变质岩区的地质旅行 c)SQ@B@q
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变质岩区的地质旅行 tCQf `
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一、泰山的启示 |i- S}M
泰山,五岳之首。古迹名胜,久闻天下。每当列车途经泰安,旅客们总是凭窗远眺, $%5vJiuk
以倾慕崇敬的心情注视着一座座黝黑而雄伟的峰峦。中外旅游者认为有机会登泰山、上 Q57Z~EsF
南天门,一览齐鲁壮观乃平生快事。 cxnEcX\
五台山,誉称北岳,为我国著名的佛教圣地之一,古刹名园,比比皆是;青峰翠峦, (YHK,aC>u
逶迤不绝。欲朝山进香的善男信女们固然希望到此顶礼膜拜以如愿,就是一般游客,又 gflO0$i
何尝不思慕此间的高峰绝境而登临寻幽呢! ^-s`$lTp
说来也巧,从地质学角度看,这“两岳”都是由变质岩系构成的山势。早在上世纪 j +Ro?
末至本世纪初,就吸引了一些外国地质学家,他们怀着猎奇的心情,在游山玩水中登跋 zu``F]B
泰山、五台山等地考察地质,他们在这些地质构造复杂、岩石性质多变的地层间发现了 CZ,2Rq
这“两岳”原是中国最古老的地层所在地,或者说,是我国大陆的核心部分,属于地球 6x@4gPy[
历史早期的大古代和元古代的产物。从此以后,要研究变质岩的岩石学家、要研究地质 Gvquv\
发展史的地层学家、要研究变质岩系中特殊地质构造的构造地质学家们,都纷纷登上泰 c1g'l.XL
3
山和五台山,发掘研究课题,开辟研究领域,提出地质上的许多新发现或新见解,丰富 2z9N/SyN
了地质学的内容。一直到今天,这“两岳”仍然是研究变质岩地质的理想之地,每年吸 ^6 \@$
引不少自教授专家至青年学生们络绎不绝地来“朝觐”。其中也就包括了怀着不同目的 #Z}YQ$g
的地质旅行者在内,可见在变质岩地区的地质考察也是地质旅行的重要内容之一。 aTE;Gy,W
4J$dG l#f
二、变质岩的基本概念 Enqs|fkbN
既然变质岩是指沉积岩、火成岩或已变质过的岩石经过变质作用而来的岩石,那么, *%2,=
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什么叫“变质作用”呢?这是由于地球内部的高温、高压,在新的物理和化学条件下会 k~qZ^9QB~
使岩石中的矿物成分和结构、构造等方面改造和转变。或者说,地球的内力使岩石改造 j15t8du&O
并发生变化,称为变质作用。这种变质作用的具体特点,主要是通过岩石中所含矿物的 3s_$.
变化,比如重新结晶、物质成分的迁移或重新组合,结构和构造的变化等等而表现出来。 gr4JaV
因此,凡经过变质作用而形成的岩石,就称为变质岩。至于另一种由于岩石暴露地表, pYX!l:hk
发生风化作用,使岩石中的某些矿物发生变化(包括成分的改变),这类岩石不能称为 ]u"x=S93
变质岩。 *NQsD C.J^
正因为变质岩的主要原岩来自沉积岩和火成岩两大类,因此变质岩也就划分为两大 HvW6=d(#
类型,由沉积岩经变质作用而形成的变质岩称为副变质岩;而由火成岩经变质作用而形 #
0/,teJk
成的变质岩称为正变质岩。 ]!cLFXa
怎样认识变质岩? 8%^W<.Y
首先要从岩石的矿物成分中认识有无变质矿物的存在,常见的变质矿物(若干则通 [<VyH.
过显微镜鉴定)有以下几种: W!
GUA<
①富铝矿物:刚玉。 me@EKspX
②富含铝的硅酸盐矿物:红柱石、蓝晶石、硅线石、叶蜡石、十字石、硬绿泥石、 N0UZ%,h\
硬玉。 )7a
4yTg!~
③碱质或钙质铝硅酸盐矿物:浊沸石、方柱石、钠云母、绢云母。
QVWUm!
