一、分布
该变质地体中的表壳岩由三个岩群代表，从陕西太华山至河南新蔡以西段统称太华岩群；在安徽霍丘一带称霍丘岩群；在安徽蚌埠东西一线称五河岩群（桑宝梁，1981，称蚌埠群）。
太华岩群在西部出露于陕西临潼骊山之后没于渭河谷地；在陕西东部分布于太华山-老牛山一带，向东延伸到河南崤山经鲁山至舞阳，据钻孔资料向东南还可延伸至上蔡和新蔡一带。总体构成一个东西、北西西—北西向的弧形带，长约520余公里，宽约50余公里。霍丘岩群出露于安徽的霍丘和寿县一带，大部分被第四系复盖。在霍丘一带，大体上呈南北向分布。五河岩群分布于安徽凤阳、蚌埠和五河一带，大致呈东西向分布。霍丘岩群西与太华岩群、五河岩群之间的直接关系，均未见到。
二、岩石组合和层序
1．太华岩群的层序、岩组划分和命名
豫陕两省地质工作者，存在不同认识，迄今未能统一。现根据涂绍雄等（1981），沈福农等（1986）和胡受奚等（1988）等划分方案，再根据笔者等的认识，初步综合如表7—1。
表7—1 太华岩群的岩组划分和岩石组合总表
大多数地质工作者将太华岩群归属新太古代，但胡受奚等（1988）在耐庄组之下，又分出雷音寺组，与耐庄组一起合称为背孜群，将其归入新太古代，其上岩组仍合称太华群，但划归古元古代。他们对小秦岭地区的太华群的岩组划分，基本上采用河南省区调一队蔡乃仲（1983）方案。与上表不同，舞阳赵案庄组则改称群与鲁山地区的背孜群对比。
最近，丁莲芬（1995）报道了豫西小秦岭太华岩群的解体，将该区太华岩群重新划分成新的上、下两个亚群，下亚群称金硐岔岩组，为下部基底岩系，属新太古代；上亚群由下而上分出观音堂组、洞沟组（枪马峪岩组）和焕池峪组，是一套具孔兹岩系特征的沉积岩系，属古元古代。在石墨片麻岩、石英岩、长石石英岩和大理岩中发现了26个属，12个种和23个未定种属的球形藻、丝状藻及植物碎片等。这是重要的新发现，但时代归属因上亚群有大于2500Ma的Rb-Sr年龄，尚存在矛盾。故本文暂按大多数地质工作者的习惯，将太华岩群的上、下亚群仍归入新太古代。岩性描述仍按表7—1的顺序进行。
陕西小秦岭地区的太华岩群下亚群下部的秦仓口组由黑云（角闪）斜长片麻岩、变粒岩、浅粒岩、斜长角闪（片）岩和云母石英片岩等组成，以薄层互层状产出为特征。下部有较多长英质片麻岩，原称混合岩，可能有一部分为TTG岩系。其上的三关庙组以巨厚的浅粒岩为特征，另外也有一些变粒岩、黑云斜长片麻岩和斜长角闪（片麻）岩等。这两个岩组可分别与鲁山地区的耐庄组、荡泽河组和舞阳地区的赵案庄组对比，岩性也十分相似。比较重要的是在鲁山和熊耳山地区耐庄组的下部，在黑云（角闪）斜长片麻岩和斜长角闪（片麻）岩中局部还夹有层状超镁铁质岩。舞阳赵案庄组中也见有同类岩石。在三关庙组中出露的巨厚的浅粒岩，在鲁山地区的荡泽河组中也有，但出露较少。小秦岭地区太华岩群上亚群的三个岩组，与鲁山地区和舞阳地区岩组和岩石组合的详细对比，已详见表7—1。这里只指出其主要组合特征。小秦岭地区太华岩群上亚群下部的洞沟组，下部富含十多层石英（辉石）磁铁矿，在鲁山地区的铁山庙组和舞阳地区同样存在。在洞沟组与磁铁矿伴生的尚见有较多的富磁铁矿角闪质岩石（富磁铁矿石英斜长角闪岩和斜长角闪岩）和磁铁矿（石榴）二辉麻粒岩。小秦岭太华岩群上亚群中、上部主要岩石组合以含石墨的富铝片麻岩、石英岩、长石石英岩和大理岩作为标志层，在鲁山地区和舞阳的相当岩组中也具有同样特征，特别是石英岩，在小秦岭地区和鲁山地区分布稳定，连续性好。
