上地幔中的岩浆混合作用: 东太平洋海隆13°N附近玄武岩高Mg# 橄榄石内熔体包裹体证据

洋中脊玄武质岩浆中早期结晶产物: 高Mg#橄榄石常捕获有早期熔体, 从而形成熔体包裹体. 这些熔体包裹体记录了岩浆早期演化的重要信息. 本研究获得的东太平洋海隆(EPR) 13°N附近5个站位玄武岩具有很小的K/Ti (0.07~0.12), Tb/Lu (1.72~1.84), Sm/Nd (0.310~0.332)变化范围和相似的稀土元素配分型式, 说明亏损上地幔源区具有相似的矿物组成. 结合前人的Sr和Nd同位素分析结果表明这些玄武岩未经受明显的洋壳混染作用. 通过对校正橄榄石分异和“铁丢失”作用后获得的65个初始熔体包裹体组成分析, 表明这些熔体包裹体具有较寄主玄武岩高的MgO含量, 因此, 可能是寄主岩浆早期不同演化阶段的产物, 从而能够指示岩浆较早期阶段的演化过程. 寄主玄武岩尚处于橄榄石+斜长石共结结晶阶段, 但熔体包裹体具有较寄主玄武岩更高的CaO/Al₂O₃比值, 且该比值与MgO正相关和Na₂O负相关的事实表明寄主玄武岩经历了较高压下的单斜辉石结晶分异. 同时, 根据单斜辉石结晶和熔体包裹体液相线组成计算其平均结晶压力为(0.83±0.25) GPa, 说明这些熔体包裹体平均捕获于洋底以下~24 km左右的上地幔中. 熔体包裹体的Ca₈/Al₈, Na₈与Fe₈ 之间良好的负相关性, 及其明显高于寄主玄武岩的Ca₈/Al₈, Na₈, Fe₈和K/Ti变化范围, 显示这些熔体包裹体形成于不同熔融程度和深度的岩浆混合作用. 另外, 根据寄主玄武岩和熔体包裹体Ca₈/Al₈, Na₈, Fe₈和K/Ti的变化范围和平均值, 这些玄武质岩浆仍需要在洋壳中经历其他组成端元的岩浆混合作用. 由此可见, 洋中脊玄武岩斑晶内熔体包裹体组成的多样性并不都反映岩浆在洋壳内的混合和结晶作用, 形成于上地幔压力下的橄榄石中熔体包裹体不能直接与其他矿物斑晶中熔体包裹体共同用于指示洋壳内的岩浆过程. 本次高Mg#橄榄石中熔体包裹体研究证明东太平洋海隆下部地幔中的确存在不同来源深度和熔融程度的岩浆混合作用.     

黄骅坳陷港西断裂带包裹体中氦同位素组成特征

对黄骅坳陷港西断裂带不同层位包裹体中氦同位素组成特征进行了分析. 发现包裹体中均见有幔源氦的侵入, 并受到NE向的港西断裂和NWW向的徐庄子断裂的控制, 幔源氦的侵入时间主要为新近纪. 幔源氦的侵入与构造活动密切相关, 研究区具有强烈的岩浆活动, 具有幔源气体良好的物源; 而且开启性好但延伸性不佳的港西断裂和开启性差但延伸性好的徐庄子断裂结合, 组成了幔源无机气上涌的良好通道. 幔源氦的异常中心位于两条断裂的交汇处, 并向四周减低. 在幔源氦的异常中心发现了高纯度的无机二氧化碳气田. 包裹体内氦同位素的组成特征对无机成因气藏的勘探以及构造活动性的研究具有重要意义.     

普光气田中高密度甲烷包裹体的发现及形成的温度和压力条件

根据包裹体均一温度测定和激光拉曼光谱分析,在普光气田三叠系储层中发现一批高密度甲烷包裹体,其均一温度Th=-117.5~-118.1℃,相对应的密度分别为0.3455～0.3477g/cm3,测定的甲烷包裹体的拉曼散射峰v1位移主要为2911~2910cm?1,也反映甲烷包裹体密度很高.样品中与甲烷包裹体主要共生的盐水包裹体均一温度Th=170~180℃,结合拉曼光谱分析的甲烷包裹体组成,用PVTsim软件模拟高密度甲烷包裹体在地质历史中的捕获压力达153~160MPa以上.观测数据表明,普光气田目前虽然为常压气藏,储层中流体压力在56~65MPa左右,但在白垩纪时期原油裂解气大量产出阶段可能形成高压.高密度甲烷包裹体的发现,为气藏在地质历史中的超压现象提供了重要证据.同时,根据拉曼光谱分析,发现部分高密度甲烷包裹体含少量H2S,CO2和重烃等信息,也揭示了包裹体捕获的地球化学环境可能与H2S的生成有关.甲烷包裹体的观测结果为研究油裂解气藏的压力条件和探讨H2S成因的硫酸盐化学反应(TSR)提供了依据.     

