周口店野外地質(zhì)教學(xué)中變質(zhì)巖教學(xué)的探討

李益龍　張寧　徐冉　袁晏明

摘要：變質(zhì)巖石學(xué)是巖石學(xué)分支學(xué)科，主要研究各種變質(zhì)巖的巖性特征，包括化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和地質(zhì)產(chǎn)狀；查明不同類型變質(zhì)巖的原巖性質(zhì)和形成時的物理化學(xué)條件；探討變質(zhì)巖組合與大地構(gòu)造環(huán)境和地殼演化過程的關(guān)系；尋找與變質(zhì)巖有關(guān)的各種礦產(chǎn)。本文結(jié)合周口店地質(zhì)實踐教學(xué)的體會和變質(zhì)巖石學(xué)的學(xué)科特點，探討如何在周口店野外地質(zhì)教學(xué)中較全面的進(jìn)行變質(zhì)巖的實踐教學(xué)，使學(xué)生能理論聯(lián)系實際的全面理解變質(zhì)巖課程的內(nèi)容及其包涵的地質(zhì)思維，并能初步運用變質(zhì)巖石學(xué)基本原理分析自然界中的變質(zhì)作用。

關(guān)鍵詞：周口店；野外實踐；變質(zhì)巖；教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）06-0264-04

巖石學(xué)（petrology）是現(xiàn)代地球科學(xué)的基礎(chǔ)課程，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有非常重要的地位和作用。它是地學(xué)類的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、巖土工程、石油與天然氣地質(zhì)勘查、地球物理等本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是必修的主干課程之一。巖石學(xué)可分為巖相學(xué)和巖理學(xué)兩部分：巖相學(xué)是以研究巖石分類和描述巖石特征為主，立足于詳細(xì)的野外及室內(nèi)的觀察和測試，如對巖石的顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分和野外產(chǎn)狀以及它們的化學(xué)成分做出研究，以對各類巖石做進(jìn)一步的分類和命名；巖理學(xué)則是將巖相學(xué)的知識與實驗研究和理論分析結(jié)合，通過歸納和演繹對有關(guān)各類巖石的成因、形成演化及構(gòu)造背景進(jìn)行研究[1]。巖石學(xué)的研究方法可歸納為野外調(diào)查和室內(nèi)測試實驗兩類。野外調(diào)查主要是通過地質(zhì)填圖、剖面測量和露頭詳細(xì)觀測等弄清巖石的產(chǎn)狀、分布、組合、時代、構(gòu)造與礦產(chǎn)的關(guān)系等，并采集各種標(biāo)本、樣品供室內(nèi)研究。室內(nèi)研究主要有偏光顯微鏡鑒定、X射線分析、差熱分析、化學(xué)分析、電子顯微鏡鑒定、質(zhì)譜分析、波譜分析及電子計算機(jī)數(shù)據(jù)處理等，以獲取組成巖石的礦物成分、物理性質(zhì)及成因方面的信息。還可進(jìn)行各種模擬實驗，驗證成巖成礦機(jī)理和為巖石工業(yè)利用提供資料。其中野外調(diào)查側(cè)重于巖相學(xué)研究，而室內(nèi)測試實驗則側(cè)重于巖理學(xué)的研究。對于大學(xué)生來說，首先要掌握巖相學(xué)的內(nèi)容，然后再對巖理學(xué)的內(nèi)容做出理解。千萬不能丟掉或輕視巖相學(xué)基礎(chǔ)去空談巖理學(xué)理論。因此，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在巖石學(xué)學(xué)習(xí)以及地質(zhì)人才培養(yǎng)過程中具有極其重要的作用。注重實踐教學(xué)是我校長期以來的優(yōu)良傳統(tǒng)，也是學(xué)校得以持續(xù)發(fā)展的一個重要因素。我校四年制地質(zhì)類本科教學(xué)計劃中包括三次必修的暑期實踐教學(xué)，分別為大學(xué)一年級的北戴河基礎(chǔ)地質(zhì)認(rèn)識實習(xí)、二年級的周口店野外地質(zhì)教學(xué)實習(xí)和三年級的畢業(yè)生產(chǎn)實習(xí)。周口店教學(xué)實習(xí)是在完成室內(nèi)巖石學(xué)、地層學(xué)、構(gòu)造學(xué)等地質(zhì)基礎(chǔ)理論課程教學(xué)的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的一次全面、系統(tǒng)的野外基礎(chǔ)地質(zhì)教學(xué)實踐活動，通過對學(xué)生的綜合性訓(xùn)練，達(dá)到能識別主要巖石和礦物及各類基本地質(zhì)現(xiàn)象，初步掌握野外地質(zhì)工作方法和工作能力，以及編寫地質(zhì)報告和制作地質(zhì)圖件基本能力的目的[2]。因此，周口店野外地質(zhì)教學(xué)實習(xí)具有承前啟后的重要作用，是地質(zhì)類專業(yè)學(xué)生真正步入地質(zhì)殿堂的必要途徑。變質(zhì)巖石學(xué)（metamorphic petrology）是巖石學(xué)分支學(xué)科，主要研究各種變質(zhì)巖的巖性特征，包括化學(xué)成分、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和地質(zhì)產(chǎn)狀；查明不同類型變質(zhì)巖的原巖性質(zhì)和形成時的物理化學(xué)條件；探討變質(zhì)巖組合與大地構(gòu)造環(huán)境和地殼演化過程的關(guān)系；尋找與變質(zhì)巖有關(guān)的各種礦產(chǎn)。筆者多年來致力于變質(zhì)巖石學(xué)的研究工作，近年來又一直從事室內(nèi)巖石學(xué)課程的授課和暑期周口店野外教學(xué)工作。本文結(jié)合周口店地質(zhì)實踐教學(xué)的體會和變質(zhì)巖石學(xué)的學(xué)科特點，探討如何在周口店野外地質(zhì)教學(xué)中較全面的進(jìn)行變質(zhì)巖的實踐教學(xué)，使學(xué)生能理論聯(lián)系實際的全面理解變質(zhì)巖課程的內(nèi)容及其包涵的地質(zhì)思維，并能初步運用變質(zhì)巖石學(xué)基本原理分析自然界中的變質(zhì)作用。

