超高压和高压榴辉岩和片岩地质温度压力计对石榴石...

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1、超高压和高压榴辉岩和片岩地质温度压力计——对石榴石-单斜辉石-蓝晶石-多硅白云母-柯石英/石英之间平衡态的一个评价克罗赫·拉夫纳（E.J.KroghRavna）和泰瑞（M.P.Terry）摘要由于石榴石-单斜辉石铁-镁交换温度计在含绿辉石的聚集体中可靠性的严重问题，榴辉岩和其它高压（HP）/超高压（UHP）岩石地质温度计已经成为了一个挑战。同样地，也缺少榴辉岩和相关高压/超高压岩石可靠的地质压力计。本文中对超高压聚集体，石榴石-单斜辉石-蓝晶石-多硅白云母-柯石英和相应的高压聚集体，石榴石-单斜辉石-蓝晶石-多硅白云母-石英之间的反应明确写出了一组

2、内部自洽的地质温度压力计表达式。在KCMASH（K2O–CaO–MgO–Al2O3-SiO2–H2O）系统中，端员石榴石中的钙铝榴石（Grs）和镁铝榴石（Prp），单斜辉石中的透辉石（Di），多硅白云母中的白云母（Ms）和鳞石（Cel）以及蓝晶石和柯石英或者石英分别定义了柯石英和石英稳定域中的不动点，取决于哪种二氧化硅的同质异像体是稳定的。于是，一组包括这些端员的净迁移反应将唯一地定义含多硅白云母-蓝晶石-二氧化硅的榴辉岩的平衡温度和压强。应用于世界各地相关的榴辉岩显示了和岩相学证据良好的一致性。含有柯石英或者多晶石英假相包体的榴辉岩都处于柯石英的

3、稳定区域，而典型的没有前述柯石英迹象的含有石英的榴辉岩处于石英稳定区域。含金刚石的柯石英-蓝晶石榴辉岩和金伯利岩中的榴辉蓝晶岩捕虏体都处于金刚石稳定区域。目前这个方法和这些种类岩石的石榴石-单斜辉石铁-镁地质温度计相比较也得出了一致的值，但也显示出后一种温度计一定的非系统性的弥散。这篇文章中提出的净迁移地质温度压力计方法较通常的阳离子交换温度计受到晚些时候的二次热平衡的影响更小。关键词：地质压力计；地质温度计；高压；蓝晶石-多硅白云母榴辉岩；超高压引言直到最近，还没有对榴辉岩精确压强进行估计的方法，而通常只能得到基于和石英共存的绿辉石（不含钠长石）

4、的翡翠成分的极小值估计。偶尔存在柯石英或者多晶石英假相包体作为石榴石或绿辉石（例如，肖平（Chopin），1984；史密斯（Smith），1984），甚至微小金刚石（例如，奥凯（Okay），1983）的内含物为超高压（UHP）岩石提供了另外一个极小的但是高一些的压力限制。沃特斯（Waters）和马丁（Martin）（1983）基于赫兰德（Holland）和鲍威尔（Powell）（1990）对相当常见的榴辉矿物聚集体石榴石+单斜辉石+多硅白云母的反应6透辉石+3白云母=2钙铝榴石+1镁铝榴石+3鳞石（1）的热力学数据提出了一个新的地质压力计。这个压力

5、计有一个小的dP/dT斜率，整体估计的不确定度<2千巴（kbar），并且已经被证明对于来自中国大别山（卡斯威尔（Carswell）等，1997；施密德（Schmid），2001），挪威南部的西部片麻岩复合体（Western12GneissComplex）（唯恩（Wain），1998；库斯伯特（Cuthbert）等，2000；唯恩（Wain）等，2001）和阿尔卑斯山（诺兰（Nowlan）等，2000）的含多硅白云母的高压（HP）和超高压（UHP）榴辉岩是成功的。沙普（Sharp）等（1992）在其他方法中使用了平衡3透辉石+2钙铝榴石=1蓝晶石+1

6、镁铝榴石+2柯石英（2）来对来自南非罗伯茨·威克特（RobertsVictor）金伯利岩的超高温和超高压柯石英-透长石榴辉蓝晶岩捕虏体进行了限制。他们对这个包体在1200±100°C得到了45±5千巴（kbar）的压强，这和其它对同一样品进行的估计差不多。中村（Nakamura）和班诺（Banno）（1997）将CFMASH（CaO-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O）系统中石榴石、单斜辉石、蓝晶石和柯石英之间的平衡应用到来自多拉·玛依拉（DoraMaira）和苏鲁的含蓝晶石-柯石英的榴辉岩。他们对两个地点的压强估计接近于或者处于柯石英的

7、稳定区域。拉夫纳（Ravna）和泰瑞（Terry）（2001）指出，使用石榴石-单斜辉石-多硅白云母-蓝晶石-二氧化硅（柯石英/石英）聚集体，可以唯一地确定多硅白云母-蓝晶石榴辉岩的压强和温度。这篇文章介绍了基于赫兰德（Holland）和鲍威尔（Powell）（1998）的数据库用热力学方法得出的端员钙铝榴石-镁铝榴石-透辉石-铝-鳞石-白云母以及蓝晶石和二氧化硅（柯石英或石英）之间的P-T-X关系的线性表达式。在KCMASH系统中，这些聚集体唯一地定义了超高压和高压榴辉岩中的P-T条件，取决于存在柯石英或者石英。人们也已经在一些超高压和高压变质地

8、体中的一些泥质聚集体中观察到了不含单斜辉石的聚集体[di,grs]。这篇文章中介绍的地质温度计表达式被应用于世界范围内的各