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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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Bruce D. Marsh 《世界地质》1992,(3)
结晶岩的晶体粒度是生长速率与年龄的主要量度。而当成核作用在短时期内产生大量晶体时,则有可能在结晶作用过程中出现大范围的晶体粒度。以各种粒度的晶体数量密度为根据的布居平衡,一般预示随粒度增大的对数线性分布。这样分布的负斜率是衡量整个布居生长速率与平均年龄乘积的尺度而零粒度截距为成核密度。当这样绘图而且能用Randolph和Larson(1971)在化学工程方面建立的CSD理论加以解释时,对许多熔岩观察到的晶体粒度分布(CSD)如果不是线性的也是圆滑而有规律的。根据这样的数据可以估算出成核密度,成核速率与生长速率和动力学反应的等级而且通过解析模型则能精确计量影响CSD的物理作用过程(例如,晶体分离作用和晶体堆积作用,布居的混合,变质岩和深成岩中的退火作用以及晶核的破坏)。CSD理论对影响结晶作用的动力学和物理作用过程的宏观研究提供一种形式,能分析并检验化学和物理作用过程对CSD的明显影响。这是一种能把岩相学资料与结晶作用动力学定量地联系起来的方法,而且在这些基础上CSD对实验室研究提供主要的补充资料,在这三部分连载的文章中,第1部分提供在地质学范围内的一般CSD理论,在第1和第1部分中分别提出对火成岩及变质岩的应用。 相似文献
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赣中周潭群石榴石、斜长石和黑云母微区化学成分特征及其地球动力学意义 总被引：5，自引：0，他引：5
周潭群变质岩中石榴石、斜长石和黑云母微区化学成分变化明显，石榴石变斑晶具典型的生长环带，由晶体中心向两侧边缘XMg、XFe值以光滑曲线递增，XCu、XMn值以光滑曲线递减，反映其增温过程；晶体最边缘的化学成分反映变质峰期的温度条件。通过石榴石变斑晶生长环带剖面分析，应用Grt-Bi温度计和GASP压力计，确定本区变质作用PT轨迹为顺时针形式，发生于大陆碰撞造山带环境。 相似文献
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湖北省北部枣阳市境内的大阜山镁铁/超镁铁杂岩体主要由未变质的纯橄岩和橄长岩组成,伴生变质的石榴石角闪石岩、石榴石钠黝帘石角闪石岩和角闪石钠黝帘石岩.杂岩体的围岩为大理岩.该岩体中的金红石矿床产于变质的石榴石角闪石岩或蚀变的石榴石角闪石岩中.橄长岩中锆石SHRIMP U-Pb同位素定年结果表明镁铁/超镁铁质岩体的成岩年龄约为600Ma.变质的岩石和未变质的岩石几乎具有完全相同的地球化学特征,表明前者的原岩应为橄长岩,整个岩体是一个分异的镁铁/超镁铁侵入体.金红石赋存于角闪石解理中等岩相特征表明矿床的含矿岩石就是石榴石角闪石岩,不是由石榴石辉石岩退变质形成的;且其中的石榴石为钙铁榴石,不是富镁、富铝的与高压/超高压作用有关的石榴石.金红石矿床的形成和岩体的局部变质应该与由北向南的近水平推覆构造有关,动力变质作用提供的热和流体,结合推覆过程中的变形作用,导致围岩大理岩和镁铁质岩体发生交代作用,形成石榴石角闪石岩和金红石矿床. 相似文献
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赣中变质岩带十字石榴云母片岩中石榴石成分环带是连续反应的结果,微区成分变化规律明显。本文根据该岩石的石榴石环带成分定量计算了变质作用P-T轨迹。P-T轨迹样式表明,赣中变质岩带的变质作用可以分两大期:第一期发生在大陆碰撞带环境中,变质作用的温度压力演化受均匀地壳增厚及隆起侵蚀过程控制;第二期发生在活动大陆边缘环境,变质作用温压条件与地壳回返上升,高温热流上涌有关。 相似文献
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川西攀枝花—西昌地区结晶基底的划分 总被引：7，自引：0，他引：7
长期以来，由于同位素年龄依据不足和没有正确区分晚二叠世热接触变质岩、喜马拉雅期动力变质岩与前震旦纪区域变质岩，攀西地区结晶基底的划分存在许多困难和问题。本文依据1：50000区域地质调查结果，将原仁和群(Pt1R)修改为晚二叠世岩浆岩和喜马拉雅期动力变质岩，将五马箐(岩)组(Pt1w)和顶针杂岩(Pt1D)修改为晚二叠世热接触变质岩和喜马拉雅期动力变质岩，将安宁村组(Ptlα)和纸房沟组(Pt1z)修改为震旦系地层，并依据岩石学、岩石化学和微量元素地球化学特征，将结晶基底划分为变质侵入体、变质表壳岩和TTG套岩，论述了结晶基底的成因和演化。 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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近些年,定量化火成岩结构研究表明,利用常规的岩矿鉴定设备,获取不同尺度的火成岩二维岩相学照片,通过肉眼识别矿物颗粒,并借助图像处理和结构分析软件,可以准确地量化火成岩的结构特征。本文结合近些年国内外同行的研究成果,对火成岩二维定量化结构分析方法中常用的多种观测方式优缺点进行了总结。粒度在毫米级以下的火成岩的定量化结构参数,可以用偏光显微镜下的透射光、反射光、阴极发光和电子探针背散射成像中的两种或两种以上观测方式进行分析,并具有较高的精度和准确度。粒度小于0.03 mm的各种镁铁质矿物可用反射光和背散射图进行分析,灰度近似的镁铁质矿物可以利用图像处理软件赋予不同的彩色,提高颗粒间的辨识度。常规偏光显微镜下不易区分的长英质矿物和多数副矿物可用偏光显微镜阴极发光进行分析。粒度在毫米级以上的造岩矿物可以用光片或野外测量的方式进行定量分析。为了方便相关领域学者使用火成岩二维定量化结构分析方法,本文详细列出了具体的分析步骤,并结合一个玄武岩样品中的橄榄石斑晶数据结果,重点分析以下4个方面的问题:(1)如何准确识别矿物颗粒边界;(2)矿物含量和形态的确定;(3)分析区域面积和颗粒数的确定;(4)不同晶体群的区分。分析结果表明,颗粒数100~500颗时,晶体粒度分布(CSD)的截距和斜率、矿物含量、定向程度和粒状矿物的三轴比在误差范围内没有显著区别,但颗粒最大长度和聚集程度会被低估。