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    具有化學活動性的流體,主要是指巖石中沿裂隙或孔隙中循環的氣態或液態物質,其中主要成分是H2O和CO2,其次是O2、F2、B、Cl2等揮發分。在巖石變質過程中,主要是H2O和CO2起重要作用。

    1)在變質反應中具有化學活動性的流體起催化劑的作用,加速了礦物之間反應的進行。這種作用可通過人工合成鎂橄欖石實驗得到證明:

    2MgO+SiO2→Mg2SiO4

    上述反應,若在乾燥的條件下進行,當溫度達1000℃時,4天內只能形成26%的鎂橄欖石;而在有水參與的情況下,在450℃只需幾分鐘反應就可全部完成。

    2)這些流體可直接參與變質反應,成為控制變質礦物組合的重要因素。巖石變質時,經常發生脫水、水化、碳酸鹽化及脫碳酸鹽化等作用,其中H2O和CO2等作為一種組分直接參與反應,並控制變質反應的方向。例如,組成千枚巖的絹雲母和綠泥石,當溫度升高時發生脫水反應而形成黑雲母;反之,若溫度降低,黑雲母可水化分解重新生成綠泥石和絹雲母。

    岩石學

    3)具有化學活動性的流體是物質組分遷移的媒介物,通過它們可將某些組分從外部帶入巖石中,或將巖石中的某些組分溶解帶出,從而發生交代作用,改變原巖的化學成分。例如:超基性岩中鎂橄欖石在含SiO2水溶液的作用下,可被交代形成蛇紋石。

    4)以水為主的化學活動性流體,在重熔作用中,可降低巖石的熔點。實驗證明,水的存在可以降低花崗質巖石低熔組分的熔點。因此在混合巖化作用中,它們可以加速重熔作用的進行。

    在化學活動性流體中,人們越來越重視氧的作用,因為氧數量的多少,對變質礦物組合有很大的影響。當氧大量存在時,巖石中的鐵多數呈Fe3+離子進入磁鐵礦、赤鐵礦等礦物中。從而使鐵鎂礦物中鐵的含量降低,鎂的含量相對增高。

    在上述變質因素中,溫度在一般情況下,總是最主要的因素,因為它不僅是控制變質反應平衡的熱力學參數,而且也是促進變質反應實現的化學動力學因素。負荷壓力和流體壓力是影響物化平衡的獨立因素,在某種情況下,它們對變質岩的礦物組合也起著決定性的作用。定向壓力雖不是決定變質礦物共生組合的物化平衡因素,但對巖石的組構變化及變質反應速度和規模等都有重要的影響。具有化學活動性流體的性質、成分及濃度對變質作用進程影響也較大,但溫度和壓力等條件又是使它們具有較大活動性的必要條件。

    此外,時間作為變質反應的影響因素,近年來越來越受到人們的重視。變質作用時間因素通常從兩個角度理解:一是變質作用發生的地質時代,即不同時代變質作用的特點不同,這是由地球發展的方向性和不可逆性決定的;二是一次變質作用自始至終所經歷的時間,不同時間變質作用的特點不同。即變質作用是一個動態過程。巖石在變質作用過程中,變質條件不是靜止不變的,而是隨著時間的變化而不斷改變。England和Thompson(1984)提出了p-T-t軌跡概念:即巖石在變質作用過程中,p-T條件隨時間t的變化歷程。該理論的提出,無疑是變質作用理論研究的重大突破。

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