伊利石结晶度Kübler指数的校正与近变质带的确定

就像用"砝码"标定"称"来测量物质质量一样,伊利石结晶度的测量也需要这样的"砝码"标定它的测量工具——衍射仪,从而能够进行伊利石结晶度的测量和对比。这个砝码就是伊利石结晶度标样或称伊利石结晶度国际标样。第2届Kübler-Frey国际研讨会伊利石结晶度圆桌会议就伊利石结晶度标样和近变质带的确定的问题进行了深入的讨论。会议一致认为,用伊利石结晶度标样校正X射线衍射仪是极为重要和必要的,没有进行标样校正的伊利石结晶度数据将被拒绝发表,经过伊利石结晶度国际标样校正后的伊利石结晶度数据才可用于近变质带的划分和国际对比。本文就伊利石结晶度测量的有关衍射仪类型与差别,衍射仪系统,测量条件,样品的影响和国际标样对仪器的校正等问题进行了分析研究。结果表明不同型号仪器,同型号仪器不同测量条件与状态,样品的不同制备方法都将影响伊利石结晶度Kübler指数的测量。指出只有使用国际标样才可校正测量的伊利石结晶度Kübler指数,从而达到消除偏差准确划分近变质带的标准和进行国际对比的目的。     

贵州梵净山前寒武系甚低级变质作用研究

本文运用伊利石结晶度、绿泥石结晶度、云母b0值和绿泥石地质温度计研究了梵净山前寒武系甚低级变质作用。结果表明经Kisch伊利石结晶度标样校正的伊利石结晶度Kübler指数为0.20~0.99°Δ2θ,绿泥石结晶度árkai指数为0.22~0.63°Δ2θ。由此阐明梵净山前寒武系经历了成岩作用到浅变质作用的影响,迄今依然保留了成岩带、近变质带和浅变质带的岩石记录。成岩岩石具有伊蒙混层特征成岩指示矿物,浅变质带具有钠云母特征变质指示矿物。钾云母(伊利石)b0值范围为:0.9000~0.9045nm;平均0.9018nm,b0值累积频率曲线分布介于典型中压—中低压系列之间,估算的压力为366MPa。峰期变质温度为293~364℃,平均342℃,古变质温压梯度为27℃/km。近变质带界线穿越地层和梵净山背斜轴线,表明甚低级变质作用为成岩-构造运动同期或后期构造增厚引起下部和底部岩石随温压的升高而产生的。     

长沙—澧陵—浏阳—带冷家溪群及板溪群的甚低级变质作用

湘东长沙-澧陵-浏阳一带中晚元古宇的冷家溪群及板溪群遭受了区域甚低级变质作用.在本地区所采的＜2μm的样品中,冷家溪群伊利石结晶度的Kübler指数为0.18～0.26°△2θ,板溪群为0.21～0.28°△2θ(Kisch国际标样校正).从而可把本地区冷家溪群的区域变质划归浅变质带和近变质带上部,温度大约为280～400℃.板溪群划归近变质带上部,温度大约为250～300℃.并未普遍达到目前人们认为的绿片岩相或者是低绿片岩相.样品中冷家溪群伊利石(白云母)b0值的范围在0.8999～0.9042 nm,板溪群为0.9018～0.9042nm.由冷家溪群b0频率累积曲线图,得出本区冷家溪群处于较典型的中压区.     

由伊利石结晶度研究桂西右江地区区域极低级变质作用

运用伊利石结晶度Kübler指数将桂西右江地区下三叠统罗楼群和中三叠统百逢组下段划归为浅层变质带(K.I△2θ°为0.22～0.25);将中三叠统百逢组上段和河口组划归为近变质带,中三叠统百逢组上段为高级近变质带(K.I△2θ°为0.26～0.33);中三叠统上部河口组为低级近变质带(K.I△2θ°为0.38～0.40),不排除局部为成岩带的可能.地层柱自下向上,伊利石结晶度Kübler指数由小变大,变质程度由高变低,而且,变质作用级别与岩层在地层柱中位置协调以及变质带边界与地层界线趋于一致,证明为区域埋藏极低级变质作用.凌云明山金矿区剖面矿体和百逢组各层段伊利石结晶度Kübler指数为0.42～0.50,属成岩带,且没有明显时空变化规律.     

