石榴石-白云母温度计的合理修正

根据大量天然变泥质岩石样品的相关数据, 采用经验标度方法, 修正了石榴石-白云母温度计. 采用非对称Fe-Mg-Mn-Ca石榴石活度模型和对称Fe-Mg白云母活度模型分别描述石榴石、 白云母的非理想混合性质. 所采用变质岩石的变质条件为490( 700℃、 238(1306 MPa. 其中, 以11个氧原子为基础计算的白云母中Fe原子数在0.03(0.19之间、 Mg原子数在0.04(0.16之间, 石榴石Fe/Mg比值在3.387(18.986之间、锰铝榴石分子在0.01(0.289之间、钙铝榴石分子在0.028(0.273之间. 假设压力计算误差为±200 MPa、 白云母中Fe、 Mg分析误差各为±5%, 石榴石中Fe, Mg, Mn, Ca的分析误差各为±5%, 则本文的石榴石-白云母温度计偶然误差为±37℃. 假设白云母中分别含有10, 20, 30, 40, 50%的Fe3+, 则计算得到的温度, 比将白云母中Fe全部作为Fe2+时得到的温度分别低1 ( 6, 2 ( 12, 3 ( 16, 5 ( 24, 7 ( 29℃. 根据修正的温度计计算温度不仅与石榴石-黑云母温度计计算结果十分接近, 并且能准确反映递增变质带、 热接触变质晕等典型变质地质体不同变质地带温度的有规律变化情况. 该温度计使用范围为绿片岩相至角闪岩相的低压至高压变质岩石. 使用该温度计时, 可以将石榴石、 白云母中Fe全部作为Fe2+.     

南岭东段龙源坝印支和燕山期二云母花岗岩中白云母矿物化学特征及地质意义

研究花岗质岩石侵位的温度．压力条件是了解造山带深埋变质和抬升剥蚀的重要手段之一．华南广泛发育中生代花岗质岩石,大多数为过铝质岩石,其中印支期花岗岩尤其明显（〉91％为过铝质花岗岩）．这些过铝质花岗岩由于缺乏常用的确定压力矿物角闪石而难于计算其形成压力．白云母是一种特征的过铝质矿物,在合适的条件下也可以用于计算形成压力,因此可以用来限制过铝质花岗岩体的侵位深度．本文研究了南岭东段龙源坝杂岩体中印支期和燕山期二云母花岗岩中白云母特征,根据显微镜观察,龙源坝印支期和燕山期二云母花岗岩中的白云母都存在原生和次生白云母两种成因类型．但是,化学成分上印支期二云母花岗岩中的白云母具有高的Ti,A1,Mg和Na含量,相对低的Fe和Mn含量,化学成分判别都属于原生白云母．相反地,燕山期二云母花岗岩的白云母化学成分判别都属于次生白云母．根据龙源坝印支期二云母花岗岩和燕山期二云母花岗岩中白云母压力计计算结果以及岩体形成背景的讨论,化学成分判别为原生白云母计算的压力是合理的,而次生白云母计算的压力不合理．计算的龙源坝印支期二云母花岗岩形成压力平均为-5．9Kbar,对应的深度为。19km．印支期二云母花岗岩可能是在地壳挤压加厚构造背景下深部熔融,并侵入结晶形成．     

多硅白云母地质压力计的热力学模拟

利用THERMOCALC 323程序, 以及最新的矿物固溶体模型, 模拟了相当于平均、富铝和富钾3种泥质岩石在KFMASH(K₂O-FeO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-H₂O)体系中的P-T视剖面图和多硅白云母硅等值线, 发现后者与矿物组合有关. 在含有绿泥石或黑云母的双变、三变域以及含有石榴石-蓝晶石的三变域中, 多硅白云母可以作为很好的地质压力计. 但在含有纤柱石而无绿泥石的组合中, 多硅白云母的硅等值线主要指示温度变化. 对相同的硅含量来说, 当多硅白云母与蓝晶石共生时指示压力较高, 与钾长石共生时指示压力较低. 在KFMASH体系中加入Na₂O, 会引起AFM矿物相稳定域缩小. 在只含有一个含钠矿物相的矿物组合中, NKFMASH体系下多硅白云母硅含量等值线的行为, 与KFMASH体系相似; 在含有两个或者两个以上的含钠矿物相组合中, 两个体系的多硅白云母硅含量等值线行为相差较大.     

