变质作用高峰期后的离子再交换与纯转换反应及对温度压力计算-维普.PDF

维普资讯 矿物岩石地球化学通报 · 综 述 · BulletinofMineralogy．PetrologyandGeochemistry Vo1．23No．4．2004Oct． 变质作用高峰期后的离子再交换与 纯转换反应及对温度压力计算的影响 符巩固 。，陈广浩 ，吴春明。 1．中国科学院 广州地球化学研究所，广州 510640；2．中国科学院 研究生院 计算地球动力学重点实验室，北京 100039；3．湖南省地质调查院，长沙 410011 摘 要 ：变质程度达角闪岩相及麻粒岩相的各类变质岩石在变质作用高峰期后，如果降温速率比较慢，往往发 生退变质性质的离子再交换反应与纯转换反应。这两类退变质反应不可避免地改造 了变质高峰期的矿物成 分，使岩石不能准确记录变质作用各阶段的矿物成分和变质作用p-T轨迹。对这两类反应的研 究已成 为近 年来变质岩石学研究的热点之一。本文通过研究实例，简要综述了基性麻粒岩中石榴子石一斜方辉石之间的 Fe—Mg再交换反应、酸性麻粒岩中斜长石一碱性长石之间的K—Na再交换反应、泥质片麻岩中石榴子石变 斑晶边部的部分分解(纯转换)反应，以及恢复变质高峰期矿物成分和计算变质高峰期 T条件的方法。指 出只有在准确恢复变质高峰期变质矿物成分的基础上，获得的变质作用 丁_￡轨迹才能反映客观地质事实。 关 键 词 ：离子再交换反应；纯转换反应；矿物成分恢复；变质峰期条件 中图分类号：P579 文献标识码 ：A 文章编号2004)04—0362—06 每个矿物温度计与压力计都有各 自的封闭温 对变质作用高峰期后的离子再交换反应与纯转 度，它们所记录的是在封闭温度 以下的变质温度、压 换反应的研究，近期取得显著的进展。本文通过几 力。因而对于较低级至中级变质作用，可以获得变 个研究实例的综述，探讨这些成果的启示。 质作用高峰期间的温度、压力；变质程度越高，例如 1石榴子石一斜方辉石间的F~-Mg再交换 高角闪岩相至麻粒岩相乃至超高温变质作用，变质 温度有可能超过矿物温压计的封闭温度，这时温压 已知处于深变质的麻粒岩相温压环境中的变质 计记录不了变质高峰期的温、压条件。这是温压计 岩石难以保留较高的温度、压力证据，麻粒岩可能不 自身不可克服的障碍。矿物温度计记录的温度被认 适合以常规的矿物温压计来恢复变质高峰期的变质 为是 “冷却温度”，是有其道理的。 条件[1]。D．R．M．Pattison等指出[3]，尽管对麻粒 实际上，变质作用高峰期后，岩石会经历降温过 岩变质作用条件研究已有 3O余年，可是得到的峰期 程，这个过程往往不可避免地给岩石、矿物打下烙 变质温度却往往与麻粒岩相反应的无水系统实验结 印。上覆岩层遭受剥蚀减薄引起变质岩石抬升、逆 果相矛盾。这可能有两个原因：1)虽然干环境下形 冲断层或伸展断层将深层次变质岩石带至浅处，都 成无水矿物 (例如斜方辉石)所需的温度很高，但如 会造成变质岩石温度的下降。除非岩石降温速率足 果有流体参与，却能使无水矿物在远低于干环境所 够快，否则降温事件会引起变质矿物之间的离子再 需温度之下形成。这样，麻粒岩相变质作用的温度 交换反应及 ／或纯转换反应。岩石降温速率越慢，矿 有可能本来就不高；2)麻粒岩相变质作用温度可能 物之问离子的再交换反应 、纯转换