西秦岭太阳山斑岩铜-钼矿床岩体氧逸度及成矿意义

甘肃天水三叠纪太阳山斑岩铜钼矿床位于西秦岭造山带东段。矿体主要赋存于石英闪长斑岩、二长斑岩、石英二长斑岩和泥盆系大草滩群。氧逸度是表征岩石物理化学性质的重要参数,对岩浆热液成矿具有明显的控制作用。在综合评述常用氧逸度计算方法及适用性的前提下,文中应用激光剥蚀等离子质谱分析方法对太阳山矿床含矿岩体锆石微量元素进行测定,选用含量较高的Sm、Nd进行Ce异常计算,查明含矿斑岩岩浆氧逸度,探讨其成矿意义。太阳山矿床岩浆氧逸度计算结果表明,太阳山成矿二长斑岩和石英二长斑岩相对氧逸度ΔFMQ分别为+3.04和+3.15,成矿前石英闪长斑岩相对氧逸度ΔFMQ为-1.83,成矿岩体氧逸度明显高于成矿前岩体。成矿岩体岩浆氧逸度高于成矿前岩体的原因可能与富集地幔有关。富集岩石圈地幔的加入,带来了大量的硫和金属铜,并提高了岩浆氧逸度。     

活塞圆筒和多面砧高压装置中常用的氧逸度控制和原位监测方法

氧逸度是定量表示一个体系氧化还原能力的指标，反映了体系中氧气的分压或者逃逸能力。在地球科学中，它反映了岩石和矿物中变价元素的氧化还原状态，指示了不同岩石矿物氧化性/还原性的相对强弱。相同岩石矿物不同氧逸度可以导致其物理化学性质发生大的改变，因此在实验地球科学中准确控制并监测高温高压实验条件下的氧逸度具有非常重要的意义。本文从实验技术角度出发，首先介绍了活塞圆筒和多面砧高压装置中利用双胶囊技术在不含水和含水体系中控制氧逸度的方法、原理、装置和注意事项；接着描述了用过渡金属合金固溶体和惰性金属合金作为氧传感器原位测量氧逸度的原理、注意事项和地质应用，然后展示了氧离子固体电解质法控制和监测氧逸度的原理、装置和局限，提出了可能的改进方法。目前由于技术限制，氧逸度在高压实验中的控制和监测方法还不成熟，导致其对矿物和岩石物理化学性质的影响极可能被低估甚至错估。因此积极研究发展并推动高压下氧逸度的控制和监测技术非常重要且必要。     

钇稳定氧化锆传感器在地学实验中的应用

在地球科学实验中,氧逸度、氢逸度是反映待测体系的氧化还原状态和制约体系发展过程的重要参数。本文阐述了钇稳定氧化锆（YSZ）的导电机理和不同稳定剂（Y2O3）掺杂量对性质的影响,并列举了实验地球化学中利用YSZ传感器测定体系氧逸度、氢逸度及pH值的方法。与已有的其他氧/氢逸度测量方法相比较,YSZ传感器在实验中有耐高温、高压、抗腐蚀性强、响应快、原位测定特性好等诸多优点。最后指出了YSZ在应用于实验过程中的存在问题。随着陶瓷制作技术、微机械加工技术和微电子技术的发展,YSZ在地学实验中的应用将更加多样化和具有针对性。     

地幔氧逸度的研究进展

通过对目前国际上诸多有关地幔氧逸度的研究结果的系统分析和总结 ,提出了地幔中自由氧对地幔物质的性质、状态及运动过程产生影响的基本作用方式 ;介绍了目前地幔氧逸度研究的主要研究手段 ,包括本征氧逸度的实验室测量、模拟氧逸度的实验室测量、地幔氧逸度计及理论计算等及其优缺点 ;定性探讨了地幔氧逸度的时空分布规律 ,获得了地幔随时间的推移变得愈来愈氧化 ,随深度的增加变得愈来愈还原 ,以及在横向上不同大地构造部位的地幔区域具有不同的氧逸度等诸多结论。结合目前人们对地幔物质组成、性质、状态、运动过程及地球的起源与演化历史等的认识 ,初步提出了地幔不同圈层氧逸度的约束机制。最后 ,针对目前地幔氧逸度的研究现状 ,为今后提出了一些参考性的研究方向。     

