片岩：片理构造十分发育，原岩已全部重新结晶，由片状、柱状、粒状矿物组成，具鳞片、纤维、斑状变晶结构，常见的矿物有云母、绿泥石、滑石、角闪石、阳起石等。粒状矿物以石英为主，长石次之。片岩是区域变质岩系中最多的一类变质岩。
片岩的种类颇多，其命名则根据所含的变质矿物和片状矿物的显著分量而定，例如云母片岩、滑石片岩、角闪石片岩等等，另外，常用绿色片岩之名，系由中性和基性的火山岩、火山碎屑岩等变质而来。
片麻岩：具片麻状或条带状构造的变质岩。原岩不一定全是岩浆岩类，有黏土岩、粉砂岩、砂岩和酸性、中性的岩浆岩。具粗粒的鳞片状变晶结构。其矿物成分主要由长石、石英和黑云母、角闪石组成；次要的矿物成分则视原岩的化学成分而定，如红柱石、蓝晶石、阳起石、堇青石等等。
片麻岩的进一步命名，根据矿物成分，如花岗片麻岩、黑云母片麻岩。
片麻岩是区域变质作用中颇为常见的变质岩。
角闪岩：主要由斜长石和角闪石组成的变质岩。其原岩是基性火成岩和富铁白云质泥岩。具粒状变晶结构，块状微显片理构造。
麻粒岩：是一种颗粒较粗、变质程度较深的岩石，基本上由浅色的石英、斜长石、铁铝榴石、辉石等矿物组成，无云母、角闪石。具粒状变晶结构，块状或条带状构造。
石英岩：几乎整个岩石均由石英组成，浅色、粒状。一般作块状构造，粒状变晶结构。它是由较纯的砂岩或硅质岩类经区域变质作用，重新结晶而形成。
有时，有人将沉积岩中由较纯净的石英颗粒组成的岩石也称石英岩，与变质岩类的石英岩混淆不清，虽然就化学成分或矿物成分来看，两者很难分开，但变质岩类的结构要致密些，称石英岩；而沉积成因者，颗粒清晰，致密程度稍差，故为了区别起见，称之为石英砂岩。
大理岩：碳酸盐岩石经重结晶作用变质而成，具粒状变晶结构。块状或条带状构造，由于它的原岩石灰岩含有少量的铁、镁、铝、硅等杂质，因而在不同条件下，形成不同特征的变质矿物，出现蛇纹石、绿帘石、符山石、橄榄石等，于是在洁白的质地上，衬托出幽雅柔和的色彩，构成天然的图案花纹，给人们想像出一幅又一幅诗情画意的图卷，文人墨客在它们的加工石面上取出许多逗人喜爱的景名——潇湘夜雨、千峰夕照、平沙落雁等等。因而大理石就成为高级的建筑石材，或成为高级家具的装饰性镶嵌材料。而洁白的细粒状的大理石，俗称汉白玉，也是工艺雕刻或富丽堂皇的建筑材料。
大理岩见于区域变质的岩系中，也有不少见于侵入体与石灰岩的接触变质带中。
角岩：这是一类由泥质岩（以黏土矿物为主的页岩之类）在侵入体附近由接触变质作用而产生的变质岩。颜色呈深暗或灰色，硬度比原岩显著增加，故多有将角岩制成砚或其他工艺品，如在苏州灵岩山、寒山寺等旅游区出售的砚石，即利用产于灵岩山花岗岩体附近的角岩所制。
混合岩：由混合岩化作用形成的变质岩，其基本组成物质是由基体和脉体两部分组成。所谓基体，是指混合岩形成过程中残留的变质岩，如片麻岩、片岩等，具变晶结构、块状构造，颜色较深；所谓脉体，是指混合岩形成过程中新生的脉状矿物（或脉岩），贯穿其中，通常由花岗质、细晶岩或石英脉等构成，颜色比较浅淡。
混合岩具明显的条带状构造，并普遍可见交代现象，以此与区域变质作用形成的变质岩区别开来，但它是在区域变质的基础上发展起来的。
混合岩由于混合岩化的程度不同，形成不同构造特点的混合岩，如网状混合岩、条带状混合岩、眼球状混合岩等等。
四、怎样在变质岩区开展工作
在认识变质作用的基础上，掌握了能够鉴定变质岩名称的方法以后，当我们在旅行路线上遇到变质岩时，就可以进一步做些变质岩的初步调查或研究工作了。现就不同的变质区如何开展工作问题，简述如下：（1 ）热接触变质岩区的工作。
热接触变质岩区也就是侵入体与围岩相接的地带。
在这里，首先要穿越接触带的剖面，也就是决定一条从侵入体到未变质围岩之间的路线，观察侵入体的岩石名称及其岩性；观察围岩受侵入体的接触变质的影响——出现何类变质岩，其岩性特点，变质矿物，有否成矿的条件和可能，接触带上有无断裂之类的构造控制？未变质岩石的名称及其岩性，围岩属于哪个地质时代？
侵入体属于哪个地质时代？等等。