总之，小秦岭地区、鲁山地区和舞阳地区太华岩群的下亚群的下部有中酸性火山岩和凝灰岩，夹有少量碎屑岩沉积和超镁铁质岩（部分成分相当科马提岩），上部以富铁拉斑玄武岩为主。并有中酸性火山沉积岩系，上亚群以沉积建造（包括硅铁建造）为主，夹有少量基性火山岩和镁铁质凝灰质杂砂岩。沉积岩系以粘土砂质碎屑岩－碳酸盐岩建造为主。
2．霍丘岩群
由于该岩群地质资料大部来自钻孔，前人对构造认识不一致，导致地层层序划分意见的分岐。自80年代以来，各家划分仍不相同。1982年沈福农等将该群分为上、下两部分，下部称周集组，上部称张楼组。1983年张步春将下组称为老李庄组，上组称周集组。1984年营俊龙由下而上分为花园组和吴集组。1985年安徽省区调队及1987年《安徽省区域地质志》均采用桑宝梁等（1979）自下而上分为花园组、吴集组和周集组的划分方案。
按岩石组合、原岩性质、变质程度以及含矿性等，可以分为上、下两个亚岩群。
下亚岩群相当花园组，为一套混合岩系，以条带状、条痕状和眼球状角闪钾长混合岩为主，据最近研究，大部分可能相当TTG岩系，其中夹有角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩和黑云片岩等残留表壳岩。
上亚岩群为含铁岩系，相当吴集组和周集组，主要由石榴黑云斜长片麻岩，夕线黑云斜长片麻岩、云母石英片麻岩、十字石榴石英片岩、变粒岩、大理岩、斜长角闪片岩夹数层石英磁铁矿等组成，原岩为泥砂质碎屑岩-粘土岩-碳酸盐岩夹硅铁质建造和少量基性凝灰质岩石，属海侵旋回十分明显的沉积建造，形成于离岸较远的滨海环境。
3．五河岩群（或称蚌埠岩群）
桑宝梁等（1981）根据钻孔资料，将变质地层分为三部分。下部以黑云角闪斜长片麻岩夹斜长角闪岩为主；中部以黑云角闪斜长片麻岩为主，含斜长角闪岩、绿泥滑石片岩、黑云片岩、黑云变粒岩及条带状或片麻状石英磁铁矿或石英闪石磁铁矿（铁英岩和闪石铁英岩）；上部为白云质大理岩。在蚌埠以北的抹阁李和五河荣渡地区以黑云斜长花岗质片麻岩（混合岩）为主，前一地区见有含黑云角闪斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩残留体，后者包有超镁铁质岩，其成分与玄武质科马提岩一致。据安徽区调队资料，个别钻孔中还见有基性麻粒岩。下部原岩以较多火山熔岩与火山碎屑岩为主，上部以沉积岩为主，是一套含铁的火山-沉积建造。
三、地球化学特征
如前所述，太华-鲁山-霍丘变质地体由西往东分别由太华岩群、霍丘岩群和五河岩群组成，每个岩群中都有许多岩类，但由于前人研究资料少而零乱，难以全面总结，这里着重讨论太华岩群的变基性火山岩和变超基性岩（超铁镁质岩）以及霍丘岩群的变基性火山岩的地球化学特征。
