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.     

碾子山A型花岗岩两阶段水-岩相互作用的氧同位素证据

利用常规BrF5法和激光探针技术对中国东部有代表性的中生代碾子山A型花岗岩全岩、石英、碱性长石、磁铁矿以及锆石进行了系统的氧同位素分析。与造岩矿物δ^18O值变化范围相对较大（＞3．0‰）形成鲜明对照的是,锆石样品δ^18O值的分布相对较为集中（3．12‰－4．19‰）并明显偏低。表明该岩体曾先后经历过两阶段的水－岩相互作用。早期与海水发生过高温同位素交换的下部洋壳通过板块俯冲发生低程度部分熔融衍生出低δ^18O值的A型花岗岩浆。在岩浆期后高温亚固态条件下花岗岩与大气降水之间发生第2次同位素交换。第1阶段的水－岩交换导致碾子山A型花岗岩源岩δ^18O值明显低于正常地幔氧同位素组成变化范围。第2次水－岩朴素作用则造成锆石与造岩矿物之间不平衡的氧同位素分馏。     

矿物反应与氧同位素平衡——方解石-橄榄石体系的实验研究

利用矿物反应方法确定产物之间的稳定同位素分馏系数尚不多见.已知的例子是通过氧化铁橄榄石形成石英和磁铁矿,从而直接得到这两个产物矿物之间的氧同位素分馏.这个实验的结果已被后来的同位素交换反应实验数据所证实.本文报道利用白云石同透门石在680℃和5kb条件下的反应形成方解石和镁橄榄石所得到的氧同位素分馏结果.     

南极格罗夫山陨石GRV 99027: 一个新的火星陨石

报道我国第16次南极考察队回收的GRV 99027火星陨石的岩石学、矿物化学和氧同位素组成. 该陨石由嵌晶结构和粒间结构两部分组成, 其中粒间结构区域以含长石和磷酸盐, 以及橄榄石和斜方辉石富FeO为特征, 明显不同于嵌晶结构区域. GRV 99027陨石的上述岩石矿物学和氧同位素组成等特征与已知的3个二辉橄榄岩质火星陨石相同. 据此, 将该陨石划分为第4块二辉橄榄岩质火星陨石.     

鲁西中生代金岭闪长岩中纯橄岩和辉石岩包体的发现及其意义

鲁西中生代金岭岩体闪长岩中含有众多的深源捕虏体, 主要为纯橄岩和辉石岩. 其中纯橄岩又可分为两亚类, 一类具板状结构, 橄榄石的Mg#值(93~94)高; 另一类具变质变形结构, 并叠加有矿物反应结构, 橄榄石的Mg#值(86~87)低. 矿物化学表明前者可能来源于古老的岩石圈地幔, 后者曾遭受过富硅钾质熔体的改造. 辉石岩中矿物出溶结构的存在、辉石较高的Mg#值以及较高的平衡温度均暗示该类捕虏体可能为中生代幔源岩浆在上地幔顶部或壳幔边界附近形成的堆积体.     

山东临朐玄武岩的Nd、Sr、Pb同位素体系

山东西部临朐地区有广泛的新生代玄武岩出露,它产出在紧靠郯庐断裂带的西侧,岩性以碱性橄榄玄武岩和碧玄岩为主,主要矿物是钛辉石、橄榄石和斜长石。喷发时代为第三纪中新世,同位素年龄集中在10—19百万年。为了评述这些玄武岩的成因,我们测定了四个玄武     

山东昌乐-临朐玄武岩中单斜辉石巨晶及地幔捕掳体的He-Ar同位素地球化学

对华北东部昌乐-临朐新生代玄武岩中的单斜辉石巨晶及其所携带的橄榄岩-辉石岩捕掳体进行了系统的岩石地球化学和稀有气体同位素研究, 旨在为华北东部岩石圈地幔的演化提供制约. 稀有气体同位素研究结果显示, 与寄主玄武岩有成因联系的单斜辉石巨晶、二辉石岩和纯橄岩都具有比MORB略低的He同位素比值（分别为7.0~7.7, 7.4和7.0~7.7 Ra）和接近大气特征的Ar同位素比值; 来自岩石圈地幔碎片的二辉橄榄岩和异剥橄榄岩的橄榄石也具有同样特征的He （7.0~7.6 Ra）和Ar同位素比值, 并且与其部分熔融程度无关, 指示这个地区的岩石圈地幔受到过来自地壳衍生熔体的交代. 二辉橄榄岩和异剥橄榄岩中单斜辉石和斜方辉石具有较低的He含量、³He/⁴He比值（2.3~7.1 Ra）, 结合样品岩石学及前人地球化学研究成果, 推测交代华北克拉通之下新生代岩石圈地幔的熔体可能来自于太平洋板块的俯冲.     

