第三讲矿物地质温压计ppt课件.ppt

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1、第三讲矿物地质温度压力计(MineralGeothermobarometry)成岩成矿矿物学什么是地质温压计？用来计算或确定地质过程发生时的温度和压力条件的方法一、地质温度压力计的作用二、矿物地质温度压力计的建立三、典型矿物地质温度压力计提纲变质过程的温度－压力条件的变化构成P－T轨迹一、地质温度压力计的作用变质作用的P-T轨迹地质温压计同位素分馏温度计流体包裹体温压计矿物温压计1000ln石英-水=3.306×106T-2一2.71CO2H2O-NaCl确定P-T的矿物学方法矿物反应与矿物相变矿物组合矿物温度－压力计矿物反应CaCO3＋SiO2＝CaS

2、iO3＋CO2方解石石英硅灰石石英方解石硅灰石矿物相变同质多像是矿物学中一个重要的现象矿物相变是温度－压力变化的结果矿物相变可以用来指示形成条件P-T曲解上三条反应线相交于一点：三相点。三条反应线上相应的两相共生。三条反应线将P-T空间分为三个区，每个区仅一相稳定Ai2SiO5同质多像之间的相转变反应Triplepoint矽线石V=49.0蓝晶石V=44.09红柱石V=51.5反应的岩石学意义：And、Ky、Sil是富Al矿物Ai2SiO5，它们在岩石中出现说明岩石富铝（变泥质岩）And出现说明岩石形成于低温条件，Ky出现说明高压条件，Sil的出现则指示

3、高温条件柯石英：P>2.8GPaatT=700oC金刚石：P>4GPaatT=700oC-PbO2型TiO2：P=4-5GPa橄榄石中钙钛矿型FeTiO3出溶：P=10-13GPaCoesGtQz柯石英：P>2.8GPaatT=700100m金刚石-PbO2型TiO2钙钛矿型FeTiO3Olivine金刚石：P>4GPaatT=700oC-PbO2型TiO2：P=4-5GPa橄榄石中钙钛矿型FeTiO3出溶：P=10-13GPa利用矿物学方法精确计算地质过程所经历的温度和压力的方法矿物温度压力计二、地质温度压力计的建立1、矿物缩写符号2、矿物地质温

4、压计的类型3、矿物地质温压计的理论基础4、矿物地质温压计的一般推导造岩矿物缩写符号(Symbolsforrock-formingminerals)为便于表达而在国际上通用的矿物符号目前列出了186种矿物的缩写符号KretzR.1983.Symbolsforrock-formingminerals.AmericanMineralogist,68:277-2791、矿物缩写符号中文名英文名缩写符号石英QuartzQtz钠长石AlbiteAb斜长石PlagioclasePl普通辉石AugiteAug阳起石ActinoliteAct方解石CalciteCct石膏G

5、ypsumGp黑云母BiotiteBt白云母MuscoviteMs矿物稳定同位素地质温压计：从理论上讲，平衡矿物之间的稳定同位素分馏值是温度的函数；每一对平衡矿物的稳定同位素都能计算出来。例如，石英–钠长石矿物对的同位素分馏温度计为：1000lnQtz-Ab=0.5106T-2。矿物包裹体温压计：利用矿物中的流体、气体包裹体的均一温度、冰点等确定寄主矿物形成的温度以及校正压力。2、矿物温度压力计的种类矿物离子交换温压计：利用矿物中或矿物之间离子交换性质建立起来的温压计。利用元素分配原理建立起来的温压计。目前地质研究中普遍使用该类温压计。与固溶体概念相联

6、系！自然界中的许多矿物，绝大部分都是由两种或两种以上组分所构成的固溶体矿物。共生的固溶体矿物，如果是处于平衡状态的话，又常常具有某一种或几种相同的元素(离子或原子)。同样的元素也可以存在于同一矿物的不同结构位置中Bt:K(Fe,Mg)3AlSi3O10(OH)2Grt:(Mg,Fe)3Al2Si3O12如：斜长石由钠长石NaAlSi3O8和钙长石CaAl2Si2O8两种固溶体组成3、矿物温度压力计的理论基础共生矿物间或同一矿物的非等效结构之间、不同结构位置之间都可能存在离子或原子的交换问题，即元素的分配问题。元素的分配问题受热力学定律(Nernst定律)所

7、支配。假如把天然矿物看成理想溶体或近于理想溶体的话，那么某种元素在共生矿物之间或不同等效结构位置之间的分配数量之比，是受温度和/或压力的支配。因此，根据矿物的成分特点或矿物中元素的占位特点，反过来就可以推测矿物平衡时的温度和压力。这就是矿物温压计的基本原理。常见的平衡反应有两大类：(1)交换反应(2)纯转换反应在地质过程中，只导致两个物相之间或同一物相的不同结构位置之间的离子交换反应，而不会产生矿物种的变化，也不会导致矿物实际比例的变化。交换反应通常有一个较小的V值和适度的S和H值，因而dP/dT特别大(即平衡常数等值线的斜率较陡)，这些反应可用作地

8、质温度计。交换反应(1)一种矿物中不同结构位置之间的元素分配温压计