一、變質(zhì)巖石學(xué)課程的基本內(nèi)容

所謂變質(zhì)巖是指在地殼發(fā)展過程中，原來已存在的各種巖石（可以是沉積巖、巖漿巖及早已形成的變質(zhì)巖），由于地殼的構(gòu)造運動、巖漿活動、地?zé)崃鞯淖兓葍?nèi)力地質(zhì)作用，使原來巖石所處的地質(zhì)環(huán)境及物理化學(xué)條件發(fā)生了變化，為了適應(yīng)變化，在基本保持固態(tài)的情況下，巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)成分發(fā)生變化而形成的一種新的巖石。這一使巖石發(fā)生變化的地質(zhì)過程就總稱為變質(zhì)作用[3]。變質(zhì)作用有不同的規(guī)模和廣泛的地質(zhì)背景，依據(jù)其規(guī)模，可分為區(qū)域變質(zhì)作用和局部變質(zhì)作用兩大類，具體分類如下：

1.局部變質(zhì)作用：在局部位置發(fā)生，往往只有一個因素起主導(dǎo)作用，變質(zhì)巖和未變質(zhì)的巖石逐漸過渡。又分為：①接觸熱變質(zhì)作用：發(fā)生在侵入體與圍巖接觸帶中，溫度起主導(dǎo)作用，變質(zhì)機(jī)理主要是重結(jié)晶。②交代變質(zhì)作用：也常發(fā)生在侵入體與圍巖接觸帶中，具化學(xué)活動性的流體起主導(dǎo)作用，變質(zhì)機(jī)理主要是交代，常常形成有用礦床。③動力變質(zhì)作用：分布在構(gòu)造斷裂帶中，應(yīng)力起主導(dǎo)作用，變質(zhì)機(jī)理主要是變形。④沖擊變質(zhì)作用：分布在隕石坑附近，瞬時的高溫高壓是其控制因素，變形和伴隨的部分熔融是其主要的變質(zhì)機(jī)制。

