周口店地区岩浆岩和变质岩的特征及命名

一、岩浆岩

周口店地区岩浆侵入活动以中、酸性为主，面积最大者为房山复式侵入体（图2-0-2、图2-3-1）。此外在牛口峪、一条龙等处尚有规模较小的侵入体出露；各类岩脉在房山复式侵入体内及围岩中较为发育。以前人（谭应佳等，1987；《1∶5万周口店幅区调报告》，1988；张吉顺等，1990；马昌前等，1996；赵温霞等，2003）资料为基础，将周口店地区的岩浆岩和变质岩基本特征简述如下。

（一）房山复式侵入体

房山复式侵入体西界车厂，东临羊头岗，北抵东岭子，南至东山口，平面上近于圆形，直径7．5～9km，面积约60km2，为一中等规模的岩株。其接触面产状较陡，一般倾向围岩。复式岩体早期侵位的是石英闪长岩体和闪长岩体，后期侵位的是花岗闪长岩体，前者因后者的侵入穿插而破裂成若干个小岩体散布于外缘。在官地村北127．2高地等处可见石英闪长岩体的流面被花岗闪长岩体切割等现象，可视为复式岩体相继侵入活动的依据。

1．花岗闪长岩

（1）岩相带（单元）划分。花岗闪长岩体内钾长石斑晶呈有规律的变化。据其大小、含量和环带特征的差异性，将花岗闪长岩体从外向内划分为边缘相、过渡相和中央相，其间无明显分界。据钾长石斑晶含量统计研究，钾长石斑晶的高含量区在过渡相带内。

岩体内部相带（单元）的划分尚有不同观点。张吉顺等（1990）将整个复式岩体从边缘至中央依次分出暗色细粒石英闪长岩（A）、中粒石英闪长岩（B）、似斑状花岗闪长岩（C）和巨斑状花岗闪长岩（D）4个相带，其中B～D三个相带分别相当于上述的边缘相、过渡相和中央相；而A相带则是相对较早侵位的石英闪长岩（图2-3-1）。周正国等（1992）则认为花岗闪长岩体内部不是相带，而是岩浆多次上涌的产物，并进一步将房山岩体划分为4个基本单元。经笔者野外观察研究，现阶段仍以张吉顺等（1990）的划分方案开展教学活动。

图2-3-1 房山岩体地质构造略图（据张吉顺等，1990；赵温霞等，2003）

1．正常与倒转岩层；2．岩体内面理；3．平行不整合；4．角度不整合；5．岩体相带界线；6．强变形区边界线；7．石英闪长岩及相带编号；8．花岗闪长岩及相带编号；9．垂直面理的破裂；10．平行面理的破裂；11．伟晶岩及细晶岩脉；12．应变捕虏体（包体）；13．挤压片理；14．小型韧性剪切带；15．剥离断层；16．逆断层

（2）岩石定名。由于岩石为粗粒似斑状结构，单凭薄片定名有误，故前人采用野外和室内相结合的方法对斑晶和基质矿物的含量分别进行统计，统计结果表明（表2-3-1），从边缘到中央，造岩矿物的含量具有明显的变化规律：暗色矿物从多到少，石英由少变多，钾长石斑晶含量由无到逐渐增多，后又减少，反映了岩浆从边缘到中央，由较基性向较酸性的演化。经对比分类，岩体的过渡相和中央相岩石的正确命名应为花岗闪长岩，仅在岩体西北部由于钾长石斑晶含量增多而出现石英二长岩；边缘相的基本名称为石英闪长岩，仅在岩体东部丁家洼一带由于钾长石增多也出现石英二长岩种属。

表2-3-1 花岗闪长岩体各相带矿物成分平均含量

据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988。

（3）矿物组成。花岗闪长岩的主要造岩矿物为斜长石、条纹微斜长石和石英；次要矿物是绿色普通角闪石和黑云母；副矿物常见者有磁铁矿、磷灰石、榍石、锆石等，偶尔可见褐帘石。

（4）岩石化学特征。根据表2-3-2测试数据分析，从边缘向中央，SiO2增加较快，Na2O和K2O增加缓慢，而CaO、Al2O3、MgO、Fe2O3、FeO等则下降，反映了向岩体中心岩石酸性程度增加的一般岩浆演化方向。本岩体另一岩石化学特征是Si、Na、K高，Ca、Mg、Fe低，故应属于正常的、SiO2过饱和的钙碱性岩类。

（5）岩体形成温度。从已获得的中央相全岩化学成分（表2-3-2）和中央相斜长石（An27）斑晶含量（平均1%）的实际资料，选用pH2O＝0．1GPa的斜长石斑晶与熔体交换平衡反应热力学公式（Kudo，1970）来估算，中央相开始结晶的温度为909℃；根据Whitny ＆Stormer（1977）提出的低温系列二长温度公式计算，中央相的成岩温度为669℃，这些结果与前人（邓晋福，1978）计算房山岩体接触变质带矽线石形成温度必须大于800℃的结论吻合（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）。

表2-3-2 花岗闪长岩体各相带岩石平均化学成分 （单位：%）

据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988。

（6）岩体形成时代。岩体直接侵入的地层为下二叠统，但接触热变质晕影响的地层为中侏罗统龙门组。因此，岩体侵入时代应在中侏罗世以后。据前人同位素年龄资料统计，其值变化在100～140Ma之间，为燕山运动晚期的产物（谭应佳等，1987）。

