片麻巖是變質(zhì)程度較深的區(qū)域變質(zhì)巖石，具有片麻狀構(gòu)造。與片巖的更均勻的層狀外觀不同，片麻巖形成了更厚的大顆粒礦物脈。
片麻巖以粒狀礦物為主，片狀或纖柱狀礦物為次。二者相間或定向排列，形成顏色深淺交替的片麻狀。淺色帶含有石英和長石，而較深的帶主要是黑云母和角閃石。其中長石和石英含量大于50%，長石多于石英。片麻巖形成于溫度和壓力都極高的造山帶根部，含有片麻巖的地區(qū)往往具有非常古老的歷史。
片麻巖具有抗風化和抗侵蝕的特性，常用于海防工程。
歷史事件
1990年，中國水廠鐵礦投資250萬元，興建了道砟生產(chǎn)線，將圍巖中的角閃斜長片麻巖、含鐵石英巖、混合質(zhì)花崗石變質(zhì)巖，經(jīng)過粗、中、細三段破碎，兩次五層篩分，首先開發(fā)出16～60mm鐵路道砟。
1984年中國河北地質(zhì)三隊將桑干群劃分成5組，依次為西葛峪組（為一套暗色麻粒巖，斜長片麻巖及混合巖）水地莊組（為片麻巖）花家營組（為淺色麻粒巖）澗溝河組和艾家溝組。
1982年夏在中國松樹溝地區(qū)教學實習期間，分別在工作區(qū)東、西相距10公里的兩處，發(fā)耐現(xiàn)了賦存于富水雜巖北側(cè)(黑云母斜長片麻巖底部)的一套單成分的陸源礫巖層。
1982年，我所鐵礦組對變質(zhì)地層重新進行了劃分，將霍丘群分為花園組及吳集組兩個組了下部花園組為角閃質(zhì)鉀長眼球狀混合巖和角閃質(zhì)混合片麻巖夾斜長片麻巖、變粒巖、斜長角閃巖。
1981年中國安徽西南部發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)于黑云母斜長片麻巖中的紅寶石。
巖石分類
巖石；依不同的形成方式，可粗略分為三類：火成巖、沉積巖和變質(zhì)巖。
火成巖
火山石：流紋巖；粗面巖；響石；英安巖；安山巖；粗安巖；玄武巖
淺成巖：斑巖；霏細巖；細晶巖；偉晶巖；玢巖；粗玄巖；煌斑巖
深成巖：花崗石；正長巖；二長巖；花崗閃長巖；閃長巖；輝長巖；斜長巖；橄欖巖；輝石巖；角閃石巖
沉積巖
碎屑巖：礫巖；角礫巖；砂巖(又分為長石砂巖、雜砂巖)；泥巖；頁巖
火山碎屑巖：集塊巖；凝灰?guī)r
生物巖：石灰?guī)r；燧石；硅藻土；疊層巖；煤炭；油母頁巖
化學巖：石灰?guī)r；白云巖；燧石
變質(zhì)巖
區(qū)域變質(zhì)巖：千枚巖；片巖；片麻巖；混合巖；角閃巖；麻粒巖；榴輝巖；板巖
動力變質(zhì)巖：糜棱巖。
歷史淵源
對中國冀東地區(qū)水系沉積物42種化學元素含量的統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)，隨巖石年齡增大其鉍含量線性降低，如跑馬場組（相對年輕）140（含量單位10-9，下同），拉馬溝組116，三屯營組103，上川組98（相對較老），而年齡只有1.2億年的燕山期石英斑巖鉍含量則高達264。這一規(guī)律得到了石隕石和月球的印證，如月球平均0.1（46億年）、月球表面1（46—31億年）、普通球粒隕石3、南極灰色片麻巖40、地殼170—200（46—0億年）。冀東變質(zhì)巖分布區(qū)，鉍含量最低處就可能是最古老陸殼之所在。1：20萬青龍幅地球化學水系沉積物測量原始網(wǎng)格數(shù)圖上，遷安市商莊子一帶（東經(jīng)118°40′35″，北緯40°10′00″）便存在著我們百般尋覓的鉍的最低含量區(qū)，其最低達10×10-9（考慮到水系沉積物的表生富集作用，其巖石中的含量可能更低）。