曼桂陨石的岩石矿物学和冲击变质特征

曼桂陨石是2018年6月降落在云南省西双版纳傣族自治州的目击降落型陨石.陨石样品具有新鲜的熔壳,内部呈浅灰色,可见黑色冲击熔融细脉.该陨石主要由橄榄石、辉石、长石以及较少的铁镍金属、陨硫铁、磷灰石等组成.手标本虽可见球粒特征,但背散射电子图像显示球粒界线模糊,残余球粒为斑状橄榄石球粒,基质呈现强烈重结晶特征,次生长石粒度较大,橄榄石和辉石的化学成分均一,可判定其岩石类型为6型.橄榄石的平均Fa值为25.1±0.3(n=71),辉石的平均Fs值为21.1±0.3(n=58),金属含量低,属于L化学群.因此,曼桂陨石是L6型普通球粒陨石.曼桂陨石遭受过强烈的冲击,冲击熔脉和熔融囊广泛发育,熔脉宽度可达600μm.熔脉内及边部的长石已经转变成熔长石,且部分长石转变成硬玉;发现辉石的镁铁榴石高压相,与硬玉伴生.根据这些强烈冲击变质特征,将曼桂陨石的冲击变质强度划分为S5级.尚未在熔脉及边部发现橄榄石、磷酸盐的高压相矿物.这些高压矿物相的缺失,可能是由于该陨石在冲击熔融后的冷却速率较慢,形成的高压相矿物发生了退变质.这些特征表明,曼桂陨石经历过强烈的撞击熔融事件,为研究其母体的撞击历史和高压相的形成机制提供了重要标本.     

大别山北部榴辉岩的发现及其岩相学特征

大别山北部造山带变质地区发现新鲜的榴辉岩头是最新发现,这些榴辉岩产于面理化的橄榄岩中,外围是条带状的片麻岩,主要矿物成分为绿辉石、石榴子石、透辉石、斜方辉石、金红石、尖晶石、橄榄石、刚玉、石英、角闪石、斜长石及不透明矿物;根据岩相学的研究,早期的矿物组合为绿辉石,石榴子石,金红石,大别山北部地区榴辉岩的发现,表明大别山北部变质岩带曾经深俯部并且受到过超高压变质作用,这无论是对了解大别山北部超镁铁岩     

鲁西富钾火山岩和煌斑岩的40Ar-39Ar定年及源区示踪

高精度的^40Ar-^39Ar定年结果表明,鲁西富钾火山岩的形成年龄为124．3－114．7Ma,煌斑岩的形成年龄为119．6Ma,富钾火山岩的^87Sr-^86Sr值较高（0．708715－0．711418）,εNd值显著偏低（－11．47－－17．54）,并富放射成因铅（^206Pb/^204Pb=17．341－17．622,^207Pb/^204Pb＝15．525－15．538,^208Pb/^204Pb＝37．563－37．684）,与富钾火山岩一样,煌斑岩也具有显著低偏的εNd值（－11．57－－19．64）,根据富钾火山岩全岩与从全岩中分离出来的单斜辉石单矿物具有一致的Sr,Nd和Pb同位素组成,结合区域范围内岩石产出构造背景的分析,以及同时代相关岩Sr和Nd同位素组成的广泛对比,表明它们最可能起源于俯冲陆壳在地幔源区发生混杂和交代作用时所形成的富集型地幔的部分熔融体。     

安徽庐江陨落的石陨石

对１９９４年陨落在安徽省境内的庐江陨石的陨落情况,矿物相组成,球粒,冲击变质现象及其氧化现象等进行了介绍,组成该陨石的矿物有：橄榄石,古铜辉石等。根据矿物学和岩石学特征,初步确定该陨石化学岩石类型为Ｌ１６。     

安徽庐江陨落的石陨石

对1994年陨落在安徽省境内的庐江陨石的陨落情况、矿物相组成、球粒、冲击变质现象及其氧化现象等进行了介绍. 组成该陨石的矿物有:橄榄石、古铜辉石、透辉石、斜顽辉石、斜长石、白云母、金云母、白磷钙矿、铁纹石、镍纹石、陨硫铁、铬铁矿、钛铁矿和铁的氧化物等. 根据矿物学和岩石学特征,初步确定该陨石化学岩石类型为LL6.     

