地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试

第３２卷第４期中国地质

Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．４Ｎｏｖ．，２００５

２００５年１１月ＧＥＯＬＯＧＹＩＮＣＨＩＮＡ

地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试

王勇生

朱

光

王道轩

宋传中

刘国生

（合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥２３０００９）

提要：在缺少糜棱岩形成温度资料的情况下，糜棱岩的形成深度、与所叠加岩石的关系、变质演化、抬升－剥露历史、矿物的变形机制、同位素年龄数据的解释等一系列问题就很难得到正确合理的解释。适用于低温条件下的白云母－绿泥石地质温度计、白云母－黑云母地质温度计和绿泥石成分温度计仅在区域变质岩中应用过，从未在糜棱岩中使黑云母和绿泥石，首次尝试上用。本文利用郯庐断裂带南段（安徽段）韧性剪切带内糜棱岩中同构造新生的白云母、

述３种地质温度计在糜棱岩中的应用。糜棱岩中新生矿物组合及长石变形行为显示，糜棱岩的变形温度为３５０℃～利用白云母－黑云母地质温度计和绿泥石地质温度计获得的温度值分别为６７２℃～４５０℃。１１１６℃和４７０℃～５２０℃，高于糜棱岩的形成温度，指示这２个地质温度计不适用于计算低温糜棱岩的形成温度。而利用白云母－绿泥石地质温度计获得的温度值与糜棱岩的形成温度相吻合，这表明在上述３种低温地质温度计中，只有白云母－绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩的形成温度测定。关

键

词：郯庐断裂带；糜棱岩；白云母－绿泥石地质温度计；白云母－黑云母地质温度计；绿泥石成分温度计

文献标识码：Ａ

文章编号：１０００－３６５７（２００５）０４－０６２５－０９

中图分类号：Ｐ５８８．３３＋２

韧性剪切带的研究是断裂构造研究的一个重要方面，而韧性剪切带中糜棱岩形成温度的测定则是其中最重要的内容之一。在缺少形成温度资料的情况下，糜棱岩的形成深度、与所叠加岩石的关系、变质演化、抬升－剥露历史、矿物的变形机制，以及同位素年龄数据的解释等一系列问题就很难得到正确合理的解释。例如，在同位素年龄解释过程中，如果糜棱岩形成温度高于测年矿物的封闭温度，则只能得到一个冷却年龄；而如果糜棱岩的形成温度低于测年矿物的封闭温度，则先存矿物就不适于测年，只能选择同构造矿物进行年龄测定［１］。因而，糜棱岩形成温度的测定已成为断裂构造研究中一个极其重要的环节。

虽然已有许多学者提出了各种共生矿物对地质温度计，并用来计算构造热事件的发生温度，但其中大多数地质温度计只适用于中—高温情况下，而适用于低温情况下的地质温度计却很少。目前，能够用于低温条件下（变质程度不高于中绿片岩相，温度小于５００℃）的地质温度计仅有黑云母－白云母地质温度计、绿泥石成分地质温度计

［２］［５］

［３～４］

７］

质岩中，也存在一定的争议［２，４～。

到目前为止，这些地质温度计从未在糜棱岩中应用。由于糜棱岩的形成温度对韧性剪切带变质演化的研究具有十分重要的意义，且很难用其他方法获得，因而上述地质温度计能否在韧性剪切带中常见的低温糜棱岩形成温度测定中给出正确的温度值，值得进行研究。根据郯庐断裂带南段（安徽段）的走滑韧性剪切带中低温糜棱岩的同构造结晶生长的绿泥石、白云母、黑云母的化学成分，首次利用白云母－绿泥石矿物对、白云母－黑云母矿物对和绿泥石成分地质温度计测得韧性剪切带低温糜棱岩中的变形温度。

１地质背景与样品描述

郯庐断裂带是中国东部的一条巨型断裂带，总体呈

ＮＮＥ走向，在中国境内延伸２４００多千米，该断裂带将大别—

苏鲁造山带左行错移５５０ｋｍ左右［８］，其间北北东向延伸的张八岭隆起带是造山带顺郯庐断裂带牵引弯曲的残留部分（图

和白云母－绿泥石

１）。在大别造山带东缘，该断裂带叠加在造山带变质杂岩之

上。研究区位于大别造山带东缘和张八岭隆起的郯庐断裂带南段（安徽段），剪切带内的糜棱岩叠加在榴辉岩的围岩片麻

地质温度计。但这些地质温度计自提出以来只在区域变质岩中应用过，目前仍处于探索研究阶段。即使应用于区域变

收稿日期：２００４－０８－２９；改回日期：２００５－０３－１７基金项目：国家自然科学基金项目（４０２７２０９４）资助。

作者简介：王勇生，男，１９７７年生，博士，从事成岩成矿动力学方面研究；Ｅ－ｍａｉｌｉ：ｙｓｈｗ９００７＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。

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中国地质２００５年

岩之上，该片麻岩围岩曾经遭受了角闪岩相退变质作用。

郯庐断裂带南段地表出露为大型左旋走滑韧性剪切带，也是整个断裂带上糜棱岩类出露最好的地段，出现了一系列绿片岩相粗糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩、千糜岩等。笔者所采用的样品为采自于郯庐断裂带南段的糜棱岩，这些糜棱岩都叠加在高角闪岩相的区域变质岩之上（张八岭隆起南段为肥东群，大别山东缘为大别杂岩）。在剪切带糜棱岩的形成过程中普遍伴随有绿片岩相退变质作用。经显微镜下鉴定（表１），石英普遍由于动态重结晶而广泛细粒化，少数残斑普遍具波状、带状消光或由长条形的亚颗粒构成，局部出现核－幔构造。长石主要以残斑形式存在，其变形特征表现既有脆性碎裂，又有塑性拉长，部分样品内以塑性拉长为主。样品中白云母明显表现为残斑和基质白云母两个时代（图２－ａ）。白云母残斑长轴粒径大于２００μｍ，变形十分强烈，普遍出现了波状

消光、扭折，部分还发生了强烈褶皱弯曲。基质中大量同构造结晶的白云母颗粒细小，最大者其长轴粒径不超过３０μｍ，大多数颗粒为１０μｍ左右，常沿糜棱面理分布。角闪岩相退变质过程中形成的黑云母颗粒粗大，仍基本保持原有矿物的颗粒大小，其粒径明显大于糜棱岩化过程中新形成的基质黑云母。基质中的黑云母颗粒细小，粒径多为１０～２０μｍ（图２－绿泥石或交代先存矿物，或沿糜棱面理定向分布。交代其ｂ）。

他矿物的绿泥石是糜棱岩化过程中由早期的角闪石、黑云母退变而来，广泛的退变质使早期暗色矿物很少残留（图２－ｃ）。由于糜棱岩中的流体主要沿糜棱面理活动，因而沿糜棱面理定向分布的基质矿物应是自流体中结晶产生的。沿糜棱面理定向分布的绿泥石颗粒细小，与其他矿物的边界紧密结合，明显指示为糜棱岩中的基质矿物，而其沿糜棱面理的定向分布也充分说明了这些基质绿泥石是从流体中结晶产生的。因

图１郯庐断裂带糜棱岩样品采样位置示意图

Ｆｉｇ．１ＳｋｅｔｃｈｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓａｍｐｌｅｓｉｎｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

第３２卷第４期王勇生等：地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试６２７

而，糜棱岩基质中的矿物组合为动态重结晶的石英＋白云母＋绿泥石±黑云母±钠长石，部分样品中含有绿帘石（表１），属于典型的绿片岩相变质矿物组合。

糜棱岩基质中新生矿物组合及矿物的变形现象与变形温度密切相关。据此可以进行变形温度估算。本次糜棱岩样品基质矿物组合（表１），特别是其中新生黑云母的出现，指示变形环境至少为中绿片岩相。众所周知，绿片岩相的温度范围为３００℃～

５００℃［７］，而中绿片岩相温度范围为３５０℃～４５０℃。Ｓｉｍｐｓｏｎ［９］、ＴｕｌｌｉｓａｎｄＹｕｎｄ

［１０］

对天然变形岩石中长石脆－韧性转换温度的

详细研究显示，低绿片岩相下长石呈脆性变形，中绿片岩相下开始显示以位错蠕变为标志的塑性变形，而进入高绿片岩相－低角闪岩相长石呈现为以动态重结晶为标志的塑性变形。这一转换温度发生在４００℃～５５０℃。Ｐａｓｓｃｈｉｅｒ＆Ｔｒｏｕｗ［１１］也指出，４００℃以下长石呈现为显微破裂，在４００℃～５００℃时长石变形主要表现为塑性拉长、波状消光及形成亚颗粒和核－幔构造，而在５００℃以上则长石的动态重结晶占优势。根据这些判别标准，对所分析的糜棱岩的形成温度估算见表１。

电子探针分析由中国地质大学（武汉）测试中心利用日本产ＪＣＸＡ－７３３电子探针探测仪完成的。实验电压：１５ｋＶ；电流：２０ｎＡ。Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋的元素分子数是采用电价差法计算的，计算步骤为：①按照标准阳离子法计算矿物晶体化学式中各阳离子的系数；②算出阳离子总电价，该电价与矿物的理论电价之差即为Ｆｅ３＋的阳离子系数；③根据Ｆｅ３＋的系数反推出

