Equilibrium and Kinetics in Contact Metamorphism: The Ballachulish Igneous Complex and Its Aureole

با رویکرد جدید زمین ساختی جهانی در علوم زمین، جنبه های کمی دینامیک فرآیندهای تشکیل سنگ مورد توجه قرار گرفت: زمین شناسان دیگر از دانستن شرایط فشار-دمای تشکیل یک سنگ دگرگونی راضی نیستند. از محل قرارگیری یک جسم ماگمایی، اما در عوض می‌خواهم تاریخچه زمانی این سنگ‌ها را نیز یاد بگیرم، i. ه. ، مسیر دما-فشار-زمان را استخراج کرده و آن را به یک فرآیند تکتونیکی مرتبط می کند. برای دستیابی به این هدف، آگاهی از تعادل های وابسته به فشار-دما و مقیاس های زمانی که در آن این تعادل ها ممکن است به دست آیند ضروری است. با این حال، بازیابی اطلاعات جنبشی اخیر بسیار دشوارتر از تعادل است: در حالی که تعادل‌ها توسط متغیرهای حالت کنترل می‌شوند و آزمایش‌های آزمایشگاهی مناسب ممکن است مستقیماً برای مجموعه‌های طبیعی تعادل اعمال شوند، سینتیک نیز به عواملی غیر از متغیرهای حالت بستگی دارد، مانند اندازه دانه، چگالی جابجایی، و به ویژه زمان (نرخ گرم شدن، مدت زمان بازپخت، سرعت سرد شدن). برون‌یابی داده‌های جنبشی به‌دست‌آمده در دماهای بالا در مقیاس‌های زمانی آزمایشگاهی به دماهای کمتر واقعی‌تر و مقیاس‌های زمانی زمین‌شناسی خطرناک است، زیرا، برای مثال، تغییرات احتمالی از یک رژیم نقص کنترل‌شده ذاتی به یک رژیم بیرونی با کاهش دما، یا از رابط به مکانیزم واکنش کنترل شده با انتشار کنترل می شود.

With the new global tectonics approach in the Earth Sciences, the quan­ titative aspects of the dynamics of rock-forming processes came into focus: geologists are no longer satisfied knowing the pressure-tempera­ ture conditions of the formation of a metamorphic rock or of the emplace­ ment of a magmatic body, but instead would like to learn the time history of these rocks as well, i. e. , derive the temperature-pressure-time path and relate it to a tectonic process. To achieve this goal, a knowledge of both pressure-temperature-dependent equilibria and the time scales at which these equilibria may be attained are essential. However, the latter kinetic information is much more difficult to retrieve than that on equilibria: whereas equilibria are controlled by state variables, and proper laboratory experiments may be directly applied to equilibrium natural assemblages, kinetics also depends on factors other than state variables, such as grain size, dislocation density, and especially time (rate of heating, duration of annealing, rate of cooling). Extrapolation of kinetic data obtained at high temperatures on laboratory time scales to more realistic lower tempera­ tures and geological time scales are dangerous because, for example, of possible changes from an intrinsically controlled defect regime to an extrinsic one as temperature is lowered, or from an interface-controlled to a diffusion-controlled reaction mechanism.