Метаморфические реакции и минеральные ассоциации

Метаморфические реакции потребляют и производят минералы по мере изменения давления и температуры, формируя ассоциации, которые фиксируют метаморфическую историю породы.

Definition

Химические реакции между минералами во время метаморфизма и равновесные минеральные ассоциации, которые они производят, используются для определения условий давления-температуры и путей метаморфических пород.

Scope

Эта тема охватывает типы метаморфических реакций: дегидратацию, декарбонизацию, твердотельные и непрерывные реакции, построение петрогенетических сеток, хемографические проекции AKFM и ACF, используемые для изображения ассоциаций, а также геотермобарометрию — использование минеральных составов для количественной оценки давления и температуры равновесия.

Core questions

• Какие реакции вызывают изменения минералов во время метаморфизма?
• Как петрогенетические сетки предсказывают стабильные ассоциации?
• Как используются хемографические диаграммы для чтения ассоциаций?
• Как геотермобарометрия количественно определяет пиковые условия?

Key theories

Непрерывные и прерывистые реакции

Метаморфические минералы изменяются посредством прерывистых реакций, которые происходят при фиксированных условиях для данной ассоциации, и непрерывных реакций в минералах твердых растворов, которые протекают в определенном диапазоне, совместно определяя петрогенетическую сетку для объемного состава.

Геотермобарометрия

Поскольку распределение элементов между сосуществующими минералами и положения равновесий реакций зависят от давления и температуры, измеренные составы минералов могут быть инвертированы для оценки условий равновесия.

Clinical relevance

Анализ реакций и геотермобарометрия являются количественной основой метаморфической петрологии, позволяя реконструировать пути изменения давления-температуры-времени, которые выявляют скорости погружения и эксгумации и ограничивают динамику горообразования.

History

Термодинамическая трактовка метаморфических реакций, разработанная в середине XX века, была синтезирована в петрогенетических сетках и внутренне согласованных термодинамических наборах данных; трактат Спира 1993 года кодифицировал фазовые равновесия и анализ путей изменения давления-температуры-времени для метаморфических пород.

Key figures

• Frank S. Spear
• Kurt Bucher
• Bernard Yardley

Seminal works

• spear1993
• bucher2011
• winter2013

Frequently asked questions

Что такое реакция дегидратации?

Метаморфическая реакция, которая разрушает водосодержащие минералы, такие как слюды и амфиболы, и выделяет воду по мере повышения температуры, производя безводные минералы и флюидную фазу.

Как порода может фиксировать свой путь изменения давления-температуры?

Зональность минералов, включения и частично прореагировавшие ассоциации сохраняют свидетельства более ранних условий, что в сочетании с геотермобарометрией позволяет петрологам реконструировать путь погружения и эксгумации.