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第14卷第1期2007年1月地学前缘(中国地质大学(北京);北京大学)Earth Science Frontiers (Chin a University of Geosciences,Beijing;Peking University)Vol.14No.1Jan.2007收稿日期:2006-08-28;修回日期:2006-12-04基金项目:国家自然科学基金资助项目(40472045)作者简介:吴春明(1967)),男,博士,副教授,岩石学专业。
E -mail:w ucm@gu cas 1ac 1cn泥质变质岩系主要的矿物温度计与压力计吴春明, 肖玲玲, 倪善芹中国科学院研究生院地球科学学院,北京100049Wu Chunming , Xiao Lingling, Ni ShanqinCollege of Earth Sc ienc e,Gr adu ate Univ ersity of the Chinese Ac ade my of S cience s,Beij ing 100049,ChinaWu Chunming,Xiao Lingling,Ni Shanqin 1Main geothermometers and geobarometers in metapelites 1Earth Science Frontiers ,2007,14(1):144-150Abstract:T his paper briefly discusses the applicability,validity and er ro r so ur ce of the geo thermometer s and geo bar ometers applicable t o met apelites.T hro ug h co mpar ativ e studies,we have found that so me thermo ba -rometer s are valid and applicable,including the ga rnet -biotite and g arnet -musco vite g eothermo met ers,and the gar net -a luminosilicate -plag ioclase -quar tz (GA SP ),g arnet -biotite -plagioclase -quart z (GBPQ ),g arnet -musco -vite -plag io clase -qua rtz (G M PQ ),gar net -biotite -muscovite -aluminosilicate -quartz (G BM AQ )and g arnet -rutile -ilmenit e -plagioclase -quartz (GRIP S)g eo ba rometer s.T he present tw o -mica and muscov ite -plag ioclase g eother -mo meters are not v alid and cannot be applied.Still some thermo meters and baro met er s need to be st udied in or der to ev aluate t heir validity and a pplicability ,including the gar net -co rdierite g eo thermometer and the g arnet -cordier ite -alumino silicate -quar tz (G CAQ )and ga rnet -rutile -aluminosilicate -ilmenite -quartz (GRA IL )g eo ba -rometer s.Key words:metapelites;g eothermo metry ;g eobarometr y摘 要:简要介绍泥质变质岩中常用的温度计和压力计,对其可适用性、适用范围、质量优劣等进行了评述。
第三节变质作用的地质温度计和压力计现代变质岩石学研究，已经不满足于定性地判定某一变质岩属于什么变质相。
还要尽量去求得变质作用的具体温度和压力条件，这就要求有简便易行的地质温度计和压力计。
下面介绍几种适用于不同成分的变质岩地质温度计和压力计：地质温度计和压力计的基本思路是：1）找出一个适当的平衡相组合，使之能给出相组分间的2个反应式；2）解出该2反应式的平衡温压条件，该2平衡的反应线在PT图上必有一交点，这是该2反应在一个岩石中达到平衡时的P-T条件，即该组合平衡的PT值。
一般要求这２反应式均应独立于已消失的流体之外，所以一切涉及流体的反应，不能用于地质温压计．但这并不是说含水矿物不能用于温压计，只是参加反应的含水矿物其（ＯＨ）必须保存于固相中．最常用于温压计的一是交换反应，另一是净转换反应．一般地说,交换反应总是Vr比较小的,所以多作为温度计用;而净转换反应则是压力计的首选对象.在ＰＴ图上，斜率陡的反应线，它受温度控制，所以是好的温度计；而斜率平缓的反应，则主要受控于压力，是好的压力计．反应曲线的斜率受控于Clausius-Clapeyron 方程（图9－１）所以一个熵变大而体积变化小的反应是一个好温度计，而一个熵变小而体积变化大的反应则是好的压力计．常用的变质作用地质温压计介绍如下：1 石榴石-黑云母Fe-Mg交换温度计石榴石-黑云母温度计是最常用温度计之一，它适用于原岩成分很宽的各类岩石，且适用于很宽的变质级范围.选择含有黑云母和石榴石的样品,镜下鉴定证明其结构上是处于平衡状态,最好是两者直接接触的. 磨制电子探针片进行两种矿物相邻颗粒的成分测定,根据鉴定结果中FeO, MgO 的含量计算其摩尔分数,求出两矿物中Fe/ Mg比和它的分配系数Kd,分配系数是某一物质(i) 溶解于两种互不混溶的液层之间的浓度比: Kd = X i B / X I A 然后,即可按一定的温度计方程, 求出设定压力下的温度.关于该温度计至少已有18个版本，这里选择性介绍如下。
地质温压计在造山带研究中的应用一 地质温-压计的研究史地质温-压计的发展历史如同变质岩石学历史一样长，在变质岩石学的研究伊始就存在了，其目的是通过矿物的化学成分的研究，遵循一定的基本原理，对变质岩石形成时的温度和压力条件进行定量的计算。
它的形成经历了由定性到定量的发展过程，按照时间顺序大致可分为三个阶段。