④钙铝质硅酸盐矿物:帘石类、符山石、葡萄石、硬柱石等。 Ikgia:/-Z
⑤含铝的铁镁质硅酸盐和铁镁质铝硅酸盐矿物:铝石榴石、绿泥石、蓝闪石等。 j Ysg'Rl
⑥铁镁质硅酸盐矿物:滑石、蛇纹石、硅镁石等。 \7 }{\hY-
⑦钙镁质和钙质硅酸盐矿物:透闪石、阳起石、硅灰石等。 \n0MqXs#
⑧碳质矿物:石墨。 ~{[,0,lWU
必须说明,上述各种矿物主要是存在于变质岩中,但沉积岩与火成岩中也可能存在, Z8WBOf*~e
只是存在于变质岩中的这些矿物,有如下特点:①数量显著增加;②广泛地发育成纤维 uar[D|DcD"
状、鳞片状、长柱状、针状等,并有规律地作定向排列;③变质岩中所含的石英和长石 L7s
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有些具有较为发育的裂纹,而沉积岩或火成岩中的石英和长石无此种现象。 p.!p6ve){
其次,要从变质岩的结构和构造去认识,也就是观察变质岩组分的形状、大小和其 )4
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相互关系,以及它们在空间排列和分布上所反映的岩石构成方式,着重于矿物个体在方 }1Pv6L(o)
向和分布上的特征。 ^c:I]_Ww
变质岩的结构基本上有4种情况: q #X[oVq
①破碎结构:当原岩在定向压力作用下,持续到超过弹性极限时,使矿物发生弯曲、 N-}|!pqb
变形。如压力再增加,超过其强度极限,则发生破裂。根据其破碎程度,从颗粒裂碎到 t&rr;W]
粉末均有,不过太小的粉粒,肉眼是无法辨认了。 Lq{/r+tt/
②变晶结构:在高温、高压之下,矿物发生重新结晶,其表现的特点是:晶体不完 {D4N=#tl
整或严重变形。 {0Ej*%
③残余结构:重结晶作用不完全时,可以保留部分原岩的结构。 )!d_Td\-
④交代结构:原岩中的矿物被新矿物取代。 ?^{Ey[)'(
不过,在以上四种变质结构中,前两种可以肉眼观察;后两种多在显微镜下观察, /4,U@s)"/
不宜野外运用。 YG>6;g)Zm
至于变质岩的构造,就其重要意义来说,是野外识别变质岩的关键手段之一,或者 fx/If
说,是认识变质岩的重要标志,野外工作时,务必熟练掌握。其基本特征与类型有以下 @jD#Tn-*
几种: }Z% j=c"d
①变余构造:原岩虽经变质,但仍有一部分未受“变质”,保存原岩的构造特点。 Q@.%^1Mp
例如熔岩中的气孔构造、流纹构造;沉积岩中的层理构造、波痕构造等。 dlc'=M
②变质构造:岩石经过变质作用以后而生成的特殊构造。这是识别变质岩最重要、 8PvO_Gz5
最常见的一种构造,有以下几类: !&Us^Q^
A.斑点状构造:受变质的岩石中,由于某些成分的局部聚集,产生2毫米左右大小 'o-J)+oa
的斑点。这些成分有碳质、硅质、铁质或某些变质矿物(如红柱石、堇青石等)。如果 TXfG@4~kC
变质程度增高,则此类斑点经重结晶而变成斑晶,若其形体增大时,可在岩石中形成瘤 RH&}'4JE:
状构造。B.板状构造:岩石在经受变质时,由于应力作用,出现一组平行的裂开面,使 @gihIysf
整块岩石如木板覆叠。每个裂开面上,平整光滑,如板岩所见(图6.1)。C.千枚状构 -A1:S'aN-
造:岩石内的矿物发生重结晶作用,一方面可见这些矿物具有定向排列,另一方面又使
fG|+!
整块岩石呈现出薄片状构造,在片理面上,平整光滑并发出丝绢状的光泽。有时,在千 PsI{y&.