（7）捕虏体（包体）。花岗闪长岩体中捕虏体（包体）主要集中于边缘相和过渡相，长轴多在10～50cm之间。处于边缘相中包体因经受强烈的压扁作用而呈铁饼状，其长轴或扁平面大致平行于接触带。它们可大致分为两类：一类为来自围岩的碎块（如大理岩、变质砂岩、角闪岩、各种片麻岩、细粒石英闪长岩等，如官地附近125．5高地所见）；另一类为深部包体。经研究，从边缘相到中央相捕虏体（包体）具有一定的变化规律：数量由多到少，成分由复杂到单一，形状上从次棱角到纺锤状，界线由截然到不清楚至模糊（微粒暗色者除外），从没有长石变斑晶（交代斑晶）到出现白色斜长石变斑晶及浅肉红色钾长石变斑晶，改造程度由浅到深。

（8）伴生脉岩。岩体内发育有多种脉岩，一般宽几厘米、长数米至几十米不等。根据穿插关系判断，各种脉岩的生成顺序为：花岗闪长岩脉→花岗岩脉→细晶岩脉→长英岩脉及伟晶岩脉→煌斑岩脉。岩性以酸性为主。多数岩脉较集中发育于岩体的边缘相及过渡相内，平面上则呈放射状展布。

2．细粒石英闪长岩

石英闪长岩体是相对早期侵位的岩体，呈小型零散状分布于羊耳峪、丁家洼、官地及东山口等地（图2-3-1）。

根据各个小岩体的岩石化学鉴定结果，可知官地一带的岩性为暗色闪长岩，东山口、丁家洼等地的小岩体为石英闪长岩。它们皆以细—中粒等粒结构、颜色深、暗色矿物含量高等特征而区别于花岗闪长岩体边缘相，其造岩矿物特征如下。

普通角闪石：绿色。电子探针分析结果及晶体化学式计算表明属钙质角闪石族的镁角闪石。

黑云母：黑色、暗绿色。电子探针分析结果和晶体化学式计算结果表明属镁黑云母。

斜长石：手标本以乳白色、灰白色为主。电子探针分析其牌号在30～44之间，故为中长石。

钾长石：肉红色者常见。无双晶或偶见格子双晶。电子探针分析为中微斜长石和正长石系列。

另外，东山口石英闪长岩体的全岩钾氩法同位素年龄为131．1Ma（宜昌地质矿产研究所，1988），证明与前已述及的花岗闪长岩基本同时。

3．复式岩体侵位机制

复式岩体侵位于房山变质核杂岩之内并成为其构造要素之一，在此过程中岩浆不断膨胀并由中心向四周推挤围岩和较早侵位的岩体而占据空间，属于典型的气球膨胀式深成岩体。据野外观察及章泽军（1990）、张吉顺等（1990）、马昌前等（1996）的研究成果，综合其主要特征有：

（1）复式岩体平面轮廓近于圆形，从边缘向中心，由4个相带构成了明显的同心环状构造（图2-3-1）。除最外侧的石英闪长岩与花岗闪长岩之边缘相带具有明显的侵入接触关系外，其他各相带或为渐变过渡关系，或在局部发育黑云母条带。后者可视为相带的间隔标志和岩体脉动侵位的分界线。这些特点与Ramsay（1981）提出的气球膨胀式侵位机制及相关效应十分吻合。

（2）由黑云母等矿物及扁平状捕虏体（包体）显示的面状组构在复式岩体边缘最为发育，向内渐弱，至中央相则基本消失。通过数个观察点测量统计，面理一般与岩体接触界面平行，多倾向围岩，一般表现出西北部倾角较陡，而东南部则缓。岩体边缘的面状构造皆为挤压面理或剪切面理，镜下可见明显的晶体破裂、晶格位错等现象，为典型的同侵位变形构造。对捕虏体（包体）进行观察及应变测量表明：边缘相数量多且压扁度高，压扁面与岩体接触面近于平行。越向中央，数量渐少，压扁度也变小，至中央相则基本无变形。其平面长宽比一般为1∶1～1∶50，最大可达1∶100。在龙门口附近，三度空间轴比a∶b∶c＝10∶7∶1。由90多个测点近3000个长短轴比数据对应变强度的估算，结果显示应变从中心到边缘由弱变强，岩体西北边缘变形强度最大，东西向的压缩为40%，这可能反映了岩浆侵位时从东南向西北斜向上升之效应。

（3）岩体边缘（尤其是西北边缘）发育有韧性剪切带、同构造片麻岩、挤压片理等构造强变形带，车厂—龙门口一带最为发育，该带长约6km、最宽处达0．7km，总体呈新月形展布且弧顶指向NW20°。带内花岗闪长岩、似斑状花岗岩普遍经受不同程度的糜棱岩化和后期重结晶作用而发育片状、片麻状构造。在透入性片理、片麻理的基础上又叠加了小型分划性韧性剪切带，它们一般长数米到数百米，宽数厘米到数十厘米，产状近直立，切割了片理和片麻理而构成了新月形强应变带中的局部高应变带。小型韧性剪切带平面组合为雁列式或共轭式。与脆性破裂变形的共轭式节理判断受力方向不同，共轭式韧性剪裂面之钝夹角平分线指示了挤压方向。它们所示挤压方向在新月形变形带内因部位不同略有变化，但总体呈放射状展布且来自岩体中心。强变形带中能够反映韧性变形及剪切指向标志者诸如曲颈瓶状捕虏体、S-C组构、旋转碎斑、“多米诺骨牌”等现象十分发育，均属岩浆由中心向外扩张过程中形成的侵位构造。