太华岩群中的变基性火山岩统称为斜长角闪岩（为主）和基性麻粒岩分属于太华岩群的上亚群和下亚群，样品分别来自陕西太要，河南鲁山和舞阳，前两个地区的样品中有少数岩石化学、微量元素和稀土元素能基本配套，而舞阳地区的只有岩石化学（全分析）资料。太华岩群中的超镁铁质岩（角闪岩）和霍丘岩群中的变基性火山岩也都只有常量岩石化学资料，由于这些客观存在的问题，因此难以全面正确反映其应有的地球化学特征。现将太华岩群和霍丘岩群斜长角闪岩的平均化学成分列于表7—2，主元素和微量元素列于表7—3，鲁山、熊耳和舞阳地区太华岩群下亚群角闪岩（超镁铁质岩）的岩右化学成分列于表7—4。
太华岩群和霍丘岩群斜长角闪岩的岩石化学成分以铁高（11%～13%）、钛高、钾高为其特点，富铁角闪质岩石含铁更高。Na2O/K2O比值变化于1.72～4.25之间，CaO/MgO在1.20～1.7之间，FeO*/MgO比在1.4～1.9之间（富铁角闪质岩石高达3.8），五个样品的Sr平均值为280×10-6，五个样品的Ba平均值为1026×10-6,Cr、Ni含量稍高。斜长角闪岩的稀土总量平均（5个）为66.54×10-6，而富铁斜长角闪岩则高达152.69×10-6，而富铁基性麻粒岩比富铁角闪质岩石稍低，亦达96.66×10-6～104.35×10-6。
将表7—2中产于陕西太要、河南鲁山的太华岩群上亚群的角闪岩和斜长角闪岩样品平均值的有关数据投于AFM图解上（图7—1）均位于拉斑玄武岩区。陕西太要相当太华岩群上亚群的富铁角闪质岩和富铁基性麻粒岩则位于拉斑玄武岩区更靠近于FeO*的位置。在FeO*+TiO2—Al2O3—MgO图上位于富铁拉斑玄武岩区。这些岩石据程裕淇、伍家善研究，与大多数火山成因的贫石英或不含石英的斜长角闪岩和麻粒岩相比，FeO+Fe2O3高达17%～19%,TiO2高达2%～3%,MgO低，Al2O3为12%～13%，两者都含有较高的Cr、Ni和Co，其原岩可能为镁铁质凝灰质杂砂岩，以机械方式生成，在时间上和空间上与其它基性火山熔岩的喷发一致，而且来自同一基性火山源。
产于鲁山太华岩群下亚群和霍丘岩群的斜长角闪岩均位于AFM图解中TH和CA分界线上的TH区，河南舞阳地区的斜长角闪岩的化学平均值接近于钙碱性玄武岩区。如将表7—3中数据投于AFM图上（图7—2），情况基本相同。
表7—2 太华岩群和霍丘岩群斜长角闪岩的平均化学成分（%）
注：1．岩石采自陕西太要，相当太华岩群上亚群，据陕西6队，转引自程裕淇，伍家善（1989）；2．岩石采自河南鲁山，相当太华岩群上亚群，据孙勇（1982）；3．岩石采自陕西太要，相当太华岩群上亚群，据程裕淇，伍家善（1989）；4．采自鲁山太华岩群下亚群，据孙勇（1982）；5．采自鲁山地区太华岩群下亚群，据胡受奚等（1988）；6．采自河南舞阳太华岩群，据张源有（1981）刊于：河南地质第4期；7．采自霍丘地区，霍丘岩群，见于钻孔，据于风池等（1982）西北大学学报前寒武纪地质专辑108页。
图7—1 太华岩群上亚群角闪质岩石AFM图解 数据详见表7—2,1—7
图7—2 太华岩群上亚群富铁角闪质和富铁基性麻粒岩AFM图解 数据详见表7—3.1—11
表7—3 太华岩群和霍丘岩群中斜长角闪岩和富铁基性麻粒岩主元素（%）和微量元素（10-6）