枚状构造的岩石上可见小型的挠曲或褶皱现象。一般来说,千枚状构造比板状构造的变 _)^`+{N<
质程度要深一些,如千枚岩(图6.2)。D.片状构造:岩石内的矿物具有明显的变质晶 ;;n=(cM|z
体,形成鳞片状、柱状,并作定向排列和分布,沿片理面劈削成薄板状特征。其变质程 4?{e?5)
度又较千枚岩深一步,如片岩(图6.3)。E.片麻状构造:岩石具有显晶质的变晶结构, ,:QDl
以粒状变晶矿物为主,间以鳞片状、柱状的变晶矿物,作断断续续的定向排列和分布, 5=--+8[ bV
故在块体的标本上可见片理特点,它往往是由侵入岩变质而来。最典型的就是片麻岩 q^hL[:ms#
(图6.4)。F.条带状构造:岩石由不同矿物,不同结构,或其他不同部分的成分形成 h&6v&%S/L
条带状分布,如暗色矿物形成的条带状大理岩(图6.5)、条带状的磁铁石英岩等。 .\>I-
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在上述构造中,特别是板状、千枚状、片状、片麻状这几种外貌特征是变质岩中最 ,,>b=r_r&
多、野外也最容易识别的构造。总之,变质岩的构造是认识变质岩的最重要标志。 Q+\?gU]
;9R;D,Gk!
三、最常见的几种变质岩 2 nRL;[L*.
各种变质岩的存在条件,几乎跟它们的变质作用的类型有密切关系,换句话说,如 4F+n`{~
果在野外工作时,能识别出变质作用的类型,那么也就大体上能估计出其中有哪些具体 )R2BTE:
的变质岩的种类了。 !~&vcz0>)9
何谓变质作用的类型?主要是根据地质成因和变质作用的因素来考虑变质作用的格 058+_xX
局,实际上,也包括了变质作用的规模。其类型大体上划分为四种,都是野外常遇到的。 fscAG\>8
①接触变质作用。这是由岩浆沿地壳的裂缝上升,停留在某个部位上,侵入到围岩 n8 eR?'4
之中,因为高温,发生热力变质作用,使围岩在化学成分基本不变的情况下,出现重结 ?>W4*8(
晶作用和化学交代作用。例如中性岩浆入侵到石灰岩地层中,使原来石灰岩中的碳酸钙 nVC:5ie
熔融,发生重结晶作用,晶体变粗,颜色变白(或因其他矿物成分出现斑条),而形成 |[VtYV _{
大理岩。从石灰岩变为大理岩,化学成分没有变,而方解石的晶形发生变化,这就是接 {rG`Upp
触变质作用最普通的例子,又如页岩变成角岩,也是接触变质造成的。它的分布范围局 .hxcx>%
部,附近一定有侵入体。 5Go&+|c vJ
②动力变质作用。这是由于地壳构造运动所引起的、使局部地带的岩石发生变质。 tzhkdG
特别是在断层带上经常可见此种变质作用。此类受变质的岩石主要是因为在强大的、定 +89s+4Jn
向的压力之下而造成的,所以产生的变质岩石也就破碎不堪,以破碎的程度而言,就有 kgvB80$4
破碎角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等等。好在这些岩石的原岩容易识别,故在岩石命名时就 N'nqVYTU
按原岩名称而定,如称为花岗破裂岩、破碎斑岩等。 < g<Lf[n$
③区域变质作用。分布面积很大,变质的因素多而且复杂,几乎所有的变质因素— VBIY[2zf
—温度、压力、化学活动性的流体等都参加了。凡寒武纪以前的古老地层出露的大面积 ,rp-`E5ap
变质岩及寒武纪以后“造山带”内所见到的变质岩分布区,均可归于区域变质作用类型。 t1)b26;
例如本章开头提到的泰山及五台山所见的变质岩,均为区域变质作用所产生。就岩石而 AqKl}8
言,包括板岩、千枚岩、片岩、大理岩与片麻岩等。 u,e(5LU
XACbDKyS
KGclo-,
④混合岩化作用。这是在区域变质的基础上,地壳内部的热流继续升高,于是在某 0omg%1vt<A
些局部地段,熔融浆发生渗透、交代或贯入于变质岩系之中,形成一种深度变质的混合 Gw$sL&1m\
岩,是为混合岩化作用。也就是说,在区域变质作用所产生的千枚岩、片岩等,由于熔 i~dW)7
融浆的渗透贯入而成混合岩。 Xp=Y<`dX
此外,尚有不大常见的气体化水热变质作用,复变质作用。 3 G?^/nB
其实,对于野外地质旅行者来说,最常见的变质作用还是接触变质和区域变质两大 iTt"Ik'
类,其次是混合岩化作用。因此,熟悉变质岩的名称,也就围绕这些变质作用有关的变 M[ (mH(j
质岩就足够了,兹简述如下。 `A)9
板岩:具板状构造的变质岩,由黏土岩类、黏土质粉砂岩和中酸性凝灰岩变质而来。 onM ~*E
属于区域变质作用中的轻度变质的岩石。 {Tp0#fi
千枚岩:具有千枚状构造的变质岩,原岩类型与板岩相似,在其片理面上闪耀着强 V6,D~7
烈的丝绢光泽,并往往有变质斑晶出现。 \:8 eN}B
片岩:片理构造十分发育,原岩已全部重新结晶,由片状、柱状、粒状矿物组成, NW`.RGLI<
具鳞片、纤维、斑状变晶结构,常见的矿物有云母、绿泥石、滑石、角闪石、阳起石等。 uw@z1'D[i"
粒状矿物以石英为主,长石次之。片岩是区域变质岩系中最多的一类变质岩。 28;D>6c
片岩的种类颇多,其命名则根据所含的变质矿物和片状矿物的显著分量而定,例如 VJX{2$L
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 eiJO;%fl>l
火山岩、火山碎屑岩等变质而来。 0(|BQ'4~H
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、 UlHRA[SCv
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 L)'JkX J
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、 zn T85#]\@
蓝晶石、阳起石、堇青石等等。 dF{3~0+,
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。 mN^92@eebC
