Phản ứng biến chất và tập hợp khoáng vật

Các phản ứng biến chất tiêu thụ và tạo ra khoáng vật khi áp suất và nhiệt độ thay đổi, tạo ra các tập hợp ghi lại lịch sử biến chất của đá.

Definition

Các phản ứng hóa học giữa các khoáng vật trong quá trình biến chất và các tập hợp khoáng vật cân bằng mà chúng tạo ra, được sử dụng để suy ra các điều kiện áp suất-nhiệt độ và các con đường của đá biến chất.

Scope

Chủ đề này bao gồm các loại phản ứng biến chất, phản ứng khử nước, phản ứng khử cacbon, phản ứng rắn-rắn và phản ứng liên tục, việc xây dựng lưới petrogenetic, các phép chiếu hóa học AKFM và ACF được sử dụng để mô tả các tập hợp, và địa nhiệt áp kế (geothermobarometry), việc sử dụng thành phần khoáng vật để định lượng áp suất và nhiệt độ cân bằng.

Core questions

• Những loại phản ứng nào thúc đẩy sự thay đổi khoáng vật trong quá trình biến chất?
• Lưới petrogenetic dự đoán các tập hợp ổn định như thế nào?
• Sơ đồ hóa học được sử dụng để đọc các tập hợp như thế nào?
• Địa nhiệt áp kế định lượng các điều kiện đỉnh như thế nào?

Key theories

Phản ứng liên tục và không liên tục

Các khoáng vật biến chất thay đổi thông qua các phản ứng không liên tục xảy ra ở các điều kiện cố định cho một tập hợp nhất định và các phản ứng liên tục trong các khoáng vật dung dịch rắn diễn ra trong một phạm vi, cùng nhau xác định lưới petrogenetic cho một thành phần khối.

Địa nhiệt áp kế (Geothermobarometry)

Vì sự phân chia các nguyên tố giữa các khoáng vật cùng tồn tại và vị trí cân bằng phản ứng phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ, thành phần khoáng vật đo được có thể được đảo ngược để ước tính các điều kiện cân bằng.

Clinical relevance

Phân tích phản ứng và địa nhiệt áp kế là cốt lõi định lượng của địa chất học biến chất, cho phép tái tạo các con đường áp suất-nhiệt độ-thời gian để tiết lộ tốc độ chôn vùi và nâng lên, đồng thời hạn chế động lực học của quá trình hình thành núi.

History

Việc xử lý nhiệt động học các phản ứng biến chất, được phát triển trong suốt giữa thế kỷ XX, đã được tổng hợp trong các lưới petrogenetic và các bộ dữ liệu nhiệt động học nhất quán nội bộ; chuyên luận năm 1993 của Spear đã hệ thống hóa cân bằng pha và phân tích con đường áp suất-nhiệt độ-thời gian cho đá biến chất.

Key figures

• Frank S. Spear
• Kurt Bucher
• Bernard Yardley

Seminal works

• spear1993
• bucher2011
• winter2013

Frequently asked questions

Phản ứng khử nước là gì?

Một phản ứng biến chất phân hủy các khoáng vật hydrat hóa như mica và amphibole và giải phóng nước khi nhiệt độ tăng, tạo ra các khoáng vật khan và một pha chất lỏng.

Một tảng đá có thể ghi lại con đường áp suất-nhiệt độ của nó như thế nào?

Sự phân đới khoáng vật, các bao thể và các tập hợp phản ứng một phần bảo tồn bằng chứng về các điều kiện trước đó, điều này kết hợp với địa nhiệt áp kế cho phép các nhà địa chất học tái tạo con đường chôn vùi và nâng lên.