泛指在廣大面積內(nèi)所發(fā)生的變質(zhì)作用,變質(zhì)范圍可達(dá)數(shù)萬(wàn)平方千米,前寒武紀(jì)的古老地塊幾乎都是由變質(zhì)巖構(gòu)成的;有時(shí)呈狹長(zhǎng)帶狀分布,長(zhǎng)可達(dá)數(shù)百、數(shù)千千米,寬可達(dá)數(shù)十、數(shù)百千米,如許多褶皺山脈(天山、祁連山、昆侖山、秦嶺等)均有和其走向一致的變質(zhì)巖帶分布。由此可見(jiàn),區(qū)域變質(zhì)作用往往和地殼活動(dòng)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)等密切相關(guān)。在同一個(gè)區(qū)域變質(zhì)地區(qū),其所出露巖石常有不同的礦物組合和一定的分布規(guī)律,從而反映形成變質(zhì)的不同的溫度和壓力等條件。因此,區(qū)域變質(zhì)作用的物理?xiàng)l件具有很寬的范圍,一般在壓力0—109Pa、溫度150—900℃范圍內(nèi),可以是高溫高壓、中溫中壓,也可以是高溫低壓、低溫高壓以及其他各種情況,而且可以具有不同的地溫梯度。目前,把區(qū)域變質(zhì)作用分為許多類(lèi)型,其主要類(lèi)型有:
。ㄒ唬﹨^(qū)域中、高溫變質(zhì)作用
這種變質(zhì)作用的溫度一般為550—900℃,壓力一般為5—10億Pa,常常發(fā)生在地殼演化的早期,變質(zhì)相以麻粒巖相(溫度稍高)、角閃巖相(溫度稍低)為主。由于變質(zhì)作用發(fā)生于較高的溫度和壓力條件下,重熔混合巖化比較發(fā)育。形成巖石主要為各種片麻巖、麻粒巖、角閃巖、混合巖等,并主要見(jiàn)于太古宙巖層中。
。ǘ﹨^(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用
又稱區(qū)域動(dòng)熱變質(zhì)作用,或造山變質(zhì)作用。主要見(jiàn)于各大褶皺帶(所謂造山帶),多呈長(zhǎng)條帶狀分布,因巖石所處部位不同,變質(zhì)溫度可以由低到高,高可到700℃甚至85℃;壓力也可以由低到高,2—10億Pa。因此,沿著褶皺帶常形成寬度不等的遞增變質(zhì)帶。由于這種變質(zhì)作用同時(shí)受到不同應(yīng)力的作用,巖石變質(zhì)后具有明顯的葉理或片理構(gòu)造。伴隨著強(qiáng)烈的褶皺運(yùn)動(dòng)或構(gòu)造運(yùn)動(dòng),常有大規(guī)模中酸性巖漿侵入活動(dòng),并導(dǎo)致區(qū)域性混合巖化作用。如中國(guó)祁連山褶皺帶和秦嶺褶皺帶等,都屬于這種區(qū)域變質(zhì)作用范疇。所出現(xiàn)的變質(zhì)巖石可以從深度到淺度變質(zhì),如從混合巖、片麻巖、片巖到千枚巖、板巖等。
(三)埋藏變質(zhì)作用
又稱埋深變質(zhì)作用、靜力變質(zhì)作用、負(fù)荷變質(zhì)作用或地?zé)嶙冑|(zhì)作用。主要指沉積巖層(如地槽區(qū))或火山沉積物隨著地殼下沉和埋藏深度遞增,在地?zé)嵊绊懴乱鸬膮^(qū)域性變質(zhì)作用。這種變質(zhì)作用形成溫度較低,最高可達(dá)400—500℃,但壓力可以從低到高,所以常形成低溫而壓力不高的變質(zhì)礦物如沸石類(lèi)礦物,也可以形成低溫高壓的變質(zhì)礦物如藍(lán)閃石等。此外,還可形成高溫高壓的榴輝巖。埋深變質(zhì)作用與巖漿侵入作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)應(yīng)力作用無(wú)關(guān),故與變質(zhì)作用同期的花崗巖很不發(fā)育,也不見(jiàn)有混合巖,所形成的變質(zhì)巖一般缺乏片理構(gòu)造。關(guān)于埋深變質(zhì)作用的成因,除與地殼下沉有關(guān)外,目前更認(rèn)為與大斷裂構(gòu)造特別是巖石圈板塊沿俯沖帶下沉有關(guān)(將在以后介紹)。
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