当颗粒数小于300颗时,晶体空间聚集程度的R值会被高估0.05~0.2,这一点在以往的研究中没有得到充分重视。当颗粒数大于500颗时,所有结构参数都趋于稳定,且精度和准确度都会显著提高。目前多数研究者提供的结构参数往往与观测和统计方式有关,缺乏对应的原始数据,不方便同行间的对比研究,建议学者今后发表相关成果时,提供详细的分析步骤和最原始的数据。分析步骤重点说明包括:(1)聚集矿物边界的识别和处理方式;(2)晶体三维形态的确定方法,样品间CSD参数的变化是否是由形态参数变化引起;(3)能够准确识别的矿物颗粒最小粒度;(4)利用颗粒数较多的样品选取较小的不同区域重复分析3到5个不同区域,评估样品的均一性,并据此估计样品的分析精度。原始数据方面包括:(1)提供同一个样品至少一个不同区域的分析结果,如果是多个作者的研究成果,建议提供至少两人独立分析的结果用来评估数据的精度和准确度;(2)文章正文或附件中应该提供每个样品不同粒度间隔的颗粒数,样品原始的高分辨率矿物轮廓描绘图或图片分析的相关原始参数。火成岩出现复杂晶体群时,定量化的结构参数往往体现的是多种晶体群的混合特征,并且与不同晶体群的比例有关。未来的研究需要结合多种观测方式和微区成分分析重点识别不同晶体群的结构参数,对粒度和成分近似的多种晶体群的识别,还需要开发更多有效的方法,这对准确认识火成岩结构多样性的成因和岩浆作用过程都有重要意义。 相似文献
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豫西东秦岭变质核杂岩是指1:20万奕川幅“秦岭群”解体后的一套中深变质、复杂变形、岩浆活动和混合岩化作用强烈的变质地体,形成于元古代,是东秦岭造山带的核心组成部分。在蛇尾地区的核杂岩内,从南到北分为矽线石-白云母带、矽线石-钾长石带和红柱石-白云母带等三个区域变质带。在矽线石-钾长石带的局部地段,叠加了石榴石-钾长石热力变质带。空间上围绕着隐约出露的白云母花岗岩侵入体。石榴石-钾长石带内泥质变质岩的变质 相似文献
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内蒙古太古宙变质岩系中石榴石的矿物学特征及其地质意义 总被引：2，自引：0，他引：2
本文对内蒙古南部太古宙集宁群变质岩系中6个石榴石样品进行了研究,讨论了晶体形态、物理性质、化学成分与岩石成分和波谱学之间的关系。研究表明,本区(含石墨)富铝片麻岩类岩石中,石榴石以富镁的铁铝榴石组份为主,而二辉石岩中的石榴石则以富钙的铁铝榴石组份为主。石榴石钙的含量受岩石成分所控制。从测得的晶胞参数来看,除个别者外,a_0值均随着Ca~(2 )的含量增加而增大。据穆斯堡尔谱分析,本区集宁群变质岩系中除个别样品受到了氧化或蚀变而有Fe~(3 )成分混入外,大部分石榴石可能都是在变质程度比较高的还原环境下形成的。 相似文献
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Crystal size distributions (CSDs) measured in metamorphic rocks yield quantitative information about crystal nucleation and growth rates, growth times, and the degree of overstepping (T) of reactions during metamorphism. CSDs are described through use of a population density function n=dN/dL, where N is the cumulative number of crystals per unit volume and L is a linear crystal size. Plots of ln (n) vs. L for olivine+pyroxene and magnetite in high-temperature (1000° C) basalt hornfelses from the Isle of Skye define linear arrays, indicating continuous nucleation and growth of crystals during metamorphism. Using the slope and intercept of these linear plots in conjunction with growth rate estimates we infer minimum mineral growth times of less than 100 years at T<10° C, and nucleation rates between 10–4 and 10–1/cm3/s. Garnet and magnetite in regionally metamorphosed pelitic schists from south-central Maine have CSDs which are bell-shaped. We interpret this form to be the result of two processes: 1) initial continuous nucleation and growth of crystals, and 2) later loss of small crystals due to annealing. The large crystals in regional metamorphic rocks retain the original size frequency distribution and may be used to obtain quantitative information on the original conditions of crystal nucleation and growth. The extent of annealing increases with increasing metamorphic grade and could be