中文名:接觸變質岩
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- 資料識別：
- 系統編碼:0b00000181e336b2
- 資料類型：
- 紀錄類別:地質學習資源
- 著作者：
- 作者:莊文星
- 主題與關鍵字：
- 主題:地質
- 描述：
- 簡介:沿著粗粒玄武岩岩脈與沉積岩的接觸地方，常有1~10mm之圍岩已經變質。在1公尺厚的岩脈，約有2mm寬的細粒岩石帶存在這些岩石，它的破裂面就如同陶瓷之破裂面。由於粗粒玄武岩岩漿在貫入時比圍岩之溫度高，或許是1000℃與數十度之對比，這顯然在貫入時會引起強的熱接觸變質作用。此等瓷質的圍岩，稱之為烘焙緣(baked margin)，其於岩脈中之相對部分，則稱之為冷卻緣(chilled margin)。如圖1所示。
- 厚的侵入岩體有著較寬的烘焙緣。在英格蘭東北部黑石岩床(The Whin Sill)，它是由粗粒玄武岩構成，厚度達七十餘公尺，在岩床上下之烘焙緣達40公尺寬。圍岩之烘焙緣要比未變質之沉積物堅硬和細緻，它常具有貝殼斷口，易破裂成許多尖銳有稜有角的岩屑。這些存在於火成岩侵入體之接觸帶之緻密岩石，稱為角頁岩(hornfels)。愈大的火成岩侵入體，其烘焙緣也愈廣闊，在挪威北部變質岩區，蘇利特傑馬(Sulitjelma)之不規則似岩席狀之輝長岩侵入體，其最大厚度達2,000公尺，其烘焙緣之塊狀角頁岩達30~100公尺寬。這些角頁岩極易與外圍之變質岩分辨清楚，因為它為細緻塊狀之岩石，比其餘圍岩之抗蝕力較強，所以在許多地方成為凸嶺，因此容易刻畫出其接觸之位置。蘇利特傑馬角頁岩雖然細緻，但要比英格蘭黑石岩床之角頁岩顆粒粗得多，這些較粗粒均質有著粒狀結構，稱之為花崗變晶結構(granoblastic texture)。此等結構是角頁岩所常具有的，雖然在某些區域變質岩中也有此類結構。
- 在花崗或花崗閃長岩之侵入岩體四周所發現到的接觸變質岩，大致和粗粒玄武岩或輝長岩侵入體周圍所發現者相仿。小的侵入岩體，如岩脈或岩床，由酸性或基性侵入岩所造成之角頁岩帶並無顯著差異。雖然酸性侵入岩體之溫度要稍微低些，但其所產生烘焙帶的寬度並無顯著之差異。然而大的花崗或花崗閃長岩侵入體，其接觸變質圈的規模，則要比由基性侵入岩體所造成者，大出很多。例如在英格蘭西部達特木(Dartmoor)花崗岩，其接觸變質圈達2公里寬(圖2)。在寬闊的接觸變質圈，其變質之圍岩似乎有著可察覺到的變化系列存在，這種由外圍非變質岩朝火成岩體逐漸變為最高級變質之角頁岩，其變化系列被稱為漸進的變質系列(progressive metamorphic sequence)。由頁岩或板岩之泥質岩類(pelitic rock)所形成的漸進變質系列，其岩石之組織或礦物變化特別顯著。
- 緬因州歐拿瓦深成岩體之變質圈 (The aureole of the Onawa Pluton, Maine)是泥質岩所形成漸進變質系列中的一個典型例子。緬因州歐拿瓦深成岩體為橢圓形之花崗閃長岩體，面積達70平方公里，它貫入褶皺之古生代板岩中。圍繞於其四周的為完整的接觸變質圈。此變質圈之平均寬度超過1公里(圖3)，根據不同的岩型，可以畫分成：
- 1. 外圍斑點板岩之過渡帶，通常寬度在30~60公尺間，但局部地區域寬達1,000公尺。
- 2. 紅柱石片岩帶，其典型礦物群為石英─綠泥石─紅柱石一黑雲母一白雲母。
- 3. 紅柱石─黑雲母角頁岩帶，全部含有石英與正長石，部分尚含有白雲母。
- 4. 內部注入角頁岩帶；岩石與第三帶相仿，但局部含有電氣石、堇青石或矽線石。它常含有許多細晶岩(aplite)之細脈。主要礦物群為石英─紋長石─黑雲母─白雲母(有時也含有紅柱石、鈉質斜長石或電氣石)。
- 緬因州歐拿瓦深成岩體變質圈之漸進變質系列可以說是由於接近深成岩體，溫度逐漸提高所造成的結果。換言之，在較靠近深成岩體之角頁岩有著較高的變質度。在有些接觸變質圈的內部，其圍岩不僅發生了再結晶，同時也進行了化學交換反應。就整個變質圈而言，沉積圍岩之揮發性元素，如水與二氧化碳，將隨變質度之增高而逐漸遞減。而有些變質圈，其非揮發性組成的百分比，如鉀、鈣和矽都已改變。凡涉及化學成分改變之變質作用，稱之為交代變質作用(metasomatism)；而由接觸變質所引起者，則稱為接觸交代變質作用。
- 特別是與花崗岩體侵入有關的接觸交代變質作用，其花崗岩漿富含水分與其他揮發性物質。這些岩漿之揮發性物質，在岩漿結晶過程中，由於多數並未進入礦物結晶格子中，因此在結晶末期逐漸富集，且逐漸自火成岩體中被驅散出來。這些富含水分的流體携帶許多種類的金屬與非金屬元素，經由圍岩的裂隙逃溢。且在結晶最末期甚至也穿透過本身之外層火成岩體。沿著裂隙不但產生再結晶，而且也迫使圍岩的化學組成改變。由接觸交代變質作用所產生的岩類，得視所介入或移出元素之種類而定。例如在花崗侵入岩體，其接觸變質為硼介入原先之花崗岩中，那所有花崗岩中的黑雲母將被換質成含硼的礦物電氣石，接著長石也被換質成電氣石與石英。硼交代變質作用的結果，最終將產生全由電氣石構成的岩石。一般說來，隨著交代變質作用的進行，接觸交代變質岩的組成礦物種類將逐漸減少。岩石由一至三種接觸交代變質礦物所組成者，稱為矽卡岩(skarns)。矽卡岩常與熱水來源的金屬礦床共生。
- 接觸變質圈岩石的改變並非單由火成岩體的熱效應所致，最重要的是結晶後期揮發性流體瀰漫所帶來的熱效應與化學交換作用。故基性與酸性侵入岩體可能產生不同的接觸變質圈，主要是因基性岩漿通常較酸性岩漿含有較少量的可溶性揮發物質。
- 出版者：
- 數位化執行單位:國立自然科學博物館（http://www.nmns.edu.tw/）
- 來源：
- 數位化單位:國立自然科學博物館地質學組岩石
- 管理權：
- 典藏單位:國立自然科學博物館
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