中國商莊子一帶具有奇異的地球化學特征，那就是在不大的范圍內(nèi)，既出現(xiàn)超基性巖標型元素（鐵、鉻）又有基性巖標型元素（釩、鈦、）、酸性巖標型元素（鎢、、、錫、鋯、、等），甚至堿性巖標型元素（嫁）的正異常。其中鈦、鐵為全青龍幅最高值，它們多為大離子親石難熔元素，變質(zhì)過程中不易流失，說明該區(qū)經(jīng)歷過更高級更多次的變質(zhì)作用。月球地質(zhì)學研究表明，月球玄武巖的共同特征是：缺失在相對低溫下易揮發(fā)的元素碳、氮、硫、氯、汞、鋅和鉛，富集難熔元素鈦和鋯。月海玄武巖無論在分布、熔融溫度范圍和化學組成等方面，都與地球上的玄武巖相似，但比地球玄武巖富含鐵、鎂和鈦，而貧堿性金屬，鉻的含量及難熔元素也較地球玄武巖為高。通過對比，商莊子片麻巖與月球玄武巖有諸多相似之處。月球在大約31億年前便基本停止了地質(zhì)活動，其巖石總體上說比地球上的要古老得多。
主要類型
富鋁型
由富鋁的黏土質(zhì)巖石經(jīng)中高級變質(zhì)作用形成。主要由石英、酸性斜長石、正長石和黑云母組成，常含硅線石、藍晶石、石榴石﹑堇青石等富鋁變質(zhì)礦物，當SiO2不足時，可出現(xiàn)剛玉，富碳時可出現(xiàn)石墨。斜長片麻巖。由中、基性火山石及火山質(zhì)硬砂巖經(jīng)變質(zhì)作用形成。主要由斜長石、石英及綠泥石、云母、角閃石等組成，可含少量輝石、石榴子石等礦物。常見類型有黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖等。
堿性長石型
由酸性火山巖及長石砂巖經(jīng)變質(zhì)作用形成。主要由鉀長石、酸性斜長石、石英及少量黑云母角閃石等組成。
鈣質(zhì)型
由鈣質(zhì)頁巖及部分中、基性火山巖、凝灰?guī)r經(jīng)變質(zhì)作用形成。主要由斜長石、石英、云母、角閃石、透輝石﹑陽起石等礦物組成，可含方解石﹑白云石﹑方柱石﹑鈣鋁榴石等礦物。片麻巖的進一步命名，可按特征變質(zhì)礦物、片柱狀礦物和長石種類進行，如石榴黑云斜長片麻巖、夕線石榴鉀長片麻巖等。片麻巖在前寒武紀結(jié)晶基底和顯生宙的造山帶中均有大量分布，在世界各大陸如北歐的波羅的地盾、北美洲的加拿大地盾﹑非洲大陸、印度半島﹑澳大利亞和中國的華北陸臺等地均有分布。片麻巖中常賦存大量非金屬礦產(chǎn)，如石墨、石榴石、夕線石等。片麻巖可做建筑石材和鋪路原料。
鑒別特征
結(jié)構(gòu)差別
片麻巖具有清楚的帶狀，它的這種層理不像片巖等可以沿著層理劈成薄片。片麻巖的顆粒較粗，有些含有大量石英和長石。片麻巖上的條狀是由巖石中不同比例的礦物分布形成的，比如深色條帶中含鎂鐵質(zhì)礦物，淺色條帶中含長石、石英物質(zhì)多。另外，顆粒大小也可產(chǎn)生條帶狀。片麻巖分布很廣，都會常常見到這種巖石。它們可以做建筑用石料，還常被用來做鋪路石。正片麻巖是火成巖變質(zhì)后形成的，而副片麻巖則是由沉積巖變化而來。
變質(zhì)1
認為它們是變質(zhì)沉積巖，根據(jù)是一些含夕線石、堇青石、石榴子石等富鋁礦物的長英質(zhì)片麻巖與比較均勻的、含黑云母和角閃石的灰色片麻巖，呈互層狀共生。因此，認為它們是長石砂巖、硬砂
