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.     

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.     

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。     

山东临朐新生代地幔捕虏体中的流体/熔体包裹体：软流圈-岩石圈相互作用的信息

橄榄岩捕虏体中的流体(熔体)包裹体是研究地幔流体的最直接样品. 应用流体包裹体显微测温学和激光拉曼技术, 研究了山东临朐乔山地幔橄榄岩捕虏体中的各类流体(熔体)包裹体(早期富CO₂流体包裹体和碳酸盐熔体包裹体, 晚期富CO₂流体包裹体和硅酸盐熔体包裹体). 其中早期富CO₂流体包裹体多为高密度纯CO₂流体包裹体, 部分含有石墨, CO, N2, 菱镁矿等多种杂质. 两期流体包裹体的最小捕获压力分别为1.42 GPa和0.80 GPa. 由于碳酸盐熔体包裹体的寄主矿物主要是斜方辉石, 据此推测碳酸盐熔体的形成可能与CO₂流体和橄榄石、单斜辉石之间的反应有关. 富CO₂流体包裹体中杂质组分的多样性说明橄榄岩曾经经历与流体/熔体灌入有关的氧化还原反应. 乔山地幔捕虏体的流体(熔体)包裹体证据说明该区陆下岩石圈地幔曾经被软流圈来源的富CO₂流体/熔体所改造.     

内蒙古大井锡多金属矿床流体成矿作用研究: 单个流体包裹体组分LA-ICP-MS分析证据

应用LA-ICP-MS分析方法进行大井矿床中心部位的锡铜矿体及黄岗梁矿床锡矿体萤石及石英中单个包裹体流体组分分析, 以包裹体流体中微量元素Rb/Sr, Sn/Cu等比值追踪大井矿床富铜及富锡流体的来源与演化. 研究结果表明大井矿床富铜流体Cu > Sn, Sr > Rb几至几十倍, 相对富集Na, 主要产出于萤石中, 流体可能来源于深源较基性岩浆. 富锡流体Sn > Cu, Rb > Sr几至几十倍, 相对富集K, 产出于石英及萤石中, 流体可能来源于浅源的花岗岩浆. 富锡与富铜两种流体在中低温-低盐度阶段强烈叠加富集成矿, 形成大井矿床中心部位锡铜富矿体, 解决了前人研究中难于解决的富锡、富铜流体成矿机理问题.     

流体包裹体中稀土元素的ICP-MS分析研究

用ICP MS测定了黔西南烂泥沟、丫他卡林型金矿床石英流体包裹体中的稀土元素含量 .研究表明 ,流体包裹体中的∑REE含量 ,以成矿晚期石英 方解石阶段最高 ,为 84 .17× 10 - 6 ;成矿期石英 黄铁矿 毒砂阶段较低 ,为 (2 .6 7～ 13.12 )× 10 - 6 .稀土配分模式显示LREE相对富集 ,HREE亏损 .从成矿期到成矿晚期 ,成矿流体都具有弱Ce负异常 ;Eu异常则不同 ,成矿晚期具有弱Eu负异常 ;而成矿期则显示弱Eu负异常到弱正异常 .     

褐帘石稀土活化对离子吸附型稀土矿床成矿的指示

古城矿床为华南地区新发现的一个同时富含轻重稀土的离子吸附型稀土矿床,矿体位于粗粒黑云母花岗岩风化壳中.褐帘石是粗粒黑云母花岗岩中一种重要的副矿物(占比约为0.09%(vol)), U-Pb年龄分析结果显示其结晶年龄为102.8±4.3 Ma.化学成分分析结果显示原生褐帘石具有富轻稀土的特征,其轻稀土、重稀土和轻稀土/重稀土比值分别为179778～189429、2165～4595 ppm(1 ppm=10–6m3/m3)和41～84.这些原生褐帘石轻稀土含量约占全岩轻稀土总量的97%,为古城矿区轻稀土元素的主要来源.褐帘石结构与成分分析指示,稀土元素的存在会导致其晶体结构中稀土元素与氧原子构成的化学键键长增加而键强减弱.在被岩浆-热液流体交代时,这些化学键发生破裂,进而导致轻稀土元素会被淋滤出来并进入到热液流体中,并在随后主要进入了氟碳钙铈矿中.综上,褐帘石被交代后形成氟碳钙铈矿的过程中轻稀土元素发生了活化、迁移和富集,且在该过程中轻稀土元素之间发生了分馏.本研究表明,原生褐帘石被热液流体交代有利于轻稀土元素的富集成矿,但对重稀土矿化的贡献较小.     