（4）航片解译成果显示出岩体内部发育有配套的环状和放射状构造。野外验证其为相互近于正交的节理系统或沿裂隙贯入的岩脉。此种节理阵列亦为岩浆在未完全固结之前，后续岩浆持续上拱和强力横向拓宽作用而形成的侵位构造。

（5）岩体接触带和临近围岩中发育有与岩体内部节理系统协调一致的环状和放射状节理；临近的围岩中还发育一组倾向岩体、平面上呈环状展布的挤压片理；近岩体的围岩普遍变薄、变陡甚至倒转；早期的地层以及褶皱和断裂被调整改造到同岩体构造一致而呈现出区域构造线平行环绕岩体接触带展布的平面格局。章泽军（1990）对接触带所作的应力场分析表明，主应力中间轴有从岩体中心向外呈放射状分布之态势。

可以看出，岩体之围岩构造特征与其内部诸多反映岩体强力侵位的标志协调一致，似乎反映了最先上涌的（石英）闪长岩体是以热动力作用方式改造围岩且形成了与接触带一致的面理构造；当前者还未完全固结时，新的岩浆即贯入其中并向四周膨胀拓宽，持续脉动，使得早期侵入者不断外移、压扁、改造以及后期岩脉沿先期裂隙充填，从而导致了复式岩体边缘多期变形叠加、多期岩脉活动和边缘相残缺不全之特征（图2-3-2）。

图2-3-2 房山岩体侵位过程（马昌前等，1996）

A．官地闪长岩的侵位（190～160Ma）；B．石英闪长岩的侵位（约150Ma）；C．中粒和斑状花岗闪长岩的侵位（约132Ma）；D．粗斑状花岗闪长岩的侵位；E．现今剖面

（二）小型侵入体

散布于房山一带的小型侵入体规模不大，彼此孤立（图2-2-3）。现将教学过程中涉及到的小型岩体简要介绍。

1．“灯泡”花岗岩体

此岩体出露于牛口峪水库一副坝两侧，南北长400m，东西宽250m，因平面形态似“灯泡”而得名。岩体与周围古生界均为侵入接触，其中最新地层为石炭系。接触带处往往出现白云母角岩，在大杠山—磨盘山一带表现较为清楚。

岩石风化强烈，色浅，细粒。镜下可见较强的绢云母化及菱铁矿化。组成矿物有半自形的斜长石（22．2%）、他形钾长石（46．3%）、他形石英（25．8%）、白云母（交代黑云母，2．2%）及菱铁矿（2．5%）等。

2．“龙眼”花斑岩体

此岩体分布于东山口一条龙西端，因形似“龙眼”而得名。岩体规模不大，长几十米，侵入于下马岭组中。

岩石为黄白色，组成矿物主要是微斜长石（54%）、更长石（An15，10．9%）、石英（30．2%）以及少许黑云母、白云母等。偶见有微斜长石的大斑晶，基质细粒，具显微文象结构，定名为白云母花斑岩。

3．牛口峪岩体

岩体自牛口峪向西沿沟延伸，长700余米，宽约100m。岩体侵入于上古生界的砂页岩中，使其变质成为白云母角岩。

岩石呈带褐色斑点的灰白色，缺少暗色矿物，细粒结构。绢云母化及菱铁矿化强烈。主要组成矿物有斜长石（50．7%）、微斜长石和条纹长石（21．1%）以及石英（25．9%），另外有少量呈黑云母假象的白云母、菱铁矿。根据矿物含量应为花岗岩类。

房山复式侵入体以南的这些小型侵入体，其共同特点是较房山岩体更酸性，色浅，后期有菱铁矿化，围岩因受其热变质作用形成白云母角岩。虽然这些小型岩体之间以及它们与房山复式侵入体之间无直接接触关系，但从岩浆活动一般规律和区域构造背景分析，应属燕山运动产物，其形成可能晚于房山侵入体。

二、变质岩

实习区多数岩石都遭受了不同程度的变质作用，包括太古宙变质杂岩、元古宙和古生代区域变质岩、岩体周围的接触热变质岩及与构造变形作用有关的动力变质岩（谭应佳等，1987；《1∶5万周口店幅区调报告》，1988；张吉顺等，1990；王方正等，1996）。

（一）太古宙变质杂岩——官地杂岩

官地杂岩是由片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩等组成的一套变质岩系，分布于房山岩体南、北两侧及东缘，面积小于0．5km2（图2-0-2、图2-2-3）。

1．岩石学特征

（1）黑云母斜长片麻岩。见于官地以东、以北等地，为官地杂岩的主要组成岩石。岩石呈浅灰色、灰色，片麻状构造，粒度为中细粒，镜下具鳞片花岗变晶结构，亦见镶嵌变晶结构。主要矿物是斜长石、石英、黑云母，亦可见角闪石、微斜长石和条纹长石。在有的地段由于矿物含量及结构的变化可以定名为黑云角闪斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩等。

（2）混合花岗岩。该类岩石多见于山顶庙西沟及周家坡一带。岩石浅灰色、灰白色。呈不等粒的花岗变晶结构且发育有多种交代结构。块状构造为主。有的具弱片麻状或阴影状构造。曾广泛受到碎裂岩化作用。浅色矿物为各种长石和石英；暗色矿物分布不均且大多变为绿泥石。另外尚有少许黑云母及白云母。

