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混合岩

在高级变质作用的某些区域,当温度足够高,使得物质发生部分熔融,即深熔,产生通常是花岗成分的液体。如果这些液体保持封闭,并在生成它们的岩体内结晶,从而产生混合的岩石或混合岩,这个过程称为混合岩化,它是属于变质作用范畴,是变质作用向岩浆作用过渡的类型,这决定了混合岩具有介于变质岩和岩浆岩之间的地质学、岩石学特征。

混合岩(migmatite)由于混合岩化作用(是变质作用岩浆作用过渡的类型)形成,由基体(substrate)和脉体(vein material)两个基本组成部分组成。基体是角闪岩相麻粒岩相变质岩,代表混合原岩,或多或少受到改造,又称古成体(paleosome),脉体是长英质或花岗质物质,代表混合岩中新生部分,又称新成体(neosome)。

混合岩的形态多种多样,成分、结构和构造的变化也很大,说明混合岩的形成条件是复杂多样的。

混合岩大面积分布在前寒武纪地盾区和显生宙岛弧带、大碰撞带、大陆拉张带低-中P/T区域变质区,与中、高级区域变质岩及花岗岩类深成侵入体共生和相互过渡。通常不出现于俯冲带

混合岩也出现于花岗岩侵入体接触晕内带,与中高级接触变质岩伴生。通常把这种分布在接触晕内带,与中高级接触变质岩共生的混合岩称为边缘混合岩,而把分布在区域变质带,与中高级区域变质岩共生的混合岩称为区域混合岩。

通常认为混合岩由暗色的基体和浅色的脉体两个基本组成部分组成。基体是角闪岩或麻粒岩相变质岩,代表混合岩原岩,但或多或少受到改造。脉体是长英质或花岗质物质,代表混合岩中新生的部分。

Mehnert(1968)把混合岩两个基本组成部分分别称为古成体和新成体。他注意到脉体通常具有暗色矿物聚集而成的壁或帮,称为暗色体,相应地将主体浅色长英质部分称为浅色体。

Johannes(1983)建议以“浅色体”、“暗色体”和“中色体”这些不具成因意义纯描述性名词描述混合岩。

混合岩古成体多为泥质、长英质中高级变质岩,基性变质岩较少见。浅色体为长英质的,是泥质长英质变质岩部分熔融产物。暗色体黑云母、石榴子石等可能是不溶残余。

在相同混合岩化条件下,泥质、长英质变质岩比基性变质岩明显易受混合改造,而钙质、镁质变质岩一般不受混合岩化影响。

古成体具鳞片花岗变晶结构等变晶结构和交代作用,往往强面理化。新成体和片麻状花岗岩通常具半自形粒状结构等熔体结晶结构和交代结构,定向性较古成体弱。普遍发育交代结构是混合岩结构的明显特点。随着混合岩化增强,交代结构趋于更发育。

研究表明,混合岩中交代结构常常是部分熔融的结构证据:古成体中交代结构往往是部分熔融结构,而新成体和片麻状花岗岩的交代结构往往是熔融残留结构。

基体与脉体的空间排布方式决定了混合岩构造特点。

Mehnert(1968)将混合岩按构造分为角砾状、网状、碎块状、细脉状、条带状、香肠状、褶皱状、肠状、眼球状、斑块状等12类。

最常见的混合岩由角砾状混合岩、眼球状混合岩、条带状混合岩和晕染状混合岩等4类。

脉状混合岩,指含有一定数量近于平行的浅色长英质或花岗质脉状体的混合岩,多呈厚度不等的层状特征。其中的脉状体有的认为属外来注入性质,有的认为是由原岩(变质岩)分泌(分异)作用所形成。

角砾状混合岩,指深色的角闪质岩石被不规则浅色长英质或花岗质脉状体穿切而成大小不等的角砾状岩石。

网状混合岩,指含有模糊的浅色网状或树枝状长英质细脉的混合岩。

雾迷岩又称为云染岩,指呈星云状外貌的混合岩。其中含有微细的网状、云雾状或乱丝状长英质脉,并有模糊的、颜色较深(含黑云母角闪石等)的残留小条纹或小斑点。

迄今为止,人们对混合岩形成机制的看法,可归纳为深熔、岩浆注入、交代和变质分异四种基本机制。

岩浆注入说和深熔说均把混合岩化过程看作岩浆过程,需要有伴生的花岗质岩体。交代说和变质分异说均把混合岩化过程归为变质过程,不需要花岗质岩体伴生。

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