巖和富鋁沉積巖等經(jīng)角閃巖相－麻粒巖相變質(zhì)作用和變形作用所形成。
變質(zhì)2
認為它們是變質(zhì)火山巖及火山沉積巖，其化學成分可以與綠巖帶的火山巖或火山碎屑巖相比，屬英安巖-安山巖成分的鈣堿性火山巖，經(jīng)變質(zhì)和變形作用所形成。
巖百
認為它主要是英云閃長巖、奧長花崗巖、花崗閃長巖等深成侵入體經(jīng)變質(zhì)和變形作用形成，根據(jù)是在灰色片麻巖中可見未變形和未葉理化的英云閃長巖呈巖枝狀斜切較老的巖石，它們的巖石化學和地球化學特征與沉積巖明顯不同。
判別結(jié)果
巖相學特征表明正片麻巖為含石榴鉀長花崗質(zhì)片麻巖、黑云鉀長(二長)花崗質(zhì)片麻巖、多硅白云母鉀長(二長)花崗質(zhì)片麻巖、含磁鐵礦鉀長(二長)花崗質(zhì)片麻巖、含角閃石鉀長花崗質(zhì)片麻巖、二云鉀長(二長)花崗質(zhì)片麻巖、含磁鐵礦二云二長花崗質(zhì)片麻巖、含石榴黑云二長花崗質(zhì)片麻巖及基本不含暗色礦物的鉀長花崗質(zhì)片麻巖。副片麻巖為綠簾黑云斜長(二長)片麻巖、綠簾黑云角閃斜長片麻巖、含石榴綠簾黑云斜長(二長)片麻巖、含石榴黑云斜長(二長)片麻巖、角閃黑云斜長(二長)片麻巖、含石
榴石白云母斜長片麻巖、黑云斜長(二長)片麻巖、角閃綠簾黑云斜長片麻巖、多硅白云母斜長(二長)片麻巖、二云斜長(二長)片麻巖、含石榴二云二長片麻巖、含磁鐵礦二長片麻巖、含磁鐵礦黑云二長片麻巖。
化學研究結(jié)果表明正片麻巖的SiO2含量普遍偏高，為73.56%-79.01%,Al2O3含量為10.49%-13.75%;TiO2、氧化鐵、FeO、MnO和MgO的含量明顯偏低，其中Fe2O3為0.26%-2.56%,FeO為0.09%-1.13%,MgO為0.01%-0.63%;巖石明顯富含Na2O、K2O,強烈貧鈣，Na2O+K2O的含量為6.20%-9.15%,K2O的含量為1.26%-5.67%,CaO的含量為0.08%-1.59%。正片麻巖的稀土和微量元素地球化學特征表現(xiàn)為Eu呈中等-強烈的負異常，弱-明顯的輕重稀土分餾，強烈富集大離子親石元素K、Rb、Th,高場強元素Ti、Ta和Nb表現(xiàn)為明顯的負異常，而Hf和Zr則為明顯正異常。
3000-3500m花崗質(zhì)片麻巖的原巖具A型花崗巖的特征，形成于大陸裂谷環(huán)境，記錄了Rodinia超大陸裂解時蘇魯?shù)貐^(qū)的花崗巖漿事件，表明新元古代晚期揚子板塊北緣的構(gòu)造屬性為大陸裂谷環(huán)境。中國大陸科學鉆探工程主孔3000-3500m副片麻巖SiO2含量相對偏低，且變化范圍大，Al2O3、FeO、氧化鐵、MgO和CaO的含量明顯高于正片麻巖，其中SiO2含量為55.38%-78.5%,Al2O3的含量為10.99%-20.09%,FeO的含量為0.4%-6.04%,Fe2O3的含量為0.14%-3.86%,MgO的含量為0.05%-4.83%,CaO的含量為0.22%-7.39%。
稀土和微量元素的特征表明副片麻巖Eu異常差別大，存在從強烈到中等再到弱的負或正異常，與正片麻巖明顯不同，稀土含量變化大。雖然多數(shù)副片麻巖的Ti、P呈明顯的負異常，但其異常幅度明顯小于正片麻巖。副片麻巖的原巖具有多種來源，部分可能為形成于板內(nèi)或火山弧環(huán)境酸性火山碎屑巖，部分為形成于弧前(弧后)盆地或大陸邊緣的走滑盆地的含泥質(zhì)的長石石英砂巖。