说明：1．太华岩群中斜长角闪岩，据刘庆山、高山（1989）；2．鲁山地区太华岩群上亚群中斜长角闪岩（原编号Si001）；3～5．陕西太要太华岩群上亚群中，据程裕淇，伍家善（1989）；6．为3～5样品的平均值；7．为鲁山地区太华岩群下亚群（原称背孜群和荡泽河组）样品；8．河南鲁山雪花沟组角闪质岩石（太华岩群上亚群）据桑宝梁等（1981）；9．河南舞阳太华岩群中斜长角闪岩，据张源有（1981），河南地质第4期，13～33页；10．安徽霍丘，霍丘岩群钻孔中斜长角闪岩，据于凤池等（1982）；11～12．陕西太要太华岩群上亚群中，据程裕淇和伍家善（1989）；13．东秦岭地区太华岩群石榴二辉麻粒岩，据刘庆生，高山（1989）。
表7—4 鲁山、熊耳山和舞阳地区太华岩群下亚群角闪岩（超镁铁质岩）的岩石化学成分（%）
表中数据引自胡受奚等（1988），《华北与华南古板块拼合带地质和成矿》一书，190页和204～207页，原编号即书中原顺序号。鲁山地区角闪岩产于耐庄组（胡受奚等称为背孜群），熊耳山地区角闪岩产于荡泽河组。
如以各岩群单个样品分别投于AFM图上（图7—3，图7—4）则太华岩群下亚群有一部分样品位于钙碱性玄武岩区，霍丘岩群也有两个样品点位于钙碱性玄武岩区。
图7—3 AFM图解 （太华岩群样品）
图7—4 AFM图解 （霍丘岩群）
在FeO*+TiO2—Al2O3—MgO图上（图7—5，图7—6），太华岩群和霍丘岩群的样品均无例外地位于富铁拉斑玄武区。
根据霍丘岩群中斜长角闪岩与BIF共生的情况和地质特征以及高铁（平均13.4%），高钛（平均1.59%）和高K2O（平均1.35%）等特点，可能属高铁基性凝灰质岩石。
图7—5 FeO*+TiO2—Al2O3—MgO图解 太华岩群样品
图7—6 FeO*+TiO2—Al2O3—MgO图解 霍丘岩群样品
在TiO2—Al2O3/TiO2图上，太华岩群下亚群和上亚群斜长角闪岩的分布比较乱，均不在岛弧和大洋玄武岩的趋势线上。在K2O—P2O5—TiO2图上则位于大陆拉斑玄武岩区。
翟明国（1991）将太古代变质玄武岩分成绿岩带变质玄武岩和高级区变质玄武岩。试用翟氏提出的TiO2—Al2O3图解和TiO2—CaO图解将太华岩群斜长角闪岩的有关成分投于两图上，它们均位于远离绿岩区的高级区。
根据太华岩群上、下亚群中斜长角闪岩、富铁角闪质岩和基性麻粒岩的稀土配分曲线（图7—7），不同岩类、不同产出部位的岩石，均具有十分相似的稀土配分曲线。均属轻稀土稍有富集（部分富集），不具Eu异常（部分微显正或负Eu异常），分异较强，总的特征基本与Condie（1981）的TH2相近。
总之，太华岩群上亚群变基性火山岩为富铁拉斑质玄武岩和基性富铁凝灰质杂砂岩，也有一部分属钙碱性玄武岩，据孙勇研究（1982）有一部分相当于碱性玄武岩。下亚群的斜长角闪岩主要为一套大陆富铁拉斑玄武岩。霍丘岩群中的斜长角闪岩主要是一套富铁的基性凝灰质岩石。
有关前人报导的中酸性火山岩，由于缺乏可靠的资料，其地球化学特征暂无法予以讨论。
关于太华岩群下亚群（包括胡受奚等1988年分出的背孜群）下部在斜长角闪岩中出现的科马提岩问题，根据所收集的有限资料，对其地球化学特征作一概略介绍。
图7—7 稀土配分曲线图
