橄榄岩包体结构和化学组成之间的关系及其意义——以吉林汪清为例

橄榄岩包体的结构反映了上地幔的变形历史,其地球化学组成则记录了地幔所经历的亏损和富集过程以及亚固相再平衡过程,而已有的工作通常只强调其中的某一方面.事实上,上地幔的各种地质作用是橄榄岩结构和化学组成之间形成特殊关系的控制因素.因此,综合考察橄榄岩结构和地球化学性质能更好地剖析和反演上地慢的演化历史.为此,我们对产于吉林汪清新生代碱性玄武岩中的尖晶石橄榄岩包体进行了研究.所研究的包体结构类型包括原生粗粒结构(颗粒直径>4mm)、介于粗粒和残斑结构之间的过渡型结构以及等粒变晶结构(约1mm).工作中首先随机挑出20个样品进行了详细的电子探针分析,然后再对其中的10个样品进行了全岩主量元素成分、单斜辉石稀土元素(REE)含量和Sr-Nd同位素分析.表1列出了所分析样品的主要岩石学、地球化学特征.     

幔源包体中富K,Na玻璃体:上地幔流体的证据

作者在吉林省伊通火山群的幔源包体中,发现一种富含K,Na的玻璃体.研究表明,它来自上地幔的流体.1 玻璃体的产状及特征吉林省伊通火山群中的幔源包体主要为尖晶石相的二辉橄榄岩、异剥橄榄岩和辉石岩等.包体的结构显示了由残碎斑状、粒状变晶向糜棱结构的演变.玻璃体主要出现在具糜棱结构的异剥橄榄岩和二辉橄榄岩中.显微镜下观测表明,玻璃体有无色透明和淡黄褐色两     

河北阳原幔源包体的Sr-Nd同位素特征指示华北克拉通中部存在EMI型古老富集地幔

位于太行山重力梯度带西侧的河北阳原第三纪碱性玄武岩中产有大量幔源包体, 包括二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和辉石岩. 在橄榄石含量-橄榄石成分图解上, 阳原橄榄岩偏离大洋趋势线, 多数落在太古宙和元古宙地幔范围; 部分富集LREE的样品具有EMI型的Sr-Nd同位素特征(ε_Nd = -6.9 ~ -10.6, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.7044~0.7047), 而另一些富集LREE的样品的ε_Nd值(+5.7)与亏损LREE的样品相类似. 这说明阳原上地幔经历了多期地幔交代作用. 由于EM1型同位素组成常见于典型古老克拉通下岩石圈地幔, 因此阳原包体为华北西部存在古老岩石圈地幔提供了新的证据.     

中国东部地幔包体的氦同位素组成及其地幔地球化学演化意义

近来对不同幔源包体,特别是大陆幔源包体的氦同位素组成研究表明,地幔氦同位素组成的变化反映了地幔的演化历史,为我们进一步认识海洋地幔和大陆地幔的地球化学演化提供了独特而又极其重要的线索。本工作首次对中国辽宁宽甸、吉林辉南和河北汉诺坝玄武岩中地幔包体的氦同位素组成进行了研究,结合其他地球化学研究结果,为我们解释中国东部大陆地幔的地球化学演化提供了重要的理论依据。     

N-TIMS法测定盘石山橄榄岩包体的Os同位素组成

Re,Os是亲铁元素,在壳-幔分异过程中,由于Os是相容元素,Re为中等不相容元素,因此Re-Os同位素体系可以提供主要由亲石元素构成的Rb-Sr,Sm-Nd和U-Th-Pb同位素体系所不能给出的重要信息。1991年Volkening等首次应用负热电离质谱(N-TIMS)分析技术进行地质样品的超低含量(10~(-9)～10~(-12))Re-Os同位素测定,揭开了Re-Os同位素体系研究的新篇章,使之成为90年代国际地球化学前沿领域的研究热点,但目前国内尚未见用N-TIMS法测定地质样品中Os同位素组成的报道。本文利用负离子热电离质谱(N-TIMS)法测定了江苏省六合县盘石山尖晶石二辉橄榄岩包体的Os同位素组成,并对其地球化学意义作了初步探讨。     