used to estimate the duration of annealing conditions if the value of a rate constant were known. Finally, the different forms of crystal size distributions directly reflect differences in the thermal histories of regional vs. contact metamorphosed rocks: because contact metamorphism involves high temperatures for short durations, resulting CSDs are linear and unaffected by annealing, similar to those produced by crystallization from a melt; because regional metamorphism involves prolonged cooling from high temperatures, primary linear CSDs are later modified by annealing to bell shapes. 相似文献
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Hideki Wada Toshihiro Tomita Kazuhiro Matsuura Keisuke Tuchi Masahiro Ito Toshiro Morikiyo 《Contributions to Mineralogy and Petrology》1994,118(3):217-228
This study is an attempt to correlate the graphitization process of carbonaceous matter during metamorphism with metamorphic grade. Graphitization can be parameterized using crystal structure and chemical and isotopic compositions. The extent of graphitization could be characterized mainly by temperature, duration of metamorphism and rock composition. We compared the graphitization trends for two metamorphic terrains, a contact aureole of the Kasuga area and a regional metamorphic terrain of high-temperature/low pressure type of the Ryoke metamorphic terrain in Northern Kiso area, Central Japan, and for two different lithologies (carbonate and pelite), using X-ray diffractogram, DTA-TG analysis, and chemical and stable isotope analyses. During contact metamorphism, graphitization and carbon isotopic exchange reactions proceeded simultaneously in pelitic and carbonate rocks. The decreases in basal spacing d(002) of the carbonaceous matter in carbonate rocks is greatly accelerated at temperatures higher than about 400° C. Furthermore, carbon isotopic ratios of graphite in carbonate rocks also change to 13C-enriched values implying exchange with carbonates. The beginning of this enrichment of 13C in the carbonaceous matter coincides with an abrupt increase of the graphitization processes. Carbon isotopic shifting up to 5 in pelites could be observed as metamorphic temperature increased probably by about 400° C. Carbonaceous matter in pelitic rocks is sometimes a mixture of poorly crystallized organic matter and well-crystallized graphite detritus. DTA-TG analysis is an effective tool for the distinction of detrital graphitic material. Two sources for the original carbon isotopic composition of carbonaceous matter in pelites in the Kasuga contact aureole can be distinguished, about-28 and-24 regardless of the presence of detrital graphite, and were mainly controlled by depositional environment of the