正、副片麻巖鋯石微區(qū)記錄了詳細的年代學信息，其中正片麻巖的鋯石核部206Pb*/238U年齡大于750Ma，表明花崗石原巖形成于新元古代；副片麻巖的鋯石核部206Pb*/238U年齡為659-313Ma，表明原巖繼承性碎屑鋯石來源的復(fù)雜性。正、副片麻巖的含柯石英包體的鋯石幔部206Pb*/238U年齡加權(quán)
平均值分別為227±2Ma、228±5Ma,表明超高壓峰期變質(zhì)發(fā)生在晚三疊紀。
正、副片麻巖的鋯石邊部206Pb*/238U年齡加權(quán)平均值分別為209±3Ma、213±6Ma，代表了蘇魯?shù)伢w折返過程中的角閃巖相退變質(zhì)年齡。正片麻巖的鋯石微區(qū)年代學特征證明了正片麻巖是新元古代花崗石原巖經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)和角閃巖相退變質(zhì)的產(chǎn)物，不是榴輝巖和副片麻巖發(fā)生“部分熔融”和“鉀交代”的產(chǎn)物。
發(fā)展前景
片麻巖綜合開發(fā)治理項目研究居國際領(lǐng)先水平，對全國同類山區(qū)綜合開發(fā)具有重要指導意義。
中國河北省重大科技攻關(guān)項目“河北省太行山區(qū)千萬畝片麻巖綜合開發(fā)治理技術(shù)研究”，受到由中國科學院院士、中國工程院院士張宗祜和中國工程院院士劉更另以及國家科技部原副部長、博士生導師韓德干等專家組成的鑒定委員會的高度評價。
專家們考察了中國內(nèi)丘縣、邢臺縣、沙河市的項目現(xiàn)場，并聽取了有關(guān)報告。認為，該研究項目理論創(chuàng)新性強，綜合效益十分顯著，在中國山區(qū)綜合開發(fā)與區(qū)域農(nóng)村經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域獲得重大突破，項目總體研究居國際同類研究的領(lǐng)先水平，對全國同類山區(qū)綜合開發(fā)具有重要的指導意義。
該研究項目從1999年開始實施，由中國河北省山區(qū)開發(fā)辦公室等單位共同承擔。經(jīng)過4年多的實施，首次完成了片麻巖山區(qū)景觀生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)的四大類型劃分及其相應(yīng)的綜合技術(shù)標準，為該區(qū)域的綜合開發(fā)與治理提供了重要理論依據(jù)；研究開發(fā)出爆破整地、修筑隔坡溝狀梯田、培肥土壤等多項關(guān)鍵技術(shù)，組裝集成了“蓄、集、整、改、排”為一體的景觀生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)基礎(chǔ)工程技術(shù)體系。
通過4年的建設(shè)，創(chuàng)建了具有典型示范意義的以生態(tài)環(huán)境為中心的邢臺縣前南峪模式，以生態(tài)經(jīng)濟林為主體產(chǎn)業(yè)的內(nèi)丘縣富崗景觀生態(tài)經(jīng)濟模式，以生態(tài)旅游為主體的中國平山西柏坡模式，