中酸性侵入岩的氧逸度计算

氧逸度是岩石物理化学的1个重要参数,对岩浆演化、岩石成因和岩浆热液成矿具有明显的控制作用。含有变价元素的矿物常被用来计算成岩与成矿过程中的氧逸度,但是不同方法之间的对比研究较少,各种方法的适用性还不明晰。作者对晋东北黑狗背花岗岩体的氧逸度进行了较为系统的研究,通过黑云母、角闪石、磁铁矿-钛铁矿矿物对和锆石的Ce异常的氧逸度计算,发现不同方法的估算结果存在较大的差异,甚至会得出完全相左的结论。其中,基于Fe~(3+)/Fe~(2+)比值的黑云母和磁铁矿-钛铁矿氧逸度计计算结果吻合度较高,可适用于中酸性侵入岩的氧逸度研究,而基于Fe/(Fe+Mg)比值的氧逸度计算方法可能受到母岩浆化学成分的影响,不适合应用于低镁侵入岩的氧逸度估算。     

高压水热体系中氧逸度/活度测量与控制技术的回顾与展望

高压水热体系在科学实验、工业过程和自然界中广泛存在.氧逸度/活度是高压水热体系最基本的物理化学参数之一,经常控制着体系的物质形态、性状以及过程的发生与发展,因此对高压水热体系氧逸度/活度的测量与控制具有极为重要的意义.本文首先对目前国际上流行的各种高压水热体系氧逸度/活度测量与控制技术从原理和基本特点等方面作了详细的介绍,接着对各种技术的优、缺点作了比较与评价,文末对未来高压水热科学与技术领域氧逸度/活度测量与控制技术的发展趋势作出了展望.     

长江中下游地区晚中生代岩浆岩氧逸度特征及意义

长江中下游地区是我国东部重要的多金属成矿区,区内中生代岩浆活动强烈,可分为4个阶段。本文选择代表性岩石,开展了锆石原位微量元素测试,结合全岩数据,应用拟合法、插值法进行锆石氧逸度估算。结果表明：相比插值法,拟合法获得的锆石氧逸度数据结果更加准确集中,分布趋势更加明显,尤其修改的M估计估算方法可有效削弱拟合法估算过程中遇到的轻重稀土元素异常分馏等不利影响。最终确定,基于全岩和锆石微量元素数据的最小二乘法估算结果更加符合实际。长江中下游地区晚中生代4个阶段岩浆岩的氧逸度普遍较高,其中第1和第4阶段岩浆岩氧逸度相似,为高氧逸度岩浆岩,第2与第3阶段岩浆岩的氧逸度较低,表现出晚中生代早期到晚期,岩浆氧逸度从高降低、再升高的变化趋势。各阶段岩浆岩的氧逸度高低与岩浆起源和成矿属性有着良好的对应关系。     

对与氧逸度有关的花岗岩类成矿专属性-含矿性问题的再思考

花岗岩类的成矿专属性与氧逸度密切相关,但氧逸度只是矿床形成时的必要非充分条件之一。本文从成矿专属性和含矿性两个方面讨论氧逸度的成矿学意义,得到两点主要认识：还原性斑岩型Cu-Au多金属矿床具有高氧逸度成因,不同元素的矿化分别对应于氧逸度对演化程度、岩石类型、硫逸度、pH协变图上的不同分区,其中可能以氧逸度和岩石类型这两种因素的配合最具专属性意义;从专属性到成矿性分从岩浆到热液、从热液到矿石两个阶段完成,这期间氧逸度对元素地球化学行为的影响不容忽视,但其在矿质沉淀过程中的角色有时不宜夸大,因为有的沉淀与氧逸度关系不大。     

