GM5地质温压计new课件.ppt

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1、Chap.5矿物地质温压计§1概述矿物温压计：利用矿物各种标型来判断地质体形成的具体温度和压力。即由矿物学特征测量矿物平衡温度和压力的数学模型。矿物地质温压计是利用矿物的特征来估测矿物平衡温度和压力的方法。它的理论基础是矿物的标型学说和热力学平衡理论。属于半定量性质为主的估测方法。矿物地质温压计是以矿物特征为基础的；其所依据的特征不同，就有不同类型的矿物温压计，一般可利用的矿物特征有：化学成分、离子的占位数量、晶格位错、气液包裹体、熔点、同质多象转变点、固熔体熔离点、晶体形态、热电性、点导率、热效应、颜色等，与之相应，就有不同类型的矿物温压

2、计。类型：一、成分温压计（一）类质同象温压计（二）元素分配温压计（离子交换地质温压计）微量元素分配温压计常量元素分配温压计（三）稳定同位素温压计二、结构温压计（一）同质多象转变温压计（二）元素占位温压计三、形态温压计：晶体表面能计算温压计四、物理性质温压计导电率的测定、热电系数测定、差热分析直接测定、矿物分解温度测定、固熔体离熔温度测定。五、气液包体温压计六、其他：共结温度测定、矿物重结晶温度测定、标型矿物组合指示温度测定。理论基础：熵变＝－R能量变化焓变体积变化自由能变化＝RT化学位i＝i＋RTln元素在共生矿物中的分配遵循Nerns

3、t分配定律：令分配系数KD＝则lnKD＝-/RT＝-(-)/RT∵＝-T则lnKD＝-+三、符号1.：固溶体矿物中化学组分i之摩尔分数。＝≤12.imol.%＝100：矿物中组分i之摩尔百分数。3.：占位系数：固溶体矿物的单位分子中，某种组分i在某套等效结构位置k上，所占据的数量比率。＝≤14.：组分i在共生固溶体矿物和中的分配系数。＝＝＝5.：固溶体矿物中离子占位的平衡系数：同一固溶体矿物中不同的等效结构位置上的组分i的分配系数。＝6.：同一组分i在共生固溶体矿物和中的分离系数。＝7.R：R＝1.9872cal·mol-1·K

4、-1＝8.3143J·mol-1·K-18.：反应的焓效应：反应的熵效应：反应的固相容积效应：温度T时反应的自由能改变量：压力105Pa和温度T时反应的自由能改变量：固溶体矿物中，化学组分i的过剩自由能：固溶体矿物中，化学组分i的活度mol.%：摩尔百分数wt%或wB%：质量百分数T：绝对温度（K）t：摄氏温度（℃）P：压力（105Pa）§2成分地质温压计§2.1类质同象温压计条件：矿物中某元素的类质同象代换数量取决于温度和压力时，可作为温压计使用。作为温压计的矿物常常成分简单，元素彼此成等构造代换。如闪锌矿中的Zn—Fe的代换。使用类

5、质同象温压计要注意的问题：（1）选择矿物成分简单或类质同象代换简单的矿物。（2）当利用某元素在某矿物中代换数量作温压计时，必须介质中该元素浓度达“饱和”，可根据共生矿物判断。如闪锌矿与磁黄铁矿共生，说明闪锌矿中的Fe浓度已达到饱和。（3）矿物本身和共生矿物最好达平衡，如晶体内出现环带构造，矿物间出现交代关系则是不平衡的表现。（4）注意要有温压校正。（5）元素特别是微量元素代换作温压计时，要注意地球化学背景值。缺点：受介质中元素浓度的影响较大，造成判断温度的误差。1、闪锌矿自然界中闪锌矿中Fe2+代替Zn2+最高可达26％（重量百分比），相当

6、于45％（分子数比）。2FeS+2S=2FeS2FeS+S=Fe1-xS进入闪锌矿中FeS的量是闪锌矿形成温度的函数。但必须介质中FeS浓度较高，闪锌矿与磁黄铁矿或与黄铁矿＋磁黄铁矿平衡共生时，这种函数关系才存在。在290－500℃范围内，闪锌矿中FeS的含量为一常数，在此范围内不能做温度计，只能在200－290℃、500－580℃范围内才可应用。在一个大气压下，硫的逸度（）形成温度及闪锌矿中FeS量之间为一函数关系：FeS％(分子数百分比)＝(1)硫逸度公式为：（2）联立方程（1）和（2）,就可以求出闪锌矿和磁黄铁矿的平衡温度与是磁黄铁矿

7、中FeS的克分子率温度单位为K确定闪锌矿中FeS%：（1）X射线衍射：测定闪锌矿的晶胞参数a0，利用图查出FeS%。（2）根据电子探针或化学分析结果计算：Fe(wt%)/55.847(Fe原子量)/(Fe(wt%)/55.847+Zn(wt%)/65.39)例如：与黄铁矿、磁黄铁矿共生的闪锌矿的成分是Zn59.66(Wt%)，Fe7.32，S33.02。则FeS%＝(7.32/55.847)÷（(7.32/55.847)＋（59.66/65.39））是磁黄铁矿中FeS的克分子率，求法是将化学分析的重量百分比换算成Fe、S原子比，将Fe和S按

8、1：1的比例结合成FeS，多余的S原子换算成分子数。则如果已知及闪锌矿FeS%，则在下图中可查出温度。闪锌矿地质压力计：闪锌矿中FeS的摩尔分数不仅和温度有关，而且和压力也有明显