活度在矿物温度计与压力计中的作用——以GB温度计与GASP压力计为例

摘要

浓度是溶液中客观存在的物理性质,活度则指非理想溶液(包括非理想固溶体)中组分的"有效浓度".本文以石榴子石-黑云母(GB)温度计、石榴子石-Al2SiO5矿物-斜长石-石英(GASP)压力计为例,探讨了矿物活度模型对于温度计与压力计的影响.将石榴子石和黑云母作为理想或非理想固溶体,根据实验数据建立的不同版本的石榴子石-黑云母温度计,都能较好地重现实验温度,还能识别递增变质带、倒转变质带、热接触变质晕中,不同地带变质温度的系统性变化.但是,将石榴子石和黑云母同时作为理想固溶体的温度计,系统误差明显较大,计算温度系统性偏低.同时采用石榴子石和黑云母非理想活度模型,得到的温度计精确度高.将石榴子石和斜长石都作为理想固溶体建立的GASP压力计,计算压力明显偏高,不能准确识别Al2SiO5矿物的稳定域,有明显的系统误差.如果同时采用石榴子石与斜长石的非理想活度模型,即便不同活度模型之间热力学参数有很大差别,得到的GASP压力计准确度都较高,还能准确识别Al2SiO5矿物的稳定域.迄今为止,还严重缺乏适用于多种岩石类型和宽广温度-压力范围的通用型矿物活度模型.此外,虽然矿物温度计、压力计不涉及流体、熔体,但是其计算结果的确能准确反映客观地盾事实,并不受流体、熔体的影响.