白云母对岩盐断层带摩擦速度依赖性影响的实验研究

为更好地理解层状硅酸盐对断层强度、滑动速度依赖性及地震活动特征的影响,利用双轴摩擦实验对含白云母岩盐断层带在干燥及含水条件下摩擦的速度依赖性进行了实验研究,并观测了摩擦滑动过程中的声发射,分析了断层带的微观结构.实验结果表明,干燥条件下含白云母岩盐断层带在0.1 ～ 100μm/s的速度范围内表现为黏滑和速度弱化,增大σ2会使断层带从速度弱化向速度强化转化,速度依赖性转换出现在0.1 μm/s,其中断层滑动表现为稳滑或应力释放时间较长的黏滑事件;含水条件下含白云母岩盐断层带在0.05 ～0.01μm/s的速度范围内表现为速度强化,0.1 ～10μm/s的速度范围内表现为速度弱化,50～100μm/s的速度范围内又转换为速度强化行为.含白云母岩盐断层带在干燥条件下一次黏滑伴随一个或一丛声发射事件,而在含水条件下与稳滑相对应,滑动过程中并未记录到声发射事件.显微结构观察表明,速度弱化域的主要变形机制是岩盐颗粒的脆性破裂和局部化的滑动;干燥条件下,速度强化域的主要变形机制是岩盐颗粒的均匀破裂;含水条件下2个速度强化域对应不同的微观机制,高速域的速度强化受控于岩盐颗粒在白云母相互连结形成的网状结构上的滑动及其均匀碎裂作用,而低速域的速度强化还受岩盐的压溶作用控制.通过与岩盐断层带摩擦实验结果对比可知,白云母的存在对于燥岩盐断层带摩擦滑动方式和速度依赖性没有显著影响,而在含水条件下白云母的存在使得岩盐断层带滑动趋于稳定.实验结果为分析含层状硅酸盐断层的强度和稳定性提供了依据.此外,在速度依赖性转换域上观察到的应力缓慢释放的现象进一步证实了在岩盐断层带摩擦滑动过程中观察到的现象,这对慢地震机制研究具有参考意义.     

猪蹄石花岗岩的特征矿物学: 补体花岗岩的成因研究

在粤西北大东山花岗岩中存在着许多晚期侵入的细粒结构、成分为强过铝质、呈岩株产状的花岗质补体. 对大东山花岗岩中的一个花岗质补体 (猪蹄石花岗岩) 中的特征矿物 (红柱石、白云母、锆石) 进行岩石学成因研究, 发现其锆石群的晶型分布范围完全不同于大东山花岗岩的, 且仅在该花岗岩中存在的白云母和红柱石都是岩浆结晶成因的. 据此认为, 猪蹄石花岗岩不属于大东山花岗质母岩浆的结晶分异作用产物. 但是, 猪蹄石花岗岩的形成密切地依赖于主体花岗岩 (大东山花岗岩). 后者在深部的岩浆分异作用产生的热液渗透到猪蹄石花岗岩的源岩区, 导致该源岩富水、富铝, 而后者在张性环境中的上升定位使得猪蹄石花岗岩的源岩因减压而发生部分熔融作用, 产生强过铝质的花岗岩浆. 本文提出的成因模式可以更合理地解释这类强过铝质花岗岩与其主体花岗岩的时空耦合关系.     

豫鄂境内桐柏山—大别山双变质带

本文根据变质程度、标型矿物组合特征及多硅白云母b_0值等,将研究区的变质岩系从南向北分为三个不同压力类型的变质带:Ⅰ带(高压带)、Ⅱ带(中高压带)、Ⅲ带(低压带)。这三个不同压力类型的变质带很可能是两对时代不同的双变质带。在Ⅰ、Ⅱ带内均出露有蛇绿岩系和混杂堆积,其中之基性火山岩属深海拉斑玄武岩,它们很可能形成于大洋脊,侵位堆积于消减带     

富锂氟花岗岩成因: 高温高压实验证据

为模拟富锂氟花岗岩的形成过程并解释其形成机制, 进行了一系列熔化-结晶实验. 在1×10⁸ Pa和570~700℃的浅色花岗岩-HF-H₂O体系中发现了石英+碱性长石+萤石+锂白云母(铁白云母)±锡石的矿物组合, 从而证明了: (1) 从富锂氟花岗质熔体中可以结晶出萤石、锡石和浅色云母, 石英+碱性长石+萤石+锂白云母/铁白云母+锡石的组合可以是岩浆环境下形成的稳定矿物组合; (2) 暗色的黑云母与浅色的铁白云母和锂白云母的同时出现说明岩浆条件下可以形成白云母花岗岩和二云母花岗岩, 环带状云母的发现说明云母的环带状结构不是热液成因云母所独有; (3) 随着结晶作用的进行, 残余熔体中SiO₂含量降低, Al₂O₃和F含量以及A/CNK和NKA/Si比值升高, 这些结果与富锂氟花岗岩中常见的垂直分带现象一致, 并为富锂氟花岗岩岩浆成因提供了非常有说服力的实验证据.     