1、基本思想的形成最初的地质温-压计研究仅仅是定性的，且是不完整的，并未受到足够的关注，而且从未明确地质温-压计的概念。
在1893年，英国地质学家George Barrow 对苏格兰高地达尔拉德系的泥质岩研究时，根据出现的特征性变质矿物的出现顺序，划分出六个带，依次为：①绿泥石带-②黑云母带-③石榴石带-④十字石带-⑤蓝晶石带-⑥夕线石带，这就是著名的巴罗变质带。
他认为温度是这些变质带形成的主要原因。
随后Tilley （1924）进一步整理了George Barrow 的工作，并提出变质级的概念，强调温度是主控因素。
此时，已孕育了地质温-压计的最原始的思想，只是他们未意识到温度和压力在变质作用中是紧密相关的，密不可分的。
芬兰岩石学家Pentti Eskola （1883-1964），在1908-1914年，对芬兰Orijarvi 地区的接触变质岩研究后，并结合挪威岩石学家Ｖ.Ｍ.Goldschmidt （1888-1947）对挪威Oslo 地区的接触变质岩研究进行研究成果，提出了变质相的概念（Eskola ，1914，1915；此概念由Turner （1981）进行了较为全面的总结，下图），他将两个不同地区的研究成果进行比较时，发现这两个地区的原岩具相同的总组分，但形成的变质矿物组合不一。
因此，他认为这两套组合是在不同的P-T 条件下形成的，属于不同的变质相。
这时人们已经认识到温度、压力和组分之间的关系，意识到了变质作用过程中这三者的重要性，特别是温度和压力是变质作用的主控因素。
至此，地质温-压计的基本思想形成了，但还无法进行定量的研究。
1000-0569/2021/037(04)-0974-84Acta Petrologica Sinica岩石学报doi：10.1/954/1000-0569/0001.04.00矿物包裹体弹性拉曼频移温压计原理及其地质应用”高晓英▽夏梅1周善勇1王思翔1GAO XiaoYing1，,XIA Mei1,ZHOU ShanYong1and WANG SiXiang1/中国科学院壳幔物质与环境重点实验室，中国科学技术大学地球和空间科学学院，合肥0370200.中国科学院比较行星学卓越创新中心，合肥2300261.CAS Kay Laboratoro g Crust-Manta Materials and Environments,Sctool og Earth and Space Sciences,Unnersita g Scienca and Technology g China,Hefei037020,Chinn0.Chinese Academy g Sciencct Centra for Excellence tn Comparatier Planetology,Hefti237026,Chinn仝。
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/收稿,2020-10-29改回.Gao XY,Xia M,Zhou SY and Wang SX.2021.Principle and geological applicability of the Raman elastic geothermobarometry for minerri inclusion systemt.Acta Petrologica Sinica，37(4)：974-984,dot:12.18654/10022569/2221.24.22Abstrrct Compared with conventional geothermonarometries，the Raman elastic geotheroiaronietry for host-inclusion systems in o new method,independent of the cCemiccl equilibrium between coexisting miverals.The residual pressure measured by pressuredependent Raman spectra of mieeroi ivclasions it combiven with elastic moneling to Uetermive the entrapment P and T conditions fnr o single inclasion in n host m ideroi.As n newly develonee techgologs and method,the Raman elastic geothermobarometre hos gaigee much attention and potentiai application；howeveo,a I o-of research is still foccsee on differeni deeaction and ccPbrations fnr the geothermobarometrs.Research foo natural samples is stiO relatively lacCing o-present.In recent years,it hos prompten applications te geologicci problems as weli as ongoing tests of its validity.The results show that the Raman elastic geothermobarometry can provide new constraints on P-2conditions of multistapc metamorphism and tectonic evelution，especiaty lateo thermsi overprinting due te the continuons re-equUibratiov ci rock-forming and accessoo mieerals.Key words SuUduction zone；Geothermobarometre；HP/UHP metamorphism；Quartz iucUsion；680x0摘要与目前广泛存在的传统热力学温压计相比,矿物包裹体拉曼弹性温压计是一种独立于化学平衡之外的基于力学平衡的新型温压计。
