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变质岩石学

变质岩石学研究岩石在固态下响应热、压力和流体而发生的矿物学、结构和化学变化。

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Definition

岩石学的一个分支,研究在温度、压力和流体条件变化下,原有岩石在没有整体熔融的情况下发生的矿物学和结构转变。

Scope

该领域涵盖变质作用的原理:变质相和变质等级的概念,产生新矿物组合的化学反应,重结晶和变形产生的结构和构造,以及区域变质作用和接触变质作用的对比环境。它利用矿物组合来重建岩石的压力-温度-时间路径。

Sub-topics

Core questions

  • 变质相如何将矿物组合与压力和温度联系起来?
  • 哪些化学反应标志着变质等级的升高?
  • 结构和构造如何记录变形和重结晶?
  • 区域变质作用和接触变质作用在成因和产物上有何不同?

Key theories

变质相概念
埃斯科拉的原理认为,具有特定整体成分的岩石在特定压力和温度范围内达到平衡时,会形成特征性的矿物组合,从而定义直接对应于条件的变质相。
指示矿物和变质带
泥质岩中特定指示矿物(如绿泥石、黑云母、石榴石、十字石、蓝晶石和硅线石)的首次出现,标志着等变线,将一个区域划分为等级逐渐升高的区域。

Clinical relevance

变质岩石学使地质学家能够重建造山带的埋藏、加热和折返历史,限定俯冲和碰撞等板块构造过程,并理解变质矿床和工业矿产的形成。

History

乔治·巴罗(George Barrow)在19世纪末对苏格兰高地带状变质作用的测绘引入了指示矿物;彭蒂·埃斯科拉(Pentti Eskola)于1920年正式提出了相的概念,20世纪的实验和热力学工作将相和反应校准到定量的压力和温度。

Key figures

  • Pentti Eskola
  • George Barrow
  • Bernard Yardley

Related topics

Seminal works

  • eskola1920
  • winter2013
  • bucher2011

Frequently asked questions

变质作用和熔融有什么区别?
变质作用是在固态下改变岩石;一旦温度高到足以产生大量熔体,该过程就进入深熔作用和火成岩石学范畴。
什么是变质等级?
变质作用强度的一种定性衡量,主要指达到的最高温度,通过指示矿物和相来表示,从低等级(绿片岩相)到高等级(麻粒岩相)。

Methods for this concept

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