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在变质岩中测定的晶体粒度分布(CSD)得出有关变质作用过程中晶体成核和生长速率,生长时间以及反应叠加程度(△T)的定量资料。采用布居密度函数n=dN/dL描述CSD,式中N为每单位面积晶体累积数,L为线性晶体粒度。斯凯岛高温(1000℃)玄武质角岩的橄榄石+辉石和磁铁矿的ln(n)与L的关系曲线决定了线性排列,这就证明变质作用过程中的连续成核作用与晶体生长。利用这些线性的斜度和截矩与生长速率估计值相配合可推断出在△T<10℃条件下小于100年的最小矿物生长时间和10~(-4)～10~(-1)/cm~3/s之间的成核速率。缅因州中南部区域变质泥质岩中的石榴石和磁铁矿具有钟形的CSD。我们把这种形状解释为两种作用过程的结果:1)最初的连续成核作用和晶体生长。2)以后由于退火作用造成的小晶体的损失。区域变质岩中的大晶体保持原来的粒度频率分布并可将其用于获得关于晶体成核与生长的原始条件的定量资料。退火的程度随变质级的升高而增大,而且当己知速率常数值时,可将其用于估计退火条件的持续时间。最后,不同形式的晶体粒度反映区域与接触变质岩的热历史方面的差异:因为接触变质作用涉及持续时间短的高温,最后产生的CSD是线性的,且不受退火作用的影响,类似于由熔体结晶的情况;因为区域变质作用涉及从高温拖长的冷却过程,原来的线性CSD受到以后退火作用改造成为钟形。 相似文献
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岩石的晶体粒度分布(CSD)和结晶作用的动力学与力学(Ⅱ Makaopuhi熔岩湖) 总被引：1，自引：0，他引：1
已把晶体粒度分布(CSD)理论用于夏威夷Kilauea火山Makaopuhi熔岩湖的岩心标本,采用稳态晶体布居平衡方程式: n=n~0exp(-L/Gr)测定了斜长石和Fe—Ti氧化物粒度分布范围并计算和分析了布居密度(n)ln(n)与晶体粒度(L)曲线的斜率确定参数Gr,即平均晶体生长速度(G)和平均晶体生长时间(r)的乘积;截距为J/G,J为成核速率。已知温度—深度分布为实际生长时间(r)提供了估计值,使我们可以确定与任何动力学模式无关的成核与生长速率。斜长石生长速率象斜长石成核速率那样(33.9～1.6×10~(-3)/cm~3)随结晶度增高而降低(9.9～5.4×10~(-11)cm/s)。铁铁矿生长与成核速率也随结晶度升高而降低(分别为4.9～3.4×10~(-10)cm/s和15—2.2×10~(-3)/cm~3s,J=7.6×10~(-2)/cm~3/s)。把布居密度函数矩用来检查结晶速率随时间的变化。初步结果暗示在接近50%结晶作用之后总晶体体积和时间近似呈线性关系;为了确定整个结晶史,对晶体<50%的物质必须有完整的一套样品,计算的结晶速率和实验数据对比说明熔岩湖的结晶作用发生于过冷却值极小的条件下。这种解释与以前提出岩浆冷却的热模型是一致的,该模型的热耗是通过保持平衡冷却的潜热产量平衡的。 相似文献
