Abstract
An experimental study of iron-aluminium partitioning between synthetic garnet and synthetic epidote was carried out, as equilibrium was maintained in the exchange reaction expressed as follows : $Ca_3Fe_2Si_3O_12\+\2\Ca_2Al_2AlSi_3O_12$(0H) = $Ca_3Al_2Si_3O_12\+\Ca_2Al_2FeSi_3O_12$(0H) Temperature has a pronounced effect on the distribution of Fe and A1 between the minerals. However, the pressure effect is not so drastic as in the exchange reaction. With increasing temperature, $Fe^{+3}$ becomes redistributed from garnet into epidote, whereas A1 becomes redistributed from epidote into garnet. This is in line with the general principle of phase correspondence, as the temperature increases the more electropositive metal aluminium redistributes from epidote into garnet. The agreement between the experimental results of this study and the natural samples suggests that $K_D=X^{Ep}_{Fe}/X^{Gr}_{Fe}$ may be a useful geothermometer for metamorphic rocks containing garnet and epidote that are close to binary Fe-A1 compounds.
순수하게 제조한 합성광물을 시작 물질로 하여 석류석과 녹염석간의 철.알루미늄 교환반응에 대한 고온.고압 실험 결과, 분배계수 $K_D$와 온도 및 압력과의 상관관계가 밝혀졌다. 이는 석류석과 녹염석의 공존관계가 지질 온도계로서 역할을 할 수 있다는 것을 뒷받침해 주는 주요한 의미를 갖게 되는 것이다. 지금까지 녹염석이 관여 되어 있는 화학 반응의 실험적 연구는 녹염석 고용체의 순수한 단성분이나 그 고용체의 합성이 불가능하였고 자연산 녹염석을 사용하였거나, 다른 여러 광물상에 부수적으로 생성된 합성 녹염석을 단편적으로 사용하였기 때문에 석류석.녹염석 지질온도계가 수립될 수 없었다. 2Kb, 4Kb, 10Kb에서 석류석.녹염석간의 철.알루미늄 분배계수($K_D$)와 온도와의 관계를 각각 도식화 하였으며 온도는 압력에 비하여 $K_D$값에 매우 큰 영향을 미친다. 즉 온도가 증가함에 따라 $Fe^{+3}$는 석류석에서 이동하여 녹염석으로 재 배치되며, 반대로 $Al^{+3}$는 녹염석에서 나와 석류석으로 들어간다. 이는 온도가 증가함으로써 금속원소인 알루미늄이 전기적으로 양성이 되어 수화광물이며 단사정계에 속한 녹염석에서 일출되어 무수광물이며 등축정계에 속하는 석류석으로 재 배치되는 것이다. 압력은 온도에 비하여 석류석.녹염석 지질온도계에 심대한 영향을 주지는 못 한다. 그러나 $500^{\circ}C$에서 압력이 증가함에 따라 $K_D$의 값이 약간 감소하는 경향을 보여 준다. 이는 압력의 증가가 미미하지만, 온도 증가의 경우와는 반대로, $Fe^{+3}$이 녹염석에서 일출되어 석류석으로 재 배치 된다는 것을 의미한다.