皖苏地区幔源物质的氧同位素组成

氧同位素组成对于了解岩石成因、地幔不均一性和壳-幔相互作用等具有重要意义。国外对幔源物质的δ~(18)O作了大量测定,揭示了地幔δ~(18)O的不均一性,玄武岩的高、低δ~(18)O的地幔源区,以及扩δ~(18)O和Nd,Sr,Pb同位素组成的协变性等。国内研究报道甚少,与Sr,Nd,Pb同位素和REE等痕量元素地球化学研究相比较,存在明显差异。本文报道皖苏地区新生代大陆玄武岩、幔源橄榄岩包体、单斜辉石和歪长石巨晶捕虏体的δ~(18)O,并讨论其地球化学意义。     

浙江西垄地区上地幔流体性质的研究

碱性玄武岩所含幔源岩石包体中的流体(和岩浆)包裹体是能够向我们提供有关上地幔流体(及熔体)性质的唯一直接样品,也是了解和研究地幔深部地质作用(部分熔融作用、地幔岩浆作用、地幔交代作用)特点最重要的线索。本文将介绍笔者有关浙江省衢县西垄地区上新世-更新世橄榄霞石岩所含退化石榴子石二辉橄榄岩包体中CO_2流体(及岩浆)包裹体的最新研究成果,并试图确定存在于该区上地幔中流体(及熔体)相的性质。     

汉诺坝下地壳-上地幔包体的岩石圈热动力学记录

对汉诺坝含石榴石下地壳-上地幔包体中主要矿物核部至边部的化学组成进行了详细的电子探针分析. 核部至边部的温度-压力变化表明麻粒岩包体记录了增温、增压作用; 核部温度>930℃的地幔包体表现出降温、降压特征, 核部温度<930℃的地幔包体的温度-压力变化不明显. 这些包体记录的最终压力主要为0.9~1.5 GPa. 个别麻粒岩包体向榴辉岩相过渡的岩石学特征可能属于增温、增压过程中麻粒岩向榴辉岩转变的中间产物. 综合已有研究, 我们认为这些包体记录的温度-压力变化反映了它们被玄武岩捕获前经历的一次重要的岩石圈减薄作用及之前的岩石圈加厚作用.     

张家口大麻坪碱性玄武岩内深源岩包体流体的碳同位素组成

用分步加热法和色谱－质谱联用的方法提取分析了大麻坪碱性玄武岩内黑色辉石岩和尖晶石二辉橄榄岩包体中ＣＯ２,ＣＯ和ＣＨ４的碳同位素组成。分别结果表明,在４００￣１１４０℃,ＣＯ２和ＣＯ的δ＾１３Ｃ值为２２‰￣２７‰,ＣＨ４的δ＾１３Ｃ为－３０‰￣－５０‰,这些结果可能反映该地区上地幔部分熔融作用产生的岩浆,经过多阶段去气作用之后残余挥发份中ＣＯ２,ＣＯ和ＣＨ４的碳同位素组成。     

湖南金刚石矿物包体的初步研究

近年来,通过对金刚石中包体矿物的矿物和化学组成,同位素特征等研究,把这些包体矿物及相应的金刚石划分成三种成因组合:橄榄岩型、榴辉岩型和晚期的巨晶组合。国内自六十年代以来,曾对金刚石的包体矿物进行了零星的工作。本文是国内第一次对金刚石包体矿物系统研究的报道。     

上地幔橄榄岩粒间组分的微量元素特征及其成因探讨

对具有不同岩石学和地球化学特征的幔源包体进行了酸淋滤实验，以便能直接地获得橄 粒间组分的微量元素特征。结果表明，粒间组分富集ＬＲＥＥ，且有强烈的Ｔａ负异常。粒间组分中ＲＥＥ总量的高低以及Ｒｂ，Ｂａ和Ｎｂ负异常的存在与与橄榄岩经历的地幔交代作用的性质密切相关。     