把这许多必须了解的内容，作沿途记录，作剖面示意图，采集有代表性的标本以及摄影或素描。
如果交通、人力、物力、时间条件允许的话，可作再详细一些的观察，诸如追索接触带在面上分布的范围，观察蚀变晕圈的发育情况。
再进一步，还可根据变质矿物的组合关系，划分出蚀变的相带——即内带、中带、外带。同时还可研究热变质岩石与原岩性质的关系，甚至注意多期变质的叠加作用，不同变质带上所赋存的矿产关系。
（2 ）区域变质区的工作。
由于区域变质作用而产生的变质岩分布面积广阔，岩石情况亦特别复杂，而且其间的褶皱、断裂等构造又十分发育，因此，在这里工作的难度也较大。
首先，当我们根据地层走向选择剖面线以后，在旅途行进中，要像研究沉积岩层那样，注意各变质岩层的上下层序关系，即排除由于褶皱或断层的干扰，恢复其原来的正常层位。当然，这项工作往往不是穿越一条剖面就能“一次性”成功的，而要多几条剖面相互比较才能接近正确。
其次，在观察剖面过程中，要恢复原岩的性质——是沉积岩还是火成岩。如果确定为沉积岩，再进一步判断其原岩的名称，并运用研究沉积岩的办法，研究它们的沉积旋回、沉积建造的特征。注意地层间的不整合、假整合等有助于划分层序的接触关系。努力搜寻其中浅变质岩系（例如板岩）里的化石痕迹，一旦若有发现，并能确定其鉴定价值，便能牵动全局，整个变质岩系的时代及各套岩层的层序也许能迎刃而解。例如笔者等在本世纪60年代初期在江西南部“龙山群”（前泥盆纪的地层）变质岩系地区工作时，一个多月过去了，还没有搞清楚它们的层序关系。后来，有位学生在一处浅变质的板岩中找到一些笔石碎片，带队的教师很受启发，认为这是揭开此间变质岩系时代之谜的重要线索，于是专门组织队伍，就在出现笔石碎片的上下层地段，分段包干，着力搜寻。通过“顺藤摸瓜”的办法，终于在这里的几个岩层中找到了保存相当完整而精美的笔石（图6。7 ），经鉴定，属于早奥陶世的种类，从而结合岩性、层位的接触关系，大致确定了自寒武纪至奥陶纪的各个大的层位。后来，又接连在寒武系下部的板岩中发现了海绵骨针化石（图6。8 ），从而又划分出震旦系地层。这样，几十年来，一直把厚达几千米甚至上万米的前泥盆纪变质岩系“龙山群”地层，分解为震旦纪、寒武纪、奥陶纪三个系，进而在各系内再分出若干组。
在分层基础上，结合岩性、岩相及沉积旋回的研究，初步摸清了早古生代时期此间原为“地槽区”。进而又证实了此间的花岗岩分属于两个不同时期形成的：一是志留纪晚期的“加里东花岗岩”；一是中生代的“燕山花岗岩”，而且此间的大量金属矿产与“燕山花岗岩”的入侵活动有关。
在研究区域变质岩系的时候，还可注意各类变质岩系的空间分布规律及其相互关系，注意不同岩石和矿物组合的关系，总之，注意变质程度和变质作用问题，并联系找矿标志和成矿规律。
（3 ）混合岩化区的工作。
首先要注意混合岩的基体和脉岩的特点，形态特征，交代作用等。注意混合岩化的强度带及其与区域构造（断裂带和褶皱带）作用的关系，甚至可以了解混合岩化的期次问题。
一般而言，混合岩化区的观察工作并非单独进行的，它是在研究区域变质岩区内的附带工作，因此，诸如矿产之类的问题，也都跟研究区域变质岩同样地进行了。
五、变质岩中的矿产
变质岩中的矿产，主要见于接触变质和区域变质两大类型中。
就接触变质而言，矽卡岩型的矿产最多，这是因为以碳酸钙为主要成分的石灰岩跟侵入体（特别是中性岩浆侵入）接触时，最容易发生化学交代作用，形成矿产。
最常见的是铜、铅、锌等硫化矿床（如黄铜矿、闪锌矿、方铅矿）及刚玉等。硫化矿中多数还含有银矿及其他稀有元素矿产。
作为矽卡岩型矿床的伴生副矿物，最常见的有石榴子石、透辉石、透闪石、绿帘石、阳起石、矽灰石等，亦可算是找寻此类矿产的标志矿物。大理石也是此种变质矿产类型的特色。
至于区域变质岩系中的矿产，多存在于太古代及元古代的变质岩系之中，其中有规模巨大的铁矿以及石墨、磷、硼等矿产，部分地区尚有刚玉、石棉、矽线石、大理石等。