伊利石结晶度及其在低温变质研究中若干问题的讨论

文中介绍与伊利石结晶度相关的伊利石矿物新的定名方案;讨论了伊利石结晶度的结晶学基础与Scherrer方程式的关系;讨论了三个重要的伊利石结晶度指数Weaver、K櫣bler和Weber指数的关系,并介绍推导的Weaver、K櫣bler和Weber指数的理论关系式;评价了衍射仪测量条件对结晶度数值的影响和三套伊利石结晶度标样的作用以及成岩带、变质带与葡萄石-绿纤石相、沸石相、绿纤石-阳起石亚相对比的依据。建议(1)停用绢云母一词;(2)建立可供各实验室使用的具有晶体结构和晶体化学参数和多型参数的伊利石结晶度标样;(3)建议多开展规范的可进行国际对比的低温变质研究,划分出与国际上一致的成岩带和近变质带,不仅利于低温变质作用理论的研究,而且由于成岩带到近变质转变带是重要的煤气油的生成带,也利于中国煤气油资源的勘探与开发,利于国民经济的长远持续发展。     

湘北杨家坪中新元古宇和下古生界的近变质作用与成岩作用

运用伊利石结晶度、K云母晶格常数b0、应变值τ、颗粒大小分布与矿物组合分析等低温变质指示数据对湘北杨家坪剖面中晚元古宇和下古生界的近变质作用和成岩作用进行了研究。Kisch国际标样用于校正伊利石结晶度的测定。中晚元古宇伊利石结晶度Kübler指数范围为:0.21~0.24°Δ2θ,而下古生界为0.28~0.67°Δ2θ。表明近变质作用影响了中晚元古宇和部分下古生界。按照Kisch国际标样的成岩/变质界限(0.21~0.38°Δ2θ,CuKα),将剖面划分为北部近变质带和中南部成岩带。由绿泥石化学成分地质温度计估计近变质峰期温度约为260℃。K云母晶格常数b0值变化范围0.9000~0.9045nm,平均为0.9017nm,表明近变质作用处于中压-中低压力范围。近变质带伊利石(主要是中晚元古宇)的多型为2M1型,而成岩带伊利石(主要是下古生界)的多型为2M1+1M混合类型。平均对数粒度与对数方差之积(GLR)称为对数总成熟效应具有不同的两组分布特征即近变质作用区(GLR1.88)与成岩作用区(GLR1.88),这是一个新的发现。后变质作用的构造应力不仅可产生断层,而且可引起矿物的应变,从而导致衍射峰的宽化,使得近变质带伊利石结晶度值次生变大到成岩值范畴。与剖面南部地区(长沙-澧陵-浏阳,黄土店-仙溪,沅古坪)比较,杨家坪剖面中晚元古宇和下古生界经历了中压-中低压近变质作用和成岩作用的影响。这一结果与多数前人认为的"元古宇板溪群处于绿片岩相或亚绿片岩相或低绿片岩相而震旦到下古生界为沉积盖层"的观点不同。     

黔东南凯里-榕江-从江前寒武系甚低级变质作用研究

根据碎屑岩甚低级变质作用原理,运用伊利石结晶度、绿泥石结晶度、伊利石-白云母多型、伊利石(白云母)b_0值、绿泥石温度计等碎屑岩低温变质研究的方法,分析研究了黔东南前寒武系67个2μm的粘土样品,得到黔东南凯里-榕江-从江一带下江群伊利石结晶度为0.221~0.607°Δ2θCu Kα、绿泥石结晶度为0.239~1.393°Δ2θCu Kα,变质带伊利石-白云母多型均为2M_1型,伊利石(白云母)b_0值为0.9001~0.9048nm,平均0.9021nm。根据伊利石(白云母)b_0值的累积频率曲线得出研究区下江群遭受的变质作用为典型的中压变质类型。由Cathelineau(1988)绿泥石温度计估算出下江群浅变质带峰期变质温度为362~382℃。以上结果表明凯里-榕江-从江一带下江群经历了成岩-高近变质-浅变质作用,基于Warr和Rice标样的成岩/变质界限,剖面可划分为一个成岩带、两个近变质带、一个转变带和一个浅变质带。结合华南地区新元古代构造运动,推断新元古界下江群经历的成岩-变质作用与晋宁运动引起的扬子地块与华夏地块碰撞拼贴有关。     

