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1、,,5,北京大学学报(自然科学版)第31卷第期1995年9月etaSeientiaruaturauAmNlim,.,.niversitatisPenensiso31No5(Sep,2995)UkiVl阴极发光技术在成岩成矿作用研究中的应用‘’赖勇(北京大学地质学系,北京,100571)摘要阴极发光技术是通过电子束轰击矿物晶体至使其发光。矿物晶体中的一些微量元素通常成为影响发光中心形成的激活剂。不同世代同种矿物或者是单一矿物晶体内部由于其形成时成矿流体成分的微小差异,因而在阴极发光显微镜下表现出不同的发光性。通过发光后的图像分析,可
2、以区分不同世代的矿物以及不规则生长的晶体内部微形态。对河北光头山碱性花岗岩体、山东文登金、,矿湖南水口山硅质岩的阴极发光处理后的样品进行包裹体的系统研究获得比传统方法更小时间单位成岩成矿流体的演化特征,为模拟和恢复地质作用过程提供比较精确的物化参数。;;关镇词阴极发光流体包裹体成岩成矿条件中图分类号PS一390前言,、阴极发光在地质科学中的应用是从本世纪60年代才开始的主要用于系统研究方解石白云石、石英、长石、硅灰石等矿物的发光性,矿物的环带构造及其形成机理。它是通过电子束轰,击矿物晶体至使其内部产生电子空穴形成易于激发的域或中心
3、由于激发中心多处于能量的,。,亚稳定状态它们可捕获电子增大能带的能量最终成为发光中心在矿物生长过程中由于流“”:n、A、。、r、、u、体介质成分尤其是一些作为矿物阴极发光激活剂的微量元素(如MgMCsmE,,rE等)含量上的变化导致矿物发光性的差异使我们能够在阴极发光显微镜下观察到矿物因,。不同热事件的作用而表现出的不同发光形迹获得在普通岩石显微镜下无法观察到的现象[l],,通过发光图象分析即可以区分不同世代的矿物以及不规则生长的晶体内部微形态取得一般岩石显微镜无法得到的地质信息。迄今为止的流体包裹体研究均是在单偏光、正交偏光或萤
4、光,下进行的它们对具不同成因或不同期次的同种矿物以及矿物晶体的内部生长形态的识别十,,分困难在此基础上的流体包裹体的物化参数研究只能通过大量难以区分生长期次的包体测,,试据此得到的包裹体分析数据只能是一个统计的规律这一困难使包裹体的研究工作长期停,,。留在群分析的水平上甚至很多资料相互矛盾无法解释将阴极发光处理后的样品进行包裹,“”“体的系统研究即可将包裹体的研究从原来的群分析统计规律研究水平提高到单包体分l)北京大学青年科学基金资助项目:一一收稿日期199531北京大学学报第31卷”,,析水平获得更小时间单位成矿流体的演化特征因
5、而能更准确地模拟和恢复地质体的形成机制和演化历史。,,国内常用的冷阴极式电子枪在两电极之间利用空气或氦气形成放电当阴极和阳极之间电压一定时电子束的大小取决于真空度的高低。调节真空泵的阀门或真阀的放气量,与真空泵,,。的抽速达到动态平衡使电子枪内保持所需的真空度即可获得稳定的电子束流因冷阴极电子枪内既可产生电子,也可产生正离子,因此样品室内有足够的正离子来中和样品表面电荷,,,故不需要在样品表面再喷镀导电层就可以直接观察绝缘样品[2]这为阴极发光样品进一步进行流体包裹体研究提供了极大方便。1阴极发光在成岩作用研究中的应用在成岩作用研
6、究中,阴极发光在沉积岩中,,,已得到广泛的应用但是在内生成岩作用中阴极发光的应用只有非常零星的报导.我们在这方面作了尝试,并取得了较好的效果。下面以河北平泉光头山碱性花岗岩为例,说明阴极发光在成岩作用中应用。,光头山碱性花岗岩体位于河北省与内蒙古自治区交界处的平泉县北部岩体出露面积约,,。,、Zokm围岩为太古代变质岩岩石为灰白色中细粒花岗结构含椭圆状次椭圆状的细粒暗色,。、、、包体还有晚期的含碱性矿物的伟晶囊状体主要造岩矿物有碱性长石石英钠铁闪石霓辉,.、、、、。石副矿物主要有钠铁非石轻铁云母硅钵铁矿褐帘石星叶石等成岩时代为印支
7、期(1940·a“了。士4gM)〔岩石的阴极发光显示.碱性花岗岩成岩作用的中后期发生了极其强烈的钠长石化,钠长石交代了早期形成的钾长石,形成典型的交代残余结构,而不是碱性长石的固溶体分离。经过阴极发光下的图象分析,可以清晰地将钾、钠两种长石分开,在阴极发光图象背景下,将长石中的,。熔融流体包体和流体包体分别归属于钾长石和钠长石表明钾长石是在已分异出流体的岩浆中结晶而钠长石是在富纳质的溶液中结晶。通过莱兹1350热台确定其形成温度分别为钾长石,,,均一温度656C钠长石均一温度43oC石英中的流体包体均一温度45。一270C为岩浆演
8、化和岩浆期后流体对早期矿物的交代提供了具体的物化条件。电子探针微区分析发血红色的钠,。。长石和发暗黄色的钾长石结果见表1其成分表明根据发光性对两种长石的区分非常理想表l钾、钠两种长石的电子探针分析结果(wt%)NazOMg()Alz()35一():
