Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Геотермобарометрия - это наука об измерении предыдущей истории давления и температуры метаморфических или интрузивных вулканических пород. Геотермобарометрия - это комбинация геобарометрии , где решается давление минерального образования, и геотермометрии, где разрешается температура пласта.

Методология [ править ]

Геотермобарометрия основана на понимании температуры и давления образования минералов в метаморфических и магматических породах и особенно полезна в метаморфических породах. Существует несколько методов измерения температуры или давления минерального образования, основанных на химическом равновесии между метаморфическими минералами или путем измерения химического состава отдельных минералов.

Термобарометрия основана на том факте, что минеральные пары / ассоциации меняют свой состав в зависимости от температуры и давления. Необходимо учитывать множество дополнительных факторов, таких как летучесть кислорода и активность воды (примерно то же, что и концентрация). Распределение составляющих элементов между минеральными ассоциациями затем анализируется с помощью электронного микрозонда или сканирующего электронного микроскопа (SEM).

Данные о геотермометрах и геобарометрах получены как из лабораторных исследований искусственных минеральных ассоциаций, где минералы выращиваются при известных температурах и давлениях и химическое равновесие измеряется напрямую, так и в результате калибровки с использованием естественных систем.

Например, одним из самых известных и наиболее широко применяемых геотермометров является соотношение гранат-биотит, при котором относительные пропорции Fe и Mg в гранате и биотите изменяются с повышением температуры, поэтому измерение состава этих минералов дает Fe-Mg распределение между ними позволяет рассчитать температуру кристаллизации с учетом некоторых допущений.

Предположения [ править ]

В природных системах химические реакции происходят в открытых системах с неизвестной геологической и химической историей, и применение геотермобарометров основывается на нескольких допущениях, которые должны выполняться для того, чтобы лабораторные данные и природный состав соответствовали достоверным образом:

  • Наличие полного минералогического комплекса, необходимого для термобарометра. Если не все минералы, участвующие в реакции, присутствуют или не уравновешиваются друг с другом одновременно, то любые давления и температуры, рассчитанные для идеальной реакции, будут отличаться от тех, которые фактически испытывает горная порода.
  • Это химическое равновесие было достигнуто в удовлетворительной степени. Это было бы невозможно продемонстрировать окончательно, если бы не все минералы термобарометра находились в контакте друг с другом.
  • Что любые минералы в двухминеральном барометре или термометре росли в равновесии, что предполагается, когда минералы находятся в контакте.
  • Минеральный комплекс не был изменен ретроградным метаморфизмом, что в большинстве случаев можно оценить с помощью оптического микроскопа.
  • Присутствуют определенные минералогические комплексы. Без этого точность показаний может отличаться от идеальной, и при измерении может быть больше ошибок.

Методы [ править ]

Некоторые методы включают:

Геотермометры [ править ]

Обратите внимание, что обменные термометры Fe-Mg являются эмпирическими (испытаны и откалиброваны в лаборатории), а также рассчитаны на основе теоретического термодинамического понимания компонентов и фаз. Термометр на основе титана в биотите является исключительно эмпирическим и не совсем понятным термодинамически.

Геобарометры [ править ]

  • ГАСП; акроним для сборки гранат- (Al 2 SiO 5 ) -silica ( кварц ) - плагиоклазовы
  • GPMB; акроним ассоциации гранат-плагиоклаз- мусковит- биотит
  • Гранат-плагиоклаз-роговая обманка-кварц. [4] [5]
  • Роговая обманка [6] [7] [8]

Различные минеральные ассоциации больше зависят от давления, чем от температуры; например, реакции с большим изменением объема. При высоком давлении определенные минералы принимают меньшие объемы (следовательно, плотность увеличивается, поскольку масса не изменяется) - именно эти минералы являются хорошими индикаторами палеодавления.

Клинопироксеновая термобарометрия [ править ]

Основная статья: Клинопироксеновая термобарометрия

Минеральной клинопироксеном используется для температуры и давления расчетов магмы , которые производятся вулканической породы , содержащей этот минерал.

Ссылки [ править ]

  1. ^ http://www.geol.lsu.edu/henry/Research/biotite/TiInBiotiteGeothermometer.htm Ti-in биотитовый геотермометр, Генри и др. 2005 г.
  2. ^ Линдслей & Andersen 1983 - двупироксеновы термометр; Журнал геофизических исследований, т. 88
  3. ^ http://www.rpi.edu/~watsoe/research/Watson_etal_CMP06.pdf Кристаллизационные термометры для циркона и рутила, Watson et al. 2006; Вклад в минералогию и петрологию v. 151
  4. ↑ Кон, MJ, и Копье, Ф.С. (1989): Am. Мин. 74: 77-84. (Паргаситовый компонент)
  5. Перейти ↑ Kohn, MJ, Spear, FS (1990): Am. Мин. 75: 89-96. (Чермакитовый компонент)
  6. ^ Hammerstrom, JM и Zen, E.-an. (1986): Am. Мин. 71: 1297-1313.
  7. ^ Холлистер, Л., Грисс, ГЙ, Петерс, Е. К., Стоуэллы, HH и Сиссон, В. Б. (1987): Am. Минеральная. 72: 231-239.
  8. ^ Джонсон и Резерфорд (1989): Геология 17: 837-841.
  • Винтер, Д. Джон, Термодинамика метаморфических реакций: Геотермобарометрия, 543-556.
  • Генри Д. Д., Гуидотти К. В. и Томсон Дж. А. (2005) Поверхность насыщения титаном метапелитового биотита низкого и среднего давления: значение для геотермометрии и механизмов замещения титана. Американский минералог, 90, 316-328.
  • Гуидотти, К.В., Чейни, Д.Т. и Генри, Д.Д. (1988) Изменение состава биотита в зависимости от метаморфических реакций и минеральной ассоциации в пелитовых сланцах западного штата Мэн: American Journal of Science-Wones Memorial Volume, v. 288A, 270- 292.