2.區(qū)域變質(zhì)作用：發(fā)生在巖石圈的廣大范圍內(nèi)，各種溫壓、化學(xué)性流體共同起作用，變質(zhì)機(jī)理復(fù)雜多樣，很難找到變質(zhì)和未變質(zhì)間的界線。又分為：①造山變質(zhì)作用：發(fā)生在前寒武紀(jì)結(jié)晶基底和寒武紀(jì)以后的造山帶中，是區(qū)域變質(zhì)作用的代表。常說的區(qū)域變質(zhì)一般就指造山變質(zhì)。②洋底變質(zhì)作用：發(fā)生在洋中脊附近的洋殼巖石中。③埋藏變質(zhì)作用：是成巖作用與變質(zhì)作用間的過渡。④混合巖化作用：高級區(qū)域變質(zhì)作用向巖漿作用的過渡，已有部分熔融?？梢钥闯?，變質(zhì)巖的巖石類型及特征一方面受原巖特征影響，一方面受變質(zhì)巖形成過程中的地質(zhì)環(huán)境及物理化學(xué)條件的影響，前者屬內(nèi)因，后者屬外因。外因包括溫度、壓力（靜壓力、應(yīng)力）、時間和具化學(xué)流動性的流體四個因素，是變質(zhì)作用的控制因素。它們對原巖的不同方式、不同程度的影響，即可形成不同類型的變質(zhì)巖。由巖漿巖變質(zhì)形成的變質(zhì)巖稱為正變質(zhì)巖，由沉積巖變質(zhì)形成的變質(zhì)巖稱為副變質(zhì)巖。變質(zhì)巖石學(xué)課程的教學(xué)目的就是通過教學(xué)活動，使學(xué)生掌握變質(zhì)巖形成的基本理論和知識，了解變質(zhì)巖和變質(zhì)作用研究基本理論、原則和方法，了解物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論、技術(shù)和方法在變質(zhì)巖石學(xué)的應(yīng)用，變質(zhì)作用強(qiáng)度研究的原則和方法，變質(zhì)作用的發(fā)生、發(fā)展與地球構(gòu)造環(huán)境的關(guān)系等。課程講授內(nèi)容主要有以下幾個方面：①變質(zhì)巖的形成，包括變質(zhì)反應(yīng)及其類型，重結(jié)晶作用及其特征，變質(zhì)分異作用，變形作用和變形結(jié)構(gòu)類型及與變質(zhì)作用的相互關(guān)系，巖石與流體的相互作用等。②變質(zhì)巖中的礦物，包括變質(zhì)巖中礦物的分類，特征變質(zhì)礦物，常見變質(zhì)礦物的穩(wěn)定性等。③變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，包括變余結(jié)構(gòu)構(gòu)造，變晶結(jié)構(gòu)，變形結(jié)構(gòu)，變質(zhì)構(gòu)造等以及變質(zhì)作用機(jī)制，掌握常見變質(zhì)巖的鑒定。④物理化學(xué)原理在巖石學(xué)中的應(yīng)用，包括Gibbs相率，Goldschmitd礦物相率，ACF圖和A'KF圖，變質(zhì)相和變質(zhì)相系，變質(zhì)泥質(zhì)巖中的變質(zhì)帶等。⑤變質(zhì)基性巖中的變質(zhì)相系，各個變質(zhì)相的特征，變質(zhì)相研究中的問題。⑥變質(zhì)作用與構(gòu)造作用的關(guān)系，包括板塊構(gòu)造與雙變質(zhì)帶，高壓變質(zhì)巖的形成和保存，地殼加厚與變質(zhì)作用關(guān)系理論及模擬研究等。

二、周口店地區(qū)的變質(zhì)巖

周口店地區(qū)多數(shù)巖石都遭受了不同程度的變質(zhì)作用，包括太古宙、元古宙和古生代區(qū)域變質(zhì)巖、巖體周圍的接觸熱變質(zhì)巖及與構(gòu)造變形作用有關(guān)的動力變質(zhì)巖[4-5]。