Ｆｅ２Ｏ３的质量百分数；④按照Ｆｅ２＋＝Ｆｅ总－Ｆｅ３＋求出Ｆｅ２＋的阳离

子系数，据此反推出ＦｅＯ的真实质量百分数；⑤由各氧化物的质量百分数计算得到各阳离子在晶体化学式中的系数。电子探针分析结果及获得的各阳离子系数见表２。

分析工作中所选用的白云母、黑云母和绿泥石颗粒细

图２郯庐断裂带糜棱岩显微照片

ａ—两世代白云母；ｂ—新生的基质黑云母；ｃ—由黑云母退变形成的绿泥石；ｄ—共生的白云母－黑云母矿物对；ｅ—共生的白云母－绿泥石矿物对；

Ｑｚ—石英；Ｍｕｓ—残斑白云母；Ｓｅｒ—基质白云母；Ｃｈｌ—绿泥石；Ｂｉ—黑云母；Ｆｅｌｄ—长石

Ｆｉｇ．２ＰｈｏｔｏｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓｆｒｏｍｔｈｅＴａｎ－Ｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

ａ－Ｔｗｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｍｕｓｃｏｖｉｔｅ；ｂ－Ｎｅｏｇｅｎｉｃｂｉｏｔｉｔｅｉｎｍａｔｒｉｘ；ｃ－Ｃｈｌｏｒｉｔｅｆｏｒｍｅｄｂｙｒｅｔｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎｏｆｂｉｏｔｉｔｅ；ｄ－Ｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｂｉｏｔｉｔｅｐａｉｒ；ｅ－Ｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｐａｉｒ；Ｑｚ－Ｑｕａｒｔｚ；Ｍｕｓ－Ｍｏｔａｒｍｕｓｃｏｒｉｔｅ；

Ｓｅｒ－Ｍａｔｒｉｘｍｕｓｏｏｒｉｔｅ；Ｃｈｌ－Ｃｈｌｏｒｉｔｅ；Ｂｉ－Ｂｉｏｔｉｔｅ；Ｆｅｌｄ－

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中国地质２００５年

表１郯庐断裂带南段低温糜棱岩镜下鉴定特征及估算温度

Ｔａｂｌｅ１Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｙｌｏｎｉｔｅｓ

ｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｐａｒｔｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

注：Ｑｚ－石英；Ｍｕｓ－白云母；Ｃｈｌ－绿泥石；Ｂｉ－黑云母；Ｅｐ－绿帘石；Ａｂ－钠长石；Ｆｅｌｄ－长石。

小，沿糜棱面理定向分布，明显表现为受糜棱岩化过程中流体活动的控制，显示所选矿物皆为糜棱岩化过程中新生的、以基质形式存在的同构造结晶生长的矿物。显微镜下观察显示，所选择的矿物并未出现与其他矿物的交代现象，共生的白云母－黑云母（图２－ｄ）、白云母－绿泥石（图２－ｅ）矿物对中矿物为紧密共生接触、接触界线相互吻合，明显表现为糜棱岩化过程中同期新生的。

ＫＲｌ＝２７［（Ｍｇ／ⅥＡｌ）Ｍｕｓ／（Ｍｇ／ⅥＡｌ）Ｂｉ］，其中ＭｇＢｉ、ＭｇＭｕｓ分别表

示黑云母和白云母中Ｍｇ的元素分子数。

本文利用郯庐断裂带南段糜棱岩化过程中同构造形成的白云母与黑云母，作为地质温度计计算了５个样品（Ｎｏ４、

ｉｄｅａｌ

Ｔ１５－１、Ｎｏ６－２、Ｎｏ２０、Ｔ１９－１１）的７个二云母矿物对（其中样

品Ｎｏ４和Ｔ－１９－１１各包括两个矿物对）的形成温度，获得的

７个温度值。其温度值介于６７２℃～１１１６℃之间，远高于由矿

物组合以及长石变形特征所估计的温度，而且此温度结果显示了很大的随机性。采自同一采场（程坂）的两个样品Ｎｏ４和

２白云母－黑云母地质温度计的应用

从２０世纪７０年代开始，地质学家们就开始研究白云母

Ｔ１９－１１的温度分别为８６１℃、６７２℃和９４９℃、８３８℃（表３），

最大相差２７７℃，而且同一样品中两个不同的矿物对所计算的温度也相差１００℃～２００℃，远高于温度计的误差范围。郯庐断裂带南段糜棱岩样品中虽然有黑云母的出现，但每个样夕线石、红柱石等品中都存在有绿泥石，且没有出现石榴石、

更高级变质矿物，明显表现为中－低绿片岩相变质的产物，形成温度不应高于４５０℃。但计算结果显示，利用该地质温度计计算获得的温度明显高于糜棱岩的形成温度。

之所以会产生这种情况，笔者认为不外乎两种原因：一是由于糜棱岩化过程相对短暂，Ｍｇ在矿物对之间的分配没有达到平衡；二是白云母与黑云母的成分受到原岩成分的影响。前文已述，笔者所选择的矿物全部为糜棱岩化过程中新生的。相对于区域变质作用，糜棱岩化过程虽然短暂，但由于共生矿物为糜棱岩化过程中新生的，如果Ｍｇ在白云母－黑

与黑云母成分变化的岩石学意义。Ｔｈｏｍｐｓｏｎ［１２］发现黑云母中

Ｆｅ－Ｍｇ会随着变质程度的增高而发生变化，并且白云母与黑

云母中系统组分的变化可以作为变质等级的函数。Ｈｏｉｓｃｈ［２］在此基础上，根据反应方程ＫＭｇ３（ＡｌＳｉ３）Ｏ１０（ＯＨ）２（金云母）＋

ＫＡｌ２（ＡｌＳｉ３）Ｏ１０（ＯＨ）２（白云母）＝Ｋ（ＭｇＡｌ）Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２（绿鳞

石）＋Ｋ（Ｍｇ２Ａｌ）（Ａｌ２Ｓｉ２）Ｏ１０（ＯＨ）２（富镁黑云母），利用共生的白云母与黑云母中Ｍｇ－契尔马克组分的交换（［ＭｇＳｉＡｌ－２］Ｍ＝

［ＭｇＳｉＡｌ－２］）建立了白云母－黑云母对地质温度计。

Ｂ

假定白云母组分的活度系数为１，通过多元回归的方法求得反应方程式的热动力学表达式中的未知数。回归结果的误差均为１σ的标准偏差，回归的多元相关系数为０．９２。由此可以得到白云母－黑云母的温度计算公式：

Ｔ＝

５００．１１０＋０．０１４７８９Ｐ－８７８．７４５（ＸＭｇ－ＸⅥ!）－４５３２．６７［ＸＭｇ（ＸＭｇ－２）］

Ａｌ

ＢｉＢｉＭｕｓＭｕｓ

云母矿物对中的分配只受温度控制，则在这些新生矿物生长的过程中，元素平衡分配到生成的共生矿物内。时间短暂可能会导致新生矿物的颗粒较小，但不会影响到共生矿物之间元素的分配。因而可以排除糜棱岩化作用时间的短暂对元素分配的影响。郯庐韧性剪切带内中－低绿片岩相变质的糜棱岩是叠加在高角闪岩相变质岩之上的。先存的富镁的矿物，如角闪石等，发生退变质作用而消失，而其中的镁则可能进入到新生成的矿物当中，造成同构造白云母和黑云母中具有

１＋０．０２３７５２７ＲｌｎＫＲｌ

ｉｄｅａｌ

（１）

其中Ｔ为温度，单位为Ｋ；Ｐ为压力，单位为ｂａｒ；Ｒ＝

Ｂｉ

Ｂｉ

Ｍｕｓ

８．３１４４Ｊ／Ｋ；、ＸＭｇ、ＸⅥ、ＸＭｇ分别为Ｍｇ和ⅥＡｌ在黑云母和白云

Ａｌ

母六次配位阳离子中的摩尔分数（上标Ｂｉ表示黑云母，Ｍｕｓ表示白云母），其计算式分别为ＭｇＢｉ／３、（Ａｌ＋Ｓｉ－４）Ｂｉ／３、ＭｇＭｕｓ／２。

表２郯庐断裂带糜棱岩中白云母、黑云母和绿泥石电子探针分析结果（％）

Ｔａｂｌｅ２Ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅａｎａｌｙｓｅｓｏｆｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇｍｕｓｃｏｖｉｔｅ，ｂｉｏｔｉｔｅａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅｉｎｍｙｌｏｎｉｔｅｓｆｒｏｍｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

注：白云母、黑云母阳离子数以Ｏ＝１１为基数，绿泥石阳离子数以Ｏ＝１４为基数。

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王勇生等：地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试

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中国地质２００５年

较高的Ｍｇ含量。由温度计计算公式可以看出，在所有参数中，对温度结果影响最大的就是ＸＭｇ。并且由于［ＸＭｇ（ＸＭｇ－２）］项的系数是一个相对较大的数值，ＸＭｇ微小的变化将会引起温度计算结果较大的变化。进行电子探针分析的共生白云母－黑云母矿物对中的白云母ＭｇＯ的含量变化于１．１８５％～

ＭＭ

Ｍ

Ｍ

具有很好的一致性。采自（老丁）采场同一的两个样品（Ｎｏ１和

Ｔ－２８－４）的温度相差不超过２０℃，而且样品Ｎｏ１中由两个

另外两个不同的绿泥石颗粒计算获得的温度差在１０℃以内。采自程坂采场的样品（Ｎｏ２和Ｎｏ３）的温度相差约４０℃，样品

Ｎｏ３中获得的２个温度值相差不超过２０℃，反映了该温度

计良好的稳定性。笔者等所采用绿泥石样品Ａｌ２Ｏ３含量为

２．６７８％之间（表２），而用于推导二云母地质温度计的白云母

中ＭｇＯ变化于０．７０５％～０．７８８％（Ｈｏｉｓｃｈ，１９８９），从而造成了温度计算结果的异常。

自Ｈｏｉｓｃｈ提出白云母－黑云母地质温度计以来，很少有

［２］

１８．０％～２０．０％，Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ）＜０．６（表２，表３），满足Ｃａｒｉｔａｌｅｔａｌ［１６］的要求，但是温度计算结果却高于由矿物组合和长石变

