宁洱火山区壳内岩浆囊现今温度:来自CO_2-CH_4碳同位素地质温度计的估计

温度是岩浆囊的重要物理参数,获取温度参数并监测其变化对更好地理解岩浆囊的物理化学性质和行为、评价火山的活动性和喷发危险性具有重要的理论和现实意义。火山岩浆-水热系统丰富的含碳气体,这些含碳气体间碳同位素温度计为我们解决休眠火山区地下岩浆囊的温度问题提供了可能。我们对宁洱火山区地表地热异常强度最高区的4个温泉点CO_2、CH_4碳同位素组成进行了2年的连续观测和2次平行观测,利用观测数据对CO_2、CH_4气体的岩浆来源进行了甄别,对CO_2-CH_4间碳同位素分馏是否发到平衡进行了判断,然后利用Horita CO_2-CH_4碳同位素平衡分馏方程计算了宁洱-通关火山区逸出气体的源区温度。结果表明:宁洱火山区4个样点中,1个样点的CO_2和CH_4均为非岩浆成因,其他3个样点的主要属于岩浆来源。剔除了非岩浆来源的数据后的δ-Δ图解法判断CO_2-CH_4间碳同位素分馏达到了平衡。3个样点的CO_2、CH_4碳气体源区温度分别为425~475℃、941~995℃和1179~1578℃。结合最上部地壳温度场结果,我们认为,宁洱火山区现今存在2个壳内岩浆房,分别位于宁洱火山以南和通关火山以北,宁洱岩浆房的温度为1179~1578℃,通关岩浆房的温度为941~995℃。2个岩浆房的现今温度已达到流纹岩浆(600~900℃)、安山岩(800~1100℃)和玄武岩浆(1000~1250℃)的形成温度。思普地震带空间上密集的6级地震丛集活动可以用宁洱岩浆房的高活动性来解释。δ-Δ图解法判断CO_2-CH_4间碳同位素分馏平衡准则应修正为:在保持两拟合直线的斜率符号相反的条件下,δ~(13)CCO_2-ΔCO_2-CH_4拟合直线和δ~(13)CCH_4-ΔCO_2-CH_4拟合直线应相交于δ轴附近截距差Δb≤0.16处。     

粤西福湖岭加里东混合岩-花岗岩形成温度研究

钦-杭结合带南段广泛发育加里东期的混合岩和混合花岗岩。研究这些混合岩和混合花岗岩形成的P-T条件,不但有助于了解加里东造山阶段本区地壳内部的温度特征,对于花岗岩浆形成以及大陆流变等理论问题的研究也有重要意义。本文讨论的福湖岭剖面位于钦-杭结合带南端,为一海边岩壁,其上出露分带清晰的加里东期混合岩-混合花岗岩,自上而下依次为斑点状混合岩、条纹状混合岩、窄条带状混合岩、宽条带状混合岩及混合花岗岩。作者在野外对剖面上不同类型的岩石进行了影像采样,在计算机上对采集影像样品进行处理,在统一阀值下转换成代表浅色体(熔体)和暗色体(未熔岩石或熔渣)的黑白影像,并统计浅色体的含量百分比(熔体比)。将由此得到的各类岩石熔融比数据投到用Winkler and von Platen(1961)的硬砂岩熔融实验数据构成的温度-熔体比曲线图上,获知该剖面混合岩的形成温度在630~705℃之间,原岩的熔断温度("脏"花岗岩浆生成温度)为705℃,岩石熔融时(439~445Ma)剖面的埋深大体处于当时地表以下7km左右。本文结合福湖岭剖面地质研究和岩石熔融实验数据建立的"熔融温度计",为混合岩-混合花岗岩形成温度的测定提供了一种新方法,不仅适用于福湖岭,也可用于其它地区。     

团簇同位素的基本原理与地质应用*

团簇同位素指的是含有2个及2个以上的重同位素结合在一起形成的同位素体。团簇同位素的数值定义为同位素体的相对丰度偏离随机分布状态的程度。测量该相对丰度较低的同位素体需要高精度的质谱仪,难点在于利用同位素组成已知的参考气体和不同同位素组成的加热气体,以获得绝对参考体系下的数值。团簇同位素体的相对丰度非常低,但是具有非常独特的物理和化学性质。比如碳酸盐矿物中¹³C¹⁸O¹⁶O的丰度对温度具有敏感性,而与矿物的全岩同位素以及矿物形成时期的流体性质无关,因此可以利用测量的碳酸盐团簇同位素来获得矿物的生长温度,再利用矿物的氧同位素(δ¹⁸O),根据传统的氧同位素温度计原理,可以进一步获得矿物的生长流体(水)的氧同位素。目前,团簇同位素温度计已经在古气候(温度)重建、古高度恢复、碳酸盐岩的成岩作用以及甲烷的成因分析等方面得到了广泛应用。评估深埋高温过程引起的C-O化学键重置对碳酸盐团簇同位素的影响、测试仪器产生对团簇同位素的非线性误差校正、以及其他丰度更低的团簇同位素体或大分子的团簇同位素的测量,是下一步的研究方向。     

