高温变泥质岩石中石榴石-黑云母地质温度计的应用——以胶北荆山群富铝岩石为例

在对胶北荆山群麻粒岩相富铝岩石中石榴石、黑云母的成分环带进行深入研究基础上,选取不同粒径、与不同矿物相邻的石榴石、黑云母各微区点成分,利用石榴石-黑云母温度计分别进行了温度估算。确定在黑云母含量较高的岩石(V_(Grt)/V_(Bt)≤1)中,利用大颗粒石榴石(d≥1500μm)晶体核部(或靠近长英质矿物一侧的晶体幔部)成分与基质中远离石榴石等镁铁矿物处于长英质矿物之间的黑云母核部成分配合。通过石榴石-黑云母温度计可以获得相当可信的变质峰期温度。但是对于黑云母含量极低的岩石(V_(Grt)/V_(Bt)≥6),由于黑云母的成分普遍遭到了强烈改造。使得温度估算结果异常偏低,因此不适合采用石榴石-黑云母温度计估算峰期温度。同一岩石中,采用不同的相邻石榴石-黑云母矿物对晶体边缘成分获得的温度值差异较大,反映它们在峰期后发生Fe-Mg交换反应并达到封闭温度平衡状态的程度不同,因此利用石榴石-黑云母温度计难以获得准确的封闭温度。通过热力学计算,建立了一个新的石榴石-黑云母温度计公式。确定胶北荆山群所经历的变质峰期温度为720～770℃,峰期后最低相对封闭温度为480～500℃。

石榴石-黑云母地质温度计在四川拉拉铜矿床的应用

在晋宁运动中，拉拉铜矿床区发生了大规模的区域变质作用，由于其变质条件的资料较少，使得人们对矿床的成因机制存在诸多争论。采用石榴石-黑云母地质温度计和多硅白云母地质压力计，结合电子探针分析结果，对矿区内广泛出露的石榴石黑云母片岩进行了研究，得到区域变质作用的变质温度为500-560℃，变质压力上限为0．6～0．73GPa，变质程度为高绿片岩相。同时，根据野外观测及室内研究并结合前人工作，认为矿床主要存在两个成矿期次，即火山-喷气沉积成矿期和变质热液成矿期。

福建东山亲营山岩组变质岩石榴石-黑云母地质温度计的应用

福建东山苏峰山地区亲营山岩组含石榴石、黑云母和白云母。亲营山岩组原岩为泥质岩,经历了岩片俯冲、深埋挤压和逆冲3个构造-变质作用阶段,分别形成俯冲岩片(Ⅰ)、深埋挤压岩片(Ⅱ)和逆冲岩片(Ⅲ)。俯冲阶段为中温低压变质作用,深埋挤压阶段为高温中压进变质作用,逆冲阶段为高温低压退变质作用。石榴石、黑云母和白云母为主要变质矿物,均为无环带的均一矿物。选取相邻石榴石和黑云母矿物对作为地质温度计,结合白云母地质压力计,估算俯冲阶段温度为594～622℃,压力为0. 28～0. 52 GPa;深埋挤压阶段温度为629～655℃,压力为0. 6～0. 7 GPa;逆冲阶段温度为476～495℃,压力为0. 09～0. 1 GPa。

南秦岭汉阴北部金斗坡矿区S_2面理和黑云母-石榴石变斑晶矿物温压条件与控矿关系

南秦岭汉阴北部金斗坡矿区志留系梅子垭组面理以S_2面理为主。大比例尺构造-岩相填图和剖面实测所获得的大量S_2面理产状数据显示,S_2面理倾向305°~355°,倾角为25°~50°,为稳定北倾的平直面理。通过S_2面理产状数据连图和综合分析,S_2面理与金矿化具有相同的展布特征及变化规律,对成矿具有制约作用。此外,选取梅子垭组含石榴石黑云母变斑晶绢云母石英片岩中的共生矿物石榴石-黑云母进行电子探针测试,运用Holdaway石榴石-黑云母地质温度计方法,估算出该区热蚀变温度为590℃~670℃。综合研究表明,印支晚期—燕山早期为金矿的成矿期,在此期间岩浆热液的强烈活动引起热蚀变作用的发生,生成石榴石与黑云母变斑晶;热变质作用促使Au元素发生活化,有利于后期Au元素富集成矿。