1.區(qū)域變質(zhì)巖。①太古宙變質(zhì)雜巖——官地雜巖。官地雜巖分布于房山巖體南北兩側(cè)及東緣，面積小于0.5km2，主要由片麻巖、斜長角閃巖、變粒巖、混合巖等組成。山頂廟一帶出露的雜巖中的斜長角閃巖及其中的深熔淺色體分別給出了鋯石LA-ICPMS U-Pb年齡2538+34/-35 Ma和2548+23/-24 Ma，都是新太古代末期區(qū)域變質(zhì)作用的產(chǎn)物，證實官地雜巖是華北陸塊古老結(jié)晶基底的一部分[6]。雜巖與中新元古界及古生界地層皆成斷層接觸，這些斷層是沿基底與蓋層間不整合界面發(fā)育的剝離斷層。雜巖與房山巖體呈明顯的侵入接觸關(guān)系。②元古宙和古生代蓋層巖系。周口店地區(qū)75%以上的面積均屬元古宙和古生代區(qū)域變質(zhì)巖出露區(qū)，區(qū)域變質(zhì)作用程度淺，變余沉積的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征大多有保留，故其原巖恢復(fù)僅據(jù)肉眼觀察即可確定。主要巖性有板巖、千枚巖、變質(zhì)砂巖、片巖、大理巖等，屬中低壓變質(zhì)相系。板巖主要發(fā)育在中新元古代洪水莊組、下馬嶺組、景兒峪組及早古生代石炭系-二疊系地層中；千枚巖主要發(fā)育在中新元古代的泥質(zhì)變質(zhì)巖中，如洪水莊組、下馬嶺組、龍山組及寒武系地層中；變質(zhì)砂巖以石炭系-二疊系地層中分布較多；片巖則構(gòu)成中新元古代洪水莊組和下馬嶺組主體部分；大理巖賦存于中元古代鐵嶺組及早古生代景兒峪組中。板巖中普遍見有變余粉砂-泥質(zhì)結(jié)構(gòu)及變余層理構(gòu)造，板劈理發(fā)育。千枚巖色調(diào)較雜，具絲絹光澤，但隨顏色加深光澤變?nèi)?，面理上有時呈現(xiàn)皺紋，斷面上可見細(xì)紋狀變余層理。常見的結(jié)構(gòu)是基質(zhì)為顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)的斑狀變晶結(jié)構(gòu)，變斑晶主要是紅柱石，基質(zhì)主要是絹云母、石英及少許綠泥石和黑云母。變質(zhì)砂巖可見變余砂狀結(jié)構(gòu)。片巖一般呈鱗片-粒狀變晶結(jié)構(gòu)，有時也可見斑狀變晶結(jié)構(gòu)。

2.接觸熱變質(zhì)巖。周口店地區(qū)接觸熱變質(zhì)巖主要分布于房山復(fù)式侵入體周圍。由于接觸熱變質(zhì)作用疊加在區(qū)域變質(zhì)巖之上，加之大部分接觸熱變質(zhì)巖都發(fā)育有明顯的片理構(gòu)造，故此種變質(zhì)作用形成的各種板巖、片巖、大理巖與區(qū)域變質(zhì)巖很難區(qū)別，僅能從野外產(chǎn)狀及礦物組合上加以鑒別。主要巖性有角巖類、接觸片巖和大理巖類。離房山復(fù)式侵入體越近，接觸變質(zhì)程度越強(qiáng)。根據(jù)不同原巖和有新礦物或新礦物組合出現(xiàn)，房山巖體周圍接觸熱變質(zhì)暈由遠(yuǎn)及近進(jìn)行對比后可依次劃分出紅柱石-黑云母帶，石榴石-十字石帶，矽線石帶。這三個帶兼具接觸熱變質(zhì)和中壓區(qū)域變質(zhì)相的特點。紅柱石-黑云母帶相當(dāng)于接觸變質(zhì)的鈉長綠簾角巖相與區(qū)域變質(zhì)中壓綠簾角閃巖相之過渡的條件。石榴石-十字石帶相當(dāng)于接觸熱變質(zhì)的普通角閃石角巖相與區(qū)域變質(zhì)的中壓角閃巖相十字石亞相之間的過渡條件。矽線石帶則相當(dāng)于接觸熱變質(zhì)的輝石角巖相與區(qū)域變質(zhì)的中壓角閃巖相的矽線石亞相之間的過渡條件[7]。

