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[地球物理学] 地球化学过程制约深部的地质作用

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发表于 2016-4-19 13:23:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
对复杂的深部地质作用的制约可以从三方面进行,即过程制约、源区制约和条件制约。这主要是从人们对这一未知事物的了解目的出发,即要获得有关特定研究对象源区特征、过程和机制以及发生这一作用的条件特征的全部信息。

  1、过程制约

  深部地球化学过程的发生机制往往离不开岩浆过程。成岩过程首先是矿物相的平衡与组合。这在岩浆源区物质一定条件下,由温度压力及流体相和H2O的粗壮奶量所决定。可以这样讲,矿物相和相律决定了岩浆体系中主量元素的定量分配。元素分配理论是现代元素地球化学的基础之一,其基本出发点是平衡时,微量元素在两相中的化学位是相等的,分配系数是一个与活度系数及化学位有关的常数,称为能斯特分配定律。根据这个定义,可对几种基本的岩浆过程,例如分离结晶模式、部分熔融和混合作用有不同的表达式,从而有可能进行定量模拟。

  在一个实际的深部地质体系中,可以有很多组彼此相关的化学元素(以微量元素为主)及同位素组成的数据组;由于它们是来自同一源区,被同一机制的地质作用所控制,因而可基于上述元素分配理论及基本的岩浆分异模式,以矩阵型式列出方程组进行数字模拟,并将结果与实际分析值相对比,这就是由Minster等所发展、现已得到广泛应用的化学反演制约。

  应该说明的是,实际深部过程是一个相当复杂、由多种不同作用综合而成的产物,上述反演及制约研究只是一定程度的模拟及近似,以便揭示事物本质的某些要素。为了更客观地反映深部地质过程,有些模式已考虑了不同作用的结合,如著名的AFC模式,即将较普遍的结晶分异作用与围岩同化作用结合在一起的定量成因模式,从而提供了定量模拟花岗岩成岩过程红元素行为的理论基础。

  2、源区制约

  在处理地幔地球化学和深部过程问题时,一个关键因素是源区的特征。在这方面,已长寿命放射成因同位素Sr、Nd、Pb、Os和Hf等为代表的同位素体系有突出的优点,即它们同时具有两方面的示踪特性,即时间示踪和源区示踪。上述长寿命的天然放射性同位素体系,其半衰期都在1~10G左右,恰在地球年龄可比,因而是地质事件有效的定年及计时工具。

  另外,作用每一个同位素体系而言,往往很难是单一阶段的,如基本方程所表述的那样。因此必然与年代学研究方法一样,要引进多阶段演化的概念。由于地幔源区过程及成岩作用前后的一系列变化,今天所观测到的放射成因同位素积累程度是每阶段积累的权重之和。同位素体系的多阶段演化在同位素年代学方面已有成熟的理论,它是揭示复杂地质过程的有力工具。
文章来源:洛克斯石油论坛 洛克斯石油网
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