按Brooks和Hant（1974）提出的一系列判别基性科马提岩的成分标志：即SiO2=46%～53%,MgO＞9%,CaO/Al2O3＞1,K2O＜0.9%（一般为＜0.5%），TiO2＜0.9%，后来进一步研究表明，大部分具鬣刺结构的岩流并不符合上述情况，其CaO/Al2O3比值都在0.7～3之间。按这一标准衡量，鲁山地区和熊耳山地区太华岩群下亚群耐庄组（胡受奚等称为背孜群，1988）和荡泽河组以及舞阳地区的赵案庄组中所称大量存在的科马提岩有相当一部分不符合上述标准。主要问题是TiO2和K2O含量普遍偏高，少数岩石的SiO2含量和CaO/Al2O3比值超出规定。只有少部分符合标准，试将这些符合标准的岩石化学数据，分别投于AFM图解（图7—8）和FeO*+TiO2—Al2O3—MgO图解中（图7—9），在AFM图上，投点密集区位于TH区靠近FeO*—MgO连线的MgO50%～80%区间，在图7—9图上，极大部分位于玄武质科马提岩区（BK），这些岩石，前人均未见有鬣刺结构，野外产出特征也不清楚，只能说是科马提岩化学成分等同物，详细的地球化学特征以及产出特征和成因，有待以后进一步深入研究。
图7—8 “科马提岩”FeO*—Na2O+K2O—MgO图解
图7—9 “科马提岩”FeO*+TiO2—Al2O3—MgO图解
四、变质与变形
太华-鲁山-霍丘变质地体的变质和变形，以河南鲁山地区的研究最为详细，霍丘和蚌埠地区有少量定性的变质岩研究资料，变形研究十分薄弱，因此论述时以鲁山地区的太华岩群为主。
（一）区域变质作用
1．变质岩石的变质矿物共生组合
鲁山地区太华岩群的变质岩岩石类型较多，但主要为片岩和片麻岩（原岩为粘土质至泥砂质岩）、大理岩（碳酸盐岩）和斜长角闪岩、辉石岩及石榴二辉麻粒岩类（基性岩），其变质矿物共生组合为：
黑云母＋斜长石＋石英
夕线石＋石榴石＋斜长石＋石英
方解石＋白云石＋石墨±透辉石±斜长石
普通角闪石＋斜长石±石英±铁铝榴石
铁榴铝石＋斜长石＋透辉石＋紫苏辉石±石英（微量）
铁铝榴石＋次透辉石＋斜长石±普通角闪石
霍丘地区霍丘岩群的岩类大致与鲁山相同，只是未见麻粒岩，其共生矿物组合有：
斜长石＋石英＋黑云母＋十字石＋蓝晶石
石英＋斜长石＋黑云母＋石榴石
铁铝榴石＋黑云母＋斜长石＋十字石
黑云母＋铁铝榴石＋斜长石＋蓝晶石（夕线石）
斜长石＋石英＋黑云母＋蓝晶石＋石榴石
斜长石＋石英＋黑云母＋镁铁闪石
普通角闪石＋斜长石±石英
白云石＋金云母＋透闪石＋方解石
五河岩群的变质岩类型和共生矿物与鲁山地区的太华岩群十分相似，故不再赘述。
2．变质相与温压条件
根据上述的变质岩石的矿物共生组合和部分地区温压条件的计算以及某些矿物的标志，太华岩群和五河岩群岩石的变质相以高角闪岩相为主，局部达麻粒岩相。
在鲁山地区所见的麻粒岩，据孙勇研究（1982,1983）在角闪岩相岩石中呈混杂、掺合的状态，无法划分变质带，而在麻粒岩的薄片中，普遍存在普通角闪石交代辉石的现象，因此他认为麻粒岩系代表前期的一次高温变质作用，而后才是区域角闪石相变质作用，麻粒岩作为残留体出现。同时认为该区存在多期变质作用。据刘庆生等研究（1990）认为基性麻粒岩常呈条带状产出，沿两侧逐渐过渡为高角闪岩相-角闪岩相，也难以用进变质作用解释。五河岩群中麻粒岩仅见于钻孔，产状不明。组成矿物为斜长石（50%～55%），透辉石（25%～30%），角闪石（5%～10%），紫苏辉石（5%）及黑云母和磁铁矿等，在蚌埠马益山一带，见有含石榴石辉石岩，经测定，石榴石-单斜辉石对的变质温度为750～809℃。
