矿物温压计

矿物温压计Geothermobarometer一矿物温压计的种类TypesofGeothermobarometer1概念利用矿物的各种标型来判断矿物及其所在地质体的形成温度和压力，称为矿物温压计。按照矿物的标型特征，主要分为：成分温压计；结构温压计；形态温压计；物性温压计；气液包裹体温压计。2种类类质同象温压计；元素分配温压计；稳定同位素温压计。3成分温压计远东金矿金成色与形成温度及深度关系3.1类质同象温压计矿床类型金成色‰温度/°C深度/km阿尔卑斯脉950-8503507-8气成石英－电气石脉900-750400-2505高温石英－少硫化物900-700360-1004-9中低温石英－硫化物900-700250-1002-3低温石英－碳酸盐760-680150-501低温青盘岩－次生石英岩650-520150-501据刘英俊，1982闪锌矿微量元素与形成温度关系据刘英俊，1982温度/°C450-400350-300250-200In/ppm100010050温度/°C400-300350-250200-100Ge/ppm750170Ga/ppm254050Tl/ppm0.44.510角闪石的Ti、AlⅣ随温度变化图白云母的Si离子数与温压关系图2001•矿物成分或类质同象代换简单；•介质中元素饱和（据共生矿物判断）；•矿物本身和共生矿物平衡；注意：•温压校正；•元素地球化学背景。类质同象温压计使用条件原理：在一定温压条件下，元素在共存相或同相非等效结构位置间的分配系数是一个常数。分配系数与温度关系式：lnKD=-△H/RT+B△H:元素在相1和相2中的溶解热之差；R：气体常数；B：积分常数；T：温度。△H、R、B可由实验求出。微量元素分配－稀释溶液－理想溶液－较可靠3.2元素分配温压计推导：简化模拟实验——矿物成分变化与温压对应数据——回归统计——数学表达式——地质检验。硫化物微量元素分配温度计：氧化物元素分配温度计：Fe-Ti氧化物温度计，据Buddingtonetal.,1964硅酸盐元素分配温度计：石榴石－黑云母温度计，薛104硅酸盐元素分配温度计：角闪石－斜长石温度计、温压计，薛114-115硅酸盐元素分配温度计：玩火辉石Ca温度计、温压计，薛117,陈335硅酸盐元素分配温度计：斜方辉石Fe-Mg占位温度计，薛119KD=(XFe-M1*XMg-M2)/(XMg-M1*XFe-M2)XMg-M1=1-XFe-M1，XMg-M2＝1-XFe-M2碳酸盐元素分配温度计：方解石－白云石温压计，薛126KD=(XFe-M1*XMg-M2)/(XMg-M1*XFe-M2)XFe-CcXFe-Dol，P(MPa)=837.3+240.75lg(FeOwB%)(薛君治和张汉凯，1989)火山岩Ulvospinel钛铁晶石TiFeO3优点：适用于各种地质温度，灵敏度高，不受压力影响（因为同位素置换对晶体体积影响很小）。分馏理论：某一元素的同位素在共存相间分布不等，是同位素热力学性质的函数。分馏系数：KA-B=RA/RB.R为化合物中重、轻同位素数目之比。3.3稳定同位素温压计同位素分馏系数与温度关系：1000lnK=106A/T2+B(K温)1000lnK＝δA－δBδ样品（‰）=1000[R样品/R标样－1].氧同位素温度计硫同位素温度计硫同位素温压计氧同位素温度计陈346-347表硫同位素温度计陈349表3.3稳定同位素温压计4结构温压计矿物同质多象变体成分晶系转变温度/0Cα-石英SiO2三方573β-石英六方β-鳞石英SiO2六方1470β-方石英等轴硅灰石Ca3[Si3O9]三斜1190假硅灰石假六方闪锌矿ZnS等轴1020纤维锌矿六方辉铜矿Cu2S斜方91-105等轴辉铜矿等轴螺状硫银矿Ag2S斜方170辉银矿等轴某些矿物在1×105Pa压力下同质多象转变温度黄铜矿在高温(550OC)时的闪锌矿型结构（a）和低温时(550-213OC)的结构（b）方石英鳞石英元素占位温压计4气液包裹体温压计多相包裹体均一温度计CO2包裹体压力计不透明矿物包裹体爆裂温度计5黄铁矿热电系数温压计Г.A戈尔巴乔夫(1964)利用大量实验数据得出黄铁矿的热电系数-温度相关关系方程为：t=(704.51-α)/1.818(N型)t=3(122.22+α)/5.0(P型)金青顶金矿黄铁矿热电系数-温度图解（底图据戈尔巴乔夫，1964）Relationshipbetweenthermoelectricityandtemperatures计算金青顶金矿黄铁矿的形成温度范围为77~385℃，主要集中在130~310℃之间。与前人利用石英包裹体所测的主成矿期成矿温度（170～324℃）（Huetal，2005）基本吻合。6其他温压计矿物熔点温压计矿物分解温压计固溶体分解温度计泥质矿物温度计