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变质反应与矿物组合

变质反应随着压力和温度的变化消耗和生成矿物,形成记录岩石变质历史的矿物组合。

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Definition

变质作用过程中矿物间的化学反应及其产生的平衡矿物组合,用于推断变质岩的压力-温度条件和路径。

Scope

本主题涵盖变质反应的类型,包括脱水反应、脱碳反应、固-固反应和连续反应;岩石成因格架的构建;用于描绘矿物组合的AKFM和ACF化学投影图;以及地质温压计,即利用矿物成分量化平衡时的压力和温度。

Core questions

  • 哪些类型的反应驱动变质作用中的矿物变化?
  • 岩石成因格架如何预测稳定的矿物组合?
  • 化学投影图如何用于解读矿物组合?
  • 地质温压计如何量化峰值条件?

Key theories

连续反应和不连续反应
变质矿物通过不连续反应(在给定矿物组合的固定条件下发生)和连续反应(在固溶体矿物中发生,作用于一定范围)而变化,共同定义了整体成分的岩石成因格架。
地质温压计
由于共生矿物之间元素的分配以及反应平衡的位置取决于压力和温度,因此可以通过反演测量的矿物成分来估算平衡条件。

Clinical relevance

反应分析和地质温压计是变质岩石学定量的核心,能够重建压力-温度-时间路径,揭示埋藏和剥蚀速率,并限定造山运动的动力学。

History

变质反应的热力学处理在20世纪中叶得到发展,并被整合到岩石成因格架和内部一致的热力学数据集中;斯皮尔(Spear)1993年的专著对变质岩的相平衡和压力-温度-时间路径分析进行了系统阐述。

Key figures

  • Frank S. Spear
  • Kurt Bucher
  • Bernard Yardley

Related topics

Seminal works

  • spear1993
  • bucher2011
  • winter2013

Frequently asked questions

什么是脱水反应?
一种变质反应,随着温度升高,分解云母和角闪石等含水矿物,释放出水,生成无水矿物和流体相。
岩石如何记录其压力-温度路径?
矿物环带、包裹体和部分反应的矿物组合保留了早期条件的证据,结合地质温压计,使岩石学家能够重建埋藏和剥蚀路径。

Methods for this concept

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