阳储岭钨钼矿床成岩成矿的热力学条件探讨及地质意义

在岩矿工作中主要是应用热力学的原理,以实验或计算的方法定量回答矿物(矿物组合)或岩石(矿石)形成的物理化学条件,从而达到解释有关地质现象的目的.在阳储岭斑岩钨钼矿床研究的基础上,笔者以热力学为工具,对有关成岩成矿的某些物化条件作了探讨,并介绍了有关计算方法. 成岩热力学条件(一)杂岩体的成岩温度1.斜长石地温计的应用M.Kodo(1970)提出应用斜长石斑晶与共存熔浆(基质)平衡的原     

《热力学在变质岩中的应用》学术讨论会在京召开

我会变质岩委员会筹办的《热力学在变质岩中的应用》学术讨论会,于1984年11月20日至23日在北京召开。会议共收到论文及摘要17篇。会上讨论了三个问题:(1)地质测温计和测压计的应用;(2)矿物共生相图的计算和编制;(3) 变质反应和其它。代表们认为,热力学理论和方法对变质岩的研究具有重要的理论和实际意义。国外已把温压测定用于     

矿物包裹体弹性拉曼频移温压计原理及其地质应用

与目前广泛存在的传统热力学温压计相比,矿物包裹体拉曼弹性温压计是一种独立于化学平衡之外的基于力学平衡的新型温压计.其原理是利用激光拉曼频移标定矿物包裹体在常压条件下储存的残余应力,结合包裹体与寄主两相矿物弹性物理特性,可准确恢复包裹体捕获时的温度和压力条件,是一个潜在的优质温压计.作为新发展起来的技术和方法,越来越多地...     

西藏定结高压基性麻粒岩(退变榴辉岩)的变质P-T轨迹及构造意义

定结（Dinggye）位于藏南高喜马拉雅结晶岩系的中部,研究该区域麻粒岩的变质P-T轨迹对于理解青藏高原的碰撞和抬升过程至关重要.通过对该地区的高压基性麻粒岩（退变榴辉岩）的岩相学观察,确定了4期矿物组合:（1）峰期榴辉岩相矿物组合（M₁）由石榴子石（核部）+绿辉石（假象）+石英+金红石组成;（2）高压麻粒岩相矿物组合（M₂）主要由石榴子石（幔部）+单斜辉石+斜长石+钛铁矿+角闪石+黑云母组成;（3）中压麻粒岩相矿物组合（M₃）由石榴子石（边缘）+斜方辉石+斜长石+钛铁矿+黑云母组成;（4）角闪岩相矿物组合（M₄）主要由角闪石+斜长石组成.在NCFMASHTO体系下,用THERMOCALC软件对该高压基性麻粒岩进行了热力学模拟.结合传统温压计和平均温压计计算结果,求得M₂、M₃、M₄阶段的温压条件分别为786~826 ℃、0.78~0.96 GPa;798~850 ℃、0.71~0.75 GPa;610~666 ℃、0.51~0.60 GPa,这指示了一条以峰期后近等温降压（ITD）为特征的顺时针P-T轨迹.结合已有地质资料,表明定结高压基性麻粒岩（退变榴辉岩）是喜马拉雅碰撞造山的产物,峰期后经历了近等温降压的构造抬升过程.      

评价角闪岩相变质作用P—T条件的最新地质温度计——实验的角闪石—斜长石地质温压计

矿物地质温压计在本世纪初就已产生,但直到五十年代初期才走向实验和理论相结合的发展道路。特别是近几十年来,随着高温高压实验技术的不断发展。人们对热力学理论研究的日益深入,矿物地质温压计的发展也日趋完善。矿物地质温压计是以精密的化学分析资料为前提,而以热力学和实验岩石学为理论基础的。有关矿物地质温压计的资料国内外文献中报道颇多。本文将向大家推荐一种目前国内文献中未详细介绍的矿物地质温压计,即实验的斜长石—角闪石地质温压计,并对它在变质岩中的应用作一说明。     

变质作用精细过程研究进展

主要总结了最近 5年以来，国内外在变质作用精细过程研究若干方面的进展：人们在更细微尺度上，对矿物成分环带、成分梯度等矿物微区成分变化情况有了更深入的研究；发现矿物中不同化学组分抵御变质峰期后降温过程的能力不同；利用矩阵奇异值分解等数学方法定量探讨矿物（组合）之间是否存在质量平衡关系，进而判断矿物（组合）之间的平衡-非平衡关系；开始尝试恢复变质峰期后发生分解反应或纯转换反应的变质高峰期矿物的原始成分；出现了不依赖于矿物热力学数据和矿物活度模型的高精度相对温压计；补偿规则引入了矿物速率计，速率计计算结果更直观；最近发展的 Ms sbauer谱新技术，可以在小至50×30μm²的区域里实现铁镁质矿物原位（insitu）Fe ^3＋含量的分析；使用激光探针等离子体质谱法、激光探针 ⁴⁰ Ar／³⁹ Ar法、电子探针测年法、二次离子质谱法等新方法，实现对常见变质矿物的原位定年，使得变质作用较完整过程的连续定年成为可能。今后的发展方向至少有四个方面：深化并且充分利用已有的矿物微区成分分析方法和放射性微区测年方法，洞悉变质过程中的各种微观-超微观现象，探讨变质反应速率；研究不同大地构造环境的变质作用特征；实施大量的高精度矿物相平衡逆转实验，以获取高精度矿物热力学数据，进一步发展矿物固溶体热力学；采用岩石学实验模拟岩石变质过程，深入研究变质反应动力学。     

