+长石；⑤十字石+石榴子石+黑云母+白云母+石英。

上述组合，以蓝晶石为中心往两侧变为十字石-石榴子石，形成了石榴子石-十字石蓝晶石的渐进变质带。从而说明上述矿物的出现除与原岩成分有关外，也与压力和温度的变化关系密切。

三、变质作用

（一）变质相系

根据动热变质带的原岩建造、变质岩石特征、矿物组合以及空间分布等，将变质相系划分为两个变质相，即绿片岩相与角闪岩相。

1.绿片岩相

绿片岩相在空间分布和矿物组合等方面，相当于二云母片岩带。往内与角闪岩相呈渐变接触，往外与未变质地层呈突变接触，反映了影响变质程度的应力场高度集中，并可能发生断裂。组成该相的岩石是：云母石英片岩、石英云母片岩、石英岩、长石石英岩及微片岩等。出现的变质矿物有：黑云母、白云母、石英、钾长石、斜长石和绢云母等。其组合为：①黑云母+白云母+石英+钾长石±斜长石；②黑云母+白云母+石英；③石英+白云母。

其组合相当于绿片岩相，如ACF图解所示（图1-7-23）。该相中，白云母分布广泛，多呈细鳞片状。在山仔下剖面，显微镜下可见到绢云母向白云母过渡的现象，白云母的形成是由泥质矿物经过变质结晶而来的，其过程是：泥质—绢云母—白云母。黑云母的第一次出现，是由泥质岩的成分决定的，含铁多的泥质岩和杂砂质的泥质岩在变质作用开始时都可以形成黑云母。深圳市内以二云母为第一个变质带，黑云母的生成可能是：黑硬绿泥石+白云母生成黑云母+绿泥石+石英。

图1-7-23 二云母片岩带矿物共生图解

图1-7-24 蓝晶石-十字石片岩带矿物共生图解

2.角闪岩相

角闪岩相在空间分布上相当于蓝晶石-十字石片岩带，是该变质带内变质程度最高的一个相。它夹持于绿片岩相中，以泥质岩石中出现蓝晶石、十字石、石榴子石等特征变质矿物为标志，其南侧以出现蓝晶石与绿片岩相分界；北侧则以出现十字石与绿片岩相分界。变化甚速，反映了以应力为主的动热变质作用。组成的岩石有片岩、石英岩、变质砂岩等，出现的变质矿物是蓝晶石、十字石、石榴子石、石英、黑云母、白云母、钾长石和斜长石等，其组合为：①白云母+黑云母+石英；②石榴子石+石英+黑云母+白云母；③十字石+石榴子石+黑云母+白云母+石英；④十字石+白云母+石英；⑤十字石+白云母+黑云母+石英±长石；⑥蓝晶石+十字石+石榴子石+黑云母+石英；⑦十字石+蓝晶石+白云母+石英；⑧蓝晶石+白云母+石英；⑨蓝晶石+白云母+黑云母+石英；⑩方解石+白云石

其组合相当于角闪岩相，如ACF图解所示（图1-7-24）。

石榴子石虽然产在低压区域变质地质体和有些接触变质体的一些岩石中，但是较高的岩压显然使其在普通岩石中出现的频率和平均数量增加。石榴子石的出现，压力和温度范围较广，并与Fe²⁺/Mg比值关系密切，Fe²⁺/M g越大，出现的频率越大。石榴子石的出现首先可能是：石英+绿泥石+白云母生成铁铝榴石+水；或：白云母+黑云母+石英生成铁铝榴石+钾长石。

十字石的出现可能是通过下列反应：绿泥石+白云母生成十字石+黑云母+石英+水〔（550±15）℃/4×10⁸pa〕；硬绿泥石生成十字石+白云母+石英+水（545℃/5×10⁸Pa、575℃/10⁹Pa）。上述十字石的出现也与有关，但在较石榴子石之Fe²⁺/Mg小的比值下形成。另一方面，十字石的出现压力范围宽而温度变化不大。

