黑云母温度计能否用于估计花岗质侵入岩的结晶温度？

为了探讨黑云母温度计是否适用于估计花岗质侵入岩的结晶温度,汇编了国内外典型花岗质侵入体的岩石化学和矿物化学数据,利用Henry等(2005)的黑云母Ti饱和温度计、Li 和Zhang (2022)的黑云母全组分温度计估算了岩浆温度,并与Shao等(2020)的锆饱和温度计估算结果进行了对比。结果表明,黑云母Ti饱和温度计估算的温度比锆饱和温度计和黑云母全组分温度计低50~200℃,因此认为黑云母Ti饱和温度计并不适用于估算花岗质侵入岩的结晶温度,而黑云母全组分温度计可以复现S型和I型花岗岩的锆饱和温度计结果。     

高温变泥质岩石中石榴石-黑云母地质温度计的应用——以胶北荆山群富铝岩石为例

在对胶北荆山群麻粒岩相富铝岩石中石榴石、黑云母的成分环带进行深入研究基础上,选取不同粒径、与不同矿物相邻的石榴石、黑云母各微区点成分,利用石榴石-黑云母温度计分别进行了温度估算。确定在黑云母含量较高的岩石(V_(Grt)/V_(Bt)≤1)中,利用大颗粒石榴石(d≥1500μm)晶体核部(或靠近长英质矿物一侧的晶体幔部)成分与基质中远离石榴石等镁铁矿物处于长英质矿物之间的黑云母核部成分配合。通过石榴石-黑云母温度计可以获得相当可信的变质峰期温度。但是对于黑云母含量极低的岩石(V_(Grt)/V_(Bt)≥6),由于黑云母的成分普遍遭到了强烈改造。使得温度估算结果异常偏低,因此不适合采用石榴石-黑云母温度计估算峰期温度。同一岩石中,采用不同的相邻石榴石-黑云母矿物对晶体边缘成分获得的温度值差异较大,反映它们在峰期后发生Fe-Mg交换反应并达到封闭温度平衡状态的程度不同,因此利用石榴石-黑云母温度计难以获得准确的封闭温度。通过热力学计算,建立了一个新的石榴石-黑云母温度计公式。确定胶北荆山群所经历的变质峰期温度为720～770℃,峰期后最低相对封闭温度为480～500℃。     

Experimental Study of Fe-Mg Exchange Reaction Between Orthopyroxene and Sapphirine and its Calibration as a Geothermometer

The exchange of Fe²⁺ and Mg²⁺ between orthopyroxene and sapphirine has been investigated at pressures 7-16 kbar and temperatures 850-1300°C using a piston cylinder apparatus for the synthetic and natural systems. This reaction is temperature-dependent and would be a good geothermometer. The equilibration temperature T is approximately expressed by the distribution coefficient as follows: T(°C)=1515/(ln K_D+0.943)-273.

This empirical equation was applied to some Antarctic granulites and associated rocks. The new orthopyroxene-sapphirine geothermometer gives consistent results with those estimated from the Fe-Mg orthopyroxene-garnet geothermometer.     

江苏东海温泉热储温度估算

以东海温泉为例,依据8个热水样品的水化学分析数据,讨论了区域地质背景下热储温度的估算。分析认为:东海温泉为同源的地热水,热水在上升过程中发生冷水混合作用;对比不同地热温标的适用条件,分别采用Na-K-Mg三角图法、硅温标混合模型方法计算热储温度。结果显示:2种方法的计算结果较为接近,东海温泉的热储温度在153~170℃之间。     

A new approach to develop the Raman carbonaceous material geothermometer for low‐grade metamorphism using peak width

The Raman spectra of carbonaceous material (CM) from 19 metasediment samples collected from six widely separated areas of Southwest Japan and metamorphosed at temperatures from 165 to 655°C show systematic changes with metamorphic temperature that can be classified into four types: low‐grade CM (c. 150–280°C), medium‐grade CM (c. 280–400°C), high‐grade CM (c. 400–650°C), and well‐crystallized graphite (> c. 650°C). The Raman spectra of low‐grade CM exhibit features typical of amorphous carbon, in which several disordered bands (D‐band) appear in the first‐order region. In the Raman spectra of medium‐grade CM, the graphite band (G‐band) can be recognized and several abrupt changes occur in the trends for several band parameters. The observed changes indicate that CM starts to transform from amorphous carbon to crystallized graphite at around 280°C, and this transformation continues until 400°C. The G‐band becomes the most prominent peak at high‐grade CM suggesting that the CM structure is close to that of well‐crystallized graphite. In the highest temperature sample of 655°C, the Raman spectra of CM show a strong G‐band with almost no recognizable D‐band, implying the CM grain is well‐crystallized graphite. In the Raman spectra of low‐ to medium‐grade CM, comparisons of several band parameters with the known metamorphic temperature show inverse correlations between metamorphic temperature and the full width at half maximum (FWHM) of the D1‐ and D2‐bands. These correlations are calibrated as new Raman CM geothermometers, applicable in the range of c. 150–400°C. Details of the methodology for peak decomposition of Raman spectra from the low to medium temperature range are also discussed with the aim of establishing a robust and user‐friendly geothermometer.     