以城鎮(zhèn)化建設(shè)為主體的、山區(qū)農(nóng)村城鎮(zhèn)化的沙河市欒卸模式，以丘陵區(qū)果草畜結(jié)合的、高效標準化治理荒山的臨城縣綠嶺模式等5種山區(qū)可持續(xù)發(fā)展模式，走出了山區(qū)開發(fā)治理的新路子。
中國課題組人員和當?shù)赜嘘P(guān)部門示范推廣了16項適于太行山片麻巖山地開發(fā)治理的標準化技術(shù)，舉辦不同層次的培訓班1860次，培訓人員76萬人（次），推廣先進適用農(nóng)業(yè)技術(shù)120多項，示范推廣總面積達到了1080萬畝，累計增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值25．3億元，純增收18．5億元。
藏品信息
術(shù)語簡介
片麻巖(gneiss) 是由巖漿巖或沉積巖經(jīng)深變質(zhì)作用而成的巖石。具有暗色與淺色礦物相間呈定向或條帶狀斷續(xù)排列的片麻狀構(gòu)造特征，呈變晶結(jié)構(gòu)。主要礦物為石英、長石、角閃石、云母等。按原巖的不同，分由巖漿巖變質(zhì)而成的“正片麻巖”和由沉積巖變質(zhì)而成的“副片麻巖”。一般巖塊抗壓強度為1 17．7～196．1 MPa，云母含量多時，巖塊抗壓強度降低。沿片理方向抗剪強度較小。
特點
片麻巖一種變質(zhì)巖。通常為中-高級變質(zhì)作用的產(chǎn)物。具明顯的片麻狀構(gòu)造。主要由長石、石英和各種暗色礦物（云母、角閃石、輝石等）組成。根據(jù)巖石的物質(zhì)成分可分為富鋁片麻巖、斜長片麻巖、堿長（二長）片麻巖和鈣質(zhì)片麻巖等。片麻巖主要由長石、石英組成，中粗粒變晶結(jié)構(gòu)和片麻狀或條帶狀構(gòu)造的變質(zhì)巖。
主要成因
不同類型片麻巖的地球化學特征各不相同，反映它們的原巖具有不同的形成與演化歷史。
黑云斜長
黑云斜長片麻巖以負Eu異常弱，甚至出現(xiàn)明顯的正異常(δEu=0.60～1.45)、強的Ba正異常、無明顯的Sr異常為特征而明顯不同于其它類型的片麻巖。其地球化學的總體特征類似于揚子克拉通北緣新元古代雙峰式火山巖的酸性端元。
二長花崗
與黑云斜長片麻巖類似，二長花崗片麻巖中輕、重稀土元素之間的分餾程度也較強(La_N/Yb_N=6.3～17.2)。
但以強的負Eu異常(δEu=0.27～0.54)、強的Sr負異常和弱的Ba負異常為特征。明顯不同于黑云鈄長片麻巖。
A型花崗
A型花崗片麻巖的稀土模式及蛛網(wǎng)圖的形態(tài)類似于二長花崗片麻巖，所不同的是前者Nb、Ta負異常相對較弱。區(qū)內(nèi)幾種類型片麻巖的ε_(Nd)(t)值差別不大，反映它們的原巖之間可能有一定的成因聯(lián)系。
共性與差異
它們的Nd同位素模式年齡T_(DM)都集中在2.0Ga左右，表明它們的源區(qū)主要為早元古代的地殼物質(zhì)，且?guī)r性比較均一。推測二長花崗片麻巖與黑云斜長片麻巖的原巖是同源異相，而A型花崗石是在大規(guī)模Ⅰ型花崗質(zhì)巖漿形成后，由脫水的紫蘇輝石質(zhì)殘留下地殼物質(zhì)再次發(fā)生部分熔融形成的。
參考資料 >
斜長片麻巖.黃島地質(zhì)旅游.2024-01-18
Rocks and Minerals | Gneiss 片麻巖.微信公眾號.2024-01-18
【微刊】科普｜變質(zhì)巖介紹.微信公眾號.2024-01-18