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

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。 本文通过从丹凤群采集的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-Al2O3-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。

目录

文摘

英文文摘

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

3.6.2非理想情况下的活度模式

3.6.3马古斯参数值

3.7其它矿物的活度模式

3.8 GIBBS法的微分方程

3.8.1化学计量方程的微分形式

3.8.2热力学微分方程

3.9矩阵的求解

3.10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