（3）斜长角闪岩。多呈薄的夹层或透镜体赋存于不同区段的浅色片麻岩中，官地东侧打谷场附近及官地—李家坡大路旁均有出露。岩石呈黑色、暗绿色、墨绿色，以块状构造为主，偶见弱定向构造。若具有轻度混合岩化时则有条痕状、条带状、树枝状、网脉状、角砾状构造出现。由于混合岩化使岩石总的色调变浅。岩石呈粒状变晶结构到花岗变晶结构，亦见有多种交代结构。主要矿物为角闪石和斜长石。如角闪石含量大于80%，可称其为角闪石岩。

（4）黑云母、角闪石变粒岩。该类岩石见于官地、周家坡、山顶庙一带。在房山复式岩体边缘相（官地村西北125．5高地）中亦可见此类岩石的捕虏体存在。露头上多呈层状产出，以块状构造为主；因经常发育有沿裂隙注入之长英质脉体而具有条带状或网脉状构造。岩石色调变化颇大，具灰绿色、深绿色、墨绿色、褐黄色等，混合岩化加强时颜色变浅而呈浅灰色、浅肉红色。细粒花岗变晶结构。主要造岩矿物为长石、石英、角闪石、黑云母、绿帘石等，含量变化较大。若暗色矿物以黑云母为主时称黑云母变粒岩；以角闪石为主时称角闪变粒岩；绿帘石较多时称绿帘黑云（角闪）变粒岩；当暗色矿物含量小于10%时则称为浅粒岩。白云母亦可见到，其他副矿物可见磁铁矿、磷灰石、榍石等。

2．成因及时代

关于官地杂岩的成因及时代曾有两种观点：其一认为是太古宙古老变质岩系；其二认为是元古宙乃至下古生代变质沉积岩经房山复式岩体侵入时岩浆混染所致。近年来通过岩石学、岩石化学、副矿物及稀土元素分配特征等方面的研究并结合野外地质产状，多数研究者认为该杂岩时代应为太古宙，属于华北陆块（板块）古老结晶基底的一部分，其依据如下。

（1）杂岩与房山岩体呈明显的侵入关系。李家坡—乱石垄区段可见花岗岩岩枝侵入杂岩中，官地村西可见岩体边缘相中有大量片麻岩捕虏体存在。

（2）杂岩与中新元古界及古生界皆呈断层接触。在周家坡区段即分别与铁岭组、下马岭组呈断层接触。经区域对比研究分析，这些断层是沿基底与盖层间不整合界面发育的剥离断层。

（3）选择混合岩化微弱或基本无混合岩化的岩石类型进行化学分析（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988），斜长角闪岩的样品投点结果，除一个样品外均为正斜长角闪岩，说明其由基性岩浆岩变质而来（图2-3-3）。为进一步判别斜长角闪岩的岩石类型，图解投影的结果（图2-3-4）得出，两个样品为玄武质科马提岩，而其他4个点属于富镁拉斑玄武岩，其组合属苦橄质-科马提质玄武岩浆系列，而华北地区元古宙及早古生代均无基性岩浆活动，故应为太古宙绿片岩带的产物。

图2-3-3 CaO-MgO-［FeO］图解（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）

Ⅰ．负斜长角闪岩；Ⅱ．正斜长角闪岩

图2-3-4 变基岩性（FeO+Fe2O3+TiO2）-Al2O3-MgO的原岩类型成因图解（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）

注：以阳离子数投点（据Lene，1976），图中点号同图2-3-3

（4）杂岩中各种片麻岩的稀土分配特点皆与全球太古宙花岗质岩石稀土元素的特征相似。

（5）杂岩中有多期糜棱岩化及碎裂岩化的变形特点，但房山岩体除侵位时有一次糜棱岩化外，其后再无与糜棱岩化相伴的构造运动，故多期糜棱岩化也是古老变质岩系之特点。

（6）杂岩曾叠加混合岩化作用而在某些区段成为混合花岗岩，其中正、反条纹长石的存在代表了区域变质作用时的混合岩化之特点。研究表明，由于房山岩体的侵入作用而导致的围岩接触热变质作用的上限并未达到花岗质低共熔的温度，因此，混合花岗岩及其中的正、反条纹长石的形成与岩浆混染作用无关。

（7）杂岩的副矿物组合特点以锆石含量为高，且锆石经历了变质作用、重结晶作用及溶蚀、沉积作用的复杂历史。而混染成因的副矿物组合应当反映房山复式岩体副矿物的组合特点，即榍石含量占绝对优势且经历简单，这说明杂岩混染成因的可能性不大。另外，获得杂岩中自形锆石的Pb-Pb年龄约为2449Ma（Wang et al，1996），亦证明其为太古宙变质岩系。

3．变质相及温压条件

由于太古宙变质杂岩仅以零星露头散布于房山复式岩体的周缘，加之岩石普遍遭受不同程度的混合岩化作用，故为变质相带的划分带来一定困难。经对混合岩化后矿物共生情况等方面综合分析并与经典的变质相进行对比可知，目前看到的太古宙变质杂岩的变质相相当于中压角闪岩相，而遭受动力变质之后则退变为绿片岩相。

据混合片麻岩中共存的不同长石的成分，用二长石地质温度计求知其温度约为400℃；据斜长石与角闪石的成分，用斜长石和共存的角闪石中XCa分配地质温度计，求出其共存的温度为400～450℃，二者计算结果吻合，说明混合片麻岩的形成温度在400～450℃之间。另外，利用其他测试手段进行温度计算，结果也都表明是属于中压绿片岩相的温度范围，即代表了遭受动力变质作用之后退变质作用的温压条件。