形特征所估算的温度。

绿泥石成分温度计一个很大的缺点是没有考虑绿泥石种类的不同，而不同的绿泥石种类则具有不同的Ｓｉ原子数，也就是不同种类的绿泥石的ＡｌⅣ不同。前文已述，郯庐断裂带的糜棱岩是叠加在高角闪岩相变质的岩石之上的。因而，在糜棱岩化过程中容易产生由黑云母、角闪石、石榴石等矿物的蚀变产物的铁绿泥石。而且，退变质过程中，这些矿物的成分进入此时，也容易产生铁绿泥石。流体，再由流体结晶产生绿泥石。

电子探针分析的绿泥石全部为铁镁绿泥石（表２）。而铁镁绿泥石是一种硅含量相对较低的绿泥石，从而导致相同温度条件下ＡｌⅣ的增加，产生高于实际温度的温度值。

绿泥石成分温度计适用于沉积岩的低温区域变质，但从未有地质学者将其应用于相对较高温度的糜棱岩化过程中。本文在糜棱岩化过程中应用此地质温度计，主要目的就是探

地质学者应用此温度计进行变质温度的计算，即使是在区域变质作用温度的计算中也很少有学者应用。这说明该温度计可能存在一定的问题，但到目前为止，并没有学者对此进行专门探讨。本次研究表明，共生的白云母－黑云母矿物对中

Ｍｇ的含量除受温度控制以外，还受到原岩成分和流体作用

的影响。如果原岩富Ｍｇ，则退变质作用中形成的矿物可能也富Ｍｇ，从而导致温度计算结果出现偏差。计算结果也显示，利用白云母－黑云母地质温度计计算获得的温度明显高于糜棱岩的形成温度。因而，该地质温度计并不适用于含有较多富Ｍｇ矿物的岩石。

３绿泥石成分温度计的应用

许多研究者已经注意到绿泥石中Ｓｉ的减少或Ａｌ的增

Ⅳ

讨该地质温度计能否更加广泛的应用。由前文计算数据可以看出，由绿泥石成分地质温度计获得的温度值在误差范围内具有很好的一致性，并且在满足Ａｌ２Ｏ３含量１５．５％～２０．０％，Ｆｅ

加与沉积岩的埋藏深度或变质岩的变质等级具有很好的正相关性

［３，１３～１５］

。ＣａｔｈｅｌｉｎｅａｕａｎｄＮｉｅｖａ发现Ａｌ和温度之间有

［１４］

Ⅳ

［３］

Ⅳ

较好的对应关系，可以用来作为温度计使用。Ｃａｔｈｅｌｉｎｅａｕ提出了绿泥石中Ａｌ和温度Ｔ（℃）的对应关系式：

／（Ｆｅ＋Ｍｇ）＜０．６时绿泥石成分地质温度计具有良好的稳定

性，但可能由于绿泥石种类的变化而导致在相同的温度条件下Ｓｉ的减少和ＡｌⅣ的增加，而产生相对较高的温度值。因而，绿泥石成分地质温度计可以通过适当的校正，尽量消除由于种类变化而产生的偏差以后，可以应用于低温糜棱岩的温度测定。这方面需要今后进一步的测试与研究。

Ｔ＝－６１．９２＋３２１．９８Ａｌ

Ⅳ

Ⅳ

（３）

但是，一些学者认为，作为一个地质温度计，仅考虑绿泥石中Ａｌ的变化是不够的。他们认为应该将其他与温度有关的因素也考虑进来。Ｊｏｗｅｔｔ考虑到绿泥石中Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ）的

［４］

变化，将公式（３）修正为：

ＡｌＣ＝Ａｌ＋０．１［Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ），Ｔ＝３１９ＡｌＣ－６９

该地质温度计适用于Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ）＜０．６的绿泥石。

ⅣⅣⅣ

（４）

４白云母－绿泥石地质温度计的应用

库托夫［５］根据共存的白云母和绿泥石之间ＡｌⅣ的分配特

绿泥石成分地质温度计以其简单的形式而受到广大地质学者的欢迎，但一些学者认为绿泥石受流体或原岩成分影响太大，在水－岩比高时，绿泥石成分接近于流体成分，水－岩比低时，绿泥石成分接近于原岩成分，因此没有温度指示意义［６］。Ｃａｒｉｔａｔｅｔａｌ

［３］

［１６］

征，建立了白云母－绿泥石地质温度计。白云母－绿泥石地质温度计的计算精度为±２０℃～±６０℃。白云母与绿泥石中ＸＡｌ

Ｃｈｌ

Ｍｓ

和ＸＡｌ参数分别表示白云母与绿泥石中ＡｌⅥ与所有六配位阳离子数的比值，其计算式为：

在世界上６个不同的地区取样，然后用

［４］

Ｃａｔｈｅｌｉｎｅａｕ和Ｊｏｗｅｔｔ的方法计算温度。在Ａｌ２Ｏ３含量为１５．５％～２０．０％，Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ）＜０．６的３个样品中，获得了与由

其他方法获得的可信的温度值一致的温度数据，显示了绿泥石成分地质温度计在一定条件下是可靠的。

笔者利用Ｃａｔｈｅｌｉｎｅａｕ［３］和Ｊｏｗｅｔｔ［４］方法在糜棱岩中同构造产生的绿泥石成分地质温度计获得了５个样品的７组温度值，计算得到的温度（４７０℃～５２０℃）在地质温度计误差范围内

Ａｌ，ＸＡｌ＝２＋３＋

Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｆｅ＋Ｆｅ＋Ｍｎ＋Ｔｉ

Ｍｓ

Ⅵ

ＡｌＸＡｌ＝Ⅵ

２＋

Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｆｅ＋Ｆｅ３＋＋Ｍｎ＋Ｔｉ

Ｃｈｌ

Ｍｓ

Ｃｈｌ

Ⅵ

（５）

将计算求得的ＸＡｌ和ＸＡｌ参数值投在共存的白云母－绿泥石Ａｌ分配等温线图上（图３），即可获得共生白云母与绿泥石的形成温度。

第３２卷第４期王勇生等：地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试表３郯庐断裂带南段糜棱岩样品温度计算结果

６３１

Ｔａｂｌｅ３Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓａｍｐｌｅｓ

ｆｒｏｍｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

注：（Ｃ）为利用Ｃａｔｈｅｌｉｎｅａｕ［３］的方法求得的温度值，（Ｊ）为利用Ｊｏｗｅｔｔ［４］的方法求得的温度值。

靳是琴等［１７］利用此地质温度计获得了甘肃皋兰群绿泥二云斜长片岩的形成温度（４３０℃）；刘永江等［１８］利用白云母－绿泥石温度计计算了阿尔金断裂变形岩石的形成温度为２７０℃～３５０

℃。他们利用此温度获得的结果与其他方法获得的温度结果

能够较好的对应，反映了该地质温度计的可靠性。

笔者利用白云母－绿泥石地质温度计计算所得到的５个样品的７个温度值位于３５０℃～４８０℃之间，其中６个温度值介于３５０℃～４５０℃之间，并且其中４个温度值介于４３０℃～

Ｘ

４５０℃之间，仅有一个温度大于４８０℃（表３）。Ｎｏ３样品的两

个温度完全相同，均为３５０℃；Ｎｏ１样品的两个温度值相差与相邻样品温度比较，样４０℃，为该温度计的正常误差范围。

品Ｎｏ１中的４８０℃的温度值可能是由于测量误差所造成的。同一采场（老丁）的样品Ｔ－２８－４的温度值为４４０℃，与Ｎｏ１在误差范围内一致。而另外两个采自同一采场（程坂）的样品

Ｎｏ２和Ｎｏ３的温度相差８０℃，高于正常温度计的误差范围。

这可能是由于采自于不同的小剪切带而造成的。所以，可以认为大别山东缘郯庐断裂带中的韧性剪切带的形成温度为该温度范围与由矿物４００℃左右，温度范围为３５０℃～４５０℃。组合和矿物变形特征所估计的温度相吻合。

白云母－绿泥石地质温度计适用于变质等级不高于绿片岩相黑云母带的变质作用。而郯庐断裂带南段糜棱岩的形成温度估计恰好界于上述变质作用的温度范围内。本文计算结果显示，由白云母－绿泥石地质温度计获得的温度结果与由变质矿物组合、长石矿物变形特征所估算的温度具有很好的

Ｘ

图３共存的白云母－绿泥石Ａｌ分配等温线图

（据!"#"$，１９７５）

Ｆｉｇ．３ＩｓｏｔｈｅｒｍａｌｌｉｎｅｓｏｆＡｌｐａｒｔｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇ

ｍｕｓｃｏｖｉｔｅａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅ（ａｆｔｅｒ%"#"&，１９７５）

一致性，反映了白云母－绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩的温度测定。

白云母－绿泥石地质温度计也是以ＡｌⅣ随温度的变化为

６３２

中国地质２００５年

基础而建立的，并采用ＡｌⅥ和其他阳离子的比值，大大降低了由于绿泥石种类变化而产生的偏差。一般认为，绿泥石成分不稳定，这也正是大多数研究者否定与绿泥石有关的温度计的理由。但白云母－绿泥石地质温度计综合考虑了ＡｌⅥ和所有阳离子比值，大大降低了绿泥石成分中任何一项的变化而对温度结果产生的影响，因而可以得到较为可靠的温度值。总之，本次测定结果以及前人研究表明，白云母－绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩的温度测定。

