内华达MculgCluh地区黑云母一青石o堇石榴石片麻岩的岩石学

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1、第2期世界地盾1991丰内华达McCullough地区黑云母一堇青石一石榴石片麻岩的岩石学lI低压麻粒岩级变质作用晚期阶段P—T—aHo轨迹和堇青石的生长Edwardd．Young王天武译刘喜山校摘要根据吉布斯(Gibl~)方法与质量平衡方程进行的热动学计算(Spear．1986)已被用来模拟内华达南部McCullough地区的泥质片麻岩中产生堇青石的反应作为一种对HO迁移为开放系统来处理的这种模拟片麻岩的计算与其结构关系是一致的。计算结果表明，董青石的生长是通过下列连续净转换反应：0，76BIO+1．72SILL+3．55

2、QTZ+0．27PLG+0．O05GRT+0．06ALS1．[B1o]s1．00CRD+1．02KSP+0．76HzO+0．30FeMg．I[CRD]+0．】5FeMg_-[elO]+0．O005FeMg_．[GIRT]+0．005CIN．AI．1sLl[PLG1这一过程伴随着压力和温度的降低和ano的增加。这些低压麻枉岩陡的变质dp／dT轨速与更高压麻拄岩典型的等压冷却轨迹相反，这表明，这个地区在元古代癣枉岩级变质作用期间括升和侵蚀作用是活跃的。’0绪言Loomis(1975)和Thompson(1976)已强调过连续净转

3、换反应的重要性，这些反应影响着在变质作用过程中矿物成分和实际丰度。这些重要反应的特点历来取决于简化投影的拓朴学的解释。蠼近部分研究者(Ri婵和Ferry，1982}Thompson，1982IThomld~on等人，1982}Chaml~rlarn，1986)已经利用定量趋近法来研究在变质作用期间方式上的变化。Korzhinskii(1959)用图解法说明了，考虑简单热动力系统状态的强度和广度因素的优越性，充分理解连续的净转换反应需要考查这两种类型变量间的一致性。在这篇论文中，研究泥质片麻岩在麻粒岩级变质作用的晚期阶段，独立

4、强度变量的演化及这些变量在模拟中的改变。这些片麻岩是出露于内华选南部McCullough地区元古一48—代低压麻粒岩杂岩的一部分这些岩石的岩石学在姊妹篇文章中(I部分，Young等，】989)做了总结。这里Spear(1986)提出的方法被用于定量说明泥质片麻岩中，堇青石是由消耗黑云母、矽线石、石英和斜长石反应而形成以及钾长石的生长。这进一步说明，产生堇青石的反应随着压力的大量降低，少量的温度降低和HzO活度的增加而发展。这些结果是与结构证据和发表的实验资料一致，同时也说明，这种趋近法对解释与连续净转换反应相关的共生组合是有

5、用的。得到的P_T轨迹给予一种强制因素，可能是引起这些岩石所记录的元古界低压麻粒岩级变质事件的原因。．1泥质片麻岩共生组合泥质片麻岩含有钾长石+斜长石+石英+黑云母+石榴石+堇青石+矽线石+钛铁矿+铁尖晶石+石墨的组合。其岩石学特征和变质作用条件已在I部分中描述过。简单地说，以地质温压计为根据，矿物产生的温度为590～750℃，压力为0．3～0．4GPa。矿物的平衡记录了至少在变质作用晚期低的fo：(≤QFM)和aH：O(≤0．26)。嵌晶状的堇青石核部包含黑云母和少量石榴石，和这些包裹体一起，组成这些岩石中部分共生组合而不

6、同于由基质颗粒所限定的那类组合，包括堇青石嵌晶的边缘。堇青石中的黑云母士石榴石包体比基质中的黑云母和石榴石颗粒更富含镁。堇青石中的黑云母包体相对于基质黑云母也有较高的铝含量。堇青石环带缺乏镁铁硅酸盐包体，具有比较平缓的成分梯度特征，可以推测是归因于高温下有效体积扩散作用使部分均匀化的结果(Tracy等，1976}Woodsworth，1977}Grew，1981{Tracy和Dietsh，1982}I~dares和Martignole，1984lSchrcurs和Wes~a，1986)。相反，显示明显环带的堇青石嵌晶，在黑云

7、母士石榴石包体附近的核部有相当高的Mg／(mg+Fe)比值的特点(图】)。包体和相邻的主晶堇青石富镁成分(I三{下称为包体组合)不能归因于阳离子的替换，因为在这种替换中，它们单独构成镁铁硅酸盐。然而，所有这三个相中mg／(mgq-Fe)比值的增加与退化变质的阳离子不一致(参见Traey等，1976{Schmu~和Westra，1986)。这些成分可能是与由连续净转换反应产生的堇青石边缘和基质颗粒成分(以下称为基质组合)有关。虽然，堇青石嵌晶中环带轮帑形状可以通过扩散而改变，但是从包体组合到基质组台成分的变化是这个反应期间引起

8、的一种残留环带。包体组合反映了堇青石生长的早期阶段为主的条件，基质组合记录了堇青石结晶作用之后达到的条件。在这两类共生组台中，这些矿物相成分的差异常被用来推断P．T．aHzO的变化和在堇青石生长期间出现的矿物成分的实际丰度。2方法理论。吉布斯法(spear等，l982)是一种与状态强度因素