sediments. Graphitization in limestones and pelitic rocks in regional metamorphism proceeds further than in a contact aureole. In the low-temperature range, the differences in extent of graphitization between the two metamorphic regions is large. However, at temperatures higher than 600° C, the extent of graphitization in both regions is indistinguishable. The degree of graphitization is different in limestones and pelitic rocks from the Ryoke metamorphic terrain. We demonstrate that the graphitization involves a progressive re-construction process of the crystal structure. The sequence of the first appearance of crystal inter planar spacing correlates with the metamorphic grade and indicates the crystal growth of three-dimensional structured graphite. 相似文献
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接触热变质带的划分对变质岩变质过程的研究提供了有力的依据。基于京西羊屎沟地区地层中变质矿物组合及其空间分布情况,对该区的接触热变质带进行划分,并分析变质作用的形成阶段。由于燕山期房山岩浆岩体侵入,使围岩发生不同程度的接触热变质作用,形成各种特征变质矿物。在特定岩石类型中,特征变质矿物有规律的组合。采用偏光显微镜透射法和X射线衍射分析,分为透辉石-透闪石带、二云母带、红柱石白云母带和绢云母带,表明距离岩体由近至远,岩石变质程度由高到低呈分带现象。伴随着岩浆侵入不同阶段形成不同的特征变质矿物,将接触热变质作用分为5个渐进的阶段。 相似文献
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鸡南铁矿床位于吉林省和龙地区，地处华北克拉通北缘与兴蒙造山带接壤的龙岗地块北部，是东北地区发现较早的BIF型铁矿床之一。该矿床铁矿体主要呈层状、似层状、扁豆状赋存于鞍山群鸡南组上段中部层位，含矿岩石以黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩及斜长角闪岩为主，为角闪岩相的中低级区域变质岩系；主要矿石类型为条带状磁铁石英岩型和块状磁铁角闪岩型。为确定该矿床含矿建造的原岩、变质时代及构造背景，重点对含矿岩系中的斜长角闪岩进行了岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。结果表明：斜长角闪岩的地球化学特征表现为富集大离子亲石元素、轻微富集重稀土元素；主量元素质量分数与中性-基性岩类基本相似，结合原岩恢复图解，判断其原岩类型为亚碱性玄武岩（拉斑玄武岩），形成于弧后盆地背景；LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究中，2个较老的锆石测点年龄分别为（2 468±15）和（2 469±9）Ma，代表区内峰期变质年龄（约2 460 Ma），26个锆石测点的测年数据较为集中，加权平均年龄为（2 275±25）Ma，代表区内退变质年龄。通过与国内外典型BIF型铁矿床的对比研究认为，区内的鸡南铁矿与官地铁矿同属Algoma型铁矿床。 相似文献
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鞍本地区鞍山群变质矿物及变质作用 总被引：6，自引：0，他引：6
鞍本地区鞍山群变质岩出露区可分为鞍山、辽阳、本溪三个小区。所有的变质岩均属角闪岩相,从西向东,变质程度递增。三个小区最先出现的特征变质矿物分别是铁铝榴石、十字石和夕线石。退化变质作用由西向东递减,在东-西鞍山矿区已退变为绿片岩相,在绿泥片岩中普通角闪石仅作为残留矿物出现在绿泥石的核心。鞍山小岭子矿区有紫苏辉石、红柱石和尖晶石组合,它们是燕山期花岗岩围岩中的接触变质矿物。 相似文献
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柴北缘前寒武纪岩体（地层）分布广泛。为确定柴北缘地区前寒武纪岩体（地层）受早古生代碰撞造山作用的影响,采用LA-ICP-MS技术,对大柴旦地区前寒武纪黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及石榴子石斜长角闪岩中的锆石进行了U-Pb同位素定年。黑云斜长片麻岩获得479~472Ma的变质年龄,斜长角闪岩获得440Ma和470Ma 2个变质年龄,石榴子石斜长角闪岩获得418.8Ma±3.0Ma的变质年龄。初步确定,柴北缘早古生代造山作用对前寒武纪岩体构成了3次强度不等的变质作用叠加,分别为大洋俯冲末期阶段(495~467Ma)岛弧花岗岩弱热烘烤变质作用、大陆碰撞造山阶段(467~423Ma)区域变质作用、S型花岗岩热动力变质作用和大陆后碰撞造山阶段(423~371Ma) I型花岗岩强烈接触热变质作用。 相似文献
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新疆阿尔泰阿祖拜地区发育两种类型区域变质作用,第一种为区域低温动力变质作用,第二种为区域动力热流变质作用.阿祖拜地区递增变质带是后者的典型代表之一,从花岗岩体外接触带依次发育矽线石-堇青带、红柱石-十字石带、黑云母-石榴石带,递增变质作用强度呈逐渐减弱趋势.结合变形变质作用特征和同位素年龄,可识别出3个变形变质阶段.早期阶段以区域低温动力变质作用为主,形成绿片岩相变质岩石组合;峰期阶段为区域动力热流变质作用,形成典型的递增变质带;晚期阶段则属退化变质作用.不同变质作用类型代表了不同大地构造环境,记录了造山带演化历史年和动力学过程. 相似文献