锆石Ce 氧逸度计和早期地球的氧化还原状态

氧逸度可以用于定量描述一个体系的氧化还原状态,是地球科学非常重要的一个热力学指标。早期地球的氧逸度及其变化趋势的重建,对大气圈、水圈、生物圈乃至整个地球的起源和演化具有重要的科学意义,也是地球科学长期探索的重要目标。锆石提供了地球上已发现的最古老天然样品,几乎是目前研究早期(冥古宙)地球的唯一可靠对象。近年来的研究发现,锆石中Ce的含量对其母岩浆体系的氧逸度很敏感,并由此发展出了锆石的Ce氧逸度计。这一技术对认识早期地球的氧化还原状态十分关键。文章对锆石Ce氧逸度计进行了简单介绍,进而对早期地壳和地幔的氧化还原状态进行了综合评述。在此基础上,对早期地球几个重要圈层(大气圈、大陆地壳和上地幔)氧逸度的演化及相互间的耦合关系进行了讨论。     

氧逸度的估算及其在岩矿方面的应用

在矿物、岩石、矿床、地球化学等方面,反映氧化还原条件的氧逸度,日益受到人们的重视.本文就氧逸度、氧缓冲剂、氧逸度的估算以及氧逸度在岩矿方面的应用,概述如下. 氧逸度及氧缓冲剂(一)氧逸度的概念氧逸度fo_2(Oxygen fugacities)就是有效的氧分压.氧分压(Partial oxygen pressure)是指混合气体总压之下的氧的分压力,以Po_2表示.举一个最简单的例子来说,如果把空气的总压力看作是一个大气压(atm),而空气的     

矽卡岩矿床共生单科辉石—石榴石氧逸度计及主要金属矿化类型矽岩生成的氧逸度条件

基于我国主要类型矽卡岩矿床的研究，结合Ca-Fe-Si-C-O体系的实验成果，以共 生矿物固溶体热力学分析为手段，建立了共生单斜辉石一石榴石氧逸度计。对我国主要类型矽卡 岩的研究表明:不同金属矿化及不同产出条件的矽卡岩形成于不同的氧逸度环境，具有不同的氧 逸度变化趋势和温度一氧逸度效应。共生单斜辉石一石榴石矿物对是形成介质的良好氧逸度计、酸度计。它有助于判别矽卡岩的金属矿化类型。     

邯邢地区中生代侵入岩中磷灰石的成因矿物学研究

氧逸度为有效的氧分压,是实验岩石学中重要的研究课题,岩浆的氧逸度是继温度、压力、浓度等影响成岩成矿过程的关键性物理化学参数。本文利用磷灰石的氧逸度计,对邯邢地区六大主要岩体的岩浆氧逸度进行了计算。研究结果显示,样品中的磷灰石主要为羟-氟磷灰石,磷灰石的形态、成分和结构特征指示其为岩浆成因。磷灰石中的Mn元素在晶格中有两种方式,多以Mn3＋和Mn5＋的方式进入晶格。磷灰石氧逸度计计算的logfo2为-12.31~-9.75,均值-11.02。参考与磷灰石共生角闪石的形成温度,认为邯邢地区岩浆岩普遍具有较高的氧逸度。根据磷灰石氧逸度值与矿床规模的填图结果,认为并非氧逸度越高越有利于邯邢式铁矿的形成。结合矿物学填图等值线闭合的趋势,进而推断邯邢地区中部的符山和武安岩体深部可能仍存在较好的找矿远景。     

地幔氧逸度的时空变化

地幔氧逸度是反映地幔氧化还原程度的参量,由温度、压力、岩石化学成分、矿物结构等共同作用控制.目前对上地幔氧逸度的研究主要针对镁橄榄石-磁铁矿-石英体系、含角闪石的橄榄岩体系和玄武岩(熔体)体系,通过实验岩石学方法进行.地幔氧逸度在垂直深度上随深度增加而减小受到普遍认可.天然样品和理论研究认为,岩石圈地幔底部的软流圈氧逸...     

