區域變質作用過程中巖石經受的壓力(P)和溫度(T)隨時間(t)而變的演化軌跡。

  20世紀60年代初,都城秋穗提出瞭變質相系的概念,他根據地熱梯度的變化範圍劃分為低壓、中壓和高壓3個壓力類型。並把不同的變質相系與一定的大地構造環境相聯繫。60年代末至70年代初,人們以地質事實為依據建立起地球物理模型,用數數學方法模擬瞭巖石圈板塊俯沖和大陸碰撞造山帶的變質作用過程。發現構造增厚柱中巖石承受的壓力受埋深控制,溫度則受擾動的地熱梯度向穩態地溫梯度演化過程中產生的加熱效應、構造增厚停止到隆起開始所持續的時間以及隆起侵蝕產生的冷卻效應等3種因素控制。巖石的最高溫度是在壓力下降過程中達到的,加厚柱中不同深度巖石達到其最高溫度的時間並不相同。這些事實表明,變質作用過程中的地熱梯度是瞬變的,由變質帶地表剖面上獲得的一組頂峰條件即變質相系(又稱變質地溫、變質場梯度、壓溫序列或PT點陣列)是在不同時間內記錄下來的,與變質作用期間實際存在的任何一個地熱梯度無關。為此,西方學者於1977年引入瞭PTt軌跡的概念,使人們從靜態地研究變質相帶和變質相系進入到從動態的觀點和思維探索變質作用的全過程,去揭示變質作用發生、發展和終止的地球動力學成因。時間是變質作用的重要控制因素,隻有從變質作用溫度和壓力隨時間變化而演化的過程(PTt軌跡)去考察,才有可能揭示變質作用發生的大地構造環境和地球動力學成因。

  區域變質作用的PTt軌跡的研究是對變質相系理論的重大發展,使相系的研究更加深入,因為它考慮瞭變質高峰期以後的冷卻速率、抬升和侵蝕速度等反應動力學因素,為變質巖巖石學資料在區域構造研究方面的應用開辟瞭新的前景。