3.動力變質(zhì)巖。與韌性剪切帶、剝離斷層伴生的糜棱巖系列及與脆性斷裂伴生的碎裂巖系列在周口店地區(qū)廣泛分布。糜棱巖系列種類繁多，主要包括碳酸巖質(zhì)糜棱巖、角閃斜長質(zhì)糜棱巖、花崗質(zhì)糜棱巖、花崗閃長質(zhì)糜棱巖及長英質(zhì)糜棱巖。碎裂巖系列則主要包括斷層角礫巖、碎裂巖和斷層泥。碳酸鹽質(zhì)糜棱巖分布廣泛，在164背斜核部、三不管溝、駱駝山等處的鐵嶺組、馬家溝組和寒武系強(qiáng)變形的巖段中均有發(fā)育。角山斜長質(zhì)糜棱巖和花崗質(zhì)糜棱巖見于山頂廟、亂石垅、東嶺子等區(qū)段出露的太古宙官地雜巖中?；◢忛W長質(zhì)糜棱巖發(fā)育于房山復(fù)式巖體西北緣，長英質(zhì)糜棱巖則與房山巖體西北緣剪切帶內(nèi)長英質(zhì)巖脈變形有關(guān)。斷層角礫巖在大小礫巖山之間、?？谟胺可轿鞯鹊財嗔褞?nèi)發(fā)育。碎裂巖在牛口峪水庫北側(cè)弧形斷裂帶內(nèi)發(fā)育。山頂廟與向源山之間、房山西等地斷裂帶內(nèi)斷層泥發(fā)育。

三、周口店地區(qū)變質(zhì)巖野外教學(xué)的探討

由于變質(zhì)巖既受原巖的控制，又受變質(zhì)作用的影響，是雙重作用的產(chǎn)物，變質(zhì)巖野外教學(xué)應(yīng)以巖相學(xué)為核心，要求學(xué)生查明變質(zhì)巖的礦物組分、化學(xué)成分及其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征，并根據(jù)地質(zhì)產(chǎn)狀和組合關(guān)系，劃分為各種不同變質(zhì)成因的巖石類型，為研究變質(zhì)巖組合規(guī)律或變質(zhì)建造提供基礎(chǔ)資料；同時，應(yīng)根據(jù)各種類型變質(zhì)巖及其礦物組合基本特征，劃分不同變質(zhì)作用形成的各種變質(zhì)帶、變質(zhì)相，并且要求查明他們的排列秩序及其漸進(jìn)變化情況。在巖相學(xué)觀察的基礎(chǔ)上，教員應(yīng)向?qū)W生介紹區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化，將巖石的成因機(jī)制和演化過程與區(qū)域地質(zhì)事件相關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生學(xué)會歸納和演繹變質(zhì)巖的成因、形成演化及構(gòu)造背景。現(xiàn)結(jié)合周口店地區(qū)官地-羊屎溝變質(zhì)巖綜合觀察路線對變質(zhì)巖的野外教學(xué)進(jìn)行探討。

