Metamorphe Reaktionen und Mineralparagenesen
Metamorphe Reaktionen verbrauchen und produzieren Minerale, wenn sich Druck und Temperatur ändern, wodurch Paragenesen entstehen, die die metamorphe Geschichte eines Gesteins aufzeichnen.
Definition
Die chemischen Reaktionen zwischen Mineralen während der Metamorphose und die von ihnen erzeugten Gleichgewichts-Mineralparagenesen, die zur Ableitung der Druck-Temperatur-Bedingungen und -Pfade metamorpher Gesteine verwendet werden.
Scope
Dieses Thema behandelt die Arten metamorpher Reaktionen, Dehydratations-, Entkarbonatisierungs-, Festkörper- und kontinuierliche Reaktionen, die Konstruktion petrogenetischer Netze, die chemographischen Projektionen AKFM und ACF zur Darstellung von Paragenesen sowie die Geothermobarometrie, d.h. die Verwendung von Mineralzusammensetzungen zur Quantifizierung von Druck und Temperatur der Äquilibrierung.
Core questions
- Welche Arten von Reaktionen treiben Mineralveränderungen während der Metamorphose an?
- Wie sagen petrogenetische Netze stabile Paragenesen voraus?
- Wie werden chemographische Diagramme zur Ablesung von Paragenesen verwendet?
- Wie quantifiziert die Geothermobarometrie Spitzenbedingungen?
Key theories
- Kontinuierliche und diskontinuierliche Reaktionen
- Metamorphe Minerale verändern sich durch diskontinuierliche Reaktionen, die unter festen Bedingungen für eine gegebene Paragenese ablaufen, und kontinuierliche Reaktionen in Mischkristallmineralen, die über einen Bereich hinweg fortschreiten, wobei sie zusammen das petrogenetische Netz für eine bestimmte Gesamtkomposition definieren.
- Geothermobarometrie
- Da die Verteilung von Elementen zwischen koexistierenden Mineralen und die Positionen der Reaktionsgleichgewichte von Druck und Temperatur abhängen, können gemessene Mineralzusammensetzungen umgekehrt werden, um die Äquilibrierungsbedingungen abzuschätzen.
Clinical relevance
Reaktionsanalyse und Geothermobarometrie bilden den quantitativen Kern der metamorphen Petrologie und ermöglichen die Rekonstruktion von Druck-Temperatur-Zeit-Pfaden, die Versenkungs- und Exhumationsraten aufzeigen und die Dynamik der Gebirgsbildung eingrenzen.
History
Die thermodynamische Behandlung metamorpher Reaktionen, die sich bis Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelte, wurde in petrogenetischen Netzen und intern konsistenten thermodynamischen Datensätzen zusammengefasst; Spears Abhandlung von 1993 kodifizierte die Phasengleichgewichte und die Druck-Temperatur-Zeit-Pfadanalyse für metamorphe Gesteine.
Key figures
- Frank S. Spear
- Kurt Bucher
- Bernard Yardley
Related topics
Seminal works
- spear1993
- bucher2011
- winter2013
Frequently asked questions
- Was ist eine Dehydratationsreaktion?
- Eine metamorphe Reaktion, die wasserhaltige Minerale wie Glimmer und Amphibole abbaut und bei steigender Temperatur Wasser freisetzt, wodurch wasserfreie Minerale und eine Fluidphase entstehen.
- Wie kann ein Gestein seinen Druck-Temperatur-Pfad aufzeichnen?
- Mineralzonierung, Einschlüsse und partiell reagierte Paragenesen bewahren Hinweise auf frühere Bedingungen, die in Kombination mit der Geothermobarometrie Petrologinnen und Petrologen die Rekonstruktion des Versenkungs- und Exhumationspfades ermöglichen.