承德钒钛磁铁矿钒和钛物相的联测分析方法

依据承德地区大庙式钒钛磁铁矿床特征,通过人工重砂分离及单矿物化学分析并结合电子探针、岩矿鉴定结果查明了承德钒钛磁铁矿石中的含钒矿物主要是钛磁铁矿和磁铁矿,次要矿物是钛铁矿和硅酸盐;含钛矿物主要是钛铁矿、钛磁铁矿,次要矿物是金红石、榍石。根据承德钒钛磁铁矿石钒和铁呈正比的关系,选取代表性试样进行了钒钛物相分析项目的确定及溶剂选择的实验,最终确定了钒和钛物相分析测定流程。钒物相分析测定项目为磁铁矿和钛磁铁矿中的钒、钛铁矿中的钒、硅酸盐中的钒及总钒四项;钛物相分析测定项目为钛铁矿中的钛、磁铁矿和钛磁铁矿中的钛、金红石中的钛、硅酸盐中的钛及总钛五项。通过本方法测定的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例与人工重砂分析定量计算的各种含钒和钛矿物含量占矿石中总钒和总钛含量的比例是相互吻合的。对110件钒钛磁铁矿石样品进行了4种含钛矿物及3种含钒矿物物相分析,结果与实际地质成矿组分符合。本方法实现了钒钛磁铁矿中钒矿物和钛矿物的定量分离,确定了钒和钛物相联测分析流程,可以同时测定钒和钛矿物的含量。     

视剖面图温压计研究进展评述

视剖面图温压计是目前定量估算变质温度和压力的主要方法之一。其理论基础为热力学平衡原理与质量守恒定律。利用内恰的热力学数据库和相应的成分-活度模型对特定成分体系进行视剖面图计算,可以正演模拟给定温度和压力条件下的矿物组合、矿物丰度及其成分,与实测岩石对比,可以准确获取岩石的形成温度和压力。在应用视剖面图温压计时,应选择受全岩成分影响小、且受退变质作用影响微弱的矿物成分;对于有成分变化的体系,应结合多种方法恢复有效全岩成分。文中通过视剖面图对KFMASH(K2O-Fe O-Mg O-Al2O3-Si O2-H2O)体系下不同矿物组合内多硅白云母硅含量及其等值线斜率的研究,认为多硅白云母硅含量及其等值线斜率主要由不同矿物组合内多硅白云母参与的契尔马克替换及纯转换端元反应中的主导反应决定,进一步深化了对变质过程中控制矿物成分变化的内部缓冲反应机制的理解,从而也可为选择和应用矿物温压计提供指导。因此,视剖面图方法是目前研究变质岩石形成条件及变质作用精细过程的最佳方法之一。     

榴辉岩矿物中金红石包体的Zr含量温度及其意义

运用合理的地质温压计计算榴辉岩各期次的温压条件是确定超高压变质带p-t演化历史和解释板块俯冲-碰撞构造演化历史的前提.目前用于榴辉岩温压测算的主要手段是矿物对(组合)阳离子配分温度计或矿物对氧同位素温度计.     

对“硫化矿床上自然电位的电化学机制”一文的商榷

M.Sato和H.M.Mooney发表的“硫化矿床上自然电位的电化学机制”一文,是讨论自电理论的一篇有影响的论著.其主要内容包括:1.根据O_2/H_2O_2与Fe(OH)_3/FeCO_3,Fe_2O_3/Fe_3O_4热力学平衡方程式,确定了风化环境与深部环境的E h-pH范围;2.根据Cu~2+,S/CuSCu(OH)_2,S/CuS与Ag/Ag_2S等热力学平衡方程式,确定了硫化矿物稳定区的上、下限;3.给出了黄铁矿等矿物在自然电场法中最大有效电位差值;4.认为金属硫化矿体在自然电场机理     

矿物溶沉分区和水源地最佳勘探地段的确定

在利用化学水质分析资料,依据化学热力学理论,确定矿物溶沉特点和分布规律,编制矿物溶沉分区图,结合某区具体的地质、构造等条件,确定区内最佳勘探地段,勘探实践证实效果较好,最值得应用和推广的一种新方法。     

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。     

延河泉域岩溶地下水环境保护措施

通过对延河泉域地质、水文地质和水文地球化学分带特征的分析,运用热力学方法计算,确定了碳酸盐岩、硫酸盐岩矿物溶沉方向的反应比率(饱和指数),以此划分了岩溶地下水的环境保护区,并提出了保护措施.     