１０００ ０５６９／２０２１／０３７（０４） ０９７４ ８４ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ 岩石学报ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０２１ ０４ ０２矿物包裹体弹性拉曼频移温压计原理及其地质应用高晓英１，２ 夏梅１ 周善勇１ 王思翔１ＧＡＯＸｉａｏＹｉｎｇ１，２，ＸＩＡＭｅｉ１，ＺＨＯＵＳｈａｎＹｏｎｇ１ａｎｄＷＡＮＧＳｉＸｉａｎｇ１１ 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室，中国科学技术大学地球和空间科学学院，合肥 ２３００２６２ 中国科学院比较行星学卓越创新中心，合肥 ２３００２６１ ＣＡＳＫａｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｒｕｓｔ ＭａｎｔｌｅＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈａｎｄＳｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｈｅｆｅｉ２３００２６，Ｃｈｉｎａ２ ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｘｃｅｌｌｅｎｃｅｉｎＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅＰｌａｎｅｔｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３００２６，Ｃｈｉｎａ２０２０ ０９ ０９收稿，２０２０ １２ ２９改回ＧａｏＸＹ，ＸｉａＭ，ＺｈｏｕＳＹａｎｄＷａｎｇＳＸ ２０２１ ＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＲａｍａｎｅｌａｓｔｉｃｇｅｏｔｈｅｒｍｏｂａｒｏｍｅｔｒｙｆｏｒｍｉｎｅｒａｌｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３７（４）：９７４－９８４，ｄｏｉ：１０ １８６５４／１０００ ０５６９／２０２１ ０４ ０２Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｇｅｏｔｈｅｒｍｏｂａｒｏｍｅｔｒｉｅｓ，ｔｈｅＲａｍａｎｅｌａｓｔｉｃｇｅｏｔｈｅｒｏｂａｒｏｍｅｔｒｙｆｏｒｈｏｓｔ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｉｓａｎｅｗｍｅｔｈｏｄ，ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｂｅｔｗｅｅｎｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇｍｉｎｅｒａｌｓ Ｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒａｏｆｍｉｎｅｒａｌｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｅｎｔｒａｐｍｅｎｔＰａｎｄＴｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒａｓｉｎｇｌｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｉｎａｈｏｓｔｍｉｎｅｒａｌ Ａｓａｎｅｗｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅＲａｍａｎｅｌａｓｔｉｃｇｅｏｔｈｅｒｍｏｂａｒｏｍｅｔｒｙｈａｓｇａｉｎｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｌｏｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｓｔｉｌｌｆｏｃｕｓｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｂａｒｏｍｅｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒｎａｔｕｒａｌｓａｍｐｌｅｓｉｓｓｔｉｌｌｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌａｃｋｉｎｇａｔｐｒｅｓｅｎｔ Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｉｔｈａｓｐｒｏｍｐｔｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓａｓｗｅｌｌａｓｏｎｇｏｉｎｇｔｅｓｔｓｏｆｉｔｓｖａｌｉｄｉｔｙ ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＲａｍａｎｅｌａｓｔｉｃｇｅｏｔｈｅｒｍｏｂａｒｏｍｅｔｒｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｎｅｗｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｏｎＰ Ｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｍｕｌｔｉｓｔａｇｅｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍａｎｄｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｌａｔｅｒｔｈｅｒｍａｌｏｖｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇｄｕｅｔｏｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｅ ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋ ｆｏｒｍｉｎｇａｎｄａｃｃｅｓｓｏｒｙｍｉｎｅｒａｌｓＫｅｙｗｏｒｄｓ Ｓｕｂｄｕｃｔｉｏｎｚｏｎｅ；Ｇｅｏｔｈｅｒｍｏｂａｒｏｍｅｔｒｙ；ＨＰ／ＵＨＰｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍ；Ｑｕａｒｔｚｉｎｃｌｕｓｉｏｎ；Ｇａｒｎｅｔ摘 要 与目前广泛存在的传统热力学温压计相比，矿物包裹体拉曼弹性温压计是一种独立于化学平衡之外的基于力学平衡的新型温压计。