青海地热台网温度漂移问题初步分析

通过对青海省15个流体观测井多年的温度数据进行年变趋势分析发现,数据长期性漂移具有普遍性。青海省地热台网有6个台（井）的年漂移量超过0.01 ℃/a,达到地热观测台网仪器要求上限。温度漂移与同井水位、当地气温变化没有关联性,而且漂移大小在空间上的分布也无规律可循,因此单纯从温度观测数据来讨论,无法判断这种年漂移是否与区域应力应变状态有关。研究玉树井多年温度数据趋势看出,玉树地震这一地壳活动导致该井的温度趋势发生变化,其温度上升速率出现明显拐点;同样,格尔木井也由于改变观测部位而出现温度趋势拐点,可见将温度漂移简单地归结于观测系统（仪器+传感器）有失偏颇。通过对比两种不同原理的温度计发现,单纯从测量原理上无法解决漂移问题。剔除漂移干扰的同时,漂移趋势自身也是一个值得研究的问题。     

胶西北寺庄金矿床热液蚀变作用

胶东是我国最重要的金矿集区,其中"焦家式"破碎带蚀变岩型金矿是区内最重要的金矿床类型。寺庄金矿床位于胶东金矿集区焦家金矿田南部,是典型的"焦家式"金矿,沿NE向焦家断裂发育大规模的热液蚀变带,金矿体均产于这些蚀变带内。热液蚀变空间分带明显,距离焦家断裂由近到远向下盘依次发育黄铁绢英岩化、绢英岩化、钾长石化蚀变带。时间上,钾长石化为成矿前蚀变,绢英岩化和黄铁绢英岩化叠加在钾长石化蚀变之上,为成矿期蚀变,伴随金矿化。质量平衡计算表明:钾长石化过程,主量元素SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO、CaO、Na_2O、P_2O_5,成矿元素Au、Ag,亲铜元素As、Hg、Sb、Bi和稀土元素均从玲珑黑云母花岗岩中迁出;而K_2O、MnO和Cu从流体中迁入玲珑黑云母花岗岩。绢英岩化和黄铁绢英岩化过程元素迁移行为高度相似,主量元素SiO_2、Fe_2O_3、FeO、MgO、CaO、K_2O、MnO,成矿元素Au、Ag,亲铜元素As、Hg、Cu、Sb、Bi和轻稀土元素均从流体中迁入钾长石化花岗岩,而主量元素Al_2O_3、Na_2O和重稀土元素均从钾长石化花岗岩中迁出。二长石温度计估算钾长石化蚀变形成的温度约为392～449℃。玲珑黑云母花岗岩(δEu=1.45)和钾长石化花岗岩(δEu=1.38)具有明显的Eu正异常,绢英岩(δEu=0.97)和黄铁绢英岩(δEu=0.93)具有轻微的Eu负异常,指示钾长石化发生于相对氧化环境下,而绢英岩化和黄铁绢英岩化发生于相对还原环境下。综合分析表明,成矿前高温、氧化、碱性流体作用于玲珑黑云母花岗岩形成大范围面状钾长石化蚀变;成矿期中低温、还原、弱酸性的流体与钾长石化花岗岩发生水岩反应,形成绢英岩化和黄铁绢英岩化,在此过程中硫化作用引起金硫络合物分解,导致金沉淀富集成矿。     

寒冬季节溶冰的补充经验

冬季常结冰的台站要准确测定空气湿度 ,观测工作中正确掌握溶冰时间及判定溶冰是否得当是主要的环节。而这两方面都要处理好 ,除了按《地面气象观测规范》第 37页要求做到外 ,我们在长期实际工作中还总结了几点补充经验 ,供广大气象测报工作者参考。溶冰先后时间结合以下几种情况灵活掌握 :1 普通天气情况按规范规定 ,根据风速、湿度大小确定溶水时间 ;2 根据气温高低及气温变化趋势看 ,气温高湿球达饱和状态需水量较多 (水汽压大 ) ,湿球水分蒸发快 ,溶冰时间相应推迟 ,气温低时则相反 ;气温呈上升趋势时如晴天上午 ,由于随气温的升高 ,在…     

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+.     

山西娄烦变质岩中蓝晶石、十字石和红柱石的特征及形成条件

通过电子探针成分分析和矿物共生组合分析,利用地质温度计估算十字石、蓝晶石和红柱石的形成温压条件,以揭示十字石、蓝晶石和红柱石的形成与本区西川河断裂区域变质作用的关系。研究结果表明:本区西川河断裂以北地区出露的十字石和蓝晶石形成条件受压力控制(P=5.5-7Kpa),变质温度为520-550℃;而西川河断裂以南地区出露的红柱石的形成条件主要受温度控制(T=570-600℃),压力小于3Kpa。西川河断裂控制了南北地区的变质条件,进而控制了特征变质矿物十字石、蓝晶石和红柱石的空间分布。     

麻粒岩相区地质研究现状及评述

构成世界各大陆基底的前寒武纪高级变质区或称麻粒岩相区,是下部地壳的代表。它的研究不仅具有实际意义(赋存有大量矿产),而且具有极大的理论价值。因而对这一课题的研究已成为各国地质界的热门。当前,对这一领域的研究主要集中于以下几个方面:①前寒武纪麻粒岩相区以及下部地壳的性质及其组成;②麻粒岩相的形成条件和机制,温压条件测定方法的选择;③麻粒岩相区变质流体的性质及其作用;④下部地壳的地球化学研究;⑤麻粒岩相区地质学和岩石学研究及它们的动力学模拟(P-T-t轨迹)。