南苏鲁超高压岩石含柯石英锆石中的流体包裹体

对锆石微区性质、显微结构、激光Raman测试及阴极发光图像的研究结果表明, 南苏鲁中国大陆科学钻探工程主孔片麻岩和退变榴辉岩中的锆石均保存了与柯石英等典型超高压矿物共存于同一变质增生锆石微区中的流体包裹体, 多数为CO₂(气)-H₂O(液)两相, 且以H₂O液相为主的流体包裹体, 少数为单一的H₂O液相流体包裹体, 表明苏鲁地体的榴辉岩及其围岩在超高压变质阶段并非处于“干体系”环境, 而是处在有流体参与的相对“湿体系”环境. SHRIMP定年结果显示, 含柯石英+流体包裹体的变质增生锆石微区的U-Pb年龄为233.7±4.3 Ma, 可能代表了苏鲁地体超高压变质峰期阶段至峰后降压初始阶段锆石生长时间. 其他锆石边的U-Pb年龄为213.2±5.2 Ma, 代表角闪岩相退变质过程中锆石增生的时间. 因此, 苏鲁地体超高压岩石折返过程中的流体活动主要出现在中晚三叠世, 不过在超高压阶段依然存在流体活动. 这些结果不仅为进一步深入探讨超高压变质过程中流体性质、演化以及流体-岩石相互作用机理提供重要的信息, 而且为今后在世界各地超高压岩石中准确识别原生流体包裹体提供了新的研究方法.     

湖南骑田岭花岗岩中的原生含锡榍石: 一个重要的含锡矿物及其找矿指示意义

在湖南骑田岭花岗岩体东南部的淘锡窝钙碱性花岗岩中, 通过精细的矿物学研究, 发现了一类重要的含锡矿物——榍石, 它通常与黑云母共生, 自形, 具典型“信封状”外形, 并且内部环带构造发育, 其中的SnO₂平均含量0.43 wt%, 最高可达1.12 wt%. 分析表明, 这类榍石为岩浆阶段结晶的产物, 伴随着花岗岩结晶作用, 从岩浆中分异出的流体会交代早期矿物, 从而原生含锡榍石可部分或全部发生热液蚀变, 但仍然保留榍石特有的“信封状”外形, 在大多数情况下, 蚀变产物中可包含微粒锡石, 此外还包括钛铁矿 + 含锡金红石 + 萤石 + 石英矿物组合系列. 因此, 作为钙碱性花岗岩中的常见副矿物, 榍石是含锡矿物中的重要聚锡矿物之一, 反映了花岗岩岩浆中的初始锡富集特征, 而榍石的热液分解作用则体现了后期锡元素的迁移和聚集过程. 由此可见, 湖南骑田岭花岗岩中的原生含锡榍石不仅是一个重要的含锡矿物, 而且对找矿具有重要指示意义.     

流体包裹体中稀土元素的ICP-MS分析研究

用ICP MS测定了黔西南烂泥沟、丫他卡林型金矿床石英流体包裹体中的稀土元素含量 .研究表明 ,流体包裹体中的∑REE含量 ,以成矿晚期石英 方解石阶段最高 ,为 84 .17× 10^-6;成矿期石英 黄铁矿 毒砂阶段较低 ,为(2 .6 7～ 13.12 )× 10^-6 .稀土配分模式显示LREE相对富集 ,HREE亏损 .从成矿期到成矿晚期 ,成矿流体都具有弱Ce负异常 ;Eu异常则不同 ,成矿晚期具有弱Eu负异常 ;而成矿期则显示弱Eu负异常到弱正异常 .     

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.     