（二）显生宙区域变质岩

周口店地区75%以上的面积均属显生宙区域变质岩出露区，但在房山复式侵入体周围1000～1500m范围内则叠加了接触变质作用。

1．岩石学及岩石化学特征

（1）板岩。代表性岩石如洪水庄组黑色板岩、下马岭组黑色碳质板岩、景儿峪组灰绿色钙质板岩及太平山南北坡石炭纪—二叠纪杂色板岩、粉砂质板岩、碳质板岩和压力影板岩等。岩石中普遍见有变余粉砂-泥质结构及变余层理构造，板劈理发育。镜下为显微变晶-隐晶质结构，亦常见斑状变晶结构，变斑晶多为黄铁矿且表现出压力影构造。此类岩石有时由于具有一定的丝绢光泽或板理面上略具皱纹而显示出千枚状构造的某些特征，如下马岭组含磁铁矿千枚状板岩、龙山组上部灰白色千枚状板岩等。

（2）片岩。这种岩石主要出露于一条龙、羊屎沟、骆驼山一带，构成下马岭组主体部分。以灰色、灰黑色、黑色者为多。岩石一般呈鳞片花岗变晶结构或花岗鳞片变晶结构，有时也见斑状变晶结构。本区片岩以不含或少含长石为特征，主要矿物有黑云母、白云母、石英、红柱石、矽线石、石榴石、十字石、堇青石和磁铁矿等。

主要岩石有硬绿泥石绢云母绿泥石片岩、硬绿泥石二云母片岩、硬绿泥石蓝晶石片岩、硬绿泥石十字石石榴石云母片岩、十字石蓝晶云母片岩、十字石石榴石云母片岩、蓝晶石硬绿泥石片岩、硬绿泥石红柱石片岩、红柱石片岩等。其中红柱石片岩见于太原组以下地层中，而含蓝晶石的片岩则与印支期剥离断层空间展布密切相关，含石榴石、十字石的片岩仅在下马岭组中见到。(www.xing528.com)

（3）千枚岩。千枚岩是实习区内广布的岩石类型之一，从元古宇到侏罗系均可见到，但主要发育在元古宙的泥质变质岩中，如洪水庄组黑色千枚岩、下马岭组灰色—灰黑色千枚岩、粉砂质千枚岩、碳质千枚岩、龙山组黄色粉砂质千枚岩、馒头组及毛庄组灰色或黄色千枚岩等。岩石色调较杂，具丝绢光泽，但随颜色加深则光泽变弱。面理上有时呈现皱纹，断面上可见细纹状变余层理。常见的结构是基质为显微鳞片（花岗）变晶结构的斑状变晶结构。变斑晶主要是红柱石（多发育为空晶石），基质主要成分是绢云母、石英以及少许绿泥石和黑云母。

（4）变质砂岩。变质砂岩亦为实习区内常见的岩石类型，尤以太平山南北坡石炭系—二叠系中分布较多。岩石色杂，常呈暗灰、灰黄、浅灰、灰黑等色。镜下则可见变余砂状结构。主要矿物成分为长石和石英；暗色矿物多系胶结物变质而成，如黑云母、绿帘石等。

根据观察研究，其原岩既有长石砂岩、石英砂岩，也有杂砂岩，其中以岩屑砂岩最多。在某些区段可见为含砾变质砂岩或变质砂砾岩。

（5）大理岩。常见岩石有纯大理岩（又可进一步分为白云石质大理岩及方解石质大理岩两类）、石英大理岩、含云母大理岩、透闪石大理岩、滑石大理岩等。它们赋存于元古宇—下古生界铁岭组、景儿峪组等层位。其成因与区域变质作用及接触热变质作用皆有联系。

由于区域变质作用程度浅，变余沉积的结构、构造特征大多有保留，故其原岩恢复仅据肉眼观察即可确定。根据51个显生宙区域变质岩全岩化学分析结果可知（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988），区内板岩、千枚岩、片岩类岩石，除钙质片岩和少许硬绿泥石片岩外，所有样品都属于SiO2饱和、过饱和类型，且多显示出Al2O3过剩而K2O不足的特点，说明原岩大多数为K2O不足的黏土岩类，仅有少数为砂质沉积岩类。另外，周口店地区大理岩与全球显生宙大理岩相比，其SiO2、TiO2、Al2O3、Na2O、K2O组成均较接近。

2．变质相带及温压条件

1）变质带、变质相划分及相关温压条件

周口店地区变泥质岩及变长英质岩类可明显地分为以下几个变质带：

（1）硬绿泥石带，其矿物共生组合除常见的石英、绢云母、绿泥石等矿物外，主要特点则是以硬绿泥石出现为标志，且不出现黑云母、石榴石等矿物。

（2）黑云母带，该带与前者的不同是普遍出现了黑云母，在某些岩石中亦出现了石榴石或蓝晶石，但它们仍与硬绿泥石共生。

（3）十字石带，该带的特点是以泥质岩出现十字石为特征，且蓝晶石、石榴石继续稳定，但它们均不与硬绿泥石共生。

周口店地区显生宙大理岩类岩石，按其矿物共生组合可以分为两套：①石英、绢云母大理岩带与泥质岩硬绿泥石带相当。该带以碳酸盐中的SiO2重结晶变成石英，或其泥质条带中出现绢云母为特征。②绿帘石、透闪石大理岩带与泥质岩的黑云母带相当，该带以大理岩中出现含水的Ca、Mg硅酸盐矿物如透闪石、滑石以及铝硅酸盐绿帘石等为特征。如果SiO2含量少时则不出现石英。

