吴春明 刘嘉惠WU ChunMing and LIU JiaHui

中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049

College of Earth and Planetary Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

早期的野外观察和随后的一系列岩石学实验，证明压力(P, pressure)、温度(T, temperature)不仅决定了变质岩、岩浆岩中各种“相”(矿物、流体、熔体)出现和消失的先后顺序，还直接制约它们化学成分的变化。例如，花岗岩中共生的斜长石和碱性长石的成分变化情况，就明显受到温度条件的控制，据此人们建立了温度与两种长石化学成分之间的函数关系，即二长石温度计(Barth, 1934; 转引自Putirka, 2008)。二长石温度计是人类历史上最早建立的地质温度计。另一方面，如果压力占据了主导地位即压力条件是控制矿物组合中各种相化学成分的主要因素，就可据此建立地质压力计。有些地质温度计和压力计，建立在涉及流体的“模式反应”(model reaction)基础上，例如绿泥石-白云母-黑云母压力计(Bucher-Nurminen, 1987)。但是，绝大多数地质温度计、压力计与流体无关，因此分别称为矿物温度计、矿物压力计。

天然变质岩、岩浆岩中的大多数矿物，都是矿物晶格中混有“杂质”离子的“固态溶液”(固溶体，solid solution)。在一定的P-T范围内，温度或压力的变化，会导致矿物组合中各种矿物的化学成分发生变化，但既不会有旧相的消失，也不会有新相的出现。矿物温度计、压力计就是利用了此类“缓冲”特性建立的。矿物成分连续变化的此种模式矿物反应，又称为连续反应(continuous reaction)、滑动反应(sliding reaction)、缓冲反应(buffer reaction)。

例如，变质泥质岩中常用的石榴子石-黑云母(GB)温度计，是建立在石榴子石-黑云母之间Fe2+-Mg2+离子交换的滑动反……