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单斜辉石温压计

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本图显示在不同压力下,透辉石体积变化的校准曲线。 该反应的平衡常数可以根据数据计算出来
科马提石(komatilite)含有单斜辉石晶体的放大图像。 该晶体可用于矿物的温压计。 Cpx 代表单斜辉石,ol 代表橄榄石,gl 代表玻璃。

单斜辉石温压计(英语:Clinopyroxene thermobarometry)是利用单斜辉石来测定该矿物在结晶时,岩浆温度和压力的一种方法。单斜辉石在许多火成岩中都很普遍。许多矿物都可用来测定地温压,但单斜辉石特别有用,因为它是火成岩中常见且易于识别的斑晶[1]. 利用这科技可了解岩浆结晶、进化变质或退化变质作用和矿床形成[2]. 也可以推断有关岩石圈的成分。对钻石勘探行业提供金伯利岩中含有钻石的概率 [3]

测量

压力

压力测试实验(地质压力计)是根据摩尔体积(molar volume)的变化反应。 加压会导致总体积减少,而减压力会导致总体积增加。 因此,根据大体积的矿物与小体积的矿物的比例,可以计算出地质环境压力,因为压力是温度的函数。 必须进行实验来校准结果[2]

温度

最适合地质温度计的测试实验是具有大量焓的矿物,在加温或减温下,它们会释放或消耗大量热量。与地质压力计类似,只要经过校准,通过释放热量与消耗热量而形成的矿物组合的比例,可计算温度[2]

反应类型

单斜辉石有三种类型的反应,可用于计算温度和压力。

单一反应:在一定的温度和压力条件下,岩浆会结晶出一些特定的矿物。根据岩石中这些矿物的比例就可推算温度和压力。 例如硬玉和石英在特定压力条件下生成钠长石[2]

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这种特殊反应涉及反应物和产物之间体积的巨大变化,因此反应对压力变化非常敏感[2]

交换反应:当矿物具有相似结构时,其离子在该结构中相互交换位置时,就会发生交换反应[2]。 这是计算温度的常用方法。大多数能进行交换反应的矿物都具有高量的焓。 例如石榴石和单斜辉石之间的交换 Fe2+ 和 Mg2+[2]。 这会导致镁铝榴石和铁辉石(辉石)变成铁铝榴石和透辉石(辉石)。

相溶平衡:是指两矿物相根据温度能相互溶解,因此它通常可用于测量温度[2]。 例如当单斜辉石和斜方辉石相互溶解时。 能改变钙和镁在整个矿物质中的分布[2]

参考文献

  1. ^ Putirka, Keith; Johnson, Marie; Kinzler, Rosamond; Longhi, John; Walker, David (1996). "Thermobarometry of mafic igneous rocks based on clinopyroxene-liquid equilibria, 0-30 kbar". Contributions to Mineralogy and Petrology. 123: 92–108
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Misra, Kula C. (2012). Introduction to Geochemistry Principles and Applications. Pondicherry, India: Wiley-Blackwell. pp. 107–128. ISBN 9781444347197
  3. ^ Grütter, Herman S. (2009). "Pyroxene xenocyst geotherms: Techniques and Application". Lithos. 112: 1167–1178. doi:10.1016/j.lithos.2009.03.023