论花岗岩型铀矿床热液来源——来自氧逸度条件的制约

本文根据已有的关于熔体-流体氧逸度的实验数据和理论计算结果,综述了铀在熔体中的价态及其地球化学行为,以及铀进入流体的氧逸度条件和其它条件.在此基础上,阐明了花岗岩型热液铀矿床矿-岩时差的原因,阐述了对华南花岗岩型铀矿床铀源和热液来源的新认识.地幔岩浆和花岗岩浆的氧逸度都低于磁铁矿-赤铁矿氧缓冲剂(MH)所确定的氧逸度,...     

赣南五里亭岩体晶质铀矿中铀离子价态及岩浆氧逸度计算

晶质铀矿是花岗岩中广泛产出的副矿物,其铀离子价态的变化及比例关系,对于岩浆氧逸度具有一定的指示意义。笔者利用硅酸盐熔浆中U~(6+)-U~(4+)的平衡关系,推导出花岗岩副矿物——晶质铀矿的氧逸度计热力学计算方程,以及氧逸度(f O2)、温度(T)和不同价态铀离子比值(U~(6+)/U~(4+))的对数关系。以赣南五里亭花岗岩体为例,借助X射线光电子能谱分析,获得U~(6+)与U~(4+)的比例关系(U~(6+)/U~(4+)=0.30～0.46);利用晶质铀矿氧逸度计热力学方程,计算出该岩体形成时的平均氧逸度(为FMQ+0.58)。在温度(T)与氧逸度(lg f O2)协变图中,该结果靠近矿物反应缓冲线(FMQ),显示岩浆为弱还原性。因此,晶质铀矿U~(6+)/U~(4+)氧逸度计算结果能够代表岩浆源区的氧逸度特征,可作为常规氧逸度计算方法的一种有效补充。     

中国东部新生代玄武岩及其地幔包体的氧逸度

地幔环境的氧逸度与温度和压力一样，是控制许多地幔过程的一个重要参数。本文计算了中国东部几个具有代表性地区的玄武岩和尖晶石二辉橄榄岩的氧逸度，尖晶石二辉橄榄岩的氧逸度变化不大，均位于１ｏｇ（ｆｏ２）＝ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ）＋０．０左右，而各地区玄武岩的氧逸度却变化很大，其平均值从尚志地区的ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ＋０．６到长白山地区的ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ）＋３．３左右（其中东北地区钾质玄武岩的氧逸度比除尚志以外其它地区的低），并且总体具有比地幔橄榄岩高得多的氧逸度。推测钾质玄武岩和尚志地区破性玄武岩的氧逸度比中国东部其它地区玄武岩的氧逸度低的可能原因是，前二个地区的玄武岩来源于更深部的（金云母）石榴石二辉橄榄岩，而其它地区的玄武岩来源于略浅部的尖晶石二辉橄榄岩。     

中国东部新生代玄武岩及其他幔包体的氧逸度

地幔环境的氧逸度与温度和压力一样，是控制许多地幔过程的一个重要参数。本文计算了中国东部几个具有代表性地区的玄武岩和尖晶石二辉橄榄岩的氧逸度，尖晶石二辉橄榄岩的氧逸度变化不大，均位于１ｏｇ（ｆｏ２）＝ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ）＋０．０左右，而各地区玄武岩的氧逸度却变化很大，其平均值从尚志地区的ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ＋０．６到长白山地区的ｌｏｇ（ｆｏ２ＦＭＱ）＋３．３左右（其中东北地区钾质玄武岩的氧逸度比除尚志以外其它地区的低），并且总体具有比地幔橄榄岩高得多的氧逸度。推测钾质玄武岩和尚志地区破性玄武岩的氧逸度比中国东部其它地区玄武岩的氧逸度低的可能原因是，前二个地区的玄武岩来源于更深部的（金云母）石榴石二辉橄榄岩，而其它地区的玄武岩来源于略浅部的尖晶石二辉橄榄岩。     

