基本介紹
- 中文名：麻粒岩
- 外文名：granulite
- 別稱：粒變岩
- 類別：變質岩
- 顏色：暗黃或暗紅
- 光澤：暗淡
- 透明度：不透明
- 分布：主要分布在太古宙至早元古代變質岩系中。冀東、遼西比較發育。
- 變質相：高溫高壓相
- 形成環境：下地殼
形成條件,岩石組成,形成機制,參考文獻,
形成條件
麻粒岩可以形成在高溫(700-900°C)到超高溫(900-1100°C)條件下，並且變質壓力一般為0.7-1.3GPa，相當於地下25-40km的深度(Harley, 2008)。相對於榴輝岩，麻粒岩石變質程度以溫度較高但是壓力較低為特點，是高熱梯度(>30°C)變質作用產物。Dallwitz(1968)東南極泥質變質岩中發現了含假藍寶石的麻粒岩，變質礦物組合所記錄的溫度達到1100°C。這個發現得到Ellis等(1980)的證實，嗣後在世界各地克拉通造山帶變質岩中陸續發現變質溫度超過900°C的麻粒岩(Harley, 1998, 2008)。
岩石組成
麻粒岩在1803年由魏斯首次命名。大面積分布在早前寒武紀(尤其是太古宙和古元古代)的高級變質地區(Harley, 1998; Kelsey & Hand, 2015)。主要由長石、石英、輝石(紫蘇輝石、透輝石等)組成，有時含石榴石、矽線石、藍晶石等。岩石中暗色礦物以紫蘇輝石、透輝石、石榴子石等無水暗色礦物為主，角閃石、黑雲母等，主要為不含或基本不含水的礦物。淺色礦物主要為斜長石、條紋長石、反條紋長石和石英，有時可含矽線石、堇青石等。岩石中含水礦物不穩定，一般不含或少含。
目前對麻粒岩的定義尚存在不同的認識：有人認為麻粒岩中輝石等暗色礦物的含量不大於30%；有人認為麻粒岩的暗色礦物應以紫蘇輝石為主；有人主張只把具麻粒岩相典型礦物組合的變質岩稱作麻粒岩。還有人把含紫蘇輝石和不含紫蘇輝石的麻粒岩相變質岩(除大理岩、石英岩外)均稱為麻粒岩，等等。
一般來說，麻粒岩具有粗粒花崗岩變晶結構，片理構造不清楚，塊狀構造。它們是麻粒岩相變質作用的典型岩石，由於原岩成分不同，可出現不同類型的麻粒岩。鎂鐵質麻粒岩(maficgranulite)中暗色礦物(紫蘇輝石、透輝石、角閃石)含量為30-85%，其餘為淺色礦物例如長石和石英，有時含石榴石等。長英質麻粒岩(felsic granulite)，暗色礦物含量小於30%。主要由長石、石英、輝石(紫蘇輝石等)組成，有時含石榴石、矽線石、藍晶石等。
形成機制
麻粒岩相變質作用的發生機制是近年來變質地質學研究中的一個前沿問題(Harley, 1989, 2008;Keysey & Hand, 2015; Zheng & Chen, 2017)。早先認為是原先位於地殼上部的岩石因構造運動而逐漸埋藏到地下深處，受到高溫變質作用而成。20世紀70年代以後，有的地質學家認為是由上地幔來源岩漿上升侵入地殼底部，引起地殼岩石在高溫高壓下發生變質而成。還有一種看法，島弧火山岩之下地殼受到地幔加熱變質形成。儘管這類變質岩毫無例外地出現在匯聚板塊邊緣，但是這些岩石一般都疊加在先前變質的榴輝岩相變質岩上，並且板塊匯聚年齡都不同程度地老於麻粒岩相變質年齡。這種時空疊加關係導致麻粒岩一方面表現出高溫條件下脫水熔融的特點，另一方面表現出結構和成分上的繼承性。
Zheng & Chen(2017)根據匯聚板塊邊緣麻粒岩與同時代混合岩和花崗岩之間的共生關係以及對俯衝帶榴輝岩相變質岩的疊加關係，提出造山帶岩石圈拉張引起的變質脫水和部分熔融是引起地殼岩石發生麻粒岩相變質作用的基本機制，並將這類變質作用概括為裂熔變質作用。
研究麻粒岩需要解決如下關鍵科學問題：(1)麻粒岩在造山帶的分布範圍及其與角閃岩之間的時空關係？(2)麻粒岩相變質作用的P-T軌跡是順時針還是逆時針？(3)麻粒岩相變質作用的持續時間尺度是多大？(4)麻粒岩相變質作用與榴輝岩相變質作用之間的時空關係是什麼？(5)麻粒岩相變質作用是與擠壓型還是拉張型造山作用有關？(6)麻粒岩相變質作用是與超大陸聚合還是裂解有關？
參考文獻
Dallwitz, W.B., 1968.Co-existing sapphirine and quartz in granulite from Enderby Land, Antarctica.Nature, 219, 476-477.
Ellis D.J., 1980. Osumilite-sapphirine-quartzgranulites from Enderby Land, Antarctica: P-T conditions of metamorphism, implicationsfor garnet-cordierite equilibria and the evolution of the deep crust. Contrib.Mineral. Petrol., 74, 201-210.
Harley, S.L., 1989. Theorigins of granulites: a metamorphic perspective. Geological Magazine, 126, 215-247.
Harley S.l., 1998. Onthe occurrence and characterization of ultrahigh-temperature crustalmetamorphism. Spec. Publ. Geol. Soc., 138, 81-107.
Harley, S.L., 2008.Refining the P–T records of UHT crustal metamorphism. Journal of MetamorphicGeology, 26, 125–154.
Kelsey, D.E., Hand, M.,2015. On ultrahigh temperature crustal metamorphism: Phase equilibria, traceelement thermometry, bulk composition, heat sources, timescales and tectonicsettings. Geoscience Frontiers, 6, 311-356.
Zheng, Y.-F., Chen,R.-X., 2017. Regional metamorphism at extreme conditions: Implications fororogeny at convergent plate margins. Journal of Asian Earth Sciences, 145,46-73.