岩浆成因夕卡岩的实验证据

近年来,在我国某些夕卡岩矿床中,已发现一部分夕卡岩属岩浆成因和岩浆-流体成因。我们请李院生测定了小铜官山石榴石夕卡岩里的石榴石中的包裹体均一温度:一组为熔融包裹体,均一温度介于1050—1150℃,另一组为多相包裹体,一般分布在850—980℃之间,也证明岩浆成因夕卡岩在自然界存在。但是,迄今还没有人提供它的实验证据。本文是针对夕卡岩能否直接由岩浆析出的问题完成的部分实验结果的总结。     

阿尔卑斯型铬铁矿中岩浆包裹体的发现及其意义

近20年来,国内外陆续有研究者报道了蛇绿岩套阿尔卑斯型铬铁矿中有含水溶液流体包裹体、气液包裹体、全结晶化硅酸盐熔体包裹体和晶体-流体包裹体。最近,作者在我国西部西准噶尔地区萨尔托海阿尔卑斯型铬铁矿中,又进一步发现了原生含玻璃相和晶相子矿物的岩浆包裹体,这对研究蛇绿岩中豆荚状铬铁矿的形成条件及成因有着重要意义。     

细碧岩岩浆成因的最新证据——北祁连山下古生代辉石细碧玢岩单斜辉石斑晶中发现原生富钠质岩浆包裹体

海相火山岩系的重要组成部分——细碧-角斑质火山岩组合的成因,长期以来一直处于争论之中,其焦点是钠质的来源问题。作者等曾根据在细碧-角斑岩中发现无序-过渡型钠长石,以及在石英角斑岩石英斑晶中发现原生富钠质岩浆包裹体,证明细碧-角斑质火山岩极有可能是从一种富钠、富水的岩浆中结晶产出。最近,作者又于甘肃省永登县石灰沟奥陶系辉石细碧玢岩的单斜辉石斑晶中发现了原生富钠质岩浆包裹体,现报道如下。     

西华山花岗岩中石榴子石的钇环带构造及其岩石学意义

西华山花岗岩以富稀土元素为特征, 尤其是第二阶段花岗岩(G-b)和第三阶段花岗岩(G-c)中钇含量很高, 除了复杂的钇矿物组合外, 石榴子石具有特殊的钇环带构造, 中心部分既富钇, 又含有多相钇矿物显微包裹体, 而晶体的边部被称为“净边”, 即钇含量很低, 而且也不含任何矿物包裹体. 我们提出, 石榴子石中心部分富钇与岩浆分异作用造成的熔体富钇是一致的; 而石榴子石的“净边”现象则可能是岩浆中越来越富流体的直接结果, 流体环境不利于稀土元素进入石榴子石晶格.     

碱性A型花岗岩中的富钍锆石:矿物学研究与岩石学意义

浙江桃花岛、青田和山东崂山A型花岗岩是中国东部沿海三个典型的燕山期碱性A型花岗岩体.利用电子探针对这些花岗岩中锆石的内部结构和矿物成分进行了分析,结果显示大部分所观察到的锆石颗粒都由两部分组成.一部分显著富钍,ThO2含量大于1%,最高达10.1%,超过了前人实验获得的锆石中钍的溶解极限值(ThO2=5.5%±2.5%),且ThO2/UO2＞2,而另一部分则贫钍,ThO2含量小于1%,但该区域以包含微米级钍石包裹体为特征,并常伴有微小的孔洞.同时进行的初步对比研究发现,铝质A型花岗岩中的锆石ThO2含量一般小于1%,ThO2/UO2＜2,并且不含任何钍石包裹体.锆石成因矿物学特征表明,富钍锆石可以看作为碱性A型花岗岩的标志性副矿物之一.锆石的富钍性源于其原始岩浆,预示其深源特点.因此,碱性A型花岗岩中高度富钍锆石形成于深源、高温、富钍岩浆的早期结晶阶段;岩浆分异至晚期出现流体相富集,富钍锆石受到流体作用发生溶解重结晶作用,导致低钍锆石和钍石包裹体共生现象.     