对上述3个变质带矿物组合进行综合分析得知，硬绿泥石带相当于中压绿片岩相的绿泥石带；黑云母带包括两个同类型的矿物组合，一为含蓝晶石的黑云母带，另一个则是与红柱石共生的黑云母带。前者属中压相系，而后者为低压相系；十字石带则属中压相系的低角闪岩相。利用矿物地质温压计定量估算各相应变质带的温压范围如下：

硬绿泥石带：温度350～450℃，p＝？

黑云母带：温度450～575℃，p＞2．5×108Pa

十字石带：温度575～700℃，p＞5×108Pa

2）特征变质矿物时空分布与变质作用及区域构造的关系

前已述及，变质矿物组合可区分出不同的压力类型，说明分属于不同的区域变质作用。根据特征变质矿物和矿物组合在时间上的分布规律，结合变质矿物与变形作用的关系，以及不同变质带空间分布与区域构造的关系，可将周口店地区区域变质作用建立如下序列：

（1）印支（或更早）期热动力区域变质作用。进一步可划分为两个阶段：①以中压相的变质矿物组合的形成为特征，特征变质矿物为十字石、蓝晶石等，其分布与本阶段发生的、具强应变特征的顺层韧性剪切带及剥离断层关系密切。②变质矿物组合以云母类矿物为主，间或有硬绿泥石。本阶段变质作用的空间分布与印支主期面理褶皱的轴面褶劈理发育有密切关系。相对第一阶段的变质作用来说，是一次退级变质作用。

（2）燕山早期低压区域变质作用。本期区域变质作用以形成低压相系的矿物组合为特征，以红柱石型矿物组合为主。变质带的空间分布受燕山期北北东向的构造所控制。

（三）接触热变质岩

周口店地区接触热变质岩主要分布于房山复式侵入体周围。

1．岩石学及岩石化学特征

由于接触热变质作用叠加在区域变质岩之上，加之大部分接触热变质岩都发育有明显的片理构造，故此种变质作用形成的各种板岩、片岩、大理岩与区域变质岩很难区别，仅能从野外产状及矿物组合上加以鉴别。

1）角岩类

此类岩石在实习区太平山南北坡石炭系—二叠系中常见。

（1）红柱石角岩类。暗灰色—黑灰色，块状构造，肉眼可见红柱石变斑晶，大小在2～8mm，无定向排列，有的呈放射状集合体，形似菊花，被称之为菊花石。岩石中的基质为角岩结构的斑状变晶结构，基质亦可见显微鳞片花岗变晶结构或放射状花岗变晶结构。

除此之外尚见有十字石、红柱石角岩，硬绿泥石红柱石角岩。

（2）硬绿泥石角岩。新鲜岩石为灰绿到暗绿色，风化后呈褐红色。变斑晶硬绿泥石镜下呈蒿束状集合体，无定向排列。基质以碳质尘点及细粒石英为主。硬绿泥石含量达90%时则称硬绿泥石岩。

2）接触片岩

此类岩石在羊屎沟等地下马岭组中常见，尚可细分为：

（1）红柱石云母片岩。与区域变质的红柱石片岩明显不同，其差异是红柱石粒度大，具环带结构，核心是具有粉红色多色性的红柱石，外环是不带多色性的无色红柱石。可与矽线石共生，而不与蓝晶石共存。基质中黑云母鳞片较大。其他变质矿物尚有石榴石等。与之相应的岩石可有石榴石红柱石片岩、红柱石白云母石英片岩、红柱石二云母片岩等。

（2）矽线石云母片岩。岩石可以渐变为石榴石红柱石片岩，故有一系列过渡的岩石种属，如含矽线石的石榴石云母片岩、石榴石红柱石矽线云母片岩等。岩石呈暗灰色、灰黑色。中细粒纤维—鳞片变晶结构或斑状变晶结构，具片状构造至片麻状构造。

3）大理岩类

实习区大理岩有两种成因类型：一类为区域变质作用的产物，如景儿峪组大理岩；另一类为与房山岩体的接触热变质作用有关。后者展布于岩体周缘，时代因地而异，在东山口等处以铁岭组为主，在周家坡一带下古生界中亦有零星出露。主要岩性有：

（1）透闪石大理岩。灰色、暗灰色。中、细粒纤维状嵌晶变晶结构。主要矿物为白云石、方解石、透闪石和少许白云母、斜长石。其中透闪石含量5%～10%甚或更少，一般呈条带或不规则的团块产出。原岩恢复为硅质白云岩。

（2）透辉石大理岩。浅绿、浅黄、浅灰等色。中、细粒柱粒状变晶-嵌晶结构。特征矿物透辉石为柱状晶体，常相对集中呈条带或形状各异的团块，其柱粒径在0．3～0．8mm之间，含量约10%。另有透闪石、绿帘石、黑云母、钙铁榴石、符山石、斜长石等，一般含量不超过5%。其原岩可能是含铁泥质的硅质白云岩。

（3）含橄榄石大理岩。岩石呈暗灰色、浅黄褐色。块状构造，可见变余层理。花岗变晶及嵌晶结构。主要矿物方解石约60%，其次是白云石，约20%。特征变质矿物是镁橄榄石，无色，圆形及他形粒状，粒径0．1～0．3mm，含量变化较大，在8%～15%之间，经常沿裂隙发生蛇纹石化而形成蛇纹石化大理岩。此外，橄榄石常与透辉石同时出现，形成橄榄石、透辉石大理岩。它们的原岩是含硅质的白云质灰岩。此种岩石在一条龙西端、东山口等处铁岭组中常见。

