Inverse modeling approach for obtaining kinetic parameters of diffusion-controlled metamorphic reactions in the Kharlovo Contact Aureole (South Siberia, Russia) |
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| Authors: | I I Likhanov A A Ten V A Ananiev V V Reverdatto I Memmi |
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| Institution: | (1) Institute of Mineralogy and Petrography, Novosibirsk, Russia, RU;(2) Department of Geology and Geophysics and Supercompu $ter Institute, University of Minnesota, South Minneapolis, MN, USA, US;(3) Dipartimento di Scienze della Terra, Universita di Siena, Italy, IT |
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| Abstract: | Summary A new approach for deriving kinetic parameters of diffusion-controlled metamorphic reactions is described. It is based on
comparison of models of temperature field evolution near a cylindrical intrusion and observable chemical changes in biotite
at the contact aureole of the Kharlovo massif. Unlike other methods used to construct quantitative models of reactions which
produce distinctly expressed zoned microtextures, the proposed approach allows better understanding of the processes occurring
in texture-homogeneous rocks, where complete consumption of some reactant mineral phases prevent accurate reconstruction of
the metamorphic process. The calculations yielded estimates of the effective rates of metamorphic reactions (10−12 s−1) and the effective diffusion coefficient (5.29 × 10−16 cm2 s−1). These values are consistent with experimentally and theoretically derived estimates of solid-state diffusion, including
grain-boundary diffusion.
Zusammenfassung
Inverse Modellierung zur Bestimmung kinetischer Parameter diffusionskontrollierter metamorpher Reaktionen in der Kontaktaureole
von Kharlovo (Südsibirien, Ru?land)
Ein neuer Ansatz zur Herleitung kinetischer Parameter diffusionskontrollierter metamorpher Reaktionen wird beschrieben. Er
basiert auf einem Vergleich der Modelle für die Temperaturentwicklung um eine zylindrische Intrusion mit beobachtbaren ?nderungen
im Chemismus von Biotit in der Kontaktaureole des Kharlovo Massivs. Im Unterschied zu anderen Methoden, die quantitative Modelle
von Reaktionen mit deutlich zonierten Mikrotexturen verwenden, erlaubt dieser Ansatz ein besseres Verst?ndnis der Prozesse
in texturell homogenen Gesteinen, in denen die vollst?ndige Reaktion einiger Reaktanden (Mineralphasen) sonst die Rekonstruktion
des Metamorphoseprozesses verhindert. Die Berechnungen erlauben eine Absch?tzung der metamorphen Reaktionsraten und des effektiven Diffusionskoeffizienten . Diese Werte sind mit experimentell und theoretisch ermittelten Werten der Diffusion in Festk?rpern, einschlie?lich der Diffusion
entlang von Korngrenzen, konsistent.
Received July 14, 1998; revised version accepted June 28, 2000 |
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