青藏高原南部花岗岩电导率研究及地球物理应用

青藏高原地壳不同区域电导率存在着较大的差异,而花岗岩是青藏高原地壳的主要组成岩石,通过高温高压下研究花岗岩的电导率对于认识青藏高原电性结构的差异具有重要的意义.本研究在1.0GPa压力下,通过实验测量了西藏亚东地区白云母花岗岩577~996K温度范围内以及拉萨地区黑云母花岗岩587~1382K温度范围内的电导率,结果发现含白云母花岗岩低温(577~919K)下的活化焓为0.92eV,高温(919~996K)下的活化焓为2.16eV;而黑云母花岗岩在低温(587~990K)下的活化焓为0.48eV,在高温(990~1382K)下的活化焓为2.06eV.两种花岗岩不同温度段活化焓的变化可能与花岗岩中的白云母和黑云母脱水有关.将花岗岩样品实测电导率与采样点附近的野外观测结果相比较,发现二者在电导率数值及变化趋势上比较接近,预示着这两个地区上地壳导电性可能与花岗岩关系密切.通过有效介质模型及HS边界模型计算了白云母花岗岩和黑云母花岗岩混合模型的电导率,并与青藏高原南部地壳的电导率进行了比较,结果显示大地电磁电导率结果大部分位于岩石混合模型电导率结果范围内,青藏高原南部地壳电性结构特征能用花岗岩来解释,其底部大范围的高导现象可能与花岗岩中含水矿物的脱水有关.     

广东韶关某地找矿的多种地球物理方法综合应用

综合地球物理方法可以发挥各种勘探方法的优势,补充单一方法的不足,并且对于单一方法无法解释的异常给出新的理论支持.依据地质资料,位于广东省韶关始兴良源矿区成矿母岩主要为黑云母花岗岩,以及黑云母花岗岩蚀变后形成的白云母花岗岩或云英岩化花岗岩.母岩在电性上均体现为高电阻率;另一方面,高电阻率的花岗岩一般具有低磁性的特征,而围...     

裂变径迹年龄在断裂构造形迹中的应用

本文通过对苏州金山浜花岗岩岩体中北北东向断裂带取样,选矿及对其重矿物——磷灰石分别进行化学蚀刻和热中子辐射,采用白云母外探测器法分别进行自发裂变径迹与诱发裂变径迹的观察、统计及裂变径迹年龄的计算。认为该岩体形成年代是侏罗-白垩纪,而断层破裂形迹的地质事件是晚第三纪中新世。说明运用裂变径迹的方法来研究活断层的测年工作是可取的     

纳米气泡改性矿物颗粒的湖泊沉积物-水界面增氧效果实验研究

季节性缺氧导致夏季沉积物内源磷强烈释放,加剧水体富营养化,是我国西南地区深水湖泊（水库）面临的重要挑战.有效增加夏季缺氧期深水沉积物-水界面的含氧量,是减少内源磷释放的关键.现有的深水增氧技术由于缺乏对沉积物-水界面增氧的针对性,因此治理效果有限.近年来,纳米气泡已被证实具有的稳定性好、氧传质速率高和环境风险低等优点,为新型深水增氧技术研发提供了巨大潜力.本文以天然矿物材料白云母、绢云母、硅藻土和沸石为基底,负载纳米气泡,研发纳米气泡改性矿物颗粒技术,开展湖泊沉积物-水界面增氧模拟实验研究,运用平面光电极技术评估其界面增氧效果.结果表明,纳米气泡改性矿物颗粒对沉积物-水界面具有比较明显的增氧效果.其中,改性白云母、绢云母和沸石的界面持续增氧时间可达7天以上,增氧后的界面最大溶解氧（DO）浓度达4.40 mg/L,而改性硅藻土不具有增氧能力.其次,矿物粒度对改性颗粒的增氧效果有一定影响：粒度越细,界面的最大增氧浓度越高,且持续增氧时间越长.纳米气泡改性矿物颗粒技术有望成为夏季缺氧期深水沉积物-水界面精准增氧和内源污染控制的有效技术手段.     