４８５．ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．ＣｌａｙＭｉｎｅｒ．１９８８，２３：４７１～［４］ＪｏｗｅｔｔＥＣ．Ｆｉｔｔｉｎｇｉｒｏｎａｎｄｍａｇｎｅｓｉｕｍｉｎｔｏｔｈｅｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ

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５结语

与区域变质作用相比，糜棱岩化过程是一个相对复杂的

地质过程，它是包括温度、时间、压力、流体活动、动力作用等在内的各种因素综合作用的过程。本次实际测试计算结果表绿泥石成分地质温度计和白明，白云母－黑云母地质温度计、

云母－绿泥石地质温度计在糜棱岩化过程中具有不同的适用性，主要表现为：

（１）虽然糜棱岩化过程时间相对短暂，但并不影响Ｍｇ在共生的白云母和黑云母之间的平衡分配。但由于白云母与黑云母的成分受到原岩成分的影响，糜棱岩中共生白云母与由于本次所选黑云母中Ｍｇ的含量不再具有温度指示意义。

样品中Ｍｇ含量较高，且由该地质温度计获得的温度明显高于糜棱岩的形成温度，反映了该地质温度计并不适用于含有较多富Ｍｇ矿物的岩石。

（２）由于受原岩成分影响，糜棱岩化过程中产生相对低硅、富Ａｌ的铁绿泥石，从而导致相同温度条件下Ｓｉ的减少，

Ⅳ

ＺｈｕＧｕａｎｇ，ＳｏｎｇＣｈｕａｎｚｈｏｎｇ，ＷａｎｇＤａｏｘｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｉｅｓｏｎ

４０

Ａｒ／３９Ａｒｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｏｆｓｔｒｉｋｅ－ｓｌｉｐｔｉｍｅｏｆｔｈｅＴａｎ－Ｌｕｆａｕｌｔ

ｚｏｎｅａｎｄｔｈｅｉｒｔｅｃｔｏｎｉｃｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅｉｎＣｈｉｎａ（ＳｅｒｉｅｓＤ），１００９（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．２００１，４４（１１）：１００２～

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［１８］刘永江，叶慧文，葛晓虹，等．阿尔金断裂变形岩激光微区

４０

Ａｌ的增加，产生高于实际温度的温度值。但由绿泥石成分地

Ⅳ

质温度计获得的温度值具有很好的稳定性，因而可在经过适当的校正之后应用于低温糜棱岩的温度测定。

（３）由于综合考虑了ＡｌⅥ和所有阳离子比值，大大降低了绿泥石成分中任何一项的变化而对温度结果产生的影响，因而由白云母－绿泥石地质温度计可以得到较为可靠的温度值。本文由白云母－绿泥石地质温度计计算获得的温度值具有很好的一致性，与由矿物组合和长石变形特征估算的温度值能够很好地吻合。并且，前人的研究也验证了该温度计的可靠性。因而，白云母－绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩温度测定。

致谢：本文的电子探针测试工作得到了中国地质大学（武汉）刘慧芳老师和陆琦老师的帮助，在此表示衷心的感谢。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：

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４０

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第３２卷第４期王勇生等：地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试６３３

Ａｎａｔｔｅｍｐｔｔｏａｐｐｌｙｔｈｒｅｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｙｌｏｎｉｔｅｓｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

ＷＡＮＧＹｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＵＧｕａｎｇ，ＷＡＮＧＤａｏ－ｘｕａｎ，

ＳＯＮＧＣｈｕａｎ－ｚｈｏｎｇ，ＬＩＵＧｕｏ－ｓｈｅｎｇ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｗｉｎｇｔｏｌａｃｋｏｆｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄａｔａｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓ，ｓｕｃｈｐｒｏｂｌｅｍｓａｓｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｅｐｔｈ，

ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｅｘｈｕｍａｔｉｏｎｈｉｓｔｏｒｙｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓ，ｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｈｏｓｔｒｏｃｋｓａｎｄｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｏｆｉｓｏｔｏｐｉｃａｇｅｄａｔａａｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｉｎｔｅｒｐｒｅｔｃｏｒｒｅｃｔｌｙａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙ．Ｔｈｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ，ｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｂｉｏｔｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｔｈａｔａｒｅｓｕｉｔｅｄｔｏｔｈｅｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｈａｖｅｏｎｌｙｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｏｃｋｓａｎｄｈａｖｅｎｅｖｅｒｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｍｙｌｏｎｉｔｅｓｏｆｄｕｃｔｉｌｅｓｈｅａｒｚｏｎｅｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｔｔｅｍｐｔｉｓｆｉｒｓｔｍａｄｅｔｏａｐｐｌｙｔｈｅａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｔｈｒｅｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｓｉｎｍｙｌｏｎｉｔｅｂｙｕｓｉｎｇｓｙｎ－ｔｅｃｔｏｎｉｃｎｅｏｇｅｎｉｃｍｕｓｃｏｖｉｔｅ，ｂｉｏｔｉｔｅａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓｉｎａｄｕｃｔｉｌｅｓｈｅａｒｚｏｎｅｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｅｇｍｅｎｔ（Ａｎｈｕｉｓｅｇｍｅｎｔ）ｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎｅｏｇｅｎｉｃｍｉｎｅｒａｌａｓｓｅｍｂｌａｇｅｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｆｅｌｄｓｐａｒｓ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅｒａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎ３５０℃ａｎｄ４５０℃．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｂｉｏｔｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｒａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎ６７２℃ａｎｄ１１１６℃ａｎｄｂｅｔｗｅｅｎ４７０℃ａｎｄ５２０℃ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｂｅｉｎｇｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓｉｎｔｈｅｄｕｃｔｉｌｅｓｈｅａｒｚｏｎｅ，ｗｈｉｃｈｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔｔｈｅｔｗｏｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｓａｒｅｎｏｔａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｙｌｏｎｉｔｅ．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｃｏｉｎｃｉｄｅｗｉｔｈｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓｉｎｔｈｅＴａｎｌｕｄｕｃｔｉｌｅｓｈｅａｒｚｏｎｅ，ｗｈｉｃｈｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔａｍｏｎｇｔｈｅａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｔｈｒｅｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｅｓ，ｏｎｌｙｔｈｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｙｌｏｎｉｔｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ；ｍｙｌｏｎｉｔｅ；ｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ；ｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｂｉｏｔｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ；ｃｈｌｏｒｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ

Ａｂｏｕｔｔｈｅｆｉｒｓｔａｕｔｈｏｒ：ＷＡＮＧＹｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ｍａｌｅ，ｂｏｒｎｉｎ１９７７，ｄｏｃｔｏｒｃａｎｄｉｄａｔｅ，ｅｎｇａｇｅｓｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｐｅｔｒｏｇｅｎｅｔｉｃａｎｄｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｅｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｓ；Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｓｈｗ９００７＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ．

第３２卷第４期中国地质

Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．４Ｎｏｖ．，２００５

２００５年１１月ＧＥＯＬＯＧＹＩＮＣＨＩＮＡ

地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试

王勇生

朱

光

王道轩

宋传中

刘国生

（合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥２３０００９）

提要：在缺少糜棱岩形成温度资料的情况下，糜棱岩的形成深度、与所叠加岩石的关系、变质演化、抬升－剥露历史、矿物的变形机制、同位素年龄数据的解释等一系列问题就很难得到正确合理的解释。适用于低温条件下的白云母－绿泥石地质温度计、白云母－黑云母地质温度计和绿泥石成分温度计仅在区域变质岩中应用过，从未在糜棱岩中使黑云母和绿泥石，首次尝试上用。本文利用郯庐断裂带南段（安徽段）韧性剪切带内糜棱岩中同构造新生的白云母、

述３种地质温度计在糜棱岩中的应用。糜棱岩中新生矿物组合及长石变形行为显示，糜棱岩的变形温度为３５０℃～利用白云母－黑云母地质温度计和绿泥石地质温度计获得的温度值分别为６７２℃～４５０℃。１１１６℃和４７０℃～５２０℃，高于糜棱岩的形成温度，指示这２个地质温度计不适用于计算低温糜棱岩的形成温度。而利用白云母－绿泥石地质温度计获得的温度值与糜棱岩的形成温度相吻合，这表明在上述３种低温地质温度计中，只有白云母－绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩的形成温度测定。关

键

词：郯庐断裂带；糜棱岩；白云母－绿泥石地质温度计；白云母－黑云母地质温度计；绿泥石成分温度计

文献标识码：Ａ

文章编号：１０００－３６５７（２００５）０４－０６２５－０９

中图分类号：Ｐ５８８．３３＋２

韧性剪切带的研究是断裂构造研究的一个重要方面，而韧性剪切带中糜棱岩形成温度的测定则是其中最重要的内容之一。在缺少形成温度资料的情况下，糜棱岩的形成深度、与所叠加岩石的关系、变质演化、抬升－剥露历史、矿物的变形机制，以及同位素年龄数据的解释等一系列问题就很难得到正确合理的解释。例如，在同位素年龄解释过程中，如果糜棱岩形成温度高于测年矿物的封闭温度，则只能得到一个冷却年龄；而如果糜棱岩的形成温度低于测年矿物的封闭温度，则先存矿物就不适于测年，只能选择同构造矿物进行年龄测定［１］。因而，糜棱岩形成温度的测定已成为断裂构造研究中一个极其重要的环节。

虽然已有许多学者提出了各种共生矿物对地质温度计，并用来计算构造热事件的发生温度，但其中大多数地质温度计只适用于中—高温情况下，而适用于低温情况下的地质温度计却很少。目前，能够用于低温条件下（变质程度不高于中绿片岩相，温度小于５００℃）的地质温度计仅有黑云母－白云母地质温度计、绿泥石成分地质温度计

