Thạch học biến chất
Thạch học biến chất nghiên cứu những thay đổi về khoáng vật học, kiến trúc và thành phần hóa học mà đá trải qua ở trạng thái rắn khi chịu tác động của nhiệt độ, áp suất và chất lỏng.
Definition
Là một nhánh của thạch học liên quan đến sự biến đổi về khoáng vật học và kiến trúc của các loại đá đã tồn tại trước đó dưới các điều kiện nhiệt độ, áp suất và chất lỏng thay đổi mà không có sự nóng chảy đáng kể.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm các nguyên lý của biến chất: khái niệm tướng và cấp độ biến chất, các phản ứng hóa học tạo ra các tập hợp khoáng vật mới, các kiến trúc và cấu trúc được tạo ra do tái kết tinh và biến dạng, và sự khác biệt giữa biến chất khu vực và biến chất tiếp xúc. Nó sử dụng các tập hợp khoáng vật để tái tạo lại lịch sử áp suất-nhiệt độ-thời gian của đá.
Sub-topics
Core questions
- Các tướng biến chất liên hệ các tập hợp khoáng vật với áp suất và nhiệt độ như thế nào?
- Những phản ứng hóa học nào đánh dấu sự gia tăng cấp độ biến chất?
- Các kiến trúc và cấu trúc ghi lại sự biến dạng và tái kết tinh như thế nào?
- Biến chất khu vực và biến chất tiếp xúc khác nhau về nguyên nhân và sản phẩm như thế nào?
Key theories
- Khái niệm tướng biến chất
- Nguyên lý của Eskola cho rằng các loại đá có thành phần khối lượng nhất định cân bằng trong một phạm vi áp suất và nhiệt độ cụ thể sẽ phát triển một tập hợp khoáng vật đặc trưng, định nghĩa các tướng biến chất tương ứng trực tiếp với các điều kiện.
- Khoáng vật chỉ thị và các đới biến chất
- Sự xuất hiện đầu tiên của các khoáng vật chỉ thị cụ thể, như chlorite, biotite, garnet, staurolite, kyanite và sillimanite trong các đá phiến sét biến chất, đánh dấu các đường đẳng nhiệt phân chia một khu vực thành các đới có cấp độ biến chất tăng dần.
Clinical relevance
Thạch học biến chất cho phép các nhà địa chất tái tạo lại lịch sử chôn vùi, nung nóng và nâng lên của các đai kiến tạo, xác định các quá trình kiến tạo mảng như hút chìm và va chạm, và hiểu rõ sự hình thành của các mỏ quặng biến chất và khoáng sản công nghiệp.
History
Việc George Barrow lập bản đồ biến chất phân đới ở Cao nguyên Scotland vào cuối thế kỷ XIX đã giới thiệu các khoáng vật chỉ thị; Pentti Eskola đã chính thức hóa khái niệm tướng vào năm 1920, và các công trình thực nghiệm và nhiệt động học trong thế kỷ XX đã hiệu chỉnh các tướng và phản ứng theo áp suất và nhiệt độ định lượng.
Key figures
- Pentti Eskola
- George Barrow
- Bernard Yardley
Related topics
Seminal works
- eskola1920
- winter2013
- bucher2011
Frequently asked questions
- Sự khác biệt giữa biến chất và nóng chảy là gì?
- Biến chất làm biến đổi đá ở trạng thái rắn; một khi nhiệt độ đủ cao để tạo ra sự nóng chảy đáng kể, quá trình chuyển sang anatexis và thạch học magma.
- Cấp độ biến chất là gì?
- Một thước đo định tính về cường độ biến chất, chủ yếu là nhiệt độ đỉnh đạt được, được thể hiện thông qua các khoáng vật chỉ thị và tướng từ cấp độ thấp (greenschist) đến cấp độ cao (granulite).