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Metamorphic history and tectonic evolution of the Qinling Complex, eastern Qinling Mountains, China 总被引：6，自引：0，他引：6
YOU ZHENDONG HAN YUJING SUO SHUTIAN CHEN NENSONG ZHONG ZENQIU 《Journal of Metamorphic Geology》1993,11(4):549-560
Abstract The metamorphic history and tectonic evolution of the Qinling Complex is divided into formation and modification stages. During the Proterozoic formation stage, three deformational sequences are recognized. Andalusite–muscovite, sillimanite–muscovite and sillimanite–K-feldspar zones of amphibolite facies regional metamorphism are earlier than, or synchronous with the first or second phase of folding. Ductile shear zones were formed and Caledonian granites were emplaced during the modification stage. The granites superimposed contact aureoles (garnet–K-feldspar zone) on the regional metamorphic fabric.
Metamorphic reactions, P–T conditions of metamorphism and P–T–t paths were estimated by analysis of mineral textures and standard thermobarometric techniques. The P–T–t path of the Proterozoic tectonometamorphic cycle shows prominent clockwise decompression. The P–T–t path of the Caledonian tectonometamorphic cycle is characterized by an early rise of pressure and temperature, followed by isothermal decompression (rapid uplift) and finally with isobaric cooling.
The P–T–t paths of the two tectonometamorphic cycles reflect two major stages of collision and uplift in the evolution of the Qinling orogenic belt during the Proterozoic and Caledonian–Hercynian periods, respectively. 相似文献
Metamorphic reactions, P–T conditions of metamorphism and P–T–t paths were estimated by analysis of mineral textures and standard thermobarometric techniques. The P–T–t path of the Proterozoic tectonometamorphic cycle shows prominent clockwise decompression. The P–T–t path of the Caledonian tectonometamorphic cycle is characterized by an early rise of pressure and temperature, followed by isothermal decompression (rapid uplift) and finally with isobaric cooling.
The P–T–t paths of the two tectonometamorphic cycles reflect two major stages of collision and uplift in the evolution of the Qinling orogenic belt during the Proterozoic and Caledonian–Hercynian periods, respectively. 相似文献
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新疆哈密东盐池附近变质基底属于塔里木板块北缘北山古生代裂谷带西段一部分,而板块北缘的北山地区古生代进入了陆块裂解、陆内裂谷发展演化时期。笔者对东盐池附近的变质岩进行了研究,将该区域变质作用分为区域变质、动力变质及接触变质等3个类型;将区内变质相分为低角闪岩相、高绿片岩相、低绿片岩相及葡萄石—绿纤石相等4个变质相带相系。研究了地质事件与变质变形的演化趋势,即变质作用从区域中高温变质、区域低温动力变质到区域埋深变质,变质作用的温度和压力随时代更新逐次降低。探讨了变质作用与矿产的关系,即变质作用控制变质矿产的分布。各种变质作用所形成的热液与其他热液一起促使成矿物质的活化迁移至有利部位成矿,形成了黑色岩系中的磷矿、石墨矿和钒矿等。 相似文献