稳定同位素地质测温的理论和方法

稳定同位素测温是现代地球化学中迅速发展的一个分支。近年来,对～18O/～16O、～34S/～32S、～13C/～12C和D/H同位素比值,在平衡固-液相和多种共生矿物对之间的分馏系数进行了实验测定和理论计算,制定出适用于各种地质条件的同位素温度计。同位素测温方法应用于地质科学,不但能提供各种成岩、成矿环境的温度数据,而且近年来已开始应用实测同位素分馏系数,探讨地质作用的平衡性质及其他物理化学条件指标。同其他地质测温技术相比,同位素测温法具有适用范围广和基本不受压力因素影响的特点。随着实验数据的积累和质谱分析技术的改进,同位素测温的精度不断提高,方法日趋完善。同位素测温已成为地质工作者手中又一有力工具。

大别山麻粒岩包体的氧同位素研究

对北大别变质杂岩中的麻粒岩包体进行详细的氧同位素地球化学研究,发现其全岩δ^(18)O值偏低,为3.3‰～4.4‰。在麻粒岩相变质条件下,大别山麻粒岩包体的共存矿物对之间达到并保存了氧同位素平衡,后期退变质作用未明显破坏这种平衡。由矿物氧同位素地质测温得到的顶峰变质温度800～875C,与一般麻粒岩相变质温度相吻合。在变质作用之前或顶峰变质作用过程中,大别山麻粒岩包体的原岩曾与一δ^(18)O值低于3‰的外来流体发生了高温水—岩交换作用,并且这种交换作用在一定范围内是相对均一的。

氢氧化物族矿物的氧同位素分馏

应用增量方法计算了氢氧化物族矿物的氧同位素分馏，得到常见氢氧化物的18O富集顺序为：褐铁矿＞三水铝石＞针铁矿＞水镁石＞硬水铝石。氢氧化物与其对应的氧化物相比显著地富集18O。三价阳离子的氢氧化物和氧化物的18O富集顺序为：M（OH）3＞MO（OH）＞M2O3。Al（OH）3同质多象变体之间也存在一定的分馏。对于石英-氢氧化物、方解石-氢氧化物和氢氧化物-水体系，本文计算提供了在0-1200℃温度范围内三组内部一致的分馏系数方程。这些理论校准与合成实验结果和／或地表温度下的天然样品相吻合，特别针铁矿、勃姆石和硬水铝石与水之间的氧同位素分馏关系能够满足地质测温的要求。因此，对氢氧化物-水体系的氧同位素分析可望提供表生环境下可靠的地质温度计。

北秦岭松树沟接触变质岩的氧同位素研究

对北秦岭松树沟阿尔卑斯型超镁铁岩体接触变质带的角闪岩和斜长角闪片岩进行了全岩和单矿物氧同位素组成测定。矿物对氧同位素地质测温结果得到，角闪岩为７４５℃～７７０℃，角闪片岩为５００℃～６０５℃，均与已知的岩石学温度计结果相吻合，指示了这些变质岩内部的氧同位素平衡。靠近超镁铁岩体的角闪岩受热触变质作用影响，导致了矿物之间的氧同位素再平衡；远离超镁铁岩的角闪片岩基本未受热触变质作用影响，因此氧同位素温度代表了秦岭群区域变质岩的形成温度。角闪岩和斜长角闪片岩全岩δ１８Ｏ值为８．５～１０．３。

云母族矿物的氧同位素分馏

利用增量方法对云母族矿物的氧同位素分馏进行了系统的理论计算。结果表明，不同化学成分和结构状态的云母之间存在一定的氧同位素分馏，其１８Ｏ富集顺序在热力学同位素平衡时为：多硅白云母＞钠云母＞锂云母＞白云母＝珍珠云母＞海绿石＞铁云母＞金云母＞黑云母。在４００℃以上的高温条件下，云母－水体系的氧同位素分馏与温度之间的相关性不明显，并且云母相对于水亏损１８Ｏ达１‰－２．５‰。石英－云母体系的氧同位素分馏与温度之间具有显著的负相关性，因此，能够作为灵敏的同位素地质温度计。不过，石英－黑云母对的氧同位素地质测温往往给出岩石冷却过程中的退化再平衡温度，而不是岩石形成温度。

Theory and application of infrared surveying gas gushing technology in coal-rock roadway

Geological structure and gas expansion when gas pressure was released can affect the distribution of infrared radiation energy or temperature at coal rock surface. From this, the foundation of roadway infrared surveying technical was formed. According to the thermodynamic principle of ideal gas and the law of energy conservation, the relation was established between gas gushing amount from coal rock and air temperature to fall in roadway. At the same time, this paper has analyzed coal rock density change that geological structure aroused and the change exerted influences on infrared radiation power at surface, as well as, has analyzed the infrared radiation feature of gas gushing at geological structure district. Application results show that infrared survey technology can be used to analyze and forecast the change of coal rock gas gushing effectively, and to guide the enforcement of the roadway gas project of prevention and handling economically.