接触热变质作用基本上是等化学变化，其岩石化学特点与相对应的区域变质岩基本相同。经测试分析，SiO2皆是过饱和且K2O均为不足，总体反映这些岩石的原岩具富铝特性。

2．变质相带及地质背景

离房山复式侵入岩体越近，接触变质强度越强。根据不同原岩和有新矿物或新矿物组合出现，房山岩体周围接触热变质晕由远到近进行对比后可依次划分出以下几个带。

（1）红柱石-黑云母带。主要岩石类型是角闪岩、变质砂岩及大理岩。与区域变质作用形成的绿泥石带的区别是出现红柱石及黑云母两种变质矿物。该带之泥质岩及长英质岩矿物共生组合如图2-3-5所示。变质岩及长英质岩中常见金属矿物磁铁矿，有些组合中还有石墨与其共生。考虑到钙质岩及基性岩情况，其矿物组合则用图2-3-6示出。

图2-3-5 变泥质接触变质作用红柱石-黑云母带矿物共生的AFM图解（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）其中矿物点投影系根据电子探针分析结果

图2-3-6 接触变质岩黑云母-红柱石带矿物共生的ACF及A′KF图解（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）

该带在空间上远离岩体，房山岩体西部及西北部距离岩体接触带在200～250m之外，而南侧羊屎沟一带则离岩体约在400m之外，向外一直延伸到距岩体500～800m处，逐渐过渡为区域变质的硬绿泥石带。

（2）石榴石-十字石带。主要岩石是各种接触变质岩及各种角闪岩、大理岩，以出现十字石、石榴石、铝直闪石、普通角闪石为特征，在长英质岩及基性程度较高的岩石中出现角闪石、黑云母、白云母、绿帘石等矿物。其变质泥岩及长英质碎屑岩矿物共生组合如图2-3-7所示；变泥质岩、变长英质岩及钙质岩矿物共生情况综合图解如图2-3-8所示。

图2-3-7 接触变质岩十字石-石榴石带矿物共生的AFM图解（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）

2-3-8 接触变质岩十字石-石榴石带矿物共生的ACF及A′KF图解（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）

在房山岩体西北及西部一般距离岩体接触带约200m以内，在南侧离岩体较远，约在400m以内。

（3）矽线石带。在变泥质、砂质岩中该带以出现矽线石为特征，大理岩及钙质岩中则出现镁橄榄石、透辉石、符山石和钙铁榴石等。常见的岩石是接触片岩、片麻岩及各种大理岩和钙硅酸盐角岩。变泥质岩及长英质岩类和大理岩及钙硅酸盐角岩类的矿物共生组合情况分别如图2-3-9和图2-3-10所示。

图2-3-9 接触热变质矽线石带泥质岩及长英质岩矿物共生的AFM矿物共生图解（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）

图2-3-10 接触热变质矽线石带大理岩类及钙硅酸盐角岩矿物共生的SiO2-CaO-MgO图解（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988）

实际上，由于各地发育的地层岩性不同，各变质带矿物组合齐全的分带剖面并不多见。例如，很多地方就不发育矽线石带和镁橄榄石带。石榴石带虽然较普遍存在，但十字石带围绕岩体也是断续出现。发育较齐全的3个变质带位于羊儿峪与车厂之间的地段（图2-3-11）。因为这3个带兼具接触热变质和中压区域变质相的特点，故若将上述3个变质带与经典的接触热变质相对比，它们均不能找出与其完全相当者。黑云母-红柱石带可能相当于接触变质的钠长绿帘角岩相与区域变质中压绿帘角闪岩相之过渡的条件，而石榴石-十字石带可能相当于接触热变质的普通角闪石角岩相与区域变质的中压角岩相十字石亚相之间的过渡条件。矽线石带则相当于接触热变质的辉石角岩相与区域变质的中压角闪岩相的矽线石亚相之间的过渡条件。

图2-3-11 房山岩体西部车厂实测剖面（据《1∶5万周口店幅区调报告》，1988；赵温霞等，2003）O1m．马家沟组；P2y．杨家屯组；P2-3h．红庙岭组；P3Ts．双泉组；J1y．窑坡组；J2l．龙门组

1．花岗闪长岩；2．黝帘透辉大理岩；3．含十字石黑云红柱矽线石英片岩；4．红柱灰质片岩；5．霏细岩脉；6．碳质空晶石角页岩；7．石榴空晶石角页岩；8．白云碳质石英空晶石片岩；9．矽线红柱黑云石英片岩；10．红柱白云石英片岩；11．含矽线石榴红柱白云母石英片岩；12．红柱石英白云母片岩；13．黑云角闪变粒岩；14．角闪绿帘变粒岩；15．千枚岩；16．碳质千枚岩；17．含石榴石十字石铝直闪红柱角页岩；18．黑云空晶石角岩；19．空晶石砂质千枚岩；20．变质长石石英砂岩；21．红柱千枚岩；22．红柱砂屑千枚岩；23．含黑云母变质石英长石砂岩；24．黑云母角岩；25．变质石英长石砂岩；26．变质砾岩