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晶体粒度分布（CSD）是定量化分析火成岩和变质岩结构的重要手段。在变质岩中测量的CSD提供了有关变质过程中晶体成核和生长速率、生长时间的定量信息。文章选取内蒙古霍各乞二号矿床含矿富石榴石岩样品中石榴子石晶体为研究对象，在GIS软件和R语言的支持下，应用空间点模式分析、CSD分析、空间最邻近分析、空间多距离分析、Fry分析等综合方法，探讨了晶体空间数据和点空间数据表征的微结构变化特征，将CSD曲线分段变化记录的信息与地质演化历史联系起来。分段的CSD曲线记录了变质事件的叠加。不同形式的晶体粒度分布直接反映了区域变质岩与接触变质岩演化历史的差异。由于接触变质作用的高温阶段持续时间较短，因此产生的CSD曲线是线性的，不受退火的影响。而区域变质作用涉及长时间升温及其之后的冷却阶段，所以最初的线性CSD后来被退火改造为钟形曲线。含矿富石榴石岩样品的核密度和CSD分析结果显示了两个晶体群密度。分析认为一类晶体群可能与造山过程中的区域变质活动有关，另一类晶体群可能与大面积区域变质期后发生在特定位置的岩体侵入迅速升温的接触热变质事件有关。 相似文献
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通过对沙溪矿区含矿与不含矿斑岩中斜长石斑晶的粒度统计，计算出平均矿物粒度（Ｓ）、矿物分布密度（Ｄ）及矿物分布均匀度（Ｈ）；再根据晶体大小分布理论（ＣＳＤ），计算出斜长石的晶体生长速率、成核密度及成核速率等岩浆结晶动力学参数；发现含矿斑岩较无矿斑岩有高的成核密度和成核速率，而晶体生长速率则较低；指出成分相近的斑岩在岩浆结晶动力学特征上的极细差别可能造成岩体含矿性明显不同。 相似文献
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确定岩石中矿物成核速度,成核密度,晶体生长速度和结晶时间的CSD理论及应用 总被引：1，自引：0，他引：1
结晶岩类的热力学研究是岩石学研究的重要内容之一。本文介绍了结晶岩石中矿物
结晶过程，包括矿物成核密度、成核速度、晶体生长速度、结晶时间与晶体大小分布的关系即CSD理论以及岩浆冷却、喷发、混合，接触变质、区域变质等过程各自具有的CSD特征;并对CSD理
论、方法及其地质应用进行了评价:指出复杂的自然过程对CSD的影响，在定向构造发育较好的
岩石巾由二维晶体测定转向三维计算的改进方法以及GSD所具有的重要的年代学意义。 相似文献
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本文模拟了五大连池地区老黑山火山钾质响质碱玄岩熔岩在不同降温速率下从1150℃冷却到700℃橄榄石的结晶动力学过程,并从晶体粒度、晶体数量和晶体形态三方面研究了晶体结晶特征与降温速率之间的关系。结果表明:(1)晶体粒度分布(CSD)显示七组不同降温速率下的晶体粒度与布居密度均呈现较好的幂率关系,且幂律指数相近,斜率范围在3.69～4.42之间,这说明了晶体粒度分布对降温速率的依赖性并不显著。(2)随着降温速率由快变慢,晶体数量总体增长。当降温速率为0.0468℃/min时,晶体数量达到峰值。随后,结晶进入以退火合并为主的晶体粗化过程,直至结晶动力学达到平衡。(3)各降温速率下晶体形态呈现出分形特征,分形维数界于1.39～1.62之间,反映了新生晶体生长的自组织临界性。不同降温速率下的晶体边界复杂程度出现较大无规波动,显示出晶体形态对降温速率的高度敏感性。当降温速率为0.1℃/min时,晶体边界形态最复杂,当降温速率变慢到0.0468℃/min后,晶体边界形态的复杂程度趋于稳定。本项动力结晶实验对于深入了解五大连池新期火山熔岩流的运动机制以及动力结晶过程有重要的科学意义。 相似文献
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准噶尔盆地老山沟火山岩晶体粒度分布及其结晶动力学意义 总被引：1，自引：0，他引：1