不同埋深地温探头的观测效应及异常机制的初步研究

就昌平站2个不同埋深地温探头对2002年10月20内蒙ML5．8级地震和2002年12月25日河北宁晋ML4．3级地震的重复性滞后效应进行了研究,探讨了地震发生前后地温机制问题。地温是标量,从某些方面能反映地应力的变化,它是地应力变化的指示参量。地温前兆异常变化和地震的时、空、强有一定关系。深入研究其关系及其机制,对突破短临预报有促进作用。     

榴辉岩中单斜辉石-石榴子石镁同位素地质温度计评述

榴辉岩中单斜辉石和石榴子石之间显著的镁同位素平衡分馏,使其成为一种具有潜力的高精度地质温度计。为此本文选取文献中已报道的来自西南天山洋壳冷俯冲造山带、大别-苏鲁陆壳碰撞造山带和南非卡普瓦尔克拉通三种构造环境中的64对单斜辉石—石榴子石矿物对镁同位素数据利用δ~(26)Mg_(Cpx)-δ~(26)Mg_(Grt)图解筛选出50对达到镁同位素平衡分馏的数据,采用Huang et al.(2013)通过第一性原理计算和Wang et al.(2012)、Li et al.(2016)分别通过经验估计得出的镁同位素温度计计算榴辉岩的峰期温度并与前人研究结果进行对比。通过分析计算结果发现对于造山带榴辉岩,Huang et al.(2013)的温度计计算结果与前人通过传统温度计和相平衡模拟研究结果较一致,较好地重现了榴辉岩的峰期温度,而Wang et al.(2012)和Li et al.(2016)的温度计计算结果明显低于前人获得的峰期温度;对于克拉通榴辉岩,三种镁同位素温度计的计算结果与前人通过传统温度计获得的研究结果大多数相差在50℃以上,很可能是早期退变质过程中镁同位素在高温条件下再平衡导致的这表明三种镁同位素温度计均不适用于克拉通榴辉岩。同时,基于这些榴辉岩样品数据,本文利用经验估计的方法进行校准,得到了新的单斜辉石-石榴子石镁同位素公式△~(26)Mg_(Cpx-Grt)=1.11×10~6/[T(K)]~2(R~2=0.92)。此外,本文也对单斜辉石-石榴子石镁同位素地质温度计的应用前景及应用时应当注意的问题进行了简单的探讨。     

青海尕林格矽卡岩铁多金属矿床Fe-Ti氧化物及其热动力学意义

尕林格大型矽卡岩型铁多金属矿床地处东昆仑祁漫塔格山与柴达木盆地结合部位靠近盆地一侧。本文主要针对尕林格矿床Ⅱ矿群内发现的热液性质的Fe-Ti氧化物共生组合(HYM)和新鲜镁铁质玄武安山岩中火成性质的Fe-Ti氧化物共生组合(IGM)的化学成分及其热动力学平衡进行了详细研究。镜下观察发现,HYM与镁铁尖晶石共生,钛铁矿呈叶片状平行于磁铁矿八面体的(111)面出溶,根据氧化反应的平衡公式计算得到出溶反应的平衡温度集中在581.8~688.9℃之间,氧逸度fO2介于10-14.74~10-17.94之间;IGM主要与岩浆中的镁铁质矿物相平衡,其出溶反应的平衡温度范围为690.7~740.3℃,氧逸度集中在10-15.44~10-17.30之间。计算结果表明,尕林格矽卡岩型铁矿的最初成矿温度可达700℃,接近于水饱和岩浆结晶时的温度,因此判断HYM形成于岩浆演化早期高温高盐度流体的最初冷却过程。由于早期高温高盐度流体与围岩地层中的镁铁质火山岩发生交代反应,淋滤出大量的Fe、Ti、Al、Mg、Cu等金属物质。在高温条件下,Ti和Al进入磁铁矿晶格,导致含钛磁铁矿在降温过程中经历了氧化出溶反应形成钛铁矿-磁铁矿共生组合。此外,由于热液受到镁铁质火山岩的缓冲作用,导致HYM和IGM各自平衡时的氧逸度很接近。     

榴辉岩中石榴子石—单斜辉石地质温度计

通过对大别山双河榴辉岩的实例研究,对石榴子石-单斜辉石地质温度计的应用性和计算方法进行了讨论。与其他地质温度计（如氧同位素温度计）相比较,结合动力学研究,有助于进一步深入了解石榴子石-单斜辉石温度计的应用。该温度计能够较为准确地反映榴辉岩的顶峰变质温度,并且使恢复岩石体系的冷却历史成为可能。