变质作用P‐T‐t轨迹的研究方法与进展

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• 责任者：魏春景^c北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室^d1962^f教授
• 刊名：地学前缘
• 出版年：2011
• 卷期：18^b2总88
• 关键词：P—T—t轨迹 ; 变质作用20^a地质温度计 ; 地质压力计 ; 热力学 ; 变质相 ; 进展
• 页码：1～16
• 索书号：P206.6/208-8
• 图表：^c表1参52插图
• 分类号：0620
• 文摘期号：2011/09

摘要

变质作用P‐T‐t轨迹理论的提出完全改变了人们对变质作用过程的认识。地壳加厚区(造山带)内区域变质作用发生于地壳从热扰动到热松弛的动态演化过程中，岩石的P‐T‐t轨迹是地壳加厚的方式及机制、热松弛速率和岩石折返速率的综合函数。一维热模拟假设引起热扰动的构造作用在瞬间完成，岩石在折返过程中开始变质作用演化。二维热模拟结果表明在地壳加厚过程中(岩石埋藏阶段)伴随明显热效应，岩石在折返过程中有少量加热，达到温度峰值。反演变质作用的P‐T‐t轨迹包括3种方法:传统地质温压计方法，吉布斯/微分热力学方法和变质相图方法。无论哪种方法，都必须以详细岩相学研究为基础，在岩石中划分出两期以上矿物组合。传统地质温压计方法被广泛使用，但在确定不同期次矿物组合的平衡和P‐T条件上有若干不确定性。吉布斯/微分热力学方法理论上非常完善，依据矿物(石榴石)的生长环带计算岩石的P‐T‐t轨迹，但是由于难以确定矿物生长阶段的矿物组合变化，以及缺少复杂固溶体的活度模型等，致使该方法实用性较差。目前反演岩石P‐T‐t轨迹的最好方法是变质相图方法，该方法依据p‐T视剖面图上矿物等值线温压计，模拟由矿物的世代关系和生长环带所记录的P‐T条件变化，并可以定量模拟变质过程中的矿物组合演化、变质反应和流体行为。对不同中压型变质带和超高压型地体中岩石P‐T‐t轨迹的反演模拟表明，岩石在构造埋藏阶段应伴随明显热效应，发生一系列递增变质作用，几乎同时达到压力与温度峰值，岩石折返过程以等温降压型(ITD)为主。这与一维热模拟结果很不相同，而与二维热模拟结果大体相似，但一般折返速率更快。