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1、房山岩体的接触变质带分析舒国旭，许林斌，贾常秀，王建强，章鑫，廉健男，杨吉Shu Guo-xu,Xu Lin-bin,Jia Chang-xiu,Wang Jian_qiang,Zhang Xin,Lian Jian-nan,Yang Ji中国地质大学（北京） 10100911 班 第五组摘要：在房山岩体周围由远及近分布着三个接触变质带，即：红柱石黑云母带，石榴石 红柱石带，矽线石石榴石带，说明离房山岩体越近，接触变质强度越强。关键词：房山岩体，红柱石，石榴石，矽线石1. 引言北京房山岩体地处著名的周口店北京猿人遗址旁，历年来一直是我国重要的野外地 质教学基地，故该岩体早已蜚声海内外。虽然房山
2、岩体是我国研究历史最为悠久的岩体 之一，但是其工作尚在不断完善中，研究程度还有待于进一度的提高。本文作者主要根据房山岩体周围一条龙地区岩石新矿物或新矿物组合的出现分析 了房山岩体周围接触变质带的分布。2. 岩体地质概况房山岩体位于北京西部房山区，构造上处于华北板块中部NNE向太行山隆起和近 EW向燕山板内造山带的交接部位。房山岩体是一个以花岗闪长岩为主体的燕山期复式 侵入体。其出露面积约56k m?,平面形态近椭圆形，长轴为北西南东向。房山岩体整 体呈同心环状结构。整体上，可将房山岩体划分为四个岩性单元，由边缘至中央 依次为：细粒石英闪长岩、中粗粒花岗闪长岩、似斑状中粗粒花岗闪长岩、巨斑 似斑
3、状中细粒花岗闪长岩。我们通常将后三个岩性单元称为花岗闪长岩体的边缘 相、过渡相和中央相。3. 变质温压条件计算由于接触变质岩的矿物共生组合与燕山期低压（红柱石型）区域变质矿物组合基本 相同，只是接触热变质存在有矽线石带。故从石榴石一十字石带进入矽线石带的反应： 7.6十字石+11石英=4铁石榴石+32矽线石+3水接触热变质的矽线石带上限即为花岗质岩石的初始熔融线。将此反应的单变稳定 P-T线进行图解和综合研究，得出接触变质的三个带的温压范围是：红柱石一黑云母带：450575Cp0.25GPa石榴石一红柱石带：575690Cp0.25GPa矽线石一红柱石带：690800Cp0.25GPa4. 接
4、触变质带的划分及主要特点1. 红柱石一黑云母带该带在空间上远离岩体，房山岩体西部及西北部距离岩体接触带大约在200250m之 外，而南侧羊屎沟一带则离岩体约在400m之外，向外一直延伸到距岩体约500一800m处， 逐渐过渡为区域变质的硬绿泥石带。在该带的岩石表面能看到大量的红柱石出现（图1-1）。红柱石是一种铝硅酸盐矿物， 它有一个变种叫空晶石。在空晶石的剖面会呈现出黑色的十字结构。这种十字结构是红柱石 在形成时接收了一些碳和粘土所致。红柱石一般呈柱状晶体，它的断面差不多是四方形。红 柱石的晶体聚在一起成放射状或粒状。对于成放射状的红柱石，人们常称作“菊花石”，意 为它们像菊花的花瓣开放一样
5、。红柱石为粉红色、红色、红褐色、灰白色及浅绿色，具有玻 璃光泽。图 1-1 千枚岩中的红柱石2. 石榴石红柱石带该带在房山岩体西北及西部一般距离岩体接触带约 200m 以内，在南侧离岩体较远， 约在400m以内。在该带的岩石表面能清晰的看到石榴石（图1-2）。石榴石的化学通式为A3B2SiO43, 晶体属等轴晶系的一族岛状结构硅酸盐矿物的总称。化学式中 A 代表二价阳离子，主要有 镁、铁、锰和钙等；B代表三价阳离子，主要有铝、铁、铬、钛等。B组阳离子间因半径相 似而常有类质同象代替，A组阳离子因Ca2+的半径较大，难以被Mg2+、Fe2+、M+等所 代替。3. 夕线石石榴石带该带在变质岩中以出
6、现矽线石为特征，在大理岩及钙质岩中出现镁橄榄石，透辉石 钙铁榴石，符山石等。常见的岩石是接触片岩，片麻岩及各种大理岩及钙硅酸盐角岩。在该带的岩石表面能清晰的看到夕线石及少量石榴石（图1-3）。夕线石也叫矽线石或 硅线石，它是一种褐色、浅绿色、浅蓝色或白色的玻璃状硅酸盐矿物。夕线石的晶体为柱状 或针状，这些晶体聚合在一起常呈纤维状或放射状，具有丝绢光泽或玻璃光泽。图 1-3 千枚岩中的矽线石夹有少量石榴石5. 接触变质带的形成机制1. 红柱石黑云母带粘土矿物在温度升高时，形成红柱石。反应式为：Al4 Si4Oi0(OH)8二2A12 SiO4O+2SiO2+4H2O高岭石红柱石 石英上述反应中，
7、温度升高反应向右进行，生成吸热的矿物组合红柱石和石英组合； 反之，则反应向左进行，生成放热的矿物高岭石。在一条龙地区中的千枚岩中，为富铝环境，且加上房山岩体的影响，故形成了红柱石 黑云母带。2. 石榴石红柱石带随着离岩体距离的缩短，温度和压力等外界因素也随之发生变化。围岩中的矿物在此 时将会形成石榴石。反应式如下：Mg2SiO4+CaAl2Si2O8 CaMg2Al2SiO43镁橄榄石 钙长石石榴子石3. 夕线石石榴石带由于离岩体越来越近，温度进一步升高。这也就意味着可以对含水矿物不断加热，也 就将伴随的结构水脱出，此时将形成不含水的相对高温的矿物组合。矽线石就是在这种情况 下形成的，从其反应
8、式可以看出：_KAl2AlSi3O10(OH)2+SiOZ：；AlAlSiO5+KAlSi3O8+H2O白云母石英矽线石 钾长石上述反应中，温度升高反应向右进行，生成吸热的矿物组合矽线石和钾长石组合；反之， 则反应向左进行，形成放热的矿物组合云母和石英。6. 讨论与结论1. 由于研究区发育的地层岩性不同，各变质带矿物组合齐全的分带剖面并不多见。 例如，很多地方就不发育矽线石。但是在一条龙地区三个变质带发育还是比较齐 全的。2. 根据新矿物和新矿物组合的出现，可将房山岩体的接触变质带分为三个带：红柱 石黑云母带，石榴石红柱石带，矽线石石榴石带。3. 根据三个带出现的位置不同，可以知道岩石受岩体热接触变质作用，围岩产生了 热接触变质梯度，即矽线石-石榴子石-红柱石，反映了岩体侵入时围岩受到热接 触温度由高到低得变化。参考文献：1 赵温霞，李方林，周汉文等。周口店地质及野外地质工作方法与高新技术应用。武汉： 中国地质大学出版社，20032 王根厚，颜丹平，王果胜等。周口店地区地质实习指导书。北京：地质出版社。3 陈世悦。矿物岩石学。北京：中国石油大学出版社。4 李昌年。简明岩石学。北京：中国地质大学出版社。5 万永平，王根厚，郭春影等。京西房山岩体南侧青白口系下马岭组构造片岩中红柱石的 变形特征及其地质意义。地质通报，2007.2
