Abstract

In using calculated equilibria among minerals to understand metamorphic processes, there are usually “natural” choices of axes to use on phase diagrams, depending on the geological supposition of the processes operating in rocks. Thermodynamic variables come in conjugate pairs, intensive and extensive, and the natural choice of which to use as an axis of a phase diagram depends on which of the pair leads to paths for metamorphic processes that are easiest to visualize. An unnatural choice leads to diagrams on which paths are not intuitively obvious, and these diagrams usually have to be calculated. Ideas relating to conjugate pairs are illustrated using mineral equilibria for the upper amphibolite to granulite facies, calculated for an aluminous pelite composition in the system Na2O–CaO–K2O–FeO–MgO–Al2O3–SiO2–H2O (NCKFMASH). We look specifically at the pressure–volume conjugate pair and the H2O content–aH2O pair (i.e., the H2O–μH2O pair). P–T versus V–T and TMH2Oversus TaH2O diagrams are used to consider metamorphic processes. We show that the less obvious variable, for example V rather than P, may be more useful in considering certain situations, usually transient.

Abstract

Dans l’utilisation des équilibres calculés impliquant les minéraux nécessaires pour comprendre les processus métamorphiques, il y a des choix naturels des axes à utiliser pour construire les diagrammes de phases, dépendant des suppositions faites à propos des processus importants dans les roches. Les variables thermodynamiques se présentent en paires conjuguées, l’un étant intensif, et l’autre, extensif, et le choix naturel à faire dépend de quelle paire mène à un tracé évolutif des processus métamorphiques qui soit le plus facile à visualiser. Un choix non naturel mène à un diagramme pour lequel les tracés ne sont pas évidents de façon intuitive, et un tel diagramme doit en général être calculé. Nous illustrons les concepts liant les paires conjuguées en utilisant les équilibres portant sur les minéraux typiques du faciès amphibolite à granulite, calculés pour une composition représentative d’une pélite alumineuse en termes du système Na2O–CaO–K2O–FeO–MgO–Al2O3–SiO2–H2O (NCKFMASH). Nous examinons tout particulièrement les paires conjuguées pression–volume et teneur en H2O – aH2O (i.e., la paire H2O–μH2O). Les diagrammes P–T versus V–T et TMH2Oversus TaH2O servent à évaluer les processus métamorphiques. Nous montrons que la variable la moins évidente, par exemple V plutôt que P, peut être plus utile dans certaines situations, généralement transitoires.

(Traduit par la Rédaction)

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