孙勇（1982）根据鲁山麻粒岩KDGar-Cpx的P—T图解认为其形成温度介于680～760℃间，压力0.8～1.0GPa。刘庆生等（1990）应用Wood和Banno的二辉石温度计求得的温度为825℃，利用Wells二辉石温度计获得的T=876℃，后一数据可能偏高。他们用Peskin和Chipena等多种压力计求出的825℃时的压力十分一致，均为0.9GPa。如以此估算其形成深度约为35km，与下地壳上部的深度相当。由于各人估算的温度有一定差别，更确切的麻粒岩相形成温压条件，尚需进一步研究。
鲁山地区角闪岩相的温压条件，未见前人报道，孙勇（1982）曾利用普通角闪石作过研究，在AlⅣ—AlⅥ图和（Na2O+K2O）—TiO2图上均投于角闪岩相范围。
关于麻粒岩相与角闪岩相变质是两次变质作用还是连续过渡的，仍需深入研究。
霍丘地区霍丘岩群岩石的变质作用的温压条件，沈福农等（1982）根据泥质岩变质矿物组合中，十字石和蓝晶石共生，而且蓝晶石多于十字石的特征和前人实验结果作了详细分析，Hoschek（1969）实验结果指出，在水流体和缓冲剂存在时，十字石在0.7GPa和565℃时可以形成，现在十字石可与蓝晶石共生，因此这一组合的稳定温度应高于十字石的形成温度565℃，而与蓝晶石共生的还有夕线石，根据Althaus（1969）的实验资料，其形成温压的范围大致在660℃，0.6GPa，因此，沈福农等根据本区变泥质岩中常见有黑云母＋铁铝榴石＋十字石和黑云母＋铁铝榴石＋十字石＋蓝晶石（有时见有夕线石）的典型共生组合，判断其形成的温压条件为T=550～660℃，p=0.5～0.7GPa，属于区域变质作用的中压角闪岩相。
太华岩群和霍丘岩群等经受角闪岩相（局部麻粒岩相）之后，随之又发生广泛的多次变形作用而遭受较普遍的退化变质作用，各种退变质现象从肉眼至镜下普遍存在，如角闪石交代辉石，绿泥石交代角闪石，黑云母交代铁铝榴石和角闪石、白云母交代黑云母、蓝晶石和十字石等（霍丘岩群）。但在空间分布上较复杂，难以划分出明显的相界线。
（二）变形——以鲁山地区的太华岩群为例
鲁山地区的太华岩群与登封岩群一样，同样经历过多期复杂的变形，构造系列也可分为三期五幕（张国伟等，1982）。
据张国伟等的研究（1982），本区第一期变形与登封地区的嵩阳期相当，同属新太古代。可分两幕，第一幕形成了一系列中小型近东西向卵形穹窿构造和伴生的褶皱和揉流构造。由于后期构造的叠加，在大部分地区卵形穹窿构造保存不佳，难以辨认。伴随该幕变形，有超基性和基性岩体和岩脉的侵入。第二幕形成近东西向紧密倒转的线状褶皱，轴面片理，香肠，窗棱构造，矿物线理等。本区以角闪岩相为主的区域变质作用与本期变形同步，同时还有各种花岗质岩石的侵入。第二三期变形的时代可能相当古元古代。第二期变形以北北西向同斜、歪斜宽缓褶皱、轴面片理、折劈、断裂、窗棱及交面线理为主。第三期变形分一、二两幕。第一幕以北北东向同斜或宽缓褶皱、轴面片理、折劈、挤压片理等为主，同时发生区域动力变质作用，使岩石退变。第二幕以北北东向宽缓褶皱为主，其次也见有折劈、断裂、节理和交面线理等。同时也伴有退变质作用以及花岗岩和基性脉岩的侵入。