［２］［５］

［３～４］

７］

质岩中，也存在一定的争议［２，４～。

到目前为止，这些地质温度计从未在糜棱岩中应用。由于糜棱岩的形成温度对韧性剪切带变质演化的研究具有十分重要的意义，且很难用其他方法获得，因而上述地质温度计能否在韧性剪切带中常见的低温糜棱岩形成温度测定中给出正确的温度值，值得进行研究。根据郯庐断裂带南段（安徽段）的走滑韧性剪切带中低温糜棱岩的同构造结晶生长的绿泥石、白云母、黑云母的化学成分，首次利用白云母－绿泥石矿物对、白云母－黑云母矿物对和绿泥石成分地质温度计测得韧性剪切带低温糜棱岩中的变形温度。

１地质背景与样品描述

郯庐断裂带是中国东部的一条巨型断裂带，总体呈

ＮＮＥ走向，在中国境内延伸２４００多千米，该断裂带将大别—

苏鲁造山带左行错移５５０ｋｍ左右［８］，其间北北东向延伸的张八岭隆起带是造山带顺郯庐断裂带牵引弯曲的残留部分（图

和白云母－绿泥石

１）。在大别造山带东缘，该断裂带叠加在造山带变质杂岩之

上。研究区位于大别造山带东缘和张八岭隆起的郯庐断裂带南段（安徽段），剪切带内的糜棱岩叠加在榴辉岩的围岩片麻

地质温度计。但这些地质温度计自提出以来只在区域变质岩中应用过，目前仍处于探索研究阶段。即使应用于区域变

收稿日期：２００４－０８－２９；改回日期：２００５－０３－１７基金项目：国家自然科学基金项目（４０２７２０９４）资助。

作者简介：王勇生，男，１９７７年生，博士，从事成岩成矿动力学方面研究；Ｅ－ｍａｉｌｉ：ｙｓｈｗ９００７＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。

６２６

中国地质２００５年

岩之上，该片麻岩围岩曾经遭受了角闪岩相退变质作用。

郯庐断裂带南段地表出露为大型左旋走滑韧性剪切带，也是整个断裂带上糜棱岩类出露最好的地段，出现了一系列绿片岩相粗糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩、千糜岩等。笔者所采用的样品为采自于郯庐断裂带南段的糜棱岩，这些糜棱岩都叠加在高角闪岩相的区域变质岩之上（张八岭隆起南段为肥东群，大别山东缘为大别杂岩）。在剪切带糜棱岩的形成过程中普遍伴随有绿片岩相退变质作用。经显微镜下鉴定（表１），石英普遍由于动态重结晶而广泛细粒化，少数残斑普遍具波状、带状消光或由长条形的亚颗粒构成，局部出现核－幔构造。长石主要以残斑形式存在，其变形特征表现既有脆性碎裂，又有塑性拉长，部分样品内以塑性拉长为主。样品中白云母明显表现为残斑和基质白云母两个时代（图２－ａ）。白云母残斑长轴粒径大于２００μｍ，变形十分强烈，普遍出现了波状

消光、扭折，部分还发生了强烈褶皱弯曲。基质中大量同构造结晶的白云母颗粒细小，最大者其长轴粒径不超过３０μｍ，大多数颗粒为１０μｍ左右，常沿糜棱面理分布。角闪岩相退变质过程中形成的黑云母颗粒粗大，仍基本保持原有矿物的颗粒大小，其粒径明显大于糜棱岩化过程中新形成的基质黑云母。基质中的黑云母颗粒细小，粒径多为１０～２０μｍ（图２－绿泥石或交代先存矿物，或沿糜棱面理定向分布。交代其ｂ）。

他矿物的绿泥石是糜棱岩化过程中由早期的角闪石、黑云母退变而来，广泛的退变质使早期暗色矿物很少残留（图２－ｃ）。由于糜棱岩中的流体主要沿糜棱面理活动，因而沿糜棱面理定向分布的基质矿物应是自流体中结晶产生的。沿糜棱面理定向分布的绿泥石颗粒细小，与其他矿物的边界紧密结合，明显指示为糜棱岩中的基质矿物，而其沿糜棱面理的定向分布也充分说明了这些基质绿泥石是从流体中结晶产生的。因

图１郯庐断裂带糜棱岩样品采样位置示意图

Ｆｉｇ．１ＳｋｅｔｃｈｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓａｍｐｌｅｓｉｎｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

第３２卷第４期王勇生等：地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试６２７

而，糜棱岩基质中的矿物组合为动态重结晶的石英＋白云母＋绿泥石±黑云母±钠长石，部分样品中含有绿帘石（表１），属于典型的绿片岩相变质矿物组合。

糜棱岩基质中新生矿物组合及矿物的变形现象与变形温度密切相关。据此可以进行变形温度估算。本次糜棱岩样品基质矿物组合（表１），特别是其中新生黑云母的出现，指示变形环境至少为中绿片岩相。众所周知，绿片岩相的温度范围为３００℃～

５００℃［７］，而中绿片岩相温度范围为３５０℃～４５０℃。Ｓｉｍｐｓｏｎ［９］、ＴｕｌｌｉｓａｎｄＹｕｎｄ

［１０］

对天然变形岩石中长石脆－韧性转换温度的

详细研究显示，低绿片岩相下长石呈脆性变形，中绿片岩相下开始显示以位错蠕变为标志的塑性变形，而进入高绿片岩相－低角闪岩相长石呈现为以动态重结晶为标志的塑性变形。这一转换温度发生在４００℃～５５０℃。Ｐａｓｓｃｈｉｅｒ＆Ｔｒｏｕｗ［１１］也指出，４００℃以下长石呈现为显微破裂，在４００℃～５００℃时长石变形主要表现为塑性拉长、波状消光及形成亚颗粒和核－幔构造，而在５００℃以上则长石的动态重结晶占优势。根据这些判别标准，对所分析的糜棱岩的形成温度估算见表１。

电子探针分析由中国地质大学（武汉）测试中心利用日本产ＪＣＸＡ－７３３电子探针探测仪完成的。实验电压：１５ｋＶ；电流：２０ｎＡ。Ｆｅ２＋和Ｆｅ３＋的元素分子数是采用电价差法计算的，计算步骤为：①按照标准阳离子法计算矿物晶体化学式中各阳离子的系数；②算出阳离子总电价，该电价与矿物的理论电价之差即为Ｆｅ３＋的阳离子系数；③根据Ｆｅ３＋的系数反推出

Ｆｅ２Ｏ３的质量百分数；④按照Ｆｅ２＋＝Ｆｅ总－Ｆｅ３＋求出Ｆｅ２＋的阳离

子系数，据此反推出ＦｅＯ的真实质量百分数；⑤由各氧化物的质量百分数计算得到各阳离子在晶体化学式中的系数。电子探针分析结果及获得的各阳离子系数见表２。

分析工作中所选用的白云母、黑云母和绿泥石颗粒细

图２郯庐断裂带糜棱岩显微照片

ａ—两世代白云母；ｂ—新生的基质黑云母；ｃ—由黑云母退变形成的绿泥石；ｄ—共生的白云母－黑云母矿物对；ｅ—共生的白云母－绿泥石矿物对；

Ｑｚ—石英；Ｍｕｓ—残斑白云母；Ｓｅｒ—基质白云母；Ｃｈｌ—绿泥石；Ｂｉ—黑云母；Ｆｅｌｄ—长石

Ｆｉｇ．２ＰｈｏｔｏｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓｆｒｏｍｔｈｅＴａｎ－Ｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

ａ－Ｔｗｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｍｕｓｃｏｖｉｔｅ；ｂ－Ｎｅｏｇｅｎｉｃｂｉｏｔｉｔｅｉｎｍａｔｒｉｘ；ｃ－Ｃｈｌｏｒｉｔｅｆｏｒｍｅｄｂｙｒｅｔｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎｏｆｂｉｏｔｉｔｅ；ｄ－Ｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｂｉｏｔｉｔｅｐａｉｒ；ｅ－Ｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｐａｉｒ；Ｑｚ－Ｑｕａｒｔｚ；Ｍｕｓ－Ｍｏｔａｒｍｕｓｃｏｒｉｔｅ；

Ｓｅｒ－Ｍａｔｒｉｘｍｕｓｏｏｒｉｔｅ；Ｃｈｌ－Ｃｈｌｏｒｉｔｅ；Ｂｉ－Ｂｉｏｔｉｔｅ；Ｆｅｌｄ－

６２８

中国地质２００５年

表１郯庐断裂带南段低温糜棱岩镜下鉴定特征及估算温度

Ｔａｂｌｅ１Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｙｌｏｎｉｔｅｓ

ｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｐａｒｔｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

注：Ｑｚ－石英；Ｍｕｓ－白云母；Ｃｈｌ－绿泥石；Ｂｉ－黑云母；Ｅｐ－绿帘石；Ａｂ－钠长石；Ｆｅｌｄ－长石。

小，沿糜棱面理定向分布，明显表现为受糜棱岩化过程中流体活动的控制，显示所选矿物皆为糜棱岩化过程中新生的、以基质形式存在的同构造结晶生长的矿物。显微镜下观察显示，所选择的矿物并未出现与其他矿物的交代现象，共生的白云母－黑云母（图２－ｄ）、白云母－绿泥石（图２－ｅ）矿物对中矿物为紧密共生接触、接触界线相互吻合，明显表现为糜棱岩化过程中同期新生的。

