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北京地区太古宙变质岩的调查研究历史悠久,但认识的进展相对缓慢。20世纪80年代中后期以前,主要运用沉积学原理的有关理论和方法,将变质地层以群、组、段划分,建立地层层序；之后,注重吸收并引进了国外在变质地质学方面的新理论、新方法,将变质岩划分为非层状变质深成岩体和表壳岩系这两大部分。
(一)密云表壳岩是北京地区最早形成的岩石地层单位,经历了多期次强烈的变形改造后,多呈大小不等的透镜状散布于密云水库周围及怀柔区崎峰茶至琉璃庙一带,由磁铁石英岩类、变质基性岩类和少量超镁铁质岩类及变粒岩类组成,主要特点有:
1、具有原始层状构造特征:在表壳岩分布较为集中的地区,可见到多层磁铁石英岩与石榴斜长辉石岩互层状产出、相伴而生,反映了其原始层状特点。
2、具有特殊的分布方式:在剖面和平面上表壳岩均呈规模不等的透镜状散布于片麻岩(变质侵入体)中,面状分布已较为少见,且均沿片麻理方向展布。
3、具有多期构造改造的特点:表壳岩中保留有较复杂的褶皱构造,并受到多期强烈的韧性变形作用改造。
4、具有相对较细的原岩结构特征,反映原岩结构较细。
5、具有复杂的岩石化学成分,反映了原岩成分组成的复杂性。
6、具有较低的稀土元素含量和平缓的配分曲线,反映了形成时岩浆中稀土元素分馏较差的特点。
(二)根据表壳岩的原始层状特点、原岩结构、岩石化学成分和原岩恢复图解等,将表壳岩进行了原岩恢复:变质基性岩恢复为拉斑玄武岩,超铁镁质岩原岩为超镁铁质火山岩,变粒岩可能是由拉斑玄武岩风化堆积的产物,磁铁石英岩部分人认为是硅铁质岩浆喷出地表形成。
(三)根据矿物多相共存特点及世代关系,认为北京地区在太古宙发生过四次变质作用:第一次麻粒岩相变质作用发生在2900Ma以前,温压值分别为691-863℃和0.7—1.35GPa；第二次麻粒岩相变质作用发生在晚太古代末期-早元古代早期(2450—2550Ma),温压值分别为760—810℃和0.96—1.04GPa；第三次为角闪岩相变质作用,发生在早元古代中期(2200—2300Ma),温度620—645℃；最后一次是绿片岩相低温变质作用,发生在早元古代木期至中元古代早期(2000—1800Ma)。
(四)从岩性组合、岩石化学、稀土元素含量、同位素年龄、接触关系等特征综合分析,密云表壳岩的成岩时代应为始太古代至古太古代,与冀东地区同类岩石地层有较好的可比性。