关于甚低级变质作用与近变质带研究中的几个问题

本文集中讨论了甚低级变质作用研究中涉及到的几个问题，包括：① 近变质带的创立及其在解决划分成岩作用与变质作用界线这一国际难题中所取得的进步；② 伊利石结晶度对碎屑岩甚低级变质作用研究起到的作用与贡献；③ 仪器校正、粒度大小及其与Kübler指数的经验关系式；④ 泥质碎屑岩中的成岩指示矿物与变质指示矿物；⑤ 松潘 甘孜、巴颜喀拉造山带的甚低级变质作用的模式与新的成因解释；⑥ 讨论了涉及到的科学研究的相关规则。提出了运用指示矿物结合伊利石结晶度划分成岩作用/变质作用界线的方案和建立喜马拉雅伊利石结晶度标样的重要性与必要性；提出碎屑岩甚低级变质作用的新成因模式。     

伊利石结晶度Kbler,Weaver和Weber指数关系式常数的确定与应用

根据衍射峰具有的不同分布特点推导出了14个伊利石结晶度Kbler指数,Weaver指数和Weber指数关系式中常数项C1-C14的数值,提出了PearsonVII分布中形态参数μ与C5,C6,C11,C12的4个定量方程。由此,14个伊利石结晶度指数关系式可直接用于实际计算。根据阿尔卑斯复理石伊利石形态特征Sc=0.731,由这些关系式进行近变质带上下界线的转换得出与Kbler指数0.42～0.25。△2θ界线对应的Weaver指数和Weber指数的界线值分别为5.8～17.6和300～179。讨论了在自然干燥状态下直接进行伊蒙混层鉴定的基本原理。     

蓟县中、新元古界的成岩作用——源于矿物学的数据

本文运用系列黏土矿物学和碳酸盐结构占位的方法研究了蓟县中、新元古界剖面出露的碎屑岩和碳酸盐岩。这些方法包括了伊利石结晶度、绿泥石结晶度、黏土矿物组合、粒度分布、多型、有序度、Mg/Ca离子占位以及地质温压计。结果表明:伊利石结晶度Kübler指数范围为0.37°～1.37°Δ2θ,绿泥石结晶度árkai指数范围为0.31°～2.40°Δ2θ,以及1M_d的多型,一致指示本区处于晚期成岩作用影响范围,仅非常有限局部达到了初始变质的状态;黏土矿物组合主要是伊利石、伊蒙混层、绿蒙混层和高岭石;粒度分布范围为8～24 nm,其上界(23～24 nm)达到了NEWMOD计算的理论成岩带/近变质带界限,与结晶度数据一致,也表明了本区处于晚期成岩阶段。白云石有序度的数据表明,本区碳酸盐岩白云石的有序度值范围为0.19～0.99,可分为4个带:甚低级有序带、低级有序带、中级有序带、高级有序带。与川东石炭-二叠系碳酸盐岩相比,中低级有序带有一定的油气前景。本区由西向东,由甚低级有序带变化到高级有序带,白云石有序度升高。估计的成岩作用温度为183～200±20℃,压力为330 MPa,...     

川北阿坝地区三叠系粘土矿物特征及地质意义

分析了川北阿坝地区三叠系泥质岩的岩石矿物组合、粘土矿物类型、伊利石结晶度和镜质体反射率特征,并以此划分成岩演化阶段及变质程度。以成岩作用—极低级变质作用的研究方法,明确了阿坝地区成岩作用及极低级变质作用的上、下界限及区域分布规律:以唐克为中心的地区处于成岩作用晚期阶段,成岩作用温度200～212℃,伊利石结晶度IC≥0.42;周围地区处于极低级变质作用阶段,成岩作用温度212～222℃,伊利石结晶度IC<0.42。镜质体反射率(Ro)也具有同样的演化规律。对该地区域上成岩演化的差异及原因作如下解释:由于构造活动的远近程效应存在差异,该地区的周缘明显受到构造作用的影响,因叠加动力变质而达到极低级变质作用阶段;唐克位于阿坝地块中心,受构造作用的影响相对较小,因而处于成岩作用晚期阶段。     

Interlaboratory standardization and calibration of day mineral crystallinity and crystallite size data