官地-羊屎溝變質(zhì)巖綜合觀察路線。本路線為一條綜合觀察教學(xué)路線，地質(zhì)內(nèi)容豐富，包括地層、變質(zhì)巖、脈巖、斷裂及其相關(guān)構(gòu)造等。太古宙變質(zhì)雜巖、元古宙-古生代區(qū)域變質(zhì)巖、接觸熱變質(zhì)巖及動力變質(zhì)巖在該路線上都有出現(xiàn)。在官地村東大路旁可觀察太古宙官地雜巖的總體面貌，可通過與沉積巖系、巖漿侵入體的對比讓學(xué)生學(xué)會根據(jù)野外面貌識別三大巖類。此處出露的巖性主要有黑云斜長片麻巖、混合巖、斜長角閃巖、淺粒巖、黑云母變粒巖等。遺憾的是由于最近公路的修筑，部分露頭已經(jīng)被覆蓋，僅有部分黑云斜長片麻巖的露頭可見，因此，對于官地雜巖的觀察應(yīng)結(jié)合山頂廟地區(qū)的露頭進(jìn)行補(bǔ)充。另外，此處應(yīng)讓學(xué)生判斷房山巖體與官地雜巖的侵入接觸關(guān)系，要能找出以下依據(jù)：①巖體沿裂隙侵入雜巖中，呈網(wǎng)脈狀；②巖體切割黑云斜長片麻巖中的片麻理，并有其捕虜體。要讓學(xué)生明白此處由于房山巖體后期的侵入，存在區(qū)域上的熱源，為后面接觸熱變質(zhì)作用的講解做好鋪墊。在官地東南部亂石垅101.4高地附近可見灰白色花崗質(zhì)糜棱巖，中粒糜棱結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖石中含10%左右的長石碎斑，其形似眼球，大小為0.2～2.0mm，常被石英條帶環(huán)繞。巖石中發(fā)育大量的S-C組構(gòu)及“σ”型旋轉(zhuǎn)碎斑。應(yīng)讓學(xué)生掌握韌性剪切方向的運動學(xué)標(biāo)志并分析判斷剪切方向，啟發(fā)學(xué)生思考可能的剪切機(jī)制。在官地村南101.3高地附近向羊屎溝內(nèi)可見元古宙區(qū)域變質(zhì)巖疊加后期的接觸熱變質(zhì)作用，包括霧迷山組（Pt2w）透閃石大理巖，洪水莊組（Pt2h）千枚巖，鐵嶺組（Pt2t）透閃石大理巖，下馬嶺組（Pt3x）黑云母片巖、石榴石云母片巖、紅柱石云母片巖以及龍山組（Pt3l）變質(zhì)石英砂巖。元古宙蓋層與官地雜巖之

1.霧迷山組（Pt2w）。八角寨：出露霧迷山組第四段，灰白色中-薄層結(jié)晶白云巖，夾較多的燧石條帶和團(tuán)塊，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，中-薄層狀構(gòu)造，厚度>500m。巖石中普遍發(fā)育水平薄紋層和波狀藻紋層，屬一套潮坪沉積，旋回性明顯，顯現(xiàn)潮下-潮間-潮上有規(guī)律的交替。羊屎溝：透閃石大理巖，灰色、暗灰色，中、細(xì)粒鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，厚度～30m。主要礦物為白云石、方解石、透閃石和少許白云母、斜長石。其中透閃石含量5～10%或更少，一般呈條帶或不規(guī)則的團(tuán)塊產(chǎn)出?；謴?fù)原巖為含硅質(zhì)條帶和團(tuán)塊的白云巖。通過這兩處的對比，讓學(xué)生明白霧迷山組在羊屎溝地區(qū)經(jīng)歷了怎樣的變質(zhì)過程，變質(zhì)作用對巖石帶來了哪些改變。首先八角寨地區(qū)的霧迷山組代表了原巖，為結(jié)晶白云巖夾燧石條帶和團(tuán)塊，而羊屎溝地區(qū)則代表了變質(zhì)后的產(chǎn)物透閃石大理巖，對應(yīng)的變質(zhì)反應(yīng)為5CaMg（CO3）2（白云石）+8SiO2（石英）=（Ca2Mg5（Si4O11）2（OH）2）（透閃石）+3CaCO3（方解石）+7CO2。由于原巖中燧石以條帶和團(tuán)塊存在，那么也就決定了變質(zhì)產(chǎn)物透閃石同樣以條帶或團(tuán)塊產(chǎn)出，這就體現(xiàn)出了變質(zhì)作用的內(nèi)因。另外，要向?qū)W生介紹透閃石和透輝石在成因上的區(qū)別，透輝石的生成反應(yīng)為CaMg（CO3）2（白云石）+2SiO2（石英）=CaMgSi2O6（透輝石）+2CO2，可以看出透閃石和透輝石具有相同的反應(yīng)物，但透閃石+方解石是低溫礦物組合，代表了低級變質(zhì)反應(yīng)，而透輝石的出現(xiàn)是中級變質(zhì)開始的標(biāo)志，代表了更高的變質(zhì)溫度。此處巖石中僅出現(xiàn)透閃石而未見透輝石，即代表了變質(zhì)反應(yīng)的溫度尚未達(dá)到中級變質(zhì)作用的范疇，體現(xiàn)了變質(zhì)作用外因的控制。

