第五章 矿物温度计与压力计.ppt

• 2.内部测温法：当岩浆岩或变质岩形成时， 两共生矿物与一个公共流体相达到平衡，两 矿物的δ18O之间存在一个平衡态差值，可由 α 度。矿物-矿物及计温方程计算出两矿物的平衡温
• 例如，某一火成岩体中石英的δ18O为12‰， 与其共生的磁铁矿为6‰，它们与温度之间的 关系是：1000lnα石英－磁铁矿＝5.57×106T-2，
• 当分馏不大时：1000lnα石英－磁铁矿≈δ18O石英 －δ18O磁铁矿＝12－6＝6，所以T2＝5.57×106/6 ＝0.93×106
• T＝965K＝692℃。
• 由图和表可知石英磁铁矿矿物对具有最Βιβλιοθήκη Baidu
灵敏的氧同位素地温 计。因为石英的δ18O 最大而磁铁矿的δ18O 最小，所以两者有最
大的分馏系数，而且
还可通过包体特征和种类，恢复成矿作用的 顺序，帮助确定成因。
• 一、氧的同位素地质温度计： • δ值 • δ（‰）=[(R样/R标-1]× 1000 • 同位素分馏系数α与δ值的关系：
• 103 lnαA-B≈δA-δB=ΔA-B • 即lnαA-B与A，B两种物质的δ值之差相关。 • 公式的应用条件： • 1)共生矿物相达到了同位素交换平衡；
• 2)分馏系数较大
• 硫辉化钼物矿＞—黄H2铁S达矿到＞平闪衡锌时矿各(磁种黄硫铁化矿物)富＞3H4S2S的＞大黄致铜顺矿序： ＞(HS-)＞铜蓝＞方铅矿＞辰砂＞辉铜矿(辉锑矿)＞辉 银矿＞S2-。
• 三、稳定同位素计温的条件
• 共生矿物队必须满足下列条件：
• 1.共生矿物间的同位素达到平衡。
• 2.平衡的同位素分馏系数要有规律地随温度变 化—分馏系数要较大，即共生矿物对间⊿差值越 大，测温灵敏度也越高。
• 1000 lnα石-方=Δ石-方=0.60（106T-2）
T 0.6106
• T=774.60-273=501.60℃
• δ18O水计算
• 利用测得的δ18O石英、包裹体测温数据和温度计 算公式来计算。
• 1000 lnα石英-水=3.38×106T-2 -3.40
• 1000 lnα石英-水= δ18O石英－ δ18O水
第二节 包裹体温度计和压力计
• 目前主要用的是均一法和爆裂法。 • 均一法反映了成矿溶液温度的下限； • 爆裂法反映了成矿溶液温度的上限。 • 矿物包裹体按成因划分为三种： • 原生包体：矿物生长过程中的； • 次生包体：矿物后期后结晶的； • 假生包体：动力变质后重结晶的。 • 包裹体温度法不仅能得到矿物形成温度资料，
• 自然界共生矿物达到同位素平衡的判别有 二种方法：
• 一是图解法，根据不同矿物对的分馏曲线和 温度关系，将不同矿物对的点连成直线，若 这些直线近于垂直、温度相似，说明达到平 衡。
• 二是共生矿物按其晶体化学特性应有规律改 变其同位素值，对δ18O，依次降低的顺序应 该是：石英、正长石、斜长石、白云母、黑 云母、角闪石、辉石、橄榄石、磁铁矿，如 果各矿物的同位素组成符合上述规律，也说 明达到平衡。
石英、磁铁矿分布比
较广泛，在火成、变
质、热液等各种矿床
中紧密共生，所以石
英磁铁矿氧同位素温
度计应用最广，可靠 性也较强。
• 二、硫同位素地质温度计： • 1000lnα＝A/T2×106＋B 对于硫同位素，
B=0，由实验测出A值，便可测温。
• 根据实测样品的△值求平衡温度T（绝对温度）
在硫同位素的实际应用中，矿物对是否达到交 换平衡是该测温法成败的关键。对此必须加以 确认。 • △=δ34S矿物1－δ34S矿物2=1000lnα
• 3)参数A、B由实验测定，并有一定的温度范 围。
• 氧同位素测温方法：外部测温法和内部测温 发
• 1.外部测温法：根据矿物与水体系之间的同 位素分馏系数α矿物-水和计温方程参数直接确 定矿物与流体相间的平衡温度。测定矿物及 与其平衡的矿物包裹体的中水的δ18O值，最 好选择非含氧矿物包裹体，因为在成岩、成 矿后的降温过程中，含氧矿物包裹体中的水 会与矿物水发生新的同位素交换，已不能代 表成岩、成矿时的同位素组成。
• 例如：以石英、方解石共生矿物对为例
• 1000 lnα石英-水=3.38×106T-2 -3.40 • 1000 lnα方解石-水=2.78×106T-2-3.40 • 则石英—方解石氧同位素温度计为：
• 1000 lnα石-方=(3.38-2.78)·(106T-2)+[ -3.40 （-3.40）]
• 3.共生矿物对间的同位素平衡自其形成时起直到 实验室测定时至，保持不变。
• 4.分馏系数必须随温度升高而减小，且随化合物 之间氧化状态增高而增大—即较重同位素趋向于 富集在较高氧化状态的分子中。
• 上述条件4一般易于符合，主要考虑1、2、3条件。 此外实验室应有一系列同位素计温矿物对标准 （多数用其他地质温度计测得）。
• 同位素平衡分馏系数与温度的关系 • 103 lnα=a/T2+b/T+c（T=K） • 其中a、b、c分别为常数（参数由实验测
定，并有一定的温度范围）。 • 1）在一般低温下，a/T2可以忽略，简化： • 103 lnα=b/T+c • 10３lnα＝ A×106/T2 + B • 2）在高温下，b/T可以忽略，简化： • 103 lnα=a/T2+c
• 如δ18O石英=14.3‰，包体温度=348℃，则
• 1000 lnα石英-水=14.3-[3.38×106/(348+273)2 -3.40]
•
= 14.3-[3.38×106/(621)2 -3.40]
•
=14.3-[8.76-3.40]
•
=8.94
河北金矿床δ18O-δD‰（平均值）相关图
第五章 矿物温度计与压力计
• 矿物温度计与压力计是成矿作用研究的基础材 料之一，也是矿床学应用的重要方法之一。
• 矿物温度与压力测定有三大类：
成矿温度的测定方法有矿物包裹体测温法、矿物测温法和 同位素测温法，其中应用最广和最有效的方法是矿物包裹 体测温法。
第一节 稳定同位素温度计
• 稳定同位素温度计灵敏度高，且不受压 力影响，可测定各种温度。其中，氧同 位素和硫同位素较常用。