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地质压力计是用来确定地质作用压力的地质产物一种仪表。它往往结合地质温度计进行测定和应用。有的文献中将二者统称为地质温压计。目前应用比较普遍的地质压力计主要有:矿物包裹体地质压力计、闪锌矿地质压力计、同质多象压力计、矿物组合压力计。
地质压力计能够用来确定地质作用压力的地质产物。地质压力计往往结合地质温度计进行测定和应用。因此,有的文献中将二者统称为地质温压计。目前应用比较普遍的地质压力计主要有如下几种。矿物包裹体地质压力计、闪锌矿地质压力计、同质多象压力计 、矿物组合压力计。
矿物包裹体地质压力计
在矿物中往往看到很多含液体CO2的包裹体。根据H2O-CO2体系相图,CO2与H2O是部分地相混溶,其混溶程度(即溶于H2O中的CO2量)与压力密切相关,随压力的增大,CO2溶解量增多,因此可用含液体 CO2的包裹体来测定压力。这种方法又叫等值线法,即根据被测矿物的均一温度和CO2的比容求出压力值。另外,测定气体包裹体压力也是压力计之一。气体包裹体是在溶液沸腾条件下形成的,形成时的压力应等于其蒸气压。因此,可根据NaCl-H2O溶液沸腾曲线求出压力,即测出气体包裹体的均一温度和盐度,温度与盐度的相交点就是蒸气压。气体包裹体压力计适用于高温气成条件下形成的矿床。
闪锌矿地质压力计
在290~550℃温度范围内,闪锌矿中FeS的含量是压力的函数,随压力增加FeS含量减少。因此可根据闪锌矿中 FeS的含量测定压力。应用闪锌矿地质压力计时须注意以下几点:①闪锌矿必须与黄铁矿及六方磁黄铁矿平衡共生;②对闪锌矿成分需精确分析,若分析误差约0.5%时,则造成压力误差达4~5×107帕;③适用温度范围为290~550℃。
同质多象压力计
柯石英和斯石英的成分均为SiO2,但是它们的出现,分别反映了不同的压力条件。当温度≥1000℃时,转变成柯石英的压力≥3×109帕。因此,在深度大于 100公里的地幔内才有可能出现柯石英。金刚石包裹体中柯石英的存在,就证明了这一点。当压力更高,约大于11×109帕时,柯石英转变为斯石英。
矿物组合压力计
在深变质岩中,石榴子石-斜长石-夕线石-石英组合可作为地质压力计。根据实验相平衡校正和对石榴子石、斜长石等的热力学数据测定,提出了地质压力计的计算公式。测定参与反应的各组分活度系数和反应系统的温度后,可计算出压力。
此外,还可根据地壳厚度平均增压率粗略估算压力,如上覆岩层厚度每增加1公里,压力约增250~270标准大气压;利用流体包裹体热力学方程联解来计算压力等。