摘 要 阐述了火山岩晶体粒度分布的基本原理和研究方法分析了老山沟火山岩斜长石、
辉石、橄榄石、铁钛氧化物的晶体粒度分布。前3种矿物在中间粒度处发生了有意义的弯折
原因是岩浆上升时过冷度增大。估算了岩浆房中斜长石、橄榄石的成核速率、结晶时间及上
升过程中处于结晶带的时间。研究表明在岩浆的演化过程中晶体的分离和累积作用及岩
浆的混合和对围岩的同化作用可以忽略。 相似文献
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本文运用晶体大小分布理论对陕西丹凤秦岭群石榴子石进行了变质结晶动力学的研究,通过对石榴子石在岩石中出现的频率及其大小值的系统测定,有关变质结晶动力学的分析计算,最终得出了丹凤秦岭群石榴子石的变质结晶初始成核密度、成核速度、晶体生长速度、生长时间及冷却过程中体积转移量等诸动力学要素,并从晶体大小分布研究中获得了多期复杂变质这一与地质事实一致的重要地质信息。 相似文献
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定量化火成岩结构分析将传统的定性或半定量化的岩相学研究提高到了与岩石地球化学分析相比拟的定量化程度,实现了诸如晶体粒度分布、晶体空间分布、晶体定向程度分析和二面角测量等方面的定量化研究。集中介绍了以上4种国际上应用广泛的定量化火成岩结构分析方法,包括各种研究方法的基本理论公式、岩浆动力学意义和实现方式。详细介绍了定量化火成岩结构分析中处于核心地位的晶体粒度分布理论,概括了二维岩石薄片法、三维连续剖面法和X射线层析技术,在定量化火成岩结构分析中的应用原理和现状。对晶体粒度分布分析中数据的封闭性和有效性检验进行了简要论述。综合阐述了晶体成核生长,晶体的聚集、分离和分解,岩浆混合,压滤、压熔和岩浆流动,结构的调整和平衡等一些基本的岩浆动力学过程中晶体粒度分布特征的表现。结合一些已发表的晶体粒度分布和晶体空间分布数据,简要概括了重要的基本定量化火成岩结构参数所表达的封闭和开放岩浆体系的特征,以及参数间协变关系所反映的岩浆固结动力学过程。最后给出了二维岩石光薄片分析法的基本流程和注意事项,认为今后定量化火成岩结构分析和地球化学分析结合在一起的综合方法,将成为研究成岩成矿动力学过程的重要手段,也将会逐步扩展到岩浆相关矿床中成岩成矿机制分析和成矿预测的方向。 相似文献
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Margaret T.Mangan 《地质科学译丛》1992,9(1):15-20
晶体大小分布理论（CSD理论）的基础为定态粒度平衡，它可用来监测正在沉淀的溶液中生长的特定大小晶体的带出带入量。应用描述该平衡的守恒方程可以直接从晶体大小分布数据中确定晶体生长和成速率。这项研究表明，如果特征的晶体生长速率可以被独立地确定或估计，通过CSD分析可以用计算晶体在体系或火山岩浆中的滞留时间。确定存储时间所需的晶体粒度数据可以从玻璃质喷发样品薄片中很容易的获得，数学计算相对简单。这种新方法固有误差的分析显示存储估计的准确性在一个数量级之内。 相似文献
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变质岩中的球状结构及其对变质作用的指示 总被引：1，自引：1，他引：0