片麻岩是区域变质作用中颇为常见的变质岩。 *Rv eR?kO
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 kyQ%qBv ^
泥岩。具粒状变晶结构,块状微显片理构造。 x=yU
}lsV
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、 ,# 1ke
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。 ~ySmN}3~'
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 `~hAXnQK=
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。 ,P ?TYk
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 zi23k=
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 AF1";duA
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 6u3DxFiTm
之为石英砂岩。 :".:Wd
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, 2,O-/A;tW*
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 Tv<iHHp
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 JEX{jf
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, I?v)>||Q
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 z0V d(QL
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 ~F*pV*
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。 ^CTgo,uf6H
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。 V#1_jxP)Q
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 0K'lr;
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 e0HG"z4
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 />XfK,c-
岩体附近的角岩所制。 Wxg,y{(`
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 YNbs*i&
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、 pr\yc
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), e|
(jv<~r
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。 H*3f8A&@s
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 kwdmw_
质岩区别开来,但它是在区域变质的基础上发展起来的。 -vI?b#
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 }$V]00
X
带状混合岩、眼球状混合岩等等。 *eL%[B
%*<k5#Yq
四、怎样在变质岩区开展工作 g*ES[JJH&
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 Z!C\n[R/
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 9U6y<X
变质区如何开展工作问题,简述如下: ?L#C'Lz2+
(1)热接触变质岩区的工作。 $nQ; ++
热接触变质岩区也就是侵入体与围岩相接的地带。 !&TbE@Xk
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 @QtJ/("&WC
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 EuqmA7s8A
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 .9> er
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 z.eqOPW
质时代?等等。 :7IL|bA<
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 ;C-5R U
V
摄影或素描。 BD,JBu]
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 |hehROUn
触带在面上分布的范围,观察蚀变晕圈的发育情况。 g?UG6mFbE
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、 B4R!V!Z*
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 q|om^:n.