Clay mineral crystallinity and crystallite (domain) size data determined by X-ray diffraction (XRD) are methods extensively used in the characterization of very low-grade metamorphic conditions. However, the lack of sufficient interlaboratory standardization has made comparisons between different research groups unreliable due to significant variations in numerical results obtained, a consequence of the different machine conditions, measurement methods and sample preparations used during analysis. A calibration approach to the standardization of data using rock chip standards is presented, which allows data sets produced by different research groups to be directly and quantitatively compared. A standardized scale, the crystallinity index standard (CIS), is proposed, with illite crystallinity anchizonal boundary limits of 0.25Δ2θ and 0.42Δ2θ, and equivalent illite crystallite sizes of 52 and 23 nm, respectively, determined by the Warren-Averbach method. Calibrating both old and new data will enable more reliable comparisons between similar and contrasting geological environments, and should improve the accuracy and reliability of correlations made between XRD data and other indicators of very low-grade metamorphism, hence increasing the value of such clay mineral studies.     

右江盆地三叠纪岩层极低级变质作用及地球动力学意义

 右江盆地三叠纪槽盆相浊流沉积岩系遭受过区域极低级变质作用。依据地质观察和伊利石结晶度、绿泥石-云母堆垛集合体、标志性粘土矿物及白云母(伊利石)b0参数测定资料,阐述了泥质岩石的成岩变质作用经浅层(近)变质作用到浅变质作用的转换特征。变质温度区间为150-350℃,低压类型,具高地温梯度(40-43℃/km).变质级及亚带总体与地层时代及岩层在地层柱中的位置有耦合关系,而与区域变形强度无关。最后指出区域极低级变质作用是印支-燕山构造旋回早期及区域变形前的地质事件,属于地壳伸展构造背景下右江边缘型盆地内部的埋藏型变质作用。     

狭缝系统与伊利石结晶度Kuebler指数的测定及相关问题讨论

根据实验结果,衍射峰半高宽随接收狭缝增大而呈二次工线线性增大。扫描速度与扫描步长的确定应遵守Ｗａｎｇ（１９９４）提出的关系式,并确定在相对误差小于〈５％的范围内。固定样品条件,选定最优实验条件下使用国际标样标定系统偏差是伊利石结晶测量中必不可少的重要步骤。不固定样品条件和实验条件,同一样品的伊利石工值将因条件的变化而不同;固定样品和实验条件而不使用国际标样标定系统偏差,则无法与他人数据进行对比,其     

右江盆地三叠纪岩层极低级变质作用及地球动力学意义

右江盆地三叠纪槽盆相浊流沉积岩系遭受过区域极低级变质作用。依据地质观察和伊利石结晶度、绿泥石-云母堆垛集合体、标志性粘土矿物及白云母(伊利石)b0参数测定资料,阐述了泥质岩石的成岩变质作用经浅层(近)变质作用到浅变质作用的转换特征。变质温度区间为150-350℃,低压类型,具高地温梯度(40-43℃/km).变质级及亚带总体与地层时代及岩层在地层柱中的位置有耦合关系,而与区域变形强度无关。最后指出区域极低级变质作用是印支-燕山构造旋回早期及区域变形前的地质事件,属于地壳伸展构造背景下右江边缘型盆地内部的埋藏型变质作用。     

Very Low-Grade Metamorphism of Clastic Rocks from the Meso-Neoproterozoic and the Paleozoic along the Profile Yueyang-Linxiang in Northeastern Hunan Province and Its Geological Implications

This study uses illite crystallinity,chlorite crystallinity,illite polytypes,the b_0 cell-dimension of K-white mica,clay mineral assemblages and mineral geothermo-geobarometers to investigate the overprint of diagenesis and metamorphism on the Meso-Neoproterozoic and the Lower Paleozoic along the profile Yueyang-Linxiang in northeastern Hunan Province,China.Illite crystallinity Kbler index(KI) of the 2μm fractions ranges from 0.225 to 0.485°Δ2θ while chlorite crystallinity Arkai index(AI) ranges from 0.244 to 1.500°Δ2θ.This indicates that the Meso-Neoproterozoic and the Lower Paleozoic along the profile Yueyang-Linxiang were overprinted with diagenesis and anchi- to epimetamorphism.Peak metamorphic temperature is estimated with the IV site chlorite geothermometer roughly at 360℃.The b_0 cell dimension values of illites(K-mica) range from 0.9002 to 0.9054 nm and,on average,at 0.9030 nm for the Meso-Neoproterozoic.Based on cumulative frequency curves of illite(K-mica) b_0 cell dimension,the peak metamorphic pressure of the MesoNeoproterozoic along the profile Yueyang-Linxiang is derived of an intermediate pressure type.Most illites occur in the 2M_1 polytype and some of them in a mixture of 2M1+1M types especially those in the Paleozoic.This result partly agrees with the conclusion of the lower greenschist and greenschist facies of the Lengjiaxi and Banxi Groups.However,it is not agreed with the sedimentary cover from the Sinian to the Lower Paleozoic or from the Banxi Group to the Lower Paleozoic.Crustal thickening due to "collision" between the Yangtze and Cathaysia blocks led to an increase in the thickness of the Meso-Neoproterozoic to ca.14 km and resulted in a temperature increase in those rocks due to burial.The very low grade to low grade metamorphism overprinting the Meso-Neoproterozoic implies that the so called "Chiangnania or Jiangnan orogen" was no relative with the "Grenvillian orogeney;instead,it might be a continuous amalgamation product between the Yangtze and Cathaysia blocks.     