2.洪水莊組（Pt2h）。八角寨：出露灰黑色錳質(zhì)板巖，夾薄層含錳白云巖或透鏡體，變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，厚38m，屬區(qū)域變質(zhì)巖。羊屎溝：灰色-灰黑色千枚巖，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，厚度～10m，屬接觸熱變質(zhì)巖。兩處出露的均為變質(zhì)巖，但較八角寨地區(qū)，羊屎溝出露的洪水莊組經(jīng)歷了相對較強(qiáng)的變質(zhì)程度。此處應(yīng)向?qū)W生解釋同在八角寨地區(qū)，為什么洪水莊組為變質(zhì)巖，而霧迷山組則仍為沉積巖？該差異是由不同化學(xué)類型的變質(zhì)巖對溫壓條件變化的敏感度不同造成的。變質(zhì)巖五大常見化學(xué)類型中，泥質(zhì)和基性巖石對溫壓條件變化最敏感，礦物組合隨P-T條件變化快，鈣質(zhì)和鎂質(zhì)巖石對溫壓變化較為敏感，長英質(zhì)巖石則是對溫壓變化不敏感的巖石。洪水莊組為泥質(zhì)類型，而霧迷山組為鈣質(zhì)，那么洪水莊組對溫壓條件的變化則更為敏感，從而發(fā)生了很低級的變質(zhì)，也說明了八角寨地區(qū)變質(zhì)作用的溫壓較低，未達(dá)到使鈣質(zhì)巖石發(fā)生變質(zhì)的范圍。而羊屎溝地區(qū)變質(zhì)作用的直接誘因就是房山復(fù)式巖體在該地區(qū)的侵位提供了大量的熱源。另外，此處應(yīng)向?qū)W生說明接觸熱變質(zhì)作用的變質(zhì)因素主要為溫度，缺乏偏應(yīng)力，因而接觸-熱變質(zhì)巖一般以具變晶結(jié)構(gòu)、無定向構(gòu)造為特征，在接觸變質(zhì)暈外帶，變余結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)育。但不排除繼承原巖定向性的繼承性定向構(gòu)造。此處的接觸熱變質(zhì)就是疊加在區(qū)域變質(zhì)之上，因而繼承了區(qū)域變質(zhì)的面理，出現(xiàn)了千枚巖，以及后面將要見到的下馬嶺組的片巖。

3.鐵嶺組（Pt2t）。八角寨：下部為灰白色厚層結(jié)晶白云巖，中部為深灰色薄層含燧石條帶結(jié)晶白云巖，上部為灰色中-厚層結(jié)晶白云巖、疊層石結(jié)晶白云巖，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。羊屎溝：灰色-暗灰色透閃石大理巖，中-細(xì)粒纖維狀鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為白云石、方解石、透閃石和少許白云母、斜長石。透閃石含量～5%，一般呈條帶或不規(guī)則的團(tuán)塊產(chǎn)出?？梢钥闯?，鐵嶺組與霧迷山組原巖相似，均為白云巖，在羊屎溝相同的變質(zhì)條件下變質(zhì)后也具有相似的巖性?？梢栽诖颂幣c霧迷山組進(jìn)行對比，加深學(xué)生對變質(zhì)反應(yīng)的理解。另外，此處鐵嶺組中發(fā)育鞘褶皺，屬A型褶皺，反映了滑脫構(gòu)造作用，可作為羊屎溝剝離斷層存在的補(bǔ)充依據(jù)。