球状结构是指由纤维状晶体组成的放射状集合体,其为一种高度不平衡的结构。它们常见于火山岩、假玄武玻璃、沉积岩以及热液沉积物中,在不同变质级别的变质岩中也有广泛报道。变质岩中的球状结构记录了丰富的变质作用信息,然而其在变质岩中的成因机制和对变质作用的指示意义尚缺少详细的研究。球状结构的生长需要温度、压力或成分的改变使得结晶体系远离平衡,它的结晶动力学过程受物质的扩散控制,要求晶体生长速率远大于物质扩散速率。详细解析球状结构和分析导致不平衡的因素有助于限定变质作用的条件和过程。本文拟从变质岩中报道的代表性球状结构出发,基于球状结构结晶所需的热力学和动力学条件,总结变质岩中球状结构的四种可能成因机制:流体结晶、变质熔体结晶、冲击变质作用和高度不平衡的变质反应。组成球状结构的纤维状晶体具有大的表面能,在持续保持温压和流体条件不变的情况下会快速重结晶使得球状结构消失,球状结构得以保留意味着其所处的环境要迅速转变为它不再结晶的条件。因此,变质岩中的球状结构指示寄主岩石经历了持续时间很短的非平衡变质作用过程。借鉴其它学科研究球状结构的定量方法和在变质作用条件下开展球状结构的实验研究是变质岩中球状结构研究的潜在方向。 相似文献
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《矿物学报》2016,(1)
斜长石是岩浆岩中最主要的造岩矿物之一,它在岩浆演化过程中扮演着重要角色。通过高温高压实验途径可以确定斜长石在岩浆中的结晶条件、探讨斜长石的生长动力学。近年来,较多学者对斜长石的结晶作用进行了实验研究,这些研究对理解斜长石的结晶条件和岩浆的结晶过程都有重要意义。本文从以下两个方面对斜长石结晶作用的实验研究做了系统的总结:(1)斜长石晶体的生长及其制约因素,包括熔体组分、温度、压力和H2O含量等条件对斜长石结晶的影响。熔体组分能够影响斜长石的液相线温度及结晶斜长石的An含量;温度对斜长石的成核生长、成分以及形态均有影响;压力对斜长石成核生长的影响比较复杂;H2O含量能够显著降低斜长石的结晶温度,影响结晶斜长石的晶体大小。(2)斜长石结晶作用实验研究的地质应用。对结晶斜长石成分、结构、晶体大小的研究,能够揭示岩浆在其演化过程中物理化学条件的变化。 相似文献
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层状岩体冷凝中—晚期有铁钛氧化物结晶时,晶粥中粒间熔体的排出方式常以压实作用为主,但不同层位压实作用的效率往往不同,目前对控制压实作用效率的主要机制尚不清楚。笔者等以扬子北缘出露规模较大、分异程度较高的新元古代望江山层状岩体作为研究对象,利用斜长石、单斜辉石的晶体粒度分布（CSDs）和空间展布形式（SDPs）分析,探讨了岩体中部带下段（MZa）橄榄辉长苏长岩、辉长苏长岩和中部带上段（MZb）氧化物辉长岩粒间熔体的排出机制及其效率。岩体MZa和MZb中斜长石和单斜辉石的CSD曲线均具有相互平行的特征,SDP图解具有负相关趋势,分别与机械压实的特征和趋势一致,表明各岩相带粒间熔体的排出方式均为机械压实。模拟计算得到橄榄辉长苏长岩、辉长苏长岩和氧化物辉长岩中封闭粒间熔体比例（FTL）分别为：28%~33%,14%~23%和7%~12%,表明从MZa到MZb机械压实逐渐增强。MZa中橄榄辉长苏长岩斜长石CSD截距最大（2.23~3.78）,特征长最小（0.29~0.45）且小颗粒斜长石具有较大长宽比（5∶1~11∶1）,表明岩浆冷却速率较快,导致压实效率最低,粒间熔体未被有效排出。MZa中辉长苏长岩斜长石CSD截距减小（1.31~2.60）,特征长增大（0.43~0.58）且小颗粒斜长石长宽比减小（＜5∶1）,说明冷却速率变慢,导致压实效率提高,粒间熔体被有效排出。MZb氧化物辉长岩中斜长石CSD截距进一步减小（0.49~1.60）,特征长进一步增大（0.53~0.69）且小颗粒斜长石具有低长宽比（＜5∶1）,说明冷却速率进一步降低,同时相较于橄榄辉长苏长岩和辉长苏长岩堆晶矿物与粒间熔体密度差增大,压实效率进一步提高,粒间熔体排出程度达到最高。因此,层状岩体晶粥中机械压实效率主要受控于堆晶矿物与粒间熔体密度差以及岩浆冷却速率,当冷却速率较低并有大量铁钛氧化物结晶时机械压实作用的效率最高。 相似文献
