青铜马弓手，研究山脉，常在野外 看似很简单的问题，其实涉及不少地质知识。 变质岩和沉积岩的形成环境确实不同，但是我们要以发展的眼光来分析地质现象。 哪些情况，会导致出身差异较大的两种岩石相遇？ 构造运动，常常扮演这个牵线人的角色。 1.缘分天注定——不整合型接触 常言道：百年修得同船渡，千年修得共枕眠，百万年修得不整合…… 沉积岩形成于地表，由于构造抬升剥蚀作用，地表出露的岩石可以是任何岩性。 从深部剥露到地表的变质岩当然也可以，能否与沉积物相遇，全靠缘分。 形成于深部的变质岩，经历构造抬升，地表的风化作用，削去其上部原本的岩层，这样深部的变质岩就暴露在光天化日之下。 这些变质岩可以作为湖盆、沙漠、或是河道的基底，沉积物在其上压实成岩。 只是在人群中多看了你一眼…… 由此，沉积岩和变质岩可以直接接触。 角度不整合形成示意图 | Hamblin，2003 显然，他们的形成过程不连续，而是存在间断，这种现象在地质学中称为不整合。 褶皱、断层等构造作用，将不整合界面抬升、折叠，使变质岩和沉积岩得以并置。 角度不整合示意图 | Hamblin，2003 2.拉郎配——断层型接触 断层作用更为直接，强行把二者撮合到一起，完全不管你情愿与否，典型的“拉郎配”。 这种方式最为普遍、高效。 （1）下方主动—逆断层 逆断层作用，可将下部的变质岩，抬升、覆盖到上部沉积岩之上， 使沉积岩与变质岩直接接触，如下图所示： 逆断层形成模式图 | 底图修改自 Essentials of Geology, 13th Edition-Pearson (2016) 例如，下图是我去年在青海出野外拍的一张照片，其中墨绿色的岩石，是 4 亿年前的超高压变质岩，在逆断层的作用下，推覆到两千万年前的红色沉积岩之上。 （2）上方主动—正断层 反之，正断层作用，可以将上部的沉积岩，下移、并置到深部变质岩一侧， 使沉积岩与变质岩直接接触。 正断层形成模式图 | 底图修改自 Essentials of Geology, 13th Edition-Pearson (2016) 如下图，为贺兰山地区，25 亿年前的花岗片麻岩（变质岩），与第四纪沉积地层之间，通过正断层直接接触。 贺兰山地区，变质岩与第四纪沉积地层正断层接触 | Shi wei，2020，ESR （3）擦肩而不过—走滑断层 走滑断层更直接，可以给沉积岩地体和变质岩地体制造擦肩而不过的机会，使二者比邻。 图中点圈和点叉符号表示走滑断层发祥，Pz 为变质岩，N 为沉积岩，走滑断层常表现为花状，因此局部存在如图中黑色逆断层箭头 | 图片来自中国地质科学院地质所李海兵研究员 2019 年的 PPT 例如上图所示，是中国阿尔金左旋走滑断裂的例子。 3.软磨硬泡——褶皱＋断层 如上述中，仅有断层，还算简单，在大型造山带中，构造作用往往更加强烈和复杂。 褶皱（软磨）和断层（硬泡），将造山带地壳肆意重组。 复杂的构造作用，通过褶皱、断层，多次叠加作用，像“和面”一样，将造山带地壳翻了个底朝天，沉积岩、变质岩和岩浆岩，全都搅和到一起。 阿尔卑斯造山带构造变形过程示意图 | Hamblin，2003 如上图，阿尔卑斯造山带地壳变形的例子 ↑ 4.你情我愿型——变质核杂岩 还有一种是你情我愿型，深部的变质岩主动向上跑，浅部的沉积岩向两侧跑，默契地制造相遇契机。 前者可以是底辟作用（像气球一样，从深部向上浮起）； 后者被称为伸展拆离作用，如下图所示。 我将这种类型单独拎出来，而没有列入上述正断层型，因为这个底辟作用常常占据主导，总有一方要主动些嘛。 变质核杂岩穹隆的形成模式图 | 底图来自 Fossen，2016 这种情况经常出现于造山运动晚期， 此时，山脉生长的高度接近极限，地表物质积累过多，重力失稳，容易发生垮塌——顶部发生伸展拆离； 造山运动导致岩石圈增厚，中下地壳升温，接近岩石熔点，发生部分熔融，导致岩石密度减小，黏度降低，容易向上流动，直至抬升剥露地表——深部底辟上升。 左：喜马拉雅地区藏南拆离系构造示意图，Beaumont 2001 Nature；右图：走滑作用与片麻岩穹隆，Yoann Denèle，2017，Geology 5.