这里，特别提一下铁矿。这是距今20多亿年前变质岩系中的最引人注目的矿产，凡美国、加拿大、苏联（即前苏联）、澳大利亚、印度、南非以及我国鞍山地区等蕴藏的数以亿吨计的铁矿床均属此类。据估计，此类铁矿床占全世界铁矿总储量的80％以上，可见其重要性了。
为什么有这么多的铁矿埋藏在这些古老的（图6。9 ）变质岩系地层中呢？原来，当时出现一种微生物——铁细菌，成为造铁的“功臣”，它是一种需要氧气，但不要很多氧气的菌类生物。据研究，距今32亿～34亿年前的大气中尚缺乏氧气，仅由二氧化碳、甲烷、氢气等组成，具有高度的还原性。到了距今32亿～27亿年前形成的地层中，我们发现了蓝绿藻，说明它们能够摄取还原性大气层里的二氧化碳，通过叶绿素进行光合作用，放出游离氧，使大气层中逐渐增加了氧气，于是产生了铁细菌。它能把溶解于水中的氢氧化亚铁氧化成不溶于水的三氧化二铁，沉积于水中。
其过程可用化学反应式表示之：
铁细菌分泌出不溶性铁质、硅质，在体外构成一层比自身大几倍甚至几十倍的“铁质皮鞘”，后者脱落以后，就沉积成铁矿。
水中的可溶性铁质，来源于远古时代火成岩的风化产物，在湿热气候条件下，这些可溶性铁质往往呈胶体状态，从陆地带到浅海里，生活在那里的铁细菌也就在海洋里造铁了。
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第七章 地质旅行中的摄影与素描
一、摄影与素描各有千秋
地质调查工作，具体他说，以地质旅行为例，是一项颇具特色、以描述为主的工作。文字记录固然少不了，但单凭文字的记叙，最后总感到“美中不足”。比如过分的烦琐，无法形象的表达，起不到直观的效果等，因此，当我们观察了某一地质现象，并作过记录以后，总希望能将野外的真实形象留在自己的记录本上或其他地方，作为重要的信息带回室内去，让自己或其他同行们能见到实际模样的景物，以便于进行深入研究或切磋探讨。
这样，很自然的，每一个对地质有兴趣者必须学会摄影和素描这两项基本技术，配合文字（更确切他说，应是补充文字的不足）记录，就可以使自己的地质调查记录生色，具有“锦上添花”之妙了。
善于地质摄影和素描的地质工作者，不仅使自己的野外记录生动、真实、美观；而且还可以节省大量的文字篇幅，缩短调查和观察的时间，也就是说，提高工作效率。这一点，在当今的信息社会里，真是太重要了。
不过，也许有人会问：我们学会摄影就行了，何必还要学会素描呢？或者说，摄影是“科学仪器”的产物，而素描是艺术家的任务，不是我们地质工作者所能胜任的。
但事情并非如此简单，根据我们自己的野外工作体会，实际上也是许多前辈地质工作者的经验总结，摄影和素描对于野外调查工作来说，都同样重要，两者是相辅相成、互为补充的手段，不可偏废。
摄影的优点在于镜头所拍摄的景物可以毫无遗漏地收取过来，而且取景迅速、形象逼真。特别是给旁人观看时，使他们也有身临其境的感觉。另外，还可以多张复印，广为散发，扩大影响。或者可以放大洗印，制作幻灯片，景物更为清晰，当其展览、陈列、放映时，可以收到更好的效果。
但是，摄影也有它的难以避免的缺点，比如天气阴晦，能见度较低；照相机本身的功能不理想；甚至景物的某些细节特征难以用摄影的办法获取；至于洗印、放大、做幻灯片等还有一系列技术与效果的协调问题尚待解决。换句话说，调查者所需求的地质资料往往会受到各种各样条件的限制，不可能随心所欲地获得。这时候，虽然捧着现代化的照相机，也许会望“景”兴叹，感到无可奈何！
假如地质工作者此时能掌握一手熟练的素描技巧，运用自己的慧眼和洞察力，去捕捉景物身上为地质科学所需要的某些细节或宏观轮廓，得心应手地画下某些地质资料，克服照相机无能为力的缺陷，该有多好啊！
当然，素描到底不是“科学仪器”的产物，再高明的画家，也无法画得如照相那般的逼真、形象，所以说，能干的地质工作者，应该学会摄影与素描这两手，该用摄影表达时就拍照，该用素描来表达时就提起画笔，两者都需要时就一起上。我们的前辈地质学家中，有不少在这两方面都有一定的特长，在他们的地质论文或地质调查报告中都有自己创作的素描作为插图，显示出他们的科学与艺术相结合的才能，值得我们虚心学习。
二、地质摄影
地质摄影的最主要特点应该包括两