3．变质温压条件

由于接触变质岩的矿物共生组合与燕山期低压（红柱石型）区域变质矿物组合基本相同，只是接触热变质存在有矽线石带。故从石榴石-十字石带进入矽线石带的反应是：

7．6十字石+11石英＝4铁铝榴石+32矽线石+3H2O

接触热变质的矽线石带上限即为花岗质岩石的初始熔融线。将此反应的单变稳定p-T线进行图解和综合研究，得出接触热变质的3个带的温压范围是：

黑云母-红柱石带：450～575℃，p＜0．25GPa

十字石-石榴石带：575～690℃，p＜0．25GPa

矽线石带： 690～800℃，p＜0．25GPa

（四）动力变质岩

与韧性剪切带、剥离断层伴生的糜棱岩系列及与脆性断裂伴生的碎裂岩系列在实习区内广泛分布，一般研究者将它们统称为断层岩且视为动力变质岩，但实际上断层岩的分类尚无统一标准。现据其成因、实用性和在区内发育特征，按断层岩的两大系列概述之。

1．糜棱岩系列

糜棱岩种类繁多，为描述方便，在恢复原岩的基础上并考虑到构造特征归纳为以下几类。

（1）碳酸盐质糜棱岩。在164背斜冀部、三不管沟、骆驼山等处的铁岭组、马家沟组和寒武系强变形的岩段中均有发育。岩石呈浅灰色、灰色，具细粒、显微细粒结构，定向构造，外观类似于纹带灰岩、纹层状灰岩或纹带状白云岩。这些“纹层”或“纹带”宽0．5～2．0mm，常发生弯曲，塑性变形特征在岩石风化面上尤为清晰。显微镜下矿物细粒，定向排列；碎斑含量一般小于30%，呈椭球状；可见碎裂、机械双晶变形、弯曲以及核幔构造。

依据矿物组合，可区分为石英大理岩质糜棱岩、石英白云质大理岩质糜棱岩、变泥质大理岩质糜棱岩等。当岩石有较明显的重结晶作用时，可定为碳酸盐质变余糜棱岩。

（2）角闪斜长质糜棱岩。见于山顶庙、乱石垄、东岭子等区段出露的太古宙官地杂岩中。岩石发育透入性的糜棱面理及拉伸线理，形成典型的S-L构造岩，外貌呈条纹状，条纹宽0．2～1．0mm。其中暗色条纹由柱状定向排列的角闪石以及黑云母组成；浅色条带由钠长石-更长石及石英组成。

（3）花岗质糜棱岩。与角闪斜长质糜棱岩密切伴生，它们宏观结构、构造相似。其中暗色条纹由细小的长英质矿物及黑云母组成；浅色条带则由石英组成。石英已发生显著的静态重结晶，形成由矩形及多边形石英组成的多晶石英条带。石英条带的长宽比达12∶1～15∶1，最大可达20∶1，镜下呈丝带构造。岩石中常含10%左右的长石碎斑，其形似眼球，大小为0．2～2．0mm，常被石英条带环绕而成典型的核幔构造。此种岩石与其他产于太古宙官地杂岩中的糜棱岩类一道多遭受后期再造作用：一是重结晶作用明显而形成各种变余糜棱岩；二是经破碎改造为糜棱岩质碎裂岩或碎裂岩化糜棱岩。

（4）花岗闪长质糜棱岩。发育于房山复式岩体西北缘。岩石具片状构造，中粒糜棱结构，局部为细糜棱结构。斜长石和微斜长石残斑的含量变化在20%～50%之间，粒径为1．00mm×1．75mm，个别达5mm×10mm；颗粒呈椭圆形、圆形、“S”形、眼球形等。原生双晶诸如卡式双晶、格子双晶已变形弯曲。基质由石英、斜长石、黑云母、角闪石组成。石英为长条状应变石英及动态重结晶的矩形细粒石英，前者长宽比为1∶20，它们分布在长石残斑之间，具典型的核幔构造。其内少数角闪石和黑云母颗粒发生香肠化和破裂滑移。

（5）长英质糜棱岩（变晶糜棱岩）。与房山岩体西北缘剪切带内长英质岩脉变形相关。具变余糜棱结构，条带状构造。其中石英具带状消光。磁铁矿和榍石由于变形强烈呈定向排列且出现拉断现象。

经研究，上述前三种糜棱岩多与印支期（或更早）顺层韧性剪切或剥离断层有关，后两种类型则为燕山期岩浆热动力变形的产物（李志中，1990）。

2．碎裂岩系列

实习区内最常见的碎裂岩有以下三种。

（1）断层角砾岩。大小砾岩山之间、牛口峪及房山西等地断裂带内皆有断层角砾岩发育。角砾一般在2mm以上，角砾及胶结物的成分、角砾形状等特征因地而异。在大砾岩山一带，寒武系与奥陶系之间的走向断层带内发育的碳酸盐质角砾岩，角砾大小悬殊，最大者可达10cm，角砾及胶结物成分皆为钙质。

（2）碎裂岩。牛口峪水库北侧弧形断裂带内极为发育，其成分与断层两盘岩石密切相关。野外肉眼观察，碎粒一般在2mm以下，分布不均匀；基质含量一般在60%～80%之间。

（3）断层泥。山顶庙与向源山之间、房山西等地断裂带内断层泥发育，出露宽度十多厘米到几十厘米。颜色差别较大：房山西断裂带内一般为褐色、褐红色；山顶庙与向源山之间则多为土黄、灰黄色调。用手捻搓有明显的粗糙感，肉眼可见碎粒约10%。

上述碎裂岩系的各种类型在房山西断裂带内发育齐全。可利用其中的断层角砾之形态、研搓磨圆程度、再改造现象及定向排列等特征以及综合碎裂岩、断层泥等资料来分析该断裂带的性质及活动期次。