原岩主要是沉积岩中的泥质岩、粉砂(或砂)质泥岩,也有部分是中酸性火山凝灰岩类。其主要岩石类型有:斑点板岩类(接触千枚岩类)、瘤状板岩类(接触千枚岩类)、云母角岩类(接触片岩类)、矽线堇青正长角岩或紫苏堇青正长角岩类(接触片麻岩类);若岩石中矿物具定向分布形成千枚状构造、片状构造和片麻状构造,其相应的接触变质岩分别是接触千枚岩、接触片岩和接触片麻岩。
1.斑点板岩类
斑点板岩(spotted slate)具有斑点状构造(照片1-59,60)。岩石表面肉眼可见有小米粒状的斑点,在风化面上有小凹坑或小突起。显微镜下观察这些小斑点大多是岩石中的碳质或铁质组分的集合体,也有的是绢云母、绿泥石、雏晶黑云母等细小矿物集合体,或是空晶石、堇青石等新生变质矿物的微小雏晶。由于重结晶和变质结晶作用较弱,除了斑点以外,原岩中的粘土矿物可部分保留下来,并与少量的绢云母、绿泥石和雏晶黑云母等新生变质矿物一起构成变余泥质结构,形成空晶(或堇青)变质泥岩。也常有以石英为主、少量长石的粉砂(或砂)粒,形成变余含粉砂(砂)泥质结构。原岩中的变余层理构造常保存完好。上述新生变质矿物,在岩石中无定向分布形成块状构造,如定向分布则形成板状构造。空晶斑点板岩(照片5-2)是接触变质岩中变质程度很低的产物。
2.瘤状板岩类、空晶堇青变质泥岩类和接触千枚岩类
瘤状板岩(nodular slate)具有瘤状构造,镜下可见空晶石、堇青石、黑云母和绢云母等微小矿物的斑晶或它们的集合体,呈椭圆形或圆形的小粒状突起。基质矿物大多已重结晶形成绢云母、绿泥石、石英、钠长石,它们在岩石中无定向分布形成块状构造,如定向分布则形成板状构造和千枚状构造,小瘤也呈长椭圆形,长轴定向排列与千枚状方向一致。原岩的层理仍被保留,形成变余层理构造。若岩石具斑点构造,斑点之间由定向分布的绢云母组成,形成绢云斑点接触千枚岩(照片5-1)。当岩石含有空晶石、堇青石等变斑晶矿物,岩石具有千枚状构造时,则形成空晶堇青绢云接触千枚岩(照片5-3),若岩石具有变余泥质结构和块状构造,则形成空晶变质碳质泥岩(照片5-4)、堇青变质碳质泥岩(照片5-5)和堇青空晶变质碳质泥岩(照片5-6)。总的看来,瘤状板岩(或瘤状接触千枚岩)的变质程度略高于斑点板岩,但仍属于低级接触变质的岩石。
3.云母角岩类和接触片岩类
云母角岩(micaceous hornfels,mica hornfels)中的矿物已全部重结晶,具有细粒或显微晶质等粒粒状片状(或片状粒状)变晶结构(角岩结构)。云母角岩的主要矿物为白云母、黑云母、石英及少量微斜长石、斜长石等。当原岩的粘土矿物以高岭石为主时,则岩石中可出现红柱石和白云母;当粘土矿物含有铁、镁较高的胶岭石为主时,则云母角岩中堇青石、绿泥石和黑云母等矿物较多。在云母角岩中有时还有石榴子石、十字石、硬绿泥石和碳质。
红柱石呈柱状晶体,其新鲜面呈浅粉色,风化面呈灰白色,两组解理完全,解理夹角近90°。显微镜下无色,有时有浅红色多色性,颜色分布不均匀,多集中在晶体中部。正中突起,干涉色为一级黄,平行消光,负延性,二轴晶负光性。红柱石的横切面近方形,若在该切面上如有细小碳质、粘土质的黑色包裹体沿对角线分布,形成黑十字形,在其柱状纵切面中呈平行柱面的黑色条带(照片5-3,4,5,10-13),具有上述特征的红柱石称为空晶石。空晶石大多产于低级接触变质岩石中。红柱石经常被绢云母(或白云母)、叶蜡石置换,形成假象结构,若红柱石有部分残留则形成残余结构。在有的角岩中,红柱石大的柱状晶体形成放射状集合体称为菊花石,可以作为观赏石或工艺品。有时在云母角岩中出现十字石和石榴子石,这并不反映它们形成在压力较高的条件,也可能与原岩成分中FeO的含量较高有关。