自生矿物稀有气体同位素分析纯化新技术

矿物岩石样品经加热释放出的气体,除稀有气体外,还有各种活性气体.必须先除去这些活性气体,获得纯净的稀有气体,才能送入质谱仪进行稀有气体同位素分析或40Ar/39Ar定年分析.常规的纯化装置能满足多数地质样品的气体纯化要求.但是,一些矿物岩石样品含有较高的杂质成分,尤其是油气田储层砂岩自生伊利石等矿物,常规纯化装置不能完全除去杂气,影响了稀有气体分析和40Ar/39Ar定年的数据质量.本文介绍的有机杂气纯化系统是由多个可循环使用纯化装置组合而成,各个装置的工作温度和去气温度不同.样品释出的气体通过该套纯化系统后,能够有效地除去水、氮气、二氧化碳和有机挥发份等杂质气体.云母类矿物是40Ar/39Ar定年最主要的测试矿物之一,特殊环境形成的云母类矿物可能包含一些杂质,实验中发现一个白云母样品采用常规方法不能获得纯净的稀有气体,该白云母成为本次对比实验的研究对象.交替"关闭/开启"这套有机杂气纯化系统,分4部分进行实验对比.实验表明,关闭有机杂气纯化系统时,40Ar随测量时间呈曲线变化,气体纯化效果差,年龄误差大;开启新的纯化系统时,40Ar随测量时间呈直线下降,气体纯化效果好,年龄误差小,数据质量明显提高.     

东秦岭秦岭杂岩中的长英质高压麻粒岩及其地质意义初探

东秦岭松树沟一带秦岭杂岩中长英质高压麻粒岩的特征矿物组合为石榴石+蓝晶石+微纹碱性长石+石英+金红石。它的形成条件为800～900℃和1.3～1.6GPa,并遭受了600～650℃和0.8～1.0 GPa以及500～600℃和0.3～0.6Gpa两个阶段退变质作用的改造,分别形成珍珠云母+多硅白云母+斜长石(Pl_Ⅰ)+石英和矽线石+黑云母+斜长石(Pl_Ⅱ)+微斜长石+石英两期退变质矿物组合,共同构成一个早期降温降压和后期再降压降温的两阶段顺时针演化的P-T轨迹。     

哀牢山-红河剪切带构造抬升和运动形式转换时间的新证据

利用特定的~(40)Ar/~(39)Ar 阶段加热程序和MDD模式处理得到的K-长石冷却曲线, 加之角闪石、黑云母、白云母和磷灰石的年龄测定结果, 研究了哀牢山-红河剪切带西北的鄂嘉(YN-2)至东南端金平(YN-18B和YN-19 )及河口附近(YN-20)长约390 km范围内3个地点的冷却历史. 结果表明,哀牢山-红河剪切带左行走滑运动的距离(至少在我国境内研究结果表明)不少于350 km, 左行走滑运动停止后至右行走滑运动开始之间, 剪切带整体为自东南向西北匀速扩展式的抬升.     

广东罗浮山断裂40Ar-39Ar年代学及变形期次研究

广东罗浮山断裂早期韧性变形、晚期脆性变形的特征已有定论,前人多对其变形期次做过定性研究。为了更加精确的研究罗浮山断裂的活动期次,通过对其韧性剪切带内白云母单矿物进行⁴⁰Ar-³⁹Ar法同位素测年,获得其坪年龄为135.08±0.61 Ma,结果表明：广东罗浮山断裂于早白垩世存在一期重要韧性剪切变形事件。结合前人研究成果,将其活动期次共分为4个阶段：中侏罗世逆冲韧性剪切变形期、早白垩世逆冲韧性剪切变形期、晚白垩世脆性正断、硅化作用期和古近纪—第四纪硅化作用、持续脆性正断变形期。     

伊利石断层泥摩擦特性的温度效应与白云母化

断层泥是断层错动的产物,成份往往比较混杂。含伊利石的断层泥是其中常见的一种。目前对常发生地震的5—15公里深处的断层泥特性了解甚少。本文通过含断层泥标本的高温高压实验结果,企图揭示一些断层泥在深部的特性。实验表明,在一定围压下伊利石断层泥在200℃和600℃时表现为无震稳滑,强度低。在350℃—480℃间表现为有震粘滑,强度高。对实验后的样品进行X射线衍射分析、差热分析和显微镜观察证明伊利石力学性质的变化与标本中含水情况的变化以及高温下的白云母化过程有关。进而讨论了蛇纹石、伊利石和其它粘土矿物在力学性状和矿物成份上的共性与个性。     

