Gibbs法对北秦岭丹凤群环带角闪石变质作用P-T轨迹的应用

论文摘要

变质作用研究的一个重要目标是确定变质岩的P—T演化。Gibbs法是一种利用变质矿物的成分环带定量计算变质岩的P-T演化轨迹的方法,主要运用到热力学平衡方程和化学计量方程。在实际使用Gibbs法时是把所有方程变换为微分方程,构成一组dT、dP和dX的线形方程,用自变量的改变量求解P、T等因变量的改变量,从而达到求解P、T等因变量值的目的。 本文通过从丹风群采集的226号样斜长角闪岩,矿物组合为角闪石（Amp）、绿泥石（Chl）、绿帘石（Ep）、斜长石（Pl）、石英（Q）和水,化学成分为Na2O-CaO-MgO-FeO-Fe2O3-A12O3-SiO2-H2O,角闪石看成为透闪失（Tr）、浅闪石（Ed）、镁钙闪石（TS）、蓝闪石（Gln）、镁钠闪石（Mrb）、铁-透闪石（Ftr）六个端元组分。计算时以环带边缘的角闪石和边缘的绿泥石、绿帘石、斜长石、石英处于平衡状态,通过这六个端元组分和平衡时的绿泥石、绿帘石、斜长石、石英、水之间5组独立反应和非角闪石的3个化学计量方程,对温度、压力和浓度求导,定量的估算它形成时的P—T曲线。 226号样中的环带角闪石,它由阳起石内核和镁普通角闪石外核组成,从内核到外核,角闪石经历了持续升温、升压过程,属于进变质作用。外环形成于主变质期,内环形成于早变质期。早变质期属于低压相系的斜长石-阳起石相环境,发生在丹凤群形成之初;主变质期属于中压相系的角闪岩相。利用环带边缘的角闪石以及与其平衡的绿泥石、绿帘石、斜长石的化学成分进行计算分析,得到的温度和压力的结果和实际情况基本相符。 最后,论文通过与不同构造环境中变质作用的P-T轨迹的对比,简单的阐述了丹凤群的构造演化过程:1)早期变质在拉张环境下形成的;2)主期变质是在丹凤群埋藏增厚环境下形成的;3)以后经过多次的变质变形作用,形成了现在的状况。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究现状
• 1.2 选题思路
• 1.3 本文研究的主要内容和技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 论文工作的技术路线
• 第二章 区域地质概况
• 2.1 大地构造背景
• 2.2 地层系统
• 2.3 丹凤群地质概况
• 2.4 丹凤群的变质作用
• 2.5 丹凤群形成的构造环境
• 第三章 理论和方法
• 3.1 Gibbs法简介
• 3.2 热力学方程
• 3.3 化学计量方程
• 3.4 基性变质岩环带角闪石的Gibbs法
• 3.4.1 矿物组合
• 3.4.2 端元组份
• 3.4.3 角闪石的晶体结构
• 3.4.4 角闪石阳离子的占位
• 3.4.5 各阳离子的摩尔分数
• 3.4.6 独立变质反应
• 3.4.7 角闪石的化学计量方程
• 3.4.8 非角闪石矿物的化学计量方程
• 3.5 角闪石的活度模式
• 3.5.1 理想情况的活度模式
• 3.5.2 非理想情况下的活度模式
• 3.5.3 马古斯参数值
• 3.6 其它矿物的活度模式
• 3.7 Gibbs法的微分方程
• 3.7.1 化学计量方程的微分形式
• 3.7.2 热力学微分方程
• 3.8 矩阵的求解
• 3.9 热力学数据
• 第四章 丹凤群环带角闪石温压轨迹
• 4.1 丹凤群斜长角闪岩岩相学和矿物组合
• 4.2 角闪石环带和多期变质作用
• 4.3 电子探针数据及其处理
• 4.3.1 电子探针所测数据
• 4.3.2 数据的处理
• 4.3.3 图解
• 第五章 结束语
• 5.1 论文研究内容及主要成果
• 5.2 存在的问题和今后的设想
• 附录
• 参考文献
• 致谢