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层状岩体冷凝中—晚期有铁钛氧化物结晶时,晶粥中粒间熔体的排出方式常以压实作用为主,但不同层位压实作用的效率往往不同,目前对控制压实作用效率的主要机制尚不清楚。笔者等以扬子北缘出露规模较大、分异程度较高的新元古代望江山层状岩体作为研究对象,利用斜长石、单斜辉石的晶体粒度分布（CSDs）和空间展布形式（SDPs）分析,探讨了岩体中部带下段（MZa）橄榄辉长苏长岩、辉长苏长岩和中部带上段（MZb）氧化物辉长岩粒间熔体的排出机制及其效率。岩体MZa和MZb中斜长石和单斜辉石的CSD曲线均具有相互平行的特征,SDP图解具有负相关趋势,分别与机械压实的特征和趋势一致,表明各岩相带粒间熔体的排出方式均为机械压实。模拟计算得到橄榄辉长苏长岩、辉长苏长岩和氧化物辉长岩中封闭粒间熔体比例（FTL）分别为：28%~33%,14%~23%和7%~12%,表明从MZa到MZb机械压实逐渐增强。MZa中橄榄辉长苏长岩斜长石CSD截距最大（2.23~3.78）,特征长最小（0.29~0.45）且小颗粒斜长石具有较大长宽比（5∶1~11∶1）,表明岩浆冷却速率较快,导致压实效率最低,粒间熔体未被有效排出。MZa中辉长苏长岩斜长石CSD截距减小（1.31~2.60）,特征长增大（0.43~0.58）且小颗粒斜长石长宽比减小（＜5∶1）,说明冷却速率变慢,导致压实效率提高,粒间熔体被有效排出。MZb氧化物辉长岩中斜长石CSD截距进一步减小（0.49~1.60）,特征长进一步增大（0.53~0.69）且小颗粒斜长石具有低长宽比（＜5∶1）,说明冷却速率进一步降低,同时相较于橄榄辉长苏长岩和辉长苏长岩堆晶矿物与粒间熔体密度差增大,压实效率进一步提高,粒间熔体排出程度达到最高。因此,层状岩体晶粥中机械压实效率主要受控于堆晶矿物与粒间熔体密度差以及岩浆冷却速率,当冷却速率较低并有大量铁钛氧化物结晶时机械压实作用的效率最高。 相似文献
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“水—岩”反应作为储层成岩作用研究的重要组成部分,其研究结果对解释储层非均质性成因机制、综合评价储层品质等方面都具有重要意义。近年来随着基础理论、分析测试手段、物理实验方法和模拟技术的进步,该领域研究取得了诸多进展。成岩物理模拟实验的进步实现了对流体—围岩/矿物体系“水—岩”作用过程的宏观尺度观测和研究,也明确了各物理化学参数对体系内矿物溶解—结晶过程的影响,但分辨率限制了其在微观（纳米）尺度解释许多现象成因机制和约束条件方面的应用。晶体生长理论的建立和发展为解释储层孔隙系统中“水—岩”作用过程的结晶动力学原理奠定了基础,特别是近年来伴随纳米科技而发展起来的各种在线和非在线测量技术大大提高了储层孔隙系统结构和内部晶体生长情况的观测精度,将“水—岩”作用研究分辨率提升至纳米级,这为从微观尺度了解孔隙系统中流体—矿物体系的溶解—结晶（沉淀）相平衡过程及其控制因素提供了方案。储层孔隙系统中流体的结晶动力学行为与孔隙介质和流体性质密切相关,是成核自由能、矿物表面电化学特征、传质速率等多因素综合作用的结果。对不同成岩环境和孔隙系统中孔隙流体结晶动力学行为的系统研究,有助于了解孔隙系统空间结构、底衬表面化学特性、表面能效应等对矿物晶体成核生长与溶解过程的影响,为进一步深入解释储层非均质性的结晶动力学原理奠定了理论基础。 相似文献
