活度在礦物溫度計與壓力計中的作用——以GB溫度計與GASP壓力計為例

作者：吳春明,劉嘉惠

摘要：濃度是溶液中客觀存在的物理性質,活度則指非理想溶液(包括非理想固溶體)中組分的"有效濃度"。本文以石榴子石-黑云母(GB)溫度計、石榴子石-Al2SiO5礦物-斜長石-石英(GASP)壓力計為例,探討了礦物活度模型對于溫度計與壓力計的影響。將石榴子石和黑云母作為理想或非理想固溶體,根據實驗數據建立的不同版本的石榴子石-黑云母溫度計,都能較好地重現實驗溫度,還能識別遞增變質帶、倒轉變質帶、熱接觸變質暈中,不同地帶變質溫度的系統性變化。但是,將石榴子石和黑云母同時作為理想固溶體的溫度計,系統誤差明顯較大,計算溫度系統性偏低。同時采用石榴子石和黑云母非理想活度模型,得到的溫度計精確度高。將石榴子石和斜長石都作為理想固溶體建立的GASP壓力計,計算壓力明顯偏高,不能準確識別Al2SiO5礦物的穩定域,有明顯的系統誤差。如果同時采用石榴子石與斜長石的非理想活度模型,即便不同活度模型之間熱力學參數有很大差別,得到的GASP壓力計準確度都較高,還能準確識別Al2SiO5礦物的穩定域。迄今為止,還嚴重缺乏適用于多種巖石類型和寬廣溫度-壓力范圍的通用型礦物活度模型。此外,雖然礦物溫度計、壓力計不涉及流體、熔體,但是其計算結果的確能準確反映客觀地質事實,并不受流體、熔體的影響。

發文機構：中國科學院大學地球與行星科學學院

關鍵詞：活度實用性礦物溫度計礦物壓力計ActivityApplicabilityGeobarometerGeothermometer

分類號： P574.1[天文地球—礦物學]