中国东部新生代碱性玄武岩橄榄石斑晶中含CH_4熔体包裹体的发现及其地质意义

碱性玄武质岩浆起源于上地幔或者更深处,是了解地幔物质组成的重要窗户.熔体包裹体是主矿物在结晶过程中被捕获的,不易受到后期地质作用的影响,最早结晶的矿物橄榄石所捕获的熔体可以有效地记录原始岩浆的物理化学信息.在此次研究中,利用激光拉曼光谱(LA-Raman)对华北克拉通东部山东杨庄新生代碱性玄武岩橄榄石中,73个熔体包裹体内的气体组分进行了原位分析,并利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)对寄主橄榄石的主微量元素进行了测试.结果显示,熔体包裹体中含有高含量的CH4等烃类,而且含有石墨和碳酸盐等矿物,这为CH4在上地幔高温高压条件下能够稳定存在提供了直接证据,也表明中国东部地幔存在低氧逸度的区域.橄榄石斑晶具有高Ni,高Fe/Mn比值的特点,指示源区可能存在辉石岩组分.结合其他地球化学和地球物理资料,西太平洋板块对中国东部岩石圈地幔的俯冲效应可以很好地解释玄武岩源区存在辉石岩组分和CH4富集特征的现象.CH4是深部碳的重要存在形式之一,太平洋板块俯冲作用可能是中国东部深部碳循环重要的动力学机制.     

天然气水合物伴生的沉积物碳、氧稳定同位素示踪

对取自东北太平洋Oregon州海岸俯冲增生楔，天然气（甲烷）水合物脊上南北两端的两组钻孔沉积物样品全岩碳和氧稳定同位素分析，测得δ13C和δ18O值大于多在－29．81‰－48．2‰（PDB）和2．56‰－4．28‰（PDB）之间，数值落在“冷喷气孔附近典型的受甲烷气影响的碳酸盐矿物”区内，显示这类沉积物的全岩碳，氧稳定同位素特征已明显不同于一般海相碳酸盐类矿物， 它们已受到了沉积物中甲烷水保物的形成和演化的影响，此外，两处钻孔均显示出δ13C随深度增加而增加，δ18O随深度增加而减少的趋势，这种变化趋势认为主要是由于钻孔不同深度位置甲烷的缺氧氧化作用（AOM）强度和水合物形成过程中氧同位素的分馏作用而造成的，沉积物的这种碳，氧稳定同位素特殊性，认为可作为一个识别标志应用于其他海区，以确定或探索海底沉积物中是否存在天然气水合物。     

地幔转换带橄榄石高压相变实验研究

橄榄石是上地幔的主要矿物之一,它的相变对于认识地幔不连续面的成因,整个地幔的物质组成和演化、地幔对流、俯冲板片深源地震等地球深部动力学问题具有重要意义.本研究使用中国地质大学地球深部研究实验室多面砧压机进行了2种成分的橄榄石(Fo100和Fo90)在压力为14.1～20GPa,温度为1400℃的相变实验研究.压力为14.8～15.6GPa时,Fo90和Fo100均转变为瓦兹利石(α);而在14.1GPa实验中,Fo90完全转变为瓦兹利石,Fo100则仍为橄榄石(α).瓦兹利石具有2种产状:破碎的粒状结构(粒度大于100μm)和微晶集合体(微晶粒度小于10μm).瓦兹利石拉曼谱图中显示722～723和917～919cm-1特征峰.随着压力升高,实验产物中出现更多的呈微晶集合体结构产出的瓦兹利石,表明实验压力离橄榄石相变边界越远,瓦兹利石成核密度越大,导致体系Gibbs自由能下降,高压相矿物颗粒生长受到抑制.但由于瓦兹利石成核活化能很小,因此实验产物中均有大量呈微晶集合体产出的瓦兹利石.实验产物的显微结构特征对解释陨石中出现瓦兹利石的产状提供高温高压实验启示.压力为19.5和20GPa时实验产物为林伍德石(γ),其中压力为19.5GPa的实验中Fo100中瓦兹利石和林伍德石共存.实验产物林伍德石为自形粒状(颗粒度为10～20μm),三联点结构发育.798和840cmμ1为林伍德石的拉曼特征峰.综合本次研究以及前人地震探测结果表明,中国东部上地幔复杂结构无法用单一的橄榄石体系相变来解释,其他矿物(如辉石-石榴石)的相变及其与橄榄石体系相变的相互影响可能导致了该地区上地幔具有复杂的结构.因此进一步开展复杂体系(如橄榄石+辉石体系)的高温高压相变实验研究,并在已有地球物理探测成果的基础上建立合理的地质-岩石学模型,对探讨中国东部地区上地幔复杂结构形成的物理机理,影响因素及其深部动力学机制具有重要意义.     