张家口大麻坪碱性玄武岩内地幔岩包体气体成分的初步研究

我们用真空分解法,分析了河北省张家口地区万全县大麻坪新生代碱性玄武岩内黑色辉石岩包体全岩和尖晶石二辉橄榄岩包体中斜方辉石、单斜辉石的气体成分。 1 样品处理与实验方法 所用样品非常新鲜,几乎没有发生蚀变作用。先把岩石碎至20～40目,在肉眼下从尖晶石二辉橄榄岩中挑选出纯净的辉石。用5％的盐酸在室温下浸泡样品24h,然后用蒸馏水在超声波振荡器中反复清洗。在110℃把样品烘干,再用二氯甲烷在超声波振荡器中清洗。     

我国东部几个上地幔流变学参数推导初试

近年来,在超镁铁质包体的矿物学、岩石学和地球化学深入研究的基础上,通过对变形构造特征及固态流动机制的实验研究综合出了推导上地幔动力学条件新的方法。这对深入探讨岩石圈板块的驱动机制及上地幔对流具有重要意义,也是对由单纯地球物理方法获得的深部信息的重要补充和印证。     

苏皖地区新生代玄武岩和幔源橄榄岩包体的187Os/186Os比值

幔源岩石中痕量(10~(-9)～10~(-12))亲铁元素Re,Os含量和~(187)Os/~(186)Os比值的测定,为研究地壳-地幔相互作用和地幔结构与演化提供了一种新的时计和示踪剂,以弥补亲石元素Rb-Sr,Sm-Nd和U-Th-Ph同位素体系的不足.近年来,国际上对幔源岩石~(187)Os/~(186)Os示踪作了不少研究,但国内尚未见报道.我们在国内测定了幔源玄武岩和橄榄岩包体全岩的~(187)Os/~(186)Os比值,对其地球化学意义作了初步探讨.     

新疆库地变质橄揽岩中地幔成因的透闪石

有关玄武岩地幔包体中的韭闪石,已有不少报道和研究,但地幔成因的透闪石却未见有过报道.本文将报道在新疆库地蛇绿岩套的方辉橄榄岩中,发现的4种地幔成因的含透闪石矿物组合.1 新疆库地蛇绿岩新疆库地蛇绿岩位于昆仑造山带中,其形成时代在震旦纪→早奥陶世之间.蛇绿岩中的变质橄榄岩为一推复的构造岩片,是一套亏损程度较高的方辉橄榄岩,为上地幔部分熔融残留体成因.方辉橄榄岩主要由镁橄榄石(Fo为91)、顽火辉石(En为90～95)和少量的铬尖     

大陆深俯冲作用对邻区岩石圈地幔改造的时间、方式与过程:鲁西橄榄岩类与辉石岩类捕虏体证据

鲁西早白垩世镁铁质岩石中有橄榄岩类和辉石岩类捕虏体,前者包括含尖晶石方辉橄榄岩(约占3%)、含铬铁矿纯橄岩(约占95%)和含铬铁矿异剥橄榄岩(约占2%).它们的岩相学、全岩地球化学与矿物地球化学为深俯冲陆壳对相邻岩石圈地幔的改造过程提供了直接证据.含尖晶石方辉橄榄岩主要由橄榄石(82%-89%)、斜方辉石(8%-13%)以及次要的尖晶石(1%-2%)、单斜辉石(-1.5%)和角闪石(-1%)组成,橄榄石的Mg#值介于92.1-93.8之间,其平均值为92.5,橄榄石的δ18O值介于5.5‰-5.6‰之间,全岩的Re亏损模式年龄(TRD)为2.6-2.68 Ga;部分纯橄岩和异剥橄榄岩中的橄榄石具有相对较低的Mg#值(85-90)和较高的δ18O值(6.1‰-7.7‰)以及明显偏高的全岩187Os/188Os比值(0.1269-0.5780).前者代表了鲁西早白垩世期间古老岩石圈地幔的少量残留,后者意味着鲁西早白垩世期间岩石圈地幔的绝大多数已经被改造.费县早白垩世玄武岩中含橄榄石的二辉石岩中可观察到橄榄石被斜方辉石所交代和相继出现的斜方辉石被单斜辉石所交代的改造过程,这与斜方辉石(1097-1491μg/g)和单斜辉石(581-809μg/g)明显富集Ni的地球化学属性相吻合.辉石岩中橄榄石的氧同位素组成(δ18O=7.28‰-8.21‰)和单斜辉石的锶同位素组成(介于0.70862-0.70979之间)表明,改造岩石圈地幔的熔体起源于深俯冲扬子板片的部分熔融.     