黑云母-钙质角闪石温度计初步研究

利用新近修正的石榴石- 黑云母温度计(Holdaway,2000)和石榴石- 斜长石- 角闪石- 石英压力计(Kohn and Spear,1990),根据从文献中收集的角闪岩、变泥质岩、变辉长岩和变粒玄岩的相关资料,采用经验标度方法,本文首次标度了适用于560～800℃、0.26～1.4GPa的黑云母- 钙质角闪石温度计。其中,黑云母作为对称的Fe-Mg-A1~Ⅳ -Ti四元固溶体,角闪石简化为对称 Fe Mg二元固溶体。该温度计计算温度与石榴石-黑云母温度计相差不超过±50℃。

周口店地区接触变质岩的演化:来自碳质拉曼光谱温度计的证据

燕山板内构造带是华北克拉通中部遭受长期造山演化作用的活动区,详细的岩浆活动和变质作用研究对于恢复其造山热演化过程具有重要意义。构造带内周口店地区的房山岩体是中生代燕山运动晚期的产物,但关于房山岩体周缘受到接触热变质作用的古老地体变质演化历史却缺乏详细的研究。本研究在房山岩体红柱石-黑云母接触变质带内采集了岩石样品,通过岩相学的详细观察和碳质物拉曼光谱温度计的计算,得到了以下认识:岩石中红柱石斑晶核部的碳质包体记录下了早期区域变质过程的变质温度(约550℃),红柱石斑晶及边部中的碳质包体共同记录了峰期变质温度条件(约598℃),岩石基质中碳质包体可能记录了岩石接触热变质的峰后期变质温度(598~574℃)。研究结果表明,接触热变质带的岩石受到房山侵入岩释放的热量而迅速加热,在达到峰期变质温度后又随岩体的冷却而降温,导致了近等压的p-T-t轨迹。

地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试

在缺少糜棱岩形成温度资料的情况下,糜棱岩的形成深度、与所叠加岩石的关系、变质演化、抬升-剥露历史、矿物的变形机制、同位素年龄数据的解释等一系列问题就很难得到正确合理的解释。适用于低温条件下的白云母-绿泥石地质温度计、白云母-黑云母地质温度计和绿泥石成分温度计仅在区域变质岩中应用过,从未在糜棱岩中使用。本文利用郯庐断裂带南段(安徽段)韧性剪切带内糜棱岩中同构造新生的白云母、黑云母和绿泥石,首次尝试上述3种地质温度计在糜棱岩中的应用。糜棱岩中新生矿物组合及长石变形行为显示,糜棱岩的变形温度为350℃～450℃。利用白云母-黑云母地质温度计和绿泥石地质温度计获得的温度值分别为672℃～1116℃和470℃～520℃,高于糜棱岩的形成温度,指示这2个地质温度计不适用于计算低温糜棱岩的形成温度。而利用白云母-绿泥石地质温度计获得的温度值与糜棱岩的形成温度相吻合,这表明在上述3种低温地质温度计中,只有白云母-绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩的形成温度测定。

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+.

陕西汉阴北部梅子垭组变质作用研究

梅子垭组是汉阴北部地区出露面积最大的地层,岩性主要为白云母石英片岩、含碳白云母石英片岩、含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩等,石榴子石和黑云母变斑晶在该岩层中普遍发育。该岩组构造变形复杂,经历了多期构造活动和变质变形过程。笔者在野外调查的基础上,通过分析研究区石榴子石、黑云母变斑晶的关系,采用石榴子石-黑云母地质温度计,对该区广泛出露的含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩进行研究,得到如下结论：研究区存在3期黑云母和石榴子石,石榴子石变斑晶具有明显的生长环带,而黑云母变斑晶没有环带;研究区变质作用的变质温度范围为介于511~572℃,主要为530~560℃;变质压力范围为0.16~0.84GPa,变质相属高绿片岩相。