普光气田中高密度甲烷包裹体的发现及形成的温度和压力条件

根据包裹体均一温度测定和激光拉曼光谱分析, 在普光气田三叠系储层中发现一批高密度甲烷包裹体, 其均一温度Th=−117.5~−118.1℃, 相对应的密度分别为0.3455～0.3477 g/cm³, 测定的甲烷包裹体的拉曼散射峰v1位移主要为2911~2910 cm⁻¹, 也反映甲烷包裹体密度很高. 样品中与甲烷包裹体主要共生的盐水包裹体均一温度Th=170~180℃, 结合拉曼光谱分析的甲烷包裹体组成, 用PVTsim软件模拟高密度甲烷包裹体在地质历史中的捕获压力达153~160 MPa 以上. 观测数据表明, 普光气田目前虽然为常压气藏, 储层中流体压力在56~65 MPa左右, 但在白垩纪时期原油裂解气大量产出阶段可能形成高压. 高密度甲烷包裹体的发现, 为气藏在地质历史中的超压现象提供了重要证据. 同时, 根据拉曼光谱分析, 发现部分高密度甲烷包裹体含少量H₂S, CO₂和重烃等信息, 也揭示了包裹体捕获的地球化学环境可能与H2S的生成有关. 甲烷包裹体的观测结果为研究油裂解气藏的压力条件和探讨H₂S成因的硫酸盐化学反应(TSR)提供了依据.     

粤北瑶岭-梅子窝钨矿He-Ar同位素地球化学:对华南燕山期壳幔作用过程与成矿的制约

粤北瑶岭-梅子窝钨矿成矿阶段形成的黄铁矿等矿物流体包裹体的He和Ar同位素丰度及比值分析表明,其4He的含量变化大,为(1.54～2609)×107cm3STP/g,3He的含量为(0.759～3.463)×1012cm3STP/g,3He/4He的比值为0.0043～4.362Ra,介于幔源与壳源He之间;40Ar含量为(0.624～8.89)×107cm3STP/g,40Ar/36Ar比值变化大,在330～2952之间,介于大气氩与壳源或幔源放射性成因氩之间.成矿流体中有幔源He的加入,幔源He的平均含量为22%,最高可达67%,显示幔源流体在成矿过程中起了重要的作用;He和Ar同位素分异说明除幔源流体参与成矿外,富含4He的壳源改造型饱和大气水参与了成矿,成矿流体为幔源流体、壳源岩浆流体和改造型饱和大气水以不同比例混合的流体.幔源流体参与成矿表明,华南燕山中期(约150～160Ma)包括瑶岭-梅子窝钨矿在内的大规模的W,Sn成矿作用是壳幔相互作用的结果.     

我国东南沿海地区地幔流体性质及其意义

地幔流体在研究地幔物质成分、交代作用、部分熔融等深部地球化学过程的重要性,已越来越受到重视.由Roedder定义的地幔流体包括熔体和挥发分两者在内(主要是CO_2、硅酸盐熔体、硫化物熔体).Roedder首先发现地幔岩中原生和次生两类CO_2流体包裹体,彭礼贵报道了阿尔卑斯型橄榄岩中又一类全晶化岩浆包裹体,其成分相当于超镁铁质橄榄岩.     

碱性A型花岗岩中的富钍锆石: 矿物学研究

浙江桃花岛、青田和山东崂山A型花岗岩是中国东部沿海三个典型的燕山期碱性A型花岗岩体. 利用电子探针对这些花岗岩中锆石的内部结构和矿物成分进行了分析, 结果显示大部分所观察到的锆石颗粒都由两部分组成. 一部分显著富钍, ThO₂含量大于1%, 最高达10.1%, 超过了前人实验获得的锆石中钍的溶解极限值(ThO₂2=5.5%±2.5%), 且ThO₂/UO₂>2, 而另一部分则贫钍, ThO₂含量小于1%, 但该区域以包含微米级钍石包裹体为特征, 并常伴有微小的孔洞. 同时进行的初步对比研究发现, 铝质A型花岗岩中的锆石ThO₂含量一般小于1%, ThO₂/UO₂<2, 并且不含任何钍石包裹体. 锆石成因矿物学特征表明, 富钍锆石可以看作为碱性A型花岗岩的标志性副矿物之一. 锆石的富钍性源于其原始岩浆, 预示其深源特点. 因此, 碱性A型花岗岩中高度富钍锆石形成于深源、高温、富钍岩浆的早期结晶阶段; 岩浆分异至晚期出现流体相富集, 富钍锆石受到流体作用发生溶解重结晶作用, 导致低钍锆石和钍石包裹体共生现象.     

油气包裹体中水的检出及其意义

利用显微红外光谱技术, 对准噶尔盆地西北缘断裂带地区储层中的油气包裹体进行了精细分析, 发现其中普遍含有不等量的水, 油气包裹体在形成时有水的参与. 此外, 赋存在同一寄主矿物中, 属于同一成藏期次形成的不同包裹体之间, 水/油的相对比例变化显著, 而CH₃/CH₂变化不明显, 这可能是油气“幕式成藏”的真实记录.     