硅酸盐熔体包裹体的一种新分类

硅酸盐熔体包裹体常用的分类方法有“成因分类”和“相态分类”两种:前者按成因将包裹体分为原生、假次生、次生三类;后者根据包裹体充填物的相态,将其分为非晶质(玻璃)、结晶化和晶体-流体三类。大量实际研究表明,研究岩浆岩矿物中的硅酸盐熔体包裹体,可以有     

浙江龙游石榴石角闪岩(退变榴辉岩):华夏加里东期碰撞造山事件的新证据

在华夏地块浙江龙游地区发现了榴辉岩退变形成的石榴石角闪岩,其变质演化可分为3个阶段,分别为峰期榴辉岩相阶段(M1),矿物组合为绿辉石+石榴子石变斑晶(核部)+石英;峰后后成合晶阶段(M2),矿物组合为石榴子石变斑晶(边部)+单斜辉石变斑晶+斜长石,峰期榴辉岩相绿辉石在该阶段形成榴辉岩典型的降压分解结构;退变质角闪岩相阶段(M3),矿物组合为角闪石+斜长石,并在石榴子石边部形成角闪石和斜长石的反应边、后成合晶以及斜长石冠状体.由于强烈的退变质过程的影响,传统矿物温压计方法只能得到退变质角闪岩相的温压条件,获得T=664~691℃,P=0.68~0.73 GPa.石榴子石成分环带表明该退变榴辉岩在峰后经历了一近等温降压过程.因此,结合岩相学分析、石榴子石成分剖面和退变质角闪岩相温压数据,可作出退变质过程的顺时针P-T轨迹,与碰撞造山过程一致.故该退变榴辉岩是华夏地块加里东期碰撞造山过程的产物,是华夏地块加里东期碰撞造山事件的新证据.     

深俯冲大陆板块折返过程中的流体活动

与洋壳俯冲过程中释放大量流体引起同俯冲岛弧岩浆作用、形成石英脉和变质矿床等现象相比, 陆壳俯冲过程以相对缺乏流体为特征. 但是在深俯冲陆壳的折返过程中, 含水矿物分解、原生包裹体爆裂和结构羟基出溶能够产生可观的含水流体, 成为碰撞造山带变质作用、岩浆作用乃至成矿作用研究的重要目标之一. 根据对大别-苏鲁造山带超高压变质岩中流体活动程度和总量的研究, 发现深俯冲陆壳折返过程中的流体活动具有如下效应: (1) 弥散式流体流动导致广泛的角闪岩相退变质; (2) 隧道式流体流动在榴辉岩内部形成高压石英脉; (3) 聚集式流体流动引起上覆岩石部分熔融, 在造山带内部形成同折返岩浆岩. 由超高压矿物降压释放羟基所形成的含水流体以低盐度为特征, 并且能够形成弥散式或隧道式流体流动. 因此, 研究超高压岩石折返过程中的流体活动, 不仅对于认识陆陆碰撞造山带的地球动力学过程, 而且对理解壳幔物质再循环及其有关的岩浆作用具有重要意义.     

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。     

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。     

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.     

金刚石中流体包裹体的研究

金刚石中包裹体的研究涉及金刚石成因和地幔岩石圈性质及演化等重大问题.前人把在金刚石中找到的矿物包裹体分为橄榄岩型(P型)和榴辉岩型(E型),近年来在金刚石中又相继发现MARID、巨晶组、复杂岩石包裹体组合、石盐和高钾高氯包裹体.Navon等和Martin在博茨瓦纳和扎伊尔的立方体金刚石中及包壳金刚石的包壳中发现了显微流体包裹体,并分析了其流体组分,该流体代表了这种金刚石生长环境中的流体介质性质.流体包裹体的发现,更把金刚石包裹体和地幔流体相物质研究联系起来,引起广大国内外学者的关     

A型花岗岩中流体的分异聚集:副矿物证据

对青岛崂山高度演化的Ａ型花岗岩体进行的副矿物研究表明，该岩体演化至晚期时存在流体分异和聚集现象．分异出的流体富含稀土元素、高场强元素（Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｈ，Ｕ，Ｙ等）和挥发组分（Ｆ，Ｐ，ＣＯ_２。等）．流体作用的参与使花岗岩中的副矿物组合发生了明显的变化，尤以ＲＥＥ-Ｎｂ-Ｙ－Ｔｈ独立矿物在晚期相中大量结晶为特征．晚期富集流体可能是Ａ型花岗岩（最起码是高度分异的Ａ型花岗岩）的普遍特征．     

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.