川西鲜水河断裂带晚新生代剪切变形40Ar/39Ar测年及其构造意义

基于野外地质调查、构造测量和白云母、黑云母、钾长石等矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar阶段升温测年分析, 获得了鲜水河断裂带新近纪左旋剪切变形冷却年龄. 观察和测试结果记录了剪切带两次热事件. 早期热事件(12~10 Ma)对应于鲜水河主干断裂西侧折多山中细粒花岗岩体从高温(>700℃)到中低温(<350℃)的快速冷却; 晚期热事件(5~3.5 Ma)对应于鲜水河主干断裂东侧细粒花岗岩体或岩脉的快速冷却. 测年结果为青藏高原东南缘川滇地块晚新生代向东构造挤出提供了重要的热年代学制约.     

几种模拟断层泥摩擦滑动速度依赖性转换的实验研究

基于速率-状态摩擦定律,速度弱化是断层失稳的必要条件,速度弱化向速度强化的转换控制着断层从不稳定滑动向稳定滑动的转换.因此,断层摩擦滑动的速度依赖性转换是涉及断层带上地震活动特征、地震成核深度等的重要问题.     

大洋俯冲带变质作用、流体行为与岩浆作用

依据有效的实验岩石学和相平衡模拟结果、结合俯冲带热结构模型,讨论了大洋地壳中的基性岩、沉积岩和超基性岩在不同俯冲阶段发生的脱水和熔融作用,及其对俯冲带岩浆作用的影响.大多数洋壳在弧前(90～100km)俯冲阶段基性岩和超基性岩脱水很少,明显脱水作用发生在表层沉积物中.在弧下俯冲阶段基性岩和超基性岩都发生强烈脱水,如基性岩中90%以上的水是由绿泥石、蓝闪石、滑石和硬柱石相继在弧下100～200km深度分解释放的,这与以往基于实验模拟得到的结果大不相同;超基性岩在弧下120～220km深度发生叶蛇纹石、绿泥石和10?相脱水;但变质沉积岩在弧下深度对流体贡献不大,其主要含水矿物为多硅白云母,可以一直稳定至300km深处分解成钾锰钡矿,多硅白云母分解后直到地幔过渡带深度俯冲洋壳板片不再有明显流体释放.在少数热俯冲带中,变质沉积岩和基性岩都可以发生部分熔融(尤其是水化熔融)形成富水花岗质熔体或超临界流体,含碳酸盐矿物的沉积物可以熔融形成含钾碳酸岩熔体.在少数冷俯冲带中,超基性岩中出现A相,可把水带至地幔过渡带深处.俯冲板片特别是沉积物可以携带很多强不相容的次要元素和微量元素,通过板片流体影响俯冲带岩浆岩的地球化学成分.在弧下俯冲阶段,俯冲带的地热梯度不穿过碳酸盐化榴辉岩和橄榄岩的固相线,其中的碳酸盐矿物可被携带到深部地幔.碳酸盐化榴辉岩会在400km深度发生熔融形成富碱的碳酸岩熔体,而碳酸盐化橄榄岩则不会在俯冲带下部的地幔过渡带中发生熔融.     

藏南喜马拉雅淡色花岗岩稀有金属成矿作用初步研究

喜马拉雅淡色花岗岩是青藏高原广泛分布且独具特色的地质组成,呈东西向分布,延绵超过1000km.它们可划分为黑云母花岗岩、二云母/白云母花岗岩、电气石花岗岩和石榴石花岗岩,此外,发育程度不等的钠长石花岗岩和花岗伟晶岩.本文介绍了对喜马拉雅淡色花岗岩稀有金属成矿的初步研究结果.在本次调查的15个淡色花岗岩体岩体中,有12个岩体中发现了稀有金属矿物,包括代表铍成矿的绿柱石,代表铌钽成矿的铌铁矿族矿物、重钽铁矿、烧绿石-细晶石、褐钇铌矿、铌铁金红石,代表锡成矿的锡石等.初步研究表明,喜马拉雅淡色花岗岩的稀有金属成矿范围广,具有良好的稀有金属成矿潜力,可成为中国重要的稀有金属成矿带,未来需要尽快加强该地区的稀有金属成矿调查和研究工作,为中国稀有金属矿产资源接替基地的找寻提供理论依据.