策反型——将部分沉积岩改造成变质岩 还有一种，可以称为出柜型，哦不，是策反型，口误，即说服一部分沉积岩投诚——变为变质岩。 说白了就是“近朱者赤，近墨者黑”。 （1）近朱者赤—接触变质 炽热的岩浆侵入到冰冷的沉积岩中，二者亲密接触的部位，沉积岩易被烘烤成了变质岩，而远离岩体的位置，仍是沉积岩 ↓ 岩浆岩侵入沉积岩，发生接触变质作用 | 修改自 Hamblin，2003 此类在花岗岩侵入石灰岩地层的过程中尤为明显，接触带的石灰岩通常会变质成大理岩。 （2）近墨者黑—动力变质 有一种变质作用叫动力变质作用，发生在一定温度下的剪切带（可以理解为深部的断层）附近，多表现为岩石的细粒化，形成糜棱岩。 动力变质作用的形成通常需要一定的温度和压力条件，因此多形成于地下相对较深的位置。 但是，在一些物理性质比较软弱的岩石，例如泥岩、页岩等岩性，较浅部位剪切作用即可形成较弱的动力变质岩，而围岩中类似砂岩等能干型较强的岩石却未发生变质。 这样，弱动力变质岩和沉积岩也会伴生出现。 龙门山附近的断裂带内，围岩为泥岩、砂岩互层 | 底图来自本人论文，本人授权本人引用，就不备注来源了 （3）飞来横祸—冲击变质 冲击变质作用，虽不常见，属于极弱势群体，但不能剥夺人家出镜的权利。 陨石冲击地表，产生强大的冲击波作用，瞬时的高温、高压会引发变质作用。 典型的冲击变质岩为陨击角砾岩。 陨石坑形成示意图 | Hamblin，2003 因此，当陨石撞击到地表的沉积岩上，就会出现冲击变质岩与沉积岩同时存在的情况。 当然，这种情况非常罕见。 6.青梅竹马型——脆韧性变质边界 与上述不整合型、断层型等突变、间断型不同， 下面这种类型，渐变过渡而不间断。 区域变质作用，形成于一定深度层次。 因此，大约在 7-10km 以深，应该存在一个沉积岩向浅变质岩过渡的转换带，这个转换带的尺度应该是千米级 ↓ 左侧底图修改自 Mattauer，1980 | 右侧底图来自 Fossen，2016 如果这个转换带，经历构造作用抬升、剥露地表，理论上应该可以实现变质岩和沉积岩的渐变过渡。 褶皱作用，可将两种平行空间的岩石，折叠到一个水平空间，有点郝景芳《北京折叠》的意思。 理论上应该存在这种情况，需要较大的连续露头，自然条件下不容易找到。 7.鱼龙混杂——混杂堆积型 这我就不乱比喻了，自行联想古罗马吧…… 把混杂堆积也算在内，多少有些蛮不讲理、强行拼凑、滥竽充数、浑水摸鱼…… 混杂堆积形成于俯冲带海沟附近，是俯冲上盘和下盘之间的垃圾中转站（如下左图）， 容纳有上盘、下盘等刮削下来的各种岩石。 这里面几乎什么岩性的石头都有，变质岩岩块夹在沉积岩基质中非常普遍， 如下右图，即为祁连山造山带的增生杂岩 ↓ 底图来自 Wolfgang Frisch，2011；Kusky，2020，ESR；Fu D，2020，GSAB 这些混杂岩经历构造抬升，可成高山。 甚至还能住进高山族人。 中国台湾中央山脉，是典型的混杂岩构造的造山带， 在这里，你几乎可以同时找到各种岩性的石头 ↓ 台湾中央造山带主要由增生楔构成 | Tian, Z.-X. et al. (2019).. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124. 我此前有个回答，里面介绍过相关内容 ↓ 为什么台湾岛的平原在西侧，山地在东侧？ 也许有人会问，你连混杂堆积都算在内，那山麓磨拉石堆积是不是也算？ 增生杂岩的规模相对较大，里面的变质岩块可以非常巨大，单独拎出来仍可算作一种岩石。 磨拉石堆积的产物是砾岩，里面的可以有各种岩性的砾石，其岩性还是砾岩，在此就不把砾岩列入其中了。 补充↓ 评论区问及沉积岩和变质岩的分类，贴图如下： 沉积岩的主要类型划分↓ 朱筱敏《沉积岩石学》（第四版）石油工业出版社，P7 变质岩的岩相学分类↓ 桑隆康、马昌前《岩石学》（第二版）地质出版社，P440 山顶变质岩和沉积岩并置，差不多也就这些情况吧， 胡乱比喻，贻笑大方，欢迎补充…… 本文参考文献见图名备注。