同变质带上所赋存的矿产关系。 $Ha?:jSc
(2)区域变质区的工作。 kmM_Af&
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 JiP]FJ;
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。 X#5dd.RR
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 skdSK7 n
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 oo3ZYA
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 \P!v9LX(
面相互比较才能接近正确。 bXc7$5(!VB
P6S^wjk
4r-jpVN~
u.0Z)j}N
=ALy.^J=
其次,在观察剖面过程中,要恢复原岩的性质——是沉积岩还是火成岩。如果确定 HGB96,o f9
为沉积岩,再进一步判断其原岩的名称,并运用研究沉积岩的办法,研究它们的沉积旋 WE4:Jy
回、沉积建造的特征。注意地层间的不整合、假整合等有助于划分层序的接触关系。努 9M~EH?>+[
力搜寻其中浅变质岩系(例如板岩)里的化石痕迹,一旦若有发现,并能确定其鉴定价 A) p}AEBc
值,便能牵动全局,整个变质岩系的时代及各套岩层的层序也许能迎刃而解。例如笔者 sU4(ed\gI\
等在本世纪60年代初期在江西南部“龙山群”(前泥盆纪的地层)变质岩系地区工作时, p{!aRB%
一个多月过去了,还没有搞清楚它们的层序关系。后来,有位学生在一处浅变质的板岩
b`E0tZcJ
中找到一些笔石碎片,带队的教师很受启发,认为这是揭开此间变质岩系时代之谜的重 B8Jev\_
要线索,于是专门组织队伍,就在出现笔石碎片的上下层地段,分段包干,着力搜寻。 zUXqTcj
通过“顺藤摸瓜”的办法,终于在这里的几个岩层中找到了保存相当完整而精美的笔石 ~MyP4x/
(图6.7),经鉴定,属于早奥陶世的种类,从而结合岩性、层位的接触关系,大致确 W$N_GR'4
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 $WnK
绵骨针化石(图6.8),从而又划分出震旦系地层。这样,几十年来,一直把厚达几千 d#I'9O0&
米甚至上万米的前泥盆纪变质岩系“龙山群”地层,分解为震旦纪、寒武纪、奥陶纪三 uwQ{y>SG
个系,进而在各系内再分出若干组。 1@E<5rp o
在分层基础上,结合岩性、岩相及沉积旋回的研究,初步摸清了早古生代时期此间 }Q`Kg8L
原为“地槽区”。进而又证实了此间的花岗岩分属于两个不同时期形成的:一是志留纪 Vfp{7I$#6"
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
q>r9ooN
“燕山花岗岩”的入侵活动有关。 I
o7pp(
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, 1]fqt[*)
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 DkA cT[
志和成矿规律。 Lh"Je-x<<
(3)混合岩化区的工作。 FM0)/6I'x
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 R8Lp8!F'
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 m}]"TFzoVM
问题。 :74^?
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 Mmbb}(<
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。 ;_of'
r3hjGcpaX
五、变质岩中的矿产 rYeFYPS
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。 c%Yvj
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 zkI\ji
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 kxhvy,t
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 DuZ51[3_L
含有银矿及其他稀有元素矿产。 !s?vj
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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、 :De}5BMy
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 {08UBnR
的特色。 x<P$$G/
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 j3P)cz-0/L
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。 D._q'v<
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 Sq UoXNw
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 <QugV3e
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, XkCbdb
可见其重要性了。 D^04b<O<x
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 @?3u|m |Z
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 WHvN6
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、 X;v/$=-mz
甲烷、氢气等组成,具有高度的还原性。到了距今32亿~27亿年前形成的地层中,我们 w%VHq z$
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 %xyt4}-)m
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 xI<Dc*G
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 %$Wt"~WE"O
之: Y@TZReb
t\CVL?e`
b3H~a2"d
铁细菌CO{2}+5H{2}O+4Fe2+———→CH{2}O+2Fe{2}O{3}+8H+--> _|wgw^.LJ]
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 5X|=qZ
质皮鞘”,后者脱落以后,就沉积成铁矿。 WA8Qt\Q
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 TWQf2
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 T}$1<^NK
铁了。