Illite Crystallinity Mapping of Very Low Grade Metamorphism of Triassic Metapelites in the Zoigê Area, Western China

X-ray diffraction methods for estimating the metamorphic grade of diagenetic, anchizone and epizone in metapelites are reviewed and applied to samples from a 7000?m+ borehole in western China and surface samples from the surrounding Zoigê area. Kübler’s illite crystallinity (IC) measurements provide more consistent results than calculated values of percentage of illite in the I/S mixed layers and percentage of I/S mixed layers. Down-borehole IC values display a typical burial metamorphic relationship between stratigraphic level and IC. A method for preparing very low grade metamorphic maps is described, and isograds plotted on a regional geological map at selected values of IC, delineating a high temperature diagenetic zone, an anchizone, and an epizone. The map shows that IC values are controlled by stratigraphic level in the north of the study area (i.e. burial metamorphism), and proximity to an igneous intrusive body in the south (i.e. contact metamorphism).     

内蒙古林西—乌兰浩特地区二叠系极低级变质作用与生烃潜力

极低级变质作用对年轻造山带构造演化和油气勘探有重要意义,近年来成为地质学家探讨的热点领域。文章以中国东北地区南缘石炭—二叠系为研究对象,探讨了其极低级变质作用的特征。通过对兴蒙造山带东段林西—乌兰浩特地区二叠纪地层的伊利石结晶度、b₀值和多型等参数进行测试分析发现,伊利石结晶度Kübler指数在0.175~0.47之间,大多数集中于0.25~0.35,平均值为0.30;样品b₀值主要在9.0155~9.0316 ?之间,平均值为9.0249 ?;伊利石多型主要为2M₁。以上结果表明研究区二叠系林西组和哲斯组主要经历了葡萄石-绿纤石相的极低级变质作用,变质温度200~370 ℃,压力为中压,同时表明其具有较高的生烃潜力。结合二叠系生烃期研究和区内广泛发育的白垩纪侵入体推测,二叠系极低级变质作用可能发生在早白垩世,且与岩体侵入导致的地温梯度升高有关。      

Origin of Illites at Dexing Porphyry Copper Deposit,Jiangxi Province,East China：Implications for Alteration Zoning and Ore—Forming Fluid Evolution

According to differences in features of illites including spatial distribution, crystallinity index, volume of swelling layer, polytype and relationship between its index and copper grade, two typical kinds of illite can be classified within the Tongchang porphyry copper deposit, Dexing County, East China. One is a kind of hydrothermally altered minerals within the hydrothermal alteration zone, including altered granodiorite-porphyry and altered metamorphic tuffaceous phyllite near the contact zone with porphyry rockbody. The illite crystallinity and expandability are mainly affected by water/rock ratio or fluid flux, and hydrothermal illite is formed by illitization of plagioclase and/or micas during hydrothermal fluid evolution within the porphyry body and near the contact zone with wall rocks. The other is a product of low-grade metamorphism itself by illitization of smectite, whose crystallinity index is lower than the hydrothermal illite and which is of 2M₁ polytype with no swelling layer, in the altered metamorphic tuffaceous phyllite far from porphyry rockbody ( > 2 km). Moreover, the negative correlation between illite index and copper grade indicates that, within the alteration zone, the smaller the illite crystallinity, the stronger the alteration degree, and the higher the copper grade due to higher water/rock ratio. At lower levels of the porphyry body, however, the illite crystallinity (IC) values are controlled mainly by temperature and time.