Elasztikus termobarometria : módszertani áttekintés = Elastic thermobarometry : a methodological overview

Spránitz, Tamás and Porkoláb, Kristóf and Hencz, Mátyás and Keresztes, Tamás and Salamon, Botond and Gilio, Mattia and Alvaro, Matteo and Berkesi, Márta (2025) Elasztikus termobarometria : módszertani áttekintés = Elastic thermobarometry : a methodological overview. FÖLDTANI KÖZLÖNY, 155 (3). pp. 181-193. ISSN 0015-542X

Preview

Text 19413-Nyomdakeszpdf-82535-1-10-20251011.pdf - Published Version Download (5MB) | Preview

Abstract

A lemeztektonikai folyamatok megértéséhez kulcsfontosságú a metamorf kőzetek vizsgálata, amelyekben a geoló­giai fejlődéstörténet több epizódja (kémiai vagy mechanikai egyensúly, metamorf reakciók, fluidum-kőzet-kölcsön­hatás) is megőrződhet. A kőzetalkotó ásványokban csapdázódott zárványok (fluidum-, olvadék- és kristályzárványok) olyan kémiai összetételt és fizikai állapotot konzerválnak, amelyek segítségével közvetlenül vizsgálhatók a nagyobb nyo­máson és/vagy hőmérsékleten, például a szubdukciós zónákban végbement folyamatok. A metamorf kőzetek ásványaiban gyakoriak a kristályzárványok, melyek a bezáró ásvány növekedése során széles nyomás- és hőmérséklet- (P-T) tartományban csapdázódhattak, és vizsgálatukkal rekonstruálhatók a csapdázódási körülmények. A kőzetalkotó ásványok által – a növekedés során – bezárt szilárd kristályzárványokat eltérő mértékű térfogatváltozás jellemzi változó nyomás vagy hőméréklet esetén a különböző mértékű elasztikus (rugalmas) kompresszibilitási és hőtágulási együtthatójuknak köszönhetően. Ebből kifolyólag a P-T út további szakaszaiban (a nagy mélységben történő bezáródástól a felszínre kerülésig) eltérő mértékű térfogatváltozás hat a befogadó- és zárványkristályokra. Ez a „passzív” térfogati deformáció feszültséget okoz a befogadó ásvány és a zárvány között, amelynek meghatározása lehetővé teszi a csapdázódási P-T-viszonyok megállapítását. Ezért egyes befogadó ásvány –zárvány rendszerek az eltérő mechanikai tulajdonságaik miatt barométerként (pl. kvarc gránátban), míg más párok termométerként (cirkon gránátban) használhatók. A reziduális, azaz megőrződött alakváltozás – a megfelelő anyagi állandók és állapotegyenletek ismeretében – Raman-spektroszkópos vagy egykristály röntgen-diffrakciós mérésekkel meghatározható, amelynek segítségével a csapdázódási körülmények (izomek-görbe) is megadhatók. Jelen áttekintés az egyre szélesebb körben alkalmazott Raman-spektroszkópos méréseken alapuló elasztikus termobarometria módszertanát mutatja be, mely nemcsak metamorf, hanem magmás P-T fejlődés rekonstruálására is alkalmas. | The study of metamorphic rocks is a key to understand the ongoing plate tectonic processes, as they commonly pre - serve the record of several episodes of their geological evolution, like chemical or mechanical equilibrium, metamorphic reactions, fluid-rock interaction over millions (or tens of millions) of years. Inclusions (fluid, melt and mineral inclu - sions) entrapped in rock-forming minerals preserve chemical compositions and physical states that allow direct study of processes that occurred at higher pressures and/or temperatures, even in the subduction zone. Mineral inclusions are com - mon in metamorphic minerals and can be trapped over a wide range of pressure and temperature (P-T) conditions during the growth of the host mineral and can be used to reconstruct the trapping conditions. The solid crystal inclusions trapped within the rock-forming minerals during growth experience different magnitudes of volume change due to their different elastic compressibility and thermal expansion coefficients. The host and inclusion minerals are therefore subject to dif - fer ent volume changes during the subsequent P-T path (from entrapment at depth to surface exposure). This „passive” dif - ferential volume change result in stress buildup between the host mineral and the inclusion that is characteristic of trap - ping P-T. Therefore, some host-mineral inclusion pairs can be used as barometers (e.g., quartz in garnets) because of their different mechanical properties, while other pairs can be used as thermometers (zircon in garnet). The residual stress can be determined by carrying out Raman spectroscopic analyses or single-crystal X-ray diffraction, given the appropriate ma terial constants and equations of states, which can be used to determine the trapping conditions (entrapment isomeke). Regarding its increasingly wide application, this overview presents the methodological aspects of elastic thermo barome - try based on Raman spectroscopy measurements that can be applied to reconstruct P-T evolution not only of metamor - phic, but magmatic rocks as well.

Actions (login required)

Edit Item