蓝晶石在变质带内是较晚出现的变质矿物，可能是通过下列反应：十字石+白云母+石英生成蓝晶石+黑云母+水；或十字石+石英生成蓝晶石+铁铝榴石+水。蓝晶石多形体随压力和温度条件变化，平衡图解的三相点为：622℃/5.5×10⁸Pa。由于十字石先于蓝晶石生成，并一直持续到蓝晶石出现，与蓝晶石共同组成蓝晶石-十字石片岩带，因此蓝晶石形成于三相点：622℃/5.5×10⁸Pa以上。

（二）变质作用特征

变质带夹持于深圳断裂带中，它的形成与应力及地热流关系密切。

1）变质带中，结晶片理多承袭原岩层理，走向一致，倾向与层理有一定的交角，而片理往往不切穿层理。

2）变质相内，变质程度不同，可划分几个重复出现的渐进变质带，变质程度递变与应力场和热力场的分布有关，并且受断裂构造的控制。

3）变质带中出现的应力矿物蓝晶石、十字石等，呈变斑晶出现，在某种程度上，压力在变质作用过程中处于主导地位。

4）变质矿物的生成顺序大致是：绢云母（或绿泥石）—白云母—黑云母—石榴子石—十字石—蓝晶石，蓝晶石出现于区内变质带最高变质相（带）——角闪岩相。

5）变斑晶矿物之间尚见残余的砂屑，成了应力松弛部位。

6）柱状片状矿物多呈平行片理定向排列。

7）石英多已重结晶，部分见压扁拉长定向排列。

综上所述，该变质带变质作用类型应是中压型断裂动热变质作用。

（三）构造背景及形成时代讨论

1.构造背景

深圳地区断裂动热变质带是深圳断裂带组成部分，它的发生、发展和形成与构造活动有着十分密切的关系。

1）莲花山构造带是粤东山地与惠阳拗陷的交接部位，加里东运动以后，拗陷区沉积了一套滨海-浅海相及海-陆交互相的上古生界。印支运动盖层强烈褶皱，并沿莲花山构造带发生断陷。在构造带的北东段海丰一带，断陷盆地沉积了一套厚度较大的上三叠统至下侏罗统地层，并卷入了动热变质，而该区的动热变质带被卷入的最新地层，为下石炭系测水组，分布在断裂带内黄贝岭附近的下中侏罗统塘厦组、断裂带南东侧的上侏罗统梧桐山群均未出现动热变质现象。

2）莲花山构造带是地球物理场的重要分界线，沿变质带有一个正磁场条带，线性特征明显。变质带内部各变质相（带）也具狭长带状变化快的特征，说明变质带的形成过程与线性构造的活动及剧增的地热梯度密切相关。并与各种构造形迹如褶皱、断裂以及片理等展布方向一致，空间关系谐和协调，显示出它们处于同一热力场与应力场中。

3）变质带的展布方向与变质地层的走向基本一致，部分可斜切地层界线，但交角不大，说明变质带的形成是在褶皱与断裂的基础上形成的。

4）从板块构造学的角度分析，五华-深圳断裂带是复杂的多期复合变形-变质带，其中韧性剪切带是其重要的组分。发育规模宏大的韧性剪切带和动热变质带，几乎形影相随，可能与中生代太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲，弧后扩张对大陆边缘产生侧向压应力，形成了大陆边缘活动带独特的韧性剪切带和动热中-低压型变质带。

2.形成时代讨论

区域性卷入变质带的最新地层是晚侏罗世—早白垩世火山岩系（海丰一带称为高基坪群）。而该区被卷入的最新地层为早石炭世。从断裂带成生和发展过程来看，应是一个复杂的、多期复合变形-变质带。该断裂动热变质带变质作用，当在早侏罗世后中侏罗世前已经开始、直至早白垩世早期之后完成。

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断裂动热变质岩及断裂动热变质作用视频