麻粒巖相巖石作為洞察下地殼的窗口一直備受重視。二十世紀(jì)九十年代以來麻粒巖研究的一個(gè)重要進(jìn)展是利用變質(zhì)相平衡的定量研究方法模擬巖石中所發(fā)生的深熔變質(zhì)反應(yīng)、熔體成分變化、及熔體丟失對變質(zhì)礦物組合的影響等。本文利用KASH、NKASH和KFMASH等簡單體系的相平衡關(guān)系,做出P-T投影圖、組分共生圖解和基于固定全巖成分的P-T視剖面圖解,并結(jié)合有關(guān)實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)結(jié)果,討論了高溫和超高溫條件下變質(zhì)泥質(zhì)巖和雜砂巖中的變質(zhì)熔融反應(yīng)、礦物組合、全巖成分與P-T條件之間的相互關(guān)系。多數(shù)變質(zhì)泥質(zhì)巖和雜砂巖中飽和流體固相線熔融反應(yīng)可利用NKASH體系中有水流體參與的熔融反應(yīng)模擬,在沒有外來流體注入時(shí),這些反應(yīng)可形成<3mol%熔體。在不同體系中白云母脫水熔融反應(yīng)型式及其P-T條件不同,如在NKASH和KFMASH體系中模擬計(jì)算的白云母脫水熔融反應(yīng)與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似,分別控制了白云母分解熔融的溫度下限和上限;白云母的分解溫度會隨著其中Fe、Mg和Ti含量的增加而升高,也隨著共生斜長石中鈣長石組分增加而升高,泥質(zhì)巖中白云母脫水熔融可以形成¹0mol%熔體。在KFMASH體系中黑云母脫... 

【文章來源】：巖石學(xué)報(bào). 2016,32(06)北大核心EISCICSCD

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【部分圖文】：

表1中代表性的泥質(zhì)巖(1～5)和雜砂巖(6～8)在AFM(a、b)和AKF(c)圖解上的投影

搖?如果在KASH體系中加入Na2O，轉(zhuǎn)變?yōu)镹KASH體系。在中低壓變質(zhì)條件下，可能出現(xiàn)的物相包括鋁硅酸鹽，白云母，鉀長石、鈉長石、鈉云母、石英、熔體和水。其中鈉長石和鉀長石，鈉云母和白云母之間均為不連續(xù)固溶體。若假設(shè)石英和水過量，則體系組分c=3，即Na2O，K2O和Al2O3(ANK)。為投影方便，3個(gè)變量可定義為A=Al2O3，N=NaAlO2，K=KAlO2，上述物相(忽略鈉云母)在ANK圖解上的定性投影如圖2b所示。圖中兩種長石之間的混溶關(guān)系見BowenandTuttle(1950)，白云母與鈉云母之間的混溶關(guān)系見圖2KASH與NKASH體系中的相平衡關(guān)系(a)AKH組分圖解;(b)ANK組分圖解;(c)KASH和NKASH體系中P-T投影圖與ANK共生圖解Fig.2PhaseequilibriainthesystemsKASHandNKASHCoggonandHolland(2002)，熔體成分參見Winter(2010)和Whiteetal.(2001)。根據(jù)圖2b得到相應(yīng)的變質(zhì)反應(yīng)為:(als)ab+kf+mu=liq(mu)ab+kf+als=liq(liq)mu+ab=kf+als(kf)ab+mu=als+liq(ab)mu+liq=kf+als利用THMOCALC3.25程序計(jì)算了這5個(gè)變質(zhì)反應(yīng)的P-T條件，按照施萊納馬克斯法則分析穩(wěn)定與亞穩(wěn)定關(guān)系，得到該5條反應(yīng)單變線的P-T投影圖如圖2c所示(不變點(diǎn)為i1)，表示ANK和P-T五維空間內(nèi)的全部信息在P-T空間的投影。這些信息可以通過各種剖面圖揭示出來。如當(dāng)固定P-T時(shí)，可以得到各個(gè)雙變域的ANK共生圖解，如圖2c中(a)-(e)，表示在固定P-T條件下礦物組合與全巖成分之間的關(guān)系。圖中反應(yīng)i1-(als)、i1-(mu)和i1-(kf)為流體飽和固相線。如果把KASH體系作為NKASH體系的亞體系，后者可稱為全體系，發(fā)現(xiàn)全體系中的單變線，如反應(yīng)i1-(ab)，終止于亞體系不變點(diǎn)上(i0)�；蛘哒f亞體系中的不變組合(f=0)，到全體系下變?yōu)閱巫兘M合(f=1)。圖2c中的變質(zhì)反應(yīng)表明，當(dāng)巖石?

魈逄跫?擄?云母的脫水熔融反應(yīng)為:g+mu+q=bi+kf+sill/ky+liq，如圖4所示，該反應(yīng)向低壓方向終止于KMASH體系的不變點(diǎn)上。白云母消失后，在中低壓條件下模擬KFMASH體系中黑云母脫水熔融的相平衡關(guān)系可考慮包括如下物相:鋁硅酸鹽(夕線石)，石榴石、黑云母、堇青石、斜方輝石、鉀長石、石英和熔體。如果假設(shè)石英、鉀長石和熔體過量，這些物相在AFM圖解中的定性投影見圖4a。根據(jù)礦物之間的相互關(guān)系得到如下5個(gè)變質(zhì)反應(yīng)。(opx)bi+sill=g+cd(sill)bi+g=opx+cd(cd)bi+g=opx+sill(bi)g+cd=opx+sill(g)sill+bi=cd+opx圖4KFMASH體系中AFM組分圖解(a)、白云母脫水熔融反應(yīng)(mu-D)和黑云母脫水熔融反應(yīng)的P-T投影圖及AFM共生圖解(b)Fig.4AFMdiagram(a)，andP-TprojectionandAFMcompatibilitydiagramsshowingmuscovite(mu-D)andbiotitedehydrationmeltingreactions(b)inthesystemKFMASH這5個(gè)變質(zhì)反應(yīng)單變線在P-T空間內(nèi)構(gòu)成1個(gè)不變點(diǎn)［i2］，利用THEＲMOCALC3.33計(jì)算5條單變線如圖4b所示，該不變點(diǎn)的P-T條件與主要礦物成分特征見表2。利用施萊納馬克斯分析方法做出［i2］點(diǎn)周圍5個(gè)扇形區(qū)的礦物共生關(guān)系如圖4b-a/e所示。當(dāng)溫度低于白云母脫水熔融反應(yīng)時(shí)，巖石中有白云母存在，需假設(shè)白云母、石英和熔體過量，得其AFM圖解如圖4b-f所示。從白云母脫水熔融反應(yīng)兩側(cè)的AFM圖解來看，白云母脫水熔融反應(yīng)主要表現(xiàn)為白云母被鉀長石替代，其他AFM礦物的共生關(guān)系變化不大，如泥質(zhì)巖在該反應(yīng)兩側(cè)都出現(xiàn)g+bi+als組合。圖4b中［i2］不變點(diǎn)周圍除了沒有黑云母(bi)反應(yīng)外，其余4個(gè)含有黑云母的反應(yīng)都稱為黑云母脫水熔融反應(yīng)。對于平均泥質(zhì)巖APＲ和雜砂巖CEV在a區(qū)的礦物組合應(yīng)為(圖4b-a):g+sill+bi(+kf+q+iq，下文忽略過剩相)，若全巖成分富鐵，黑云母會

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3421233