红格层状岩体角闪石和黑云母对温压及氧逸度条件的估算

<正>前人对攀西地区钒钛磁铁矿形成时的温压和氧逸度条件等进行了一定的分析探讨。Pang等(2008a、b,2009)根据磁铁矿和钛铁矿电子探针成分估计了攀枝花岩体氧化物结晶的温度和氧逸度,但是,由于磁铁矿和钛铁矿都发生了固溶体分离,根据电子探针分析估计的温度和氧逸度具有较大的误差。张晓琪等(2011)则利用攀枝花岩体没有发生固溶体分离的斜长石和橄榄石估算了攀枝花钒钛磁铁矿形成时的温度和氧逸度的相对变化。     

气体混合炉中氧逸度控制北大核心CSCD

氧逸度是影响地质体系性质的物理化学变量之一。实验岩石学中常利用氧逸度可控的气体混合炉进行设定氧逸度下的实验。常用的混合气体组合包括CO_2-CO、CO_2-H_2和H_2-H_2O体系。然而,混合气体配比涉及到的较复杂的热力学计算以及老旧的热力学数据阻碍了该项技术在实验岩石学中的应用。本文根据新的物理化学数据,对不同混合气体体系(如CO_2-CO,CO_2-H_2和H_2-H_2O)温度-氧逸度-气体混合比例关系进行了重新计算和评估。另外,还计算了O_2-惰性气体、CO_2-O_2和H_2O-O_2体系,弥补了前人CO_2-CO、CO_2-H_2和H_2-H_2O体系不能控制高氧逸度(大于CO_2体系)的缺陷。最后,比较了应用新旧不同热力学数据库算出的结果,认为随着基础物理化学数据的不断更新,温度-氧逸度-气体混合比例关系也应不断更新。     

岩浆过程对玄武岩铁氧化状态和氧逸度的影响: 以雷琼地区晚新生代玄武岩为例

使用幔源岩浆的铁氧化状态估算岩浆fO₂是获得地幔氧逸度及岩浆过程对氧逸度影响的有效途径.使用湿化学法对雷琼地区晚新生代玄武岩的主量元素成分进行了分析,并结合一些前人的工作,发现雷琼地区玄武岩的Fe3+/∑Fe比值可分为两组: 一组比值为0.20~0.35,称之正常样品; 另一组比值为0.45~0.66,称之异常样品.采用氧逸度与Fe₂O₃/FeO之间关系的经验公式对这些玄武岩岩浆的氧逸度进行了估算,正常样品的氧逸度为FMQ+1.1~FMQ+2.4,略高于前人由地幔捕虏体获得的本区地幔氧逸度(FMQ-0.943~FMQ+1.235),这种差异可能是由于计算方法引起的; 而异常样品形成时的氧逸度范围为FMQ+3.3~FMQ+4.8,比地幔源区氧逸度高出2.0log单位以上,不能用计算方法的差异来解释.通过岩浆过程对fO₂影响的讨论,认为分离结晶、岩浆脱气以及熔体上升过程中与岩浆通道物质之间的氧交换都不能解释异常样品的高Fe3+/∑Fe比值和氧逸度.许多异常样品采自近火山口,岩浆冷却速度可以引起fO₂的重要变化,因为缓慢淬火过程中离子的局部结构调整可以使Fe2+氧化为更小的Fe3+.由此可知,缓慢冷却会使喷出地表的岩浆铁的氧化状态明显提高,所以使用玄武质熔岩估计其源区氧化状态时,应选择远离火山口的熔岩.