第三讲矿物地质温压计.ppt

NaAlSi2O6 + SiO2 = NaAlSi3O8 Jd（硬玉） Q Ab V 60.4 27.69 100.07 该反应有较平缓的正斜率，是较好的地质压力计 矿物组合Jd+Q的出现是高压的标志 第三十一页，共六十五页。 石榴子石–Al2SiO5–石英–斜长石(GASP)地质压力计 Ca3Al2Si3O12 + 2Al2SiO5 + SiO2 = 3CaAl2Si2O8 石榴子石 石英 斜长石 石榴子石–白云母–斜长石–黑云母地质压力计(GMPB) (Mg,Fe)3Al2Si3O12 + Ca3Al2Si3O12 + KAl3Si3O10(OH)2 镁铝榴石 钙铝榴石 钾长石 = 3CaAl2Si2O8 + K(Mg,Fe)AlSi3O10(OH)2 钙长石 黑云母 第三十二页，共六十五页。 基本步骤为： 进行简化的模拟实验，取得矿物成分变化（即离子交换的程度）与温度、压力的对应数据，然后进行回归统计，得到温压计的数学表达式，最后以地质实例进行检验和修正。 4、矿物温度压力计的一般推导 第三十三页，共六十五页。 黑云母–石榴子石矿物温压计的推导 第三十四页，共六十五页。 （1）压力恒定时的温度计推导 （1） 实验(575-950 Oc, 600 Mpa) （2）成分测定，确定Kd （3）计算Kd和温度之间的相关性 （4）得出黑云母—石榴子石温度计 lnKD,Mg=(3835.1/T)-2.7695 或：T(?C)=[3835.1/(lnKD,Mg+2.76950)]-273 第三十五页，共六十五页。 （2）压力校正––温压计推导 为适应在可变的压力范围类使用该黑云母—石榴子石温度计，需进行压力校正。 经校正后的lnKD与温度和压力之间的复杂关系表示为： 该公式适用的温度范围是很宽广的，从575?C至950?C均可；对矿物成分的限制比较小。 第三十六页，共六十五页。 （3）成分校正 黑云母–石榴子石温压计是基于纯组分而建立的。但实际矿物成分要比理想成分复杂得多，如石榴子石中可含有Ca、Mn，lnKD与温度之间的相关关系可能偏离理想状态。 成分校正温压计： 第三十七页，共六十五页。 （4）误差传递估算 由于建立温压计时，采用的多级计算步骤，如矿物化学成分的测定、温度的测定等，这些过程都会造成一定的误差，由此建立的温压计会在此误差基础上逐级放大。要建立准确的矿物温压计，必需要使其产生的误差尽量小。为了定量地描述温压计的误差性，必需对温压计建立过程的所有误差进行定量计算。 第三十八页，共六十五页。 三、典型矿物地质温度压力计 1、硫化物温压计 2、氧化物温压计 3、硅酸盐温压计 4、三个特殊的温度计 5、花岗岩常用的温压计 第三十九页，共六十五页。 (1) 闪锌矿–黄铁矿–磁黄铁矿矿物压力计 闪锌矿中FeS的摩尔组份不仅与温度有关，而且也和压力具有明显的相关性，FeS的摩尔数越小，则压力越大。 1、硫化物温压计 第四十页，共六十五页。 (2) 闪锌矿–方铅矿地质温度计 在这两种矿物中可以存在一定量的硫镉矿固溶体组份，并且元素Cd在共生的闪锌矿和方铅矿之间的分配系数是温度的函数： 第四十一页，共六十五页。 它的应用条件为：(1) 钛铁晶石和磁铁矿构成固溶体矿物，钛铁矿和赤铁矿构成另一类固溶体矿物；(2) 两者平衡共存。 该温度计是考虑共生钛铁矿和尖晶石之间Fe2+–Mg2+交换反应： MgTiO3 + FeAl2O4 = FeTiO3 + MgAl2O4 (1) Fe–Ti氧化物矿物温度计 (2) 钛铁矿–尖晶石温度计 2、氧化物温压计 第四十二页，共六十五页。 (1) 石榴子石– Al2SiO5–石英–斜长石压力计（GASP压力计） 平衡矿物组合为： Ca3Al2Si3O12 + 2Al2SiO5 + SiO2 = 3CaAl2Si2O8 3、硅酸盐温压计 第四十三页，共六十五页。 (3) 石榴子石—白云母—斜长石—黑云母地质压力计(GMPB) Mg3Al2Si3O12 + 3KFeAlSi4O10(OH)2 = Fe3Al2Si3O12 + 3KMgAlSi4O10(OH)2 (2) 石榴子石—多硅白云母地质温度计 (Fe,Mg)3Al2Si3O12 + C