云母角岩另一个重要的特征变质矿物是堇青石,其晶形多为粒状或卵形,多呈变斑晶产出,晶体中常有大量细小的基质(如云母,石英或长石)矿物的包裹体。而与堇青石十分相似的长石和石英很少有包裹体矿物,且不呈变斑晶产出。如果堇青石中有六连晶(照片5-5)、三连晶及不止一组的聚片双晶,则较容易将其与长石、石英区别开。
空晶石与堇青石在低级接触变质岩石中就开始出现,到中级接触变质岩石的空晶石晶体中呈对角线分布的包裹体消失,形成红柱石,在中级变质的云母角岩中以红柱石和堇青石最为常见,并一直延续到高级变质岩石中仍可稳定存在,红柱石+堇青石是接触变质岩石十分普遍的标志性矿物共生组合。尽管在低压相系的泥质区域变质岩石中,有时也有红柱石或堇青石的云母片岩,但它们在一起产出的岩石相对较少。
云母角岩典型的结构是细粒(或显微)等粒粒状片状(或片状粒状)变晶结构,当红柱石(或空晶石)、堇青石呈变斑晶产出时,形成斑状变晶结构。在上述变斑晶中含有云母、石英和长石等细小基质矿物包裹体时形成包含嵌晶变晶结构、筛状变晶结构,若堇青石、红柱石晶体中矿物包裹体定向分布时,可形成残缕结构。当红柱石被绢云母(或白云母)、堇青石被绢云母和胶蛇纹石等晚期矿物置换时,形成残余和假象结构。
云母角岩的构造以块状构造为主,也有条带状构造,浅色条带是以石英为主,有少量云母和长石,而在云母富集的条带中有少量石英,红柱石多集中生长于富云母条带中,反映了变质矿物受原岩成分控制的特征(照片1-49)。上述条带状构造显示了原岩中富粉(细)砂质和富粘土质相间互层的层理,实际上也是变余层理。当接触变质岩石中的云母定向分布,形成片状(或片麻状)构造,则形成云母接触片岩(或接触片麻岩)。
相当于中、低级变质条件形成的云母角岩是,白云母角岩、黑云角岩(照片5-8,9)和二云角岩(照片5-7)。低级变质的云母角岩中含有绿泥石和硬绿泥石、空晶石,有时也有红柱石和堇青石与它们共生。中级变质的云母角岩中,不含有绿泥石、硬绿泥石和空晶石,与云母、长石、石英共生的矿物主要是红柱石(照片5-12)和堇青石(照片5-13),有时有石榴子石(照片5-10,11)和十字石。当其具有片状构造,则形成白云母接触片岩、二云接触片岩和黑云接触片岩,关于云母角岩和云母接触片岩的命名原则是:
(颜色+)次要矿物(前少后多)+云母种类+角岩(块状构造)
(颜色+)次要矿物(前少后多)+云母种类+接触片岩(片状构造)
如灰色红柱二云角岩、灰黑色红柱堇青黑云接触片岩(照片5-17)。
4.云母正长角岩类和接触片麻岩类
在高级变质的辉石角岩相中,白云母不稳定(石英存在时)转变为矽线石和正长石。红柱石可在高级接触变质岩石中存在,但随着温度继续升高,红柱石不稳定转变为矽线石,矽线石多呈毛发状、纤维状和细针柱状的集合体产出。当原岩成分中铁、镁等组分较高,则稳定的矿物为紫苏辉石和堇青石。若原岩富含Al2O3而贫SiO2,则岩石中可出现刚玉或尖晶石。由此可见,在高级变质泥质接触变质岩中,其矿物主要是以矽线石、钾长石(正长石或条纹长石)、堇青石、石英、斜长石(如岩石中无石英,则岩石中的白云母仍可存在),黑云母和红柱石在低温的辉石角岩相的岩石中也可存在。有时岩石中可出现紫苏辉石、刚玉和尖晶石等。由于岩石中白云母消失,片状矿物的数量减少,而粒状的长石增加,所以岩石的结构以细粒粒状变晶结构为主,也有柱状(纤状)粒状变晶结构,堇青石呈变斑晶产出时具有斑状变晶结构和块状构造,若岩石中黑云母、矽线石定向排列,形成片麻状构造(接触片麻岩)。常见的岩石有:红柱钾长角岩(照片5-14)、矽线(堇青)正长角岩(照片5-15)(接触片麻岩)、紫苏堇青正长角岩(接触片麻岩)或矽线红柱堇青黑云正长(钾长)角岩(接触片麻岩)(照片5-18)。