大别山-苏北榴辉岩带氧同位素特征及其地质意义

从80年代中后期开始,涉及同位素的资料多限于对榴辉岩形成年代的测定,谢窦克仅报道了安徽境内岳西地区榴辉岩中矿物的氧同位素组成,而研究整个榴辉岩带同位素地球化学特征的报道至今都还没有出现过.本文将根据13个样品的氧同位素分析数据简要报道大别山-苏北榴辉岩带的氧同位素组成和温度特征,并初步讨论全岩δ~(18)O值变化的原因及其在大地构造学上的某些意义.     

大别山道士冲地区辉石岩锆石的氧同位素组成:壳幔相互作用的新信息

利用离子探针技术测定了大别山道士冲地区燕山期（约145Ma）辉石岩中锆石的氧同位素组成,结果表明,无论是单个锆石内部还是不同锆石之间,氧同位素比值都是均一的,表现出富集18O的特征:δ18O值为7.66‰±0.46‰（1SD,1σ=0.10,n=22）.高δ18O值特征表明辉石岩的幔源母岩浆经历了与地壳物质的相互作用,结合前人的地球化学研究来看,壳幔相互作用的方式是源区混合而不是地壳混染.壳幔相互作用的发生和辉石岩母岩浆的形成都是在燕山期,时间间隔最多为几百万年.参与壳幔相互作用的地壳端元是基性下地壳,辉石岩母岩浆中可能含有相当大比例（>37％）的基性下地壳组分.     

α-UO_3氧同位素分馏的重新计算

铀是大半径大原子量的元素,故学者们一致认为,其氧化物应是非常贫~(18)O的矿物,被排在δ~(18)O矿物富集顺序表的最底端.Hattori和Halas利用矿物内部力场数据和低温热容数据计算了UO_2和α-UO_3的氧同位素分馏方程,这是至今为止为数不多的光谱-热容模式法计算的例子.但仔细检查计算的结果,会发现其中的矛盾:α-UO_3和UO_2的力常数数据列于表1.从力常数可看出,α-UO_3的k_2与UO_2相差不大,而k_1则远远大于UO_2的K值,F值也以α-UO_3.为高,但计算结果中,α-UO_3却具有比UO_2更低的氧同位素分馏.众所周知,化学键键力越强,结     

吉林陨石雨中氧同位素丰度的研究

陨石中氧同位素研究是了解太阳系形成演化的重要手段。随着岩石矿物中氧同位素分析技术的发展,月岩、陨石中氧同位素的研究也日益深入。1965年Taylor等用氟法分析了各类球粒陨石及其所含矿物中的氧同位素组成,比较了地球物质与陨石的氧同位素分析数据,由此得出陨石起源与历史的一些推论。七十年代初,随着氧同位素地质温度计工作的开展,氧同位素进一步用来作为“宇宙测温计”。对于平衡球粒陨石及碳质球粒陨石的形成温度等进     

钙钛矿的氧同位素分馏

钙钛矿(CaTiO_3)是金伯利岩中的特征副矿物,偶尔可以成为主要组成矿物.它也常以副矿物形式存在于许多碱性岩和某些变质岩中.具有钙钛矿结构的硅酸盐是下地幔的重要组成矿物.因此,理解钙钛矿的氧同位素分馏性质不仅对于含这种矿物的地壳地幔岩石的地质测温和热历史探索,而且对于地幔的化学结构研究具有重要意义.然而,至今尚未有人对钙钛矿的氧同位素分馏进行深入系统的研究.仅加拿大的Gautason等对方解石-钙钛矿之间的氧同位素分馏做了初步实验测定.本文根据作者建立的增量方法,从理论上计算了钙钛矿的氧同位素分馏.