青藏高原羌塘西部上地幔SH波速度结构的研究

利用INDEPTH-Ⅲ台阵记录到震中距14°~19°之间的一个中深源地震事件(~220 km深), 采用三重震相波形模拟方法, 得到了青藏高原羌塘西部地区上地幔一维S波速度结构模型. 所得的上地幔SH波速度模型(ATIP)显示在上地幔190~270 km深度范围内有一速度变化达-4%左右的明显低速异常. 同时ATIP模型显示上地幔过渡带上方速度梯度小, 与前人结果一致. 结合其他地球物理研究结果, 认为羌塘西部地区软流圈顶部埋深约190 km, 岩石层不存在大规模减薄现象, 其上地幔结构与稳定欧亚大陆地幔类型相类似.     

原始上地幔的Os同位素组成

利用幔源橄榄岩包体及造山带橄榄岩的锇同位素＾１８７Ｏｓ／１８８Ｏｓ比值与主量元素Ａｌ２Ｏ３含量相关的特点,获得了原始上地幔的锇同位素＾１８７Ｏｓ／＾１８８Ｏｓ比值为０．１２６￣０．１２７,落在ｕｃｋ和Ａｌｌｅｇｒｅ的原始地幔锇同位素组成（ＡＬＭ）范围内,与Ｙｉｎ的Ｒｅ－Ｏｓ体系均一源（ＮＵＲ）的锇同位素组成接近,显示原始地幔的同位素＾１８７Ｏｓ／＾１８８Ｏｓ比值可能低于普通球粒陨石和顽火辉石球粒陨     

中国东部幔源岩石的氧同位素激光探针分析

对中国东部新生代玄武岩中橄榄岩包体的巨晶矿物的激光探针氧同位素分析结果表明,大多数矿物的δ＾１８Ｏ值与世界范围值一致,单斜辉石－橄榄石和斜方辉石－橄榄石矿物对的氧同位素测温给出了阳离子配分温度计一致的温度。虽然,中国东部大陆岩石圈地幔处于封闭体系条件下的氧同位素平衡状态。     

太行山中南段早白垩世岩石圈地幔的水含量:对华北克拉通破坏的动力因素的制约

已有的研究表明,华北克拉通东部的岩石圈地幔在克拉通破坏峰期(早白垩世)时是高度富水的,水化造成的岩石圈强度的显著降低为克拉通破坏提供了前提.古生代以来华北克拉通经历的大洋板块南向、北向和西向的俯冲都可能造成其水化.为了查明造成水化的主导过程,本文对太行山中南段符山早白垩世高镁闪长岩中的橄榄岩包体进行了水含量的测定.数据显示,太行山早白垩世岩石圈地幔的含水量(~40 ppm)远低于华北东部同期的岩石圈地幔(1000ppm).这些结果直观地表明,华北东部早白垩世岩石圈地幔的高水含量主要是由西向俯冲的太平洋板块造成的.从这个角度来说,华北克拉通破坏的主要动力因素可能是太平洋板块俯冲.