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《地学前缘》2016,(3):210-220
岩浆型铁矿床是中国最重要的铁矿类型之一,攀枝花式铁矿赋存于攀枝花大型层状侵入体中,同时是峨眉山地幔柱系统的组成部分。然而此类矿床的成因问题仍未得到有效的解决。文中以攀枝花铁矿朱家包包矿段中部岩相带(MZ)为例,采用定量化结构分析的方法,结合地质学和岩相学观察结果,试图从攀枝花岩体中部岩相带辉长岩中单斜辉石的结构角度解释攀枝花式铁矿层状矿体的成因。岩相学观察可见部分样品中单斜辉石和斜长石具有明显的溶蚀结构以及角闪石、蛇纹石的增生边,被溶蚀的部分由铁钛氧化物填充,而铁钛氧化物之间发育共结结构。晶体粒度分布(CSD)显示,被溶蚀的单斜辉石较未溶蚀样品具有更陡的CSD曲线斜率,CSD曲线小颗粒处弯曲程度更大,以及更高的铁矿含量,说明溶蚀作用导致了CSD曲线变得更陡,产生了类似于粗化作用的CSD曲线。晶体空间分布(SDP)显示中部岩相带岩体上部有分选的趋势,而岩体下部则表现出挤压的趋势,说明了岩体上部保留了岩浆结晶过程中的矿物颗粒分选的趋势,而下部由于普遍的溶蚀导致了矿物粒间空隙增大,难以支撑上部的荷载,表现出挤压趋势。造岩矿物溶蚀、富水的角闪石、蛇纹石生长边以及填隙的铁钛氧化物说明有流体存在。在攀枝花岩体中段结晶晚期,富铁流体加入半固结的岩体使得造岩矿物溶蚀,而后填充于空隙,流体逃逸后铁矿物富集沉淀成矿。岩体下部具普遍的溶蚀作用,受荷载富铁流体被挤压逃逸,形成了块状的贫铁岩体;上部流体水平运移,没有受到挤压作用,流体逃逸后保留了铁矿的含量,形成了富集的层状铁矿体。这种层状矿体的成因模型类似于透岩浆流体模型。 相似文献
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河南桐柏老湾花岗岩岩浆动力学与成矿 总被引：6，自引：1，他引：6
基于岩浆岩岩石学、流体动力学、热力学研究。本文计算了河南桐伯老湾花岗岩岩浆过程的上升速度、冷凝速度及岩浆熔体的密度、粘度、含水量等物理参数，探讨了熔体中晶体的成核密度和生长速度以及岩浆对流形式等动力学行为，并分析了它们与成矿作用的联系。研究表明，老湾花岗岩岩浆含水量为4．76％，在侵位的温度和压力下是饱和的，较高的水含量有利于矿化。老湾花岗岩熔体上升较快而冷却缓慢，晶体成核密度和生长速度较低，以挥发分为迁移形式的成分对流是熔体中成矿物质迁移、富集的主要方式。老湾花岗岩特殊的岩浆物理性质和动力学行为指示其岩浆作用与老湾金矿床的形成具有密切的成因联系。 相似文献
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本文提出石榴石奥斯特瓦德成熟化的理论公式,并讨论了在高压低温(高P/T)下这种作用的重要性。对于由矿物和粒间介质组成的系统,已系统地描述奥斯特瓦德成熟化引起的石榴石生长速率。测定了石榴石晶体大小分布(CSD),并与按奥斯特瓦德成熟化理论得出的晶体大小分布相比较,划分出两种类型。一种是与理论预算相一致的窄分布,另一种是比理论值更宽的分布。前一种晶体大小分布适用于石榴石呈均匀分布的样品,后一 相似文献