江西漂塘钨矿成矿流体来源的He和Ar同位素证据

江西漂塘钨矿是华南钨矿的一个典型代表, 对该矿床主成矿阶段形成的黄铜矿、黑钨矿样品进行了流体包裹体He和Ar同位素组成测定, 结果表明, 成矿流体的3He/4He值为0.17~ 0.86 R/Ra, ⁴⁰Ar/³⁶Ar值为354.5~590.7. 根据这些样品的He和Ar同位素组成特征, 即³He/⁴He比值介于地壳(0.01~0.05 R/Ra)和饱和大气水(1 R/Ra)之间, 明显低于地幔的³He/⁴He比值(6~9 R/Ra), 而⁴⁰Ar/³⁶Ar稍高于大气饱和水的Ar同位素组成, 结合与成矿有关的花岗岩体及矿床中锂元素含量特征, 认为漂塘钨矿成矿流体以混有部分饱和大气水的地壳流体为主, 没有明显的幔源流体参与.     

盐源斑岩铜矿流体包裹体中黄铜矿子矿物的发现

有关斑岩铜矿多相流体包裹体的研究一直受到国内外地质学者的高度关注。80年代初,国外依据扫描电子显微镜技术,发现美国西部一些斑岩铜矿床的流体包裹体中含有黄铜矿子矿物。然而,有关这方面的研究成果,至今在国内还没见报道。近年来我们在对四川盐源斑岩铜矿床开展地质和地球化学研究的基础上,对流体包裹体进行了深入研究,利用电子探针发现多相流体包裹体中除NaCl子矿物外还普遍含有黄铜矿子矿物,从而确定成矿流体是一种铜含量很高的高矿质流体。     

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。     

伟晶岩绿柱石熔融包裹体电子探针成分分析及锌尖晶石的发现

运用电子探针测定了新疆可可托海及湖南幕阜山伟晶岩绿柱石中熔融包裹体子矿物成分,鉴定出绿柱石,锌尖晶石,云母,石英,磁铁矿等１０种矿物并组成不同矿物共生组合,其中锌尖晶石在国内外属首次发现,它有２种存在形式,研究成果证明伟晶岩存在局部岩浆分异作用,岩浆具不混溶性和非均匀性。此成果对岩浆岩,地幔岩及陨石研究均具有重要的实用意义。     

锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约

锆石U-Pb定年是同位素年代学研究中最常用的方法, 如何对所得到的年龄值给予合理的地质解释是锆石U-Pb年代学研究的重点. 本文对近年来锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约方面有关的进展进行了系统的总结和评述. 不同地质环境中形成的锆石具有不同的结构类型: 岩浆锆石具有典型的振荡环带和/或扇形分带结构; 变质锆石有其特征的内部结构, 主要有无分带、弱分带、云雾状分带、扇形分带、面状分带和斑杂状分带等, 不同成因变质锆石具有其特征的内部结构特点. 岩浆锆石的微量元素特征与其岩石类型有关, 从超基性岩到酸性岩中的锆石的微量元素含量逐渐升高; 不同成因变质锆石具有不同的微量元素特征, 变质锆石的微量元素特征可以反映变质锆石的形成环境. 通过锆石与石榴石之间微量元素的配分, 可以很好地确定含石榴石的高级变质岩中变质锆石形成的具体P-T条件. 锆石中原生包裹体矿物组成同样可以为锆石的形成环境提供明确的限定. 因此, 在进行锆石U-Pb定年的同时, 对锆石进行显微结构、微量元素特征和矿物包裹体成分等方面的综合研究, 限定锆石的形成环境, 能够为锆石U-Pb年龄的合理解释提供有效的制约.     

大陆年轻火山岩中~(230)Th-~(238)U体系不平衡:腾冲和五大连池火山岩的证据

同位素示踪是研究岩浆作用过程和演化的一个重要方法。它们包括铅同位素、锶同位素、钕同位素和铀系同位素等。其中,铀系同位素独具一格,更直接地提供火山喷发前岩浆活动的信息,更适合于研究火山喷发前的岩浆活动过程和300Ka内的火山喷发事件。许多科学工作者已经利用铀系不平衡研究岩浆作用过程并发表了一些有意义的论文。多数研究对象是     

大别山超高压变质带白片岩中的流体包裹体

大别山花凉亭白片岩是一种特殊类型的富镁铝超高压变质岩，其原岩为长英质岩脉，后又在榴辉岩相变质过程中被高压流体交代。根据白片岩中赋存的流体包裹体研究结果，初始高压流体为含CO2的水溶液，证明超高压变质阶段存在CO2－H2O流体；假次生H2O溶液包裹体是在超高压折返阶级被捕获的，而次生H2O包裹体应与超高压折返最晚演化阶段有关。