ＫＲｌ＝２７［（Ｍｇ／ⅥＡｌ）Ｍｕｓ／（Ｍｇ／ⅥＡｌ）Ｂｉ］，其中ＭｇＢｉ、ＭｇＭｕｓ分别表

示黑云母和白云母中Ｍｇ的元素分子数。

本文利用郯庐断裂带南段糜棱岩化过程中同构造形成的白云母与黑云母，作为地质温度计计算了５个样品（Ｎｏ４、

ｉｄｅａｌ

Ｔ１５－１、Ｎｏ６－２、Ｎｏ２０、Ｔ１９－１１）的７个二云母矿物对（其中样

品Ｎｏ４和Ｔ－１９－１１各包括两个矿物对）的形成温度，获得的

７个温度值。其温度值介于６７２℃～１１１６℃之间，远高于由矿

物组合以及长石变形特征所估计的温度，而且此温度结果显示了很大的随机性。采自同一采场（程坂）的两个样品Ｎｏ４和

２白云母－黑云母地质温度计的应用

从２０世纪７０年代开始，地质学家们就开始研究白云母

Ｔ１９－１１的温度分别为８６１℃、６７２℃和９４９℃、８３８℃（表３），

最大相差２７７℃，而且同一样品中两个不同的矿物对所计算的温度也相差１００℃～２００℃，远高于温度计的误差范围。郯庐断裂带南段糜棱岩样品中虽然有黑云母的出现，但每个样夕线石、红柱石等品中都存在有绿泥石，且没有出现石榴石、

更高级变质矿物，明显表现为中－低绿片岩相变质的产物，形成温度不应高于４５０℃。但计算结果显示，利用该地质温度计计算获得的温度明显高于糜棱岩的形成温度。

之所以会产生这种情况，笔者认为不外乎两种原因：一是由于糜棱岩化过程相对短暂，Ｍｇ在矿物对之间的分配没有达到平衡；二是白云母与黑云母的成分受到原岩成分的影响。前文已述，笔者所选择的矿物全部为糜棱岩化过程中新生的。相对于区域变质作用，糜棱岩化过程虽然短暂，但由于共生矿物为糜棱岩化过程中新生的，如果Ｍｇ在白云母－黑

与黑云母成分变化的岩石学意义。Ｔｈｏｍｐｓｏｎ［１２］发现黑云母中

Ｆｅ－Ｍｇ会随着变质程度的增高而发生变化，并且白云母与黑

云母中系统组分的变化可以作为变质等级的函数。Ｈｏｉｓｃｈ［２］在此基础上，根据反应方程ＫＭｇ３（ＡｌＳｉ３）Ｏ１０（ＯＨ）２（金云母）＋

ＫＡｌ２（ＡｌＳｉ３）Ｏ１０（ＯＨ）２（白云母）＝Ｋ（ＭｇＡｌ）Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２（绿鳞

石）＋Ｋ（Ｍｇ２Ａｌ）（Ａｌ２Ｓｉ２）Ｏ１０（ＯＨ）２（富镁黑云母），利用共生的白云母与黑云母中Ｍｇ－契尔马克组分的交换（［ＭｇＳｉＡｌ－２］Ｍ＝

［ＭｇＳｉＡｌ－２］）建立了白云母－黑云母对地质温度计。

Ｂ

假定白云母组分的活度系数为１，通过多元回归的方法求得反应方程式的热动力学表达式中的未知数。回归结果的误差均为１σ的标准偏差，回归的多元相关系数为０．９２。由此可以得到白云母－黑云母的温度计算公式：

Ｔ＝

５００．１１０＋０．０１４７８９Ｐ－８７８．７４５（ＸＭｇ－ＸⅥ!）－４５３２．６７［ＸＭｇ（ＸＭｇ－２）］

Ａｌ

ＢｉＢｉＭｕｓＭｕｓ

云母矿物对中的分配只受温度控制，则在这些新生矿物生长的过程中，元素平衡分配到生成的共生矿物内。时间短暂可能会导致新生矿物的颗粒较小，但不会影响到共生矿物之间元素的分配。因而可以排除糜棱岩化作用时间的短暂对元素分配的影响。郯庐韧性剪切带内中－低绿片岩相变质的糜棱岩是叠加在高角闪岩相变质岩之上的。先存的富镁的矿物，如角闪石等，发生退变质作用而消失，而其中的镁则可能进入到新生成的矿物当中，造成同构造白云母和黑云母中具有

１＋０．０２３７５２７ＲｌｎＫＲｌ

ｉｄｅａｌ

（１）

其中Ｔ为温度，单位为Ｋ；Ｐ为压力，单位为ｂａｒ；Ｒ＝

Ｂｉ

Ｂｉ

Ｍｕｓ

８．３１４４Ｊ／Ｋ；、ＸＭｇ、ＸⅥ、ＸＭｇ分别为Ｍｇ和ⅥＡｌ在黑云母和白云

Ａｌ

母六次配位阳离子中的摩尔分数（上标Ｂｉ表示黑云母，Ｍｕｓ表示白云母），其计算式分别为ＭｇＢｉ／３、（Ａｌ＋Ｓｉ－４）Ｂｉ／３、ＭｇＭｕｓ／２。

表２郯庐断裂带糜棱岩中白云母、黑云母和绿泥石电子探针分析结果（％）

Ｔａｂｌｅ２Ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅａｎａｌｙｓｅｓｏｆｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇｍｕｓｃｏｖｉｔｅ，ｂｉｏｔｉｔｅａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅｉｎｍｙｌｏｎｉｔｅｓｆｒｏｍｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

注：白云母、黑云母阳离子数以Ｏ＝１１为基数，绿泥石阳离子数以Ｏ＝１４为基数。

第３２卷第４期

王勇生等：地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试

６２９

６３０

中国地质２００５年

较高的Ｍｇ含量。由温度计计算公式可以看出，在所有参数中，对温度结果影响最大的就是ＸＭｇ。并且由于［ＸＭｇ（ＸＭｇ－２）］项的系数是一个相对较大的数值，ＸＭｇ微小的变化将会引起温度计算结果较大的变化。进行电子探针分析的共生白云母－黑云母矿物对中的白云母ＭｇＯ的含量变化于１．１８５％～

ＭＭ

Ｍ

Ｍ

具有很好的一致性。采自（老丁）采场同一的两个样品（Ｎｏ１和

Ｔ－２８－４）的温度相差不超过２０℃，而且样品Ｎｏ１中由两个

另外两个不同的绿泥石颗粒计算获得的温度差在１０℃以内。采自程坂采场的样品（Ｎｏ２和Ｎｏ３）的温度相差约４０℃，样品

Ｎｏ３中获得的２个温度值相差不超过２０℃，反映了该温度

计良好的稳定性。笔者等所采用绿泥石样品Ａｌ２Ｏ３含量为

２．６７８％之间（表２），而用于推导二云母地质温度计的白云母

中ＭｇＯ变化于０．７０５％～０．７８８％（Ｈｏｉｓｃｈ，１９８９），从而造成了温度计算结果的异常。

自Ｈｏｉｓｃｈ提出白云母－黑云母地质温度计以来，很少有

［２］

１８．０％～２０．０％，Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ）＜０．６（表２，表３），满足Ｃａｒｉｔａｌｅｔａｌ［１６］的要求，但是温度计算结果却高于由矿物组合和长石变

形特征所估算的温度。

绿泥石成分温度计一个很大的缺点是没有考虑绿泥石种类的不同，而不同的绿泥石种类则具有不同的Ｓｉ原子数，也就是不同种类的绿泥石的ＡｌⅣ不同。前文已述，郯庐断裂带的糜棱岩是叠加在高角闪岩相变质的岩石之上的。因而，在糜棱岩化过程中容易产生由黑云母、角闪石、石榴石等矿物的蚀变产物的铁绿泥石。而且，退变质过程中，这些矿物的成分进入此时，也容易产生铁绿泥石。流体，再由流体结晶产生绿泥石。

电子探针分析的绿泥石全部为铁镁绿泥石（表２）。而铁镁绿泥石是一种硅含量相对较低的绿泥石，从而导致相同温度条件下ＡｌⅣ的增加，产生高于实际温度的温度值。

绿泥石成分温度计适用于沉积岩的低温区域变质，但从未有地质学者将其应用于相对较高温度的糜棱岩化过程中。本文在糜棱岩化过程中应用此地质温度计，主要目的就是探

地质学者应用此温度计进行变质温度的计算，即使是在区域变质作用温度的计算中也很少有学者应用。这说明该温度计可能存在一定的问题，但到目前为止，并没有学者对此进行专门探讨。本次研究表明，共生的白云母－黑云母矿物对中

Ｍｇ的含量除受温度控制以外，还受到原岩成分和流体作用

的影响。如果原岩富Ｍｇ，则退变质作用中形成的矿物可能也富Ｍｇ，从而导致温度计算结果出现偏差。计算结果也显示，利用白云母－黑云母地质温度计计算获得的温度明显高于糜棱岩的形成温度。因而，该地质温度计并不适用于含有较多富Ｍｇ矿物的岩石。

３绿泥石成分温度计的应用

许多研究者已经注意到绿泥石中Ｓｉ的减少或Ａｌ的增

Ⅳ

讨该地质温度计能否更加广泛的应用。由前文计算数据可以看出，由绿泥石成分地质温度计获得的温度值在误差范围内具有很好的一致性，并且在满足Ａｌ２Ｏ３含量１５．５％～２０．０％，Ｆｅ