4.下馬嶺組（Pt3x）。八角寨：整體為一套區(qū)域變質(zhì)作用形成的粉砂質(zhì)千枚狀板巖。羊屎溝：在區(qū)域變質(zhì)作用形成的千枚狀板巖的基礎(chǔ)上疊加了接觸熱變質(zhì)作用，形成了各類片巖，距離房山巖體由近而遠(yuǎn)依次為黑云母片巖-石榴石二云母片巖-紅柱石二云母片巖。黑云母片巖：灰黑色，中細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，變質(zhì)礦物主要為黑云母；石榴石二云母片巖：灰黑色，中細(xì)粒斑狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，以出現(xiàn)石榴石變斑晶為標(biāo)志；紅柱石二云母片巖：灰色，中粗粒斑狀變晶結(jié)構(gòu)，以出現(xiàn)紅柱石變斑晶為標(biāo)志。此處應(yīng)重點讓學(xué)生理解變質(zhì)相和變質(zhì)帶的概念。首先，一個變質(zhì)相是一個等物理系，它包括熱峰附近一定物理化學(xué)條件范圍內(nèi)形成的各種化學(xué)成分的變質(zhì)巖，因而變質(zhì)相與巖石化學(xué)成分無關(guān)，僅與變質(zhì)作用的溫度壓力等條件有關(guān)。變質(zhì)相的標(biāo)志是礦物組合，通常用基性變質(zhì)巖礦物組合劃分變質(zhì)相，并以相應(yīng)的基性變質(zhì)巖石對變質(zhì)相命名，由于不同巖石（如泥質(zhì)、鈣質(zhì)、長英質(zhì)等）對溫壓條件變化敏感程度不同，一個變質(zhì)相可以包括一個至幾個變質(zhì)帶或亞相。此處變質(zhì)作用均是由房山巖體的侵入造成的，空間方位一致，因而整體上均屬于接觸變質(zhì)作用的鈉長綠簾角巖相，可以與太平山南坡本溪組（C2b）中的硬綠泥石角巖和紅柱石角巖對比。變質(zhì)帶是以一定的變質(zhì)礦物組合和巖石類型特征反映的變質(zhì)強(qiáng)度帶。在某些變質(zhì)地區(qū)內(nèi)，不同溫度和壓力條件下形成的變質(zhì)巖在空間上常呈有規(guī)律的帶狀分布，可根據(jù)成分相同的變質(zhì)巖中某些特征變質(zhì)礦物或礦物組合的開始出現(xiàn)或消失為標(biāo)志劃分出不同的變質(zhì)帶。此處根據(jù)特征礦物的出現(xiàn)就可以劃分出紅柱石帶、石榴石帶和黑云母帶，反應(yīng)了距離巖體由遠(yuǎn)及近變質(zhì)程度增強(qiáng)的趨勢。另外，應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)真觀察巖性變化及礦物組合特征，鑒定紅柱石、石榴石等變質(zhì)礦物。紅柱石：晶體呈柱狀，橫斷面近正四邊形。斷面上見有黑色包裹物者稱空晶石；集合體為放射狀或粒狀，呈放射狀者形似菊花，故又稱為菊花石。顏色有灰色、黃色、褐色、玫瑰色、紅色或深綠色，無色者少見；玻璃光澤。石榴石：等軸晶系。常呈完好菱形十二面體或四角三八面體之晶形及二者之聚形。集合體常為粒狀或致密塊狀。顏色隨成分而異，有深紅、黑、玫瑰、褐紅、蜜黃、鮮綠、褐黑等色。玻璃光澤，有時近于金剛光澤，斷口油脂光澤。

5.龍山組（Pt3l）。拴馬樁橋頭：灰色-褐灰色中粗粒變質(zhì)石英砂巖，變余砂狀結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造。羊屎溝：灰褐色中粗粒變質(zhì)石英砂巖，變余砂狀結(jié)構(gòu)，變余層理構(gòu)造。可見龍山組在這兩處并無明顯變化，一方面說明長英質(zhì)巖石對溫壓條件的敏感度低于泥質(zhì)巖，另一方面也可能是由于龍山組距離巖體已較遠(yuǎn)所致。

我們要充分利用好周口店實踐教學(xué)基地，并不斷對其強(qiáng)化。通過上述對周口店地質(zhì)實習(xí)中變質(zhì)巖地質(zhì)教學(xué)的思考，可完善周口店實習(xí)教學(xué)路線的內(nèi)容，使學(xué)生系統(tǒng)掌握變質(zhì)巖知識，提高學(xué)生對變質(zhì)現(xiàn)象的觀察、測量、描述和分析能力。另外，通過對變質(zhì)過程的理解，可以加強(qiáng)學(xué)生的野外地質(zhì)思維，提高學(xué)生的綜合能力，進(jìn)而培養(yǎng)出更多的創(chuàng)新型地學(xué)精英人才。

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基金項目：中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金（No.CUG110804）；國家自然科學(xué)基金（No.41202038）

作者簡介：李益龍，男，1983年出生，主要從事變質(zhì)巖石學(xué)的研究。