基于假三元模型的透辉石-硬玉固溶体热力学性质计算

自然界中矿物多以固溶体形式存在,据其晶体化学特征计算热力学性质是开展矿物成因理论研究的基础。本文引入描述二元矿物固溶体热力学性质的假三元模型,计算得到了透辉石-硬玉固溶体系列的热力学性质。该模型通过构造一种高度有序的中间相,同时考虑长程和短程有序效应,基于热力学平衡态矿物固溶体自由能最低的规律,可以计算特定组分下矿物的平衡自由能、焓和熵等热力学参数。本文针对透辉石-硬玉固溶体体系,取绿辉石为其中间有序态,计算了其活度-成分关系和温度-组分相图等,发现绿辉石随温度升高的有序无序相变为一级相变,相变温度为1 148±25 K,与实验研究结果一致。本文获得的透辉石-绿辉石-硬玉体系的热力学参数可用于视剖面图方法研究MORB成分的岩石的榴辉岩相变质作用过程。     

矿物饱和指数在确定水源地最佳勘探地段中的应用

本文依据化学热力学理论、利用水质分析资料来确定矿物溶、沉饱和指数及编制矿物溶、沉分区图，并结合具体的地质、构造等条件、确定出水源地内最佳勘探地段。勘探实践证明此方法效果较好，值得进一步应用及推广。     

浙东脉状铅锌矿地球化学热力学研究

浙东脉状铅锌矿主要赋存于侏罗纪—白垩纪火山碎屑岩中,成矿地质条件相似。本文在对典型矿区主要成矿阶段矿物组合、成矿温度、矿液成分研究的基础上,对成矿的其它物理化学条件,如PH、fo(?)、fs(?)等作了热力学分析与计算,并结合主要矿石矿物的溶解度资料,计算与分析了成矿过程中主要成矿元素的搬运形式及富集机理。     

辽吉成矿带热液型铅锌矿床矿物组合共生分异的热力学制约——以岫岩红旗铅锌矿床为例

辽吉成矿带上广泛分布着热液型铅锌矿床,对于该类型矿床中矿物共生组合特征和成矿物质迁移沉淀机制的研究是矿床学研究的核心问题之一。通过共生矿物热力学平衡的相关计算,绘制热力学lg[Cu2+]-pH、lg[HS−]-pH和Eh-pH相图,可以有效地诠释成矿流体中成矿元素在迁移、沉淀过程中的物理化学条件。本文以辽吉成矿带上典型的热液型铅锌矿床——岫岩红旗铅锌矿床为例,在对该矿床进行镜下典型矿物共生组合研究的基础上,选取了黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿四种矿物进行热力学平衡的相关计算,选取473 K、549 K、648 K三个温度截面绘制了热力学lg[Cu2+]-pH、lg[HS−]-pH和Eh-pH相图,结果显示成矿流体中矿物迁移沉淀机制和矿物共生组合的形成主要受成矿流体的温度、离子活度、pH、Eh多因素制约。此研究对于解释辽吉成矿带上典型热液型铅锌矿床的运移沉淀机制和矿物组合特征具有重要的指导意义。     

麻粒岩中斜方辉石单斜辉石-石榴石-斜长石-石英地质压力计的推导及其应用

麻粒岩相中常见矿物组合:斜方辉石 单斜辉石 石榴石 斜长石 石英,根据矿物反应:石榴石 单斜辉石 石英=2斜方辉石 斜长石.对于MgO-CaO-Al_2O_3-SiO_2体系结合热力学关系式推导出这一反应的地质压力计表达式:P(bar)=2237.9 12.05T 1.73TlnK,K=??.通过对内蒙古朱拉沟地区麻粒岩相矿物计算,结果与其它地质压力计比较吻合.     

流体的氯含量及其演化：来自岩石含氯矿物的记录

含氯流体是地质作用中重要的流体形式之一。通过含羟基矿物的氯含量来反演流体的组分及其演化是流体研究的一个重要方面。角闪石、黑云母、方柱石和磷灰石是主要的含氯矿物,可以揭示含氯流体与岩石的相互作用。这些矿物的氯含量受平衡流体的成分、温压条件以及自身的晶体化学结构等复杂因素制约。一方面,结合实验确定的热力学数据可以通过矿物氯含量在一定范围内定量计算流体的氯组分;另一方面,也可以根据矿物的氯含量变化特征来反演流体 岩石相互作用过程中流体成分的变化特征,这样的流体成分演化可能反映了特定的地质过程。     

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。