加与沉积岩的埋藏深度或变质岩的变质等级具有很好的正相关性

［３，１３～１５］

。ＣａｔｈｅｌｉｎｅａｕａｎｄＮｉｅｖａ发现Ａｌ和温度之间有

［１４］

Ⅳ

［３］

Ⅳ

较好的对应关系，可以用来作为温度计使用。Ｃａｔｈｅｌｉｎｅａｕ提出了绿泥石中Ａｌ和温度Ｔ（℃）的对应关系式：

／（Ｆｅ＋Ｍｇ）＜０．６时绿泥石成分地质温度计具有良好的稳定

性，但可能由于绿泥石种类的变化而导致在相同的温度条件下Ｓｉ的减少和ＡｌⅣ的增加，而产生相对较高的温度值。因而，绿泥石成分地质温度计可以通过适当的校正，尽量消除由于种类变化而产生的偏差以后，可以应用于低温糜棱岩的温度测定。这方面需要今后进一步的测试与研究。

Ｔ＝－６１．９２＋３２１．９８Ａｌ

Ⅳ

Ⅳ

（３）

但是，一些学者认为，作为一个地质温度计，仅考虑绿泥石中Ａｌ的变化是不够的。他们认为应该将其他与温度有关的因素也考虑进来。Ｊｏｗｅｔｔ考虑到绿泥石中Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ）的

［４］

变化，将公式（３）修正为：

ＡｌＣ＝Ａｌ＋０．１［Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ），Ｔ＝３１９ＡｌＣ－６９

该地质温度计适用于Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ）＜０．６的绿泥石。

ⅣⅣⅣ

（４）

４白云母－绿泥石地质温度计的应用

库托夫［５］根据共存的白云母和绿泥石之间ＡｌⅣ的分配特

绿泥石成分地质温度计以其简单的形式而受到广大地质学者的欢迎，但一些学者认为绿泥石受流体或原岩成分影响太大，在水－岩比高时，绿泥石成分接近于流体成分，水－岩比低时，绿泥石成分接近于原岩成分，因此没有温度指示意义［６］。Ｃａｒｉｔａｔｅｔａｌ

［３］

［１６］

征，建立了白云母－绿泥石地质温度计。白云母－绿泥石地质温度计的计算精度为±２０℃～±６０℃。白云母与绿泥石中ＸＡｌ

Ｃｈｌ

Ｍｓ

和ＸＡｌ参数分别表示白云母与绿泥石中ＡｌⅥ与所有六配位阳离子数的比值，其计算式为：

在世界上６个不同的地区取样，然后用

［４］

Ｃａｔｈｅｌｉｎｅａｕ和Ｊｏｗｅｔｔ的方法计算温度。在Ａｌ２Ｏ３含量为１５．５％～２０．０％，Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｍｇ）＜０．６的３个样品中，获得了与由

其他方法获得的可信的温度值一致的温度数据，显示了绿泥石成分地质温度计在一定条件下是可靠的。

笔者利用Ｃａｔｈｅｌｉｎｅａｕ［３］和Ｊｏｗｅｔｔ［４］方法在糜棱岩中同构造产生的绿泥石成分地质温度计获得了５个样品的７组温度值，计算得到的温度（４７０℃～５２０℃）在地质温度计误差范围内

Ａｌ，ＸＡｌ＝２＋３＋

Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｆｅ＋Ｆｅ＋Ｍｎ＋Ｔｉ

Ｍｓ

Ⅵ

ＡｌＸＡｌ＝Ⅵ

２＋

Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｆｅ＋Ｆｅ３＋＋Ｍｎ＋Ｔｉ

Ｃｈｌ

Ｍｓ

Ｃｈｌ

Ⅵ

（５）

将计算求得的ＸＡｌ和ＸＡｌ参数值投在共存的白云母－绿泥石Ａｌ分配等温线图上（图３），即可获得共生白云母与绿泥石的形成温度。

第３２卷第４期王勇生等：地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试表３郯庐断裂带南段糜棱岩样品温度计算结果

６３１

Ｔａｂｌｅ３Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓａｍｐｌｅｓ

ｆｒｏｍｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

注：（Ｃ）为利用Ｃａｔｈｅｌｉｎｅａｕ［３］的方法求得的温度值，（Ｊ）为利用Ｊｏｗｅｔｔ［４］的方法求得的温度值。

靳是琴等［１７］利用此地质温度计获得了甘肃皋兰群绿泥二云斜长片岩的形成温度（４３０℃）；刘永江等［１８］利用白云母－绿泥石温度计计算了阿尔金断裂变形岩石的形成温度为２７０℃～３５０

℃。他们利用此温度获得的结果与其他方法获得的温度结果

能够较好的对应，反映了该地质温度计的可靠性。

笔者利用白云母－绿泥石地质温度计计算所得到的５个样品的７个温度值位于３５０℃～４８０℃之间，其中６个温度值介于３５０℃～４５０℃之间，并且其中４个温度值介于４３０℃～

Ｘ

４５０℃之间，仅有一个温度大于４８０℃（表３）。Ｎｏ３样品的两

个温度完全相同，均为３５０℃；Ｎｏ１样品的两个温度值相差与相邻样品温度比较，样４０℃，为该温度计的正常误差范围。

品Ｎｏ１中的４８０℃的温度值可能是由于测量误差所造成的。同一采场（老丁）的样品Ｔ－２８－４的温度值为４４０℃，与Ｎｏ１在误差范围内一致。而另外两个采自同一采场（程坂）的样品

Ｎｏ２和Ｎｏ３的温度相差８０℃，高于正常温度计的误差范围。

这可能是由于采自于不同的小剪切带而造成的。所以，可以认为大别山东缘郯庐断裂带中的韧性剪切带的形成温度为该温度范围与由矿物４００℃左右，温度范围为３５０℃～４５０℃。组合和矿物变形特征所估计的温度相吻合。

白云母－绿泥石地质温度计适用于变质等级不高于绿片岩相黑云母带的变质作用。而郯庐断裂带南段糜棱岩的形成温度估计恰好界于上述变质作用的温度范围内。本文计算结果显示，由白云母－绿泥石地质温度计获得的温度结果与由变质矿物组合、长石矿物变形特征所估算的温度具有很好的

Ｘ

图３共存的白云母－绿泥石Ａｌ分配等温线图

（据!"#"$，１９７５）

Ｆｉｇ．３ＩｓｏｔｈｅｒｍａｌｌｉｎｅｓｏｆＡｌｐａｒｔｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇ

ｍｕｓｃｏｖｉｔｅａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅ（ａｆｔｅｒ%"#"&，１９７５）

一致性，反映了白云母－绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩的温度测定。

白云母－绿泥石地质温度计也是以ＡｌⅣ随温度的变化为

６３２

中国地质２００５年

基础而建立的，并采用ＡｌⅥ和其他阳离子的比值，大大降低了由于绿泥石种类变化而产生的偏差。一般认为，绿泥石成分不稳定，这也正是大多数研究者否定与绿泥石有关的温度计的理由。但白云母－绿泥石地质温度计综合考虑了ＡｌⅥ和所有阳离子比值，大大降低了绿泥石成分中任何一项的变化而对温度结果产生的影响，因而可以得到较为可靠的温度值。总之，本次测定结果以及前人研究表明，白云母－绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩的温度测定。

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ｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ．

ＧＡＣ／ＭＡＣ／ＳＥＧ

１９９１）

［Ｊ］．

Ｊｏｉｎｔ

Ａｎｎｕａｌ

Ｍｅｅｔｉｎｇ（Ｔｏｒｏｎｔｏ，

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ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｃｈｌｏｒｉｔｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌａｎｄｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ７０３．ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｅｃｏｎ．Ｇｅｏｌ．１９８６，８１：６８１～

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５结语

与区域变质作用相比，糜棱岩化过程是一个相对复杂的

地质过程，它是包括温度、时间、压力、流体活动、动力作用等在内的各种因素综合作用的过程。本次实际测试计算结果表绿泥石成分地质温度计和白明，白云母－黑云母地质温度计、

云母－绿泥石地质温度计在糜棱岩化过程中具有不同的适用性，主要表现为：

（１）虽然糜棱岩化过程时间相对短暂，但并不影响Ｍｇ在共生的白云母和黑云母之间的平衡分配。但由于白云母与黑云母的成分受到原岩成分的影响，糜棱岩中共生白云母与由于本次所选黑云母中Ｍｇ的含量不再具有温度指示意义。

样品中Ｍｇ含量较高，且由该地质温度计获得的温度明显高于糜棱岩的形成温度，反映了该地质温度计并不适用于含有较多富Ｍｇ矿物的岩石。

（２）由于受原岩成分影响，糜棱岩化过程中产生相对低硅、富Ａｌ的铁绿泥石，从而导致相同温度条件下Ｓｉ的减少，

Ⅳ

ＺｈｕＧｕａｎｇ，ＳｏｎｇＣｈｕａｎｚｈｏｎｇ，ＷａｎｇＤａｏｘｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｉｅｓｏｎ

４０

Ａｒ／３９Ａｒｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｙｏｆｓｔｒｉｋｅ－ｓｌｉｐｔｉｍｅｏｆｔｈｅＴａｎ－Ｌｕｆａｕｌｔ

ｚｏｎｅａｎｄｔｈｅｉｒｔｅｃｔｏｎｉｃｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅｉｎＣｈｉｎａ（ＳｅｒｉｅｓＤ），１００９（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．２００１，４４（１１）：１００２～

［９］ＳｉｍｐｓｏｎＣ．Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｇｒａｎｉｔｉｃｒｏｃｋｓａｃｒｏｓｓｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅ－ｄｕｃｔｉｌｅ

ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＧｅｏｌｏｇｙ，１９８５，７：５０３～５１１．［１０］ＴｕｌｌｉｓＪ，ＹｕｎｄＲＡ．Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｒｅｅｐｉｎｆｅｌｄｓｐｅｒａｇｇｒｅｇａｔｅｓ：ｅｘｐｅｒｉｍｅｎ－

ｔａｌｅｖｉｄｅｎｃｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｔｒｕｃｔｒａｌＧｅｏｌｏｇｙ．１９９１，１３（９）：９８７～１０００．［１１］ＰａｓｓｃｈｉｅｒＣＷ，ＴｒｏｕｗＲＡＪ．Ｍｉｃｒｏｔｅｃｔｏｎｉｃｓ［Ｍ］．Ｂｅｒｌｉｎ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，

４１．１９９６，４０～

［１２］ＴｈｏｍｐｓｏｎＡＢ．Ｍｉｎｅｒａｌｒｅａｃｔｉｏｎｓｉｎｐｅｌｉｔｉｃｓｃｈｉｓｔ：Ⅰ．ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆ

Ｐ－Ｔ－Ｘ（Ｆｅ－Ｍｇ）ｐｈａｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡｍｅｒｉｃａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ．４２４．１９７６，２７６：４０１～

［１３］ＭｃＤｏｗｅｌｌＳＤ，ＥｌｄｅｒｓＷＡ．Ａｕｔｈｉｇｅｎｉｃｌａｙｅｒｓｉｌｉｃａｔｅｍｉｎｅｒａｌｓｉｎ

ｂｏｒｅｈｏｌｅＥｌｍｏｒｅ１，ＳａｌｔｏｎＳｅａｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｆｉｅｌｄ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ３１０．［Ｊ］．Ｃｏｎｔｒｉｂ．Ｍｉｎｅｒ．Ｐｅｔｒｏｌ．１９８０，７４：２９３～

［１４］ＣａｔｈｅｌｉｎｅａｕＭ，ＮｉｅｖａＤ．Ａｃｈｌｏｒｉｔｅｓｏｌｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ：．

ｔｈｅＬｏｓＡｚｕｆｒｅｓ（Ｍｅｘｉｃｏ）ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｏｎｔｒｉｂ．Ｍｉｎｅｒ．２４４．Ｐｅｔｒｏｌ．１９８５，９１：２３５～

［１５］ＨｉｌｌｉｅｒＳ，ＶｅｌｄｅＢ．Ｏｃｔａｈｅｄｒａｌｏｃｃｕｐａｎｃｙａｎｄｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌ

ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｄｉａｇｅｎｅｔｉｃ

（ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）

ｃｈｌｏｒｉｔｅｓ［Ｊ］．

１６８．ＣｌａｙＭｉｎｅｒ．１９９１，２６：１４９～

［１６］ＣａｒｉｔａｔＰＤ，ＨｕｔｃｈｅｏｎＩ，ＷａｌｓｈｅＪＬ．Ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｒｙ：ａ

２３９．ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＣｌａｙｓａｎｄＣｌａｙＭｉｎｅｒａｌｓ．１９９３，４１（２）：２１９～

［１７］靳是琴，李鸿超．成因矿物学概论［Ｍ］．长春：吉林大学出版社，

１９８４．１１９～１２０．

ＪｉｎＳｈｉｑｉｎ，ＬｉＨｏｎｇｃｈａｏ．ＣｏｎｓｐｅｃｔｕｓｏｆＧｅｎｅｔｉｃＭｉｎｅｒａｌｏｇｙ［Ｍ］．１２０（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ：ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，１９８４．１１９～

［１８］刘永江，叶慧文，葛晓虹，等．阿尔金断裂变形岩激光微区

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Ａｌ的增加，产生高于实际温度的温度值。但由绿泥石成分地

Ⅳ

质温度计获得的温度值具有很好的稳定性，因而可在经过适当的校正之后应用于低温糜棱岩的温度测定。

（３）由于综合考虑了ＡｌⅥ和所有阳离子比值，大大降低了绿泥石成分中任何一项的变化而对温度结果产生的影响，因而由白云母－绿泥石地质温度计可以得到较为可靠的温度值。本文由白云母－绿泥石地质温度计计算获得的温度值具有很好的一致性，与由矿物组合和长石变形特征估算的温度值能够很好地吻合。并且，前人的研究也验证了该温度计的可靠性。因而，白云母－绿泥石地质温度计适用于低温糜棱岩温度测定。

致谢：本文的电子探针测试工作得到了中国地质大学（武汉）刘慧芳老师和陆琦老师的帮助，在此表示衷心的感谢。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：

［１］Ｄｏｄｓｏｎ，Ｍ．Ｈ．Ｃｌｏｓｕｒｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｏｏｌｉｎｇｇｅｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄ

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［３］ＣａｔｈｅｌｉｎｅａｕＭ．Ｃａｔｉｏｎｓｉｔｅｏｃｃｕｐａｎｃｙｉｎｃｈｌｏｒｉｔｅｓａｎｄｉｌｌｉｔｅｓａｓａ

Ａｒ／３９Ａｒ年龄［Ｊ］．科学通报，２０００，２１０１～２１０４．

Ａｒ／３９ＡｒｄａｔｉｎｇｏｆｍｉｃａｏｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍｅｄｒｏｃｋｓｆｒｏｍＡｌｔｙｎＦａｕｌｔ

ＬｉｕＹｏｎｇｊｉａｎｇ，ＹｅＨｕｉｗｅｎ，ＧｅＸｉａｏｈｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｌａｓｅｒｐｒｏｂｅ

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ａｎｄｉｔｓｔｅｃｔｏｎｉｃｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＳｃｉｅｎｃｅＢｕｌｌｅｔｉｎ，２００１，４６（４）：３２２～３２５（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．

第３２卷第４期王勇生等：地质温度计在郯庐断裂带南段低温糜棱岩中的尝试６３３

Ａｎａｔｔｅｍｐｔｔｏａｐｐｌｙｔｈｒｅｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｙｌｏｎｉｔｅｓｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｅｇｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ

ＷＡＮＧＹｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＵＧｕａｎｇ，ＷＡＮＧＤａｏ－ｘｕａｎ，

ＳＯＮＧＣｈｕａｎ－ｚｈｏｎｇ，ＬＩＵＧｕｏ－ｓｈｅｎｇ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｗｉｎｇｔｏｌａｃｋｏｆｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄａｔａｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓ，ｓｕｃｈｐｒｏｂｌｅｍｓａｓｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｅｐｔｈ，

ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｅｘｈｕｍａｔｉｏｎｈｉｓｔｏｒｙｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓ，ｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｈｏｓｔｒｏｃｋｓａｎｄｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｏｆｉｓｏｔｏｐｉｃａｇｅｄａｔａａｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｉｎｔｅｒｐｒｅｔｃｏｒｒｅｃｔｌｙａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｙ．Ｔｈｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ，ｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｂｉｏｔｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｔｈａｔａｒｅｓｕｉｔｅｄｔｏｔｈｅｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｈａｖｅｏｎｌｙｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｓｍｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｏｃｋｓａｎｄｈａｖｅｎｅｖｅｒｂｅｅｎｕｓｅｄｆｏｒｍｙｌｏｎｉｔｅｓｏｆｄｕｃｔｉｌｅｓｈｅａｒｚｏｎｅｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｔｔｅｍｐｔｉｓｆｉｒｓｔｍａｄｅｔｏａｐｐｌｙｔｈｅａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｔｈｒｅｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｓｉｎｍｙｌｏｎｉｔｅｂｙｕｓｉｎｇｓｙｎ－ｔｅｃｔｏｎｉｃｎｅｏｇｅｎｉｃｍｕｓｃｏｖｉｔｅ，ｂｉｏｔｉｔｅａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓｉｎａｄｕｃｔｉｌｅｓｈｅａｒｚｏｎｅｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｓｅｇｍｅｎｔ（Ａｎｈｕｉｓｅｇｍｅｎｔ）ｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎｅｏｇｅｎｉｃｍｉｎｅｒａｌａｓｓｅｍｂｌａｇｅｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｆｅｌｄｓｐａｒｓ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅＴａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅｒａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎ３５０℃ａｎｄ４５０℃．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｂｉｏｔｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒａｎｄｃｈｌｏｒｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｒａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎ６７２℃ａｎｄ１１１６℃ａｎｄｂｅｔｗｅｅｎ４７０℃ａｎｄ５２０℃ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｂｅｉｎｇｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓｉｎｔｈｅｄｕｃｔｉｌｅｓｈｅａｒｚｏｎｅ，ｗｈｉｃｈｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔｔｈｅｔｗｏｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｓａｒｅｎｏｔａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｙｌｏｎｉｔｅ．Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｃｏｉｎｃｉｄｅｗｉｔｈｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｍｙｌｏｎｉｔｅｓｉｎｔｈｅＴａｎｌｕｄｕｃｔｉｌｅｓｈｅａｒｚｏｎｅ，ｗｈｉｃｈｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔａｍｏｎｇｔｈｅａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｔｈｒｅｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｅｓ，ｏｎｌｙｔｈｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｔｏｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｙｌｏｎｉｔｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔａｎｌｕｆａｕｌｔｚｏｎｅ；ｍｙｌｏｎｉｔｅ；ｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｃｈｌｏｒｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ；ｍｕｓｃｏｖｉｔｅ－ｂｉｏｔｉｔｅｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ；ｃｈｌｏｒｉｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｇｅｏｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ

Ａｂｏｕｔｔｈｅｆｉｒｓｔａｕｔｈｏｒ：ＷＡＮＧＹｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ｍａｌｅ，ｂｏｒｎｉｎ１９７７，ｄｏｃｔｏｒｃａｎｄｉｄａｔｅ，ｅｎｇａｇｅｓｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｐｅｔｒｏｇｅｎｅｔｉｃａｎｄｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｅｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｓ；Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｓｈｗ９００７＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ．