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     

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

<正>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.     

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.     

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.     

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。     

金刚石中首次发现高钾高氯包体

金刚石包体研究涉及金刚石成因和地幔岩石圈演化等重大问题。过去把金刚石中找到的包体矿物分为两组:橄榄岩组和榴辉岩组。近年相继发现MARID(云母-角闪石-金红石-钛铁矿-透辉石)组和巨晶组。最近,Navon等和Ozima等报道了富K、CO_2和H_2O的     

华北中生代玄武岩中地幔橄榄石捕虏晶: 对岩石圈地幔置换过程的启示

山东方城玄武岩(125 Ma)中发现罕见的具有明显环带结构的橄榄石. 橄榄石中心部分的组成(Mg# = 87.2~90.7)类似于华北新生代玄武岩携带的橄榄岩捕虏体中橄榄石的组成, 其边缘部分(Mg# = 76.8~ 83.9)接近于玄武岩中斑晶橄榄石的组成(75.7~79.0). 橄榄石的这种化学成分特征及其浑圆的晶体形态和较小的颗粒(300~800 μm)皆说明这些橄榄石是地幔矿物捕虏晶, 即地幔橄榄岩的解体矿物. 其中心部分能够代表地幔橄榄岩的组成. 橄榄石的环带结构是橄榄石捕虏晶与寄主玄武岩快速反应造成的. 这种橄榄石与玄武质岩浆的相互反应可能在华北中生代岩石圈地幔中普遍存在, 即为岩石圈地幔置换作用的重要方式. 从而使古生代主量元素亏损的高镁橄榄岩转变为中生代晚期的主量元素饱满同位素富集的低镁橄榄岩, 造成古老岩石圈地幔的消失.     

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.     

幔源橄榄岩包体中单斜辉石的微量元素组成

了解地幔岩石中主要矿物相的微量元素分布、丰度状况对理解部分熔融、地幔的富集和亏损以及地幔交代作用等有重要意义。以往地幔样品的微量元素多由仪器中子活化分析所得,质量不高。我们采用高精度微区微粒的质子微探针(PIXE)技术对中国不同地区50个橄榄岩包体中173个单斜辉石颗粒进行了微量元素定量测定,共获得10种微量元素和5种主要元素含量,本文对其总体情况作一扼要介绍,实测数据及模式处理等将另行报道。     

云南哀牢山带蛇绿岩中的变质橄榄岩及其岩石系列

哀牢山蛇绿岩带中的变质橄榄岩主要由二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成 ,前者具有原始地幔岩特征 ,后者具有亏损 (残留 )地幔岩特征 .二辉橄榄岩经部分熔融后形成二种原生岩浆 :拉斑玄武岩浆和苦橄玄武岩浆 ;前者演化成辉长岩_辉绿岩_辉石玄武岩系列 ,具有洋脊型玄武岩特征 ;后者演化成辉石岩_辉长闪长岩_钠长玄武岩_苦橄玄武岩系列 ,具有准洋者玄武岩特征 .     

云南哀牢山带蛇绿岩中的变质橄榄岩及其岩石系列

哀牢山蛇绿岩带中的变质橄榄岩主要由二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成 ,前者具有原始地幔岩特征 ,后者具有亏损 (残留 )地幔岩特征 .二辉橄榄岩经部分熔融后形成二种原生岩浆 :拉斑玄武岩浆和苦橄玄武岩浆 ;前者演化成辉长岩-辉绿岩-辉石玄武岩系列 ,具有洋脊型玄武岩特征 ;后者演化成辉石岩-辉长闪长岩-钠长玄武岩-苦橄玄武岩系列 ,具有准洋者玄武岩特征 .     

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.     

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。     

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     

新疆阿拉套山石炭纪埃达克岩、富Nb岛弧玄武质岩:板片熔体与地幔橄榄岩相互作用及地壳增生

在新疆阿拉套山石炭纪岛弧火山岩中发现有埃达克岩(adakite)和富Nb岛弧玄武质岩. 埃达克岩的岩石类型主要为钙碱性的英安岩和流纹岩, 它们都强烈亏损重稀土元素Yb与Y, 但高Sr和Sr/Y比值, 具有不明显Eu异常至明显正Eu异常、明显正Sr异常以及Nb, Ti亏损, 这与世界上典型的由俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩非常类似. 高硅的埃达克岩(流纹岩)具有低MgO含量(0.35%)和低Mg#值(= 100×Mg²⁺/(Mg²⁺+Fe²⁺(全铁))(17), 但是低硅的埃达克岩(英安岩)则具有高的MgO含量(2.67%~3.32%)和高Mg# (53~58), 这表明埃达克岩在形成过程中受到了地幔橄榄岩的混染. 富Nb岛弧玄武质岩富钠(Na₂O/ K₂O>2.0)、高P₂O₂与TiO₂, 具有正Nb至微弱的负Nb异常以及无Ti至正Ti异常, 可能由板片熔体交代的地幔橄榄岩熔融在高地热梯度的条件下熔融形成. 阿拉套山石炭纪埃达克岩可能由准噶尔南缘晚古生代洋(盆)的洋壳在向博乐地体俯冲的过程中熔融形成. 阿拉套山石炭纪埃达克岩和富Nb岛弧玄武质岩的发现表明, 博乐地区石炭纪弧下地幔存在俯冲板片的熔融以及板片熔体与地幔楔橄榄岩的明显相互作用, 也暗示石炭纪可能是准噶尔南缘晚古生代洋(盆)发生俯冲消减的重要时期. 阿拉套山在石炭纪可能处在一种高地热梯度的环境中, 俯冲洋壳的熔融可能是该区石炭纪地壳增生的重要方式.     

荡子山白榴霓霞岩包体中富Sr磷灰石的发现及其成因矿物学研究

荡子山白榴霓霞岩包体中含有大量的富锶磷灰石. 利用电子探针微束分析技术对富锶磷灰石的赋存状态、晶形、矿物共生、成分变化以及成因机制进行了深入细致的研究, 发现富锶磷灰石有短柱状和细长柱状两种晶形, 并多被其他矿物包裹, 表明它们形成于岩浆结晶的早期阶段, 其成分为氟磷灰石. 之后被富锶流体沿着氟磷灰石颗粒的边缘进行交代, 从而形成了富锶磷灰石, 交代方式为类质同像置换. 富锶磷灰石中SrO含量的变化反映出体系中碱度的变化, 体系中的碱度升高时, 磷灰石矿物中Sr置换Ca的数量增加, 而当体系中的碱度降低时, 已经进入到磷灰石矿物晶格中的Na, LREE和Sr离子也会从中分离出来而导致这些阳离子数降低. 因此, Sr置换Ca的数量对体系中的碱度变化趋势有着明显的指示意义. 根据电子探针成分分析数据计算得出阳离子的个数, 富锶磷灰石结构式可写为(Ca_3.15~4.963Sr_0.019~1.510Ba_0.00~0.030Na_0.006~0.108REE_0.106~0.153)(P_2.842~3.028Si_0.009~0.094)O₁₂(F_0.675~1.079,Cl_0.000~0.256, OH_{–0.084~0.297}). 利用配有193 nm激光的Neptune多接收等离子体质谱仪(LA-MC-ICPMS), 对富锶磷灰石原位微区Sr, Nd同位素进行了分析. 将分析结果与白榴霓霞岩包体及包体的寄主岩Sr, Nd同位素组成进行了比较, 发现交代早期岩浆结晶成因氟磷灰石的富锶流体与白榴霓霞岩包体及包体的寄主岩来自不同的源区, 其中, 前者来自较亏损地幔, 而后两者则来自较富集地幔.     

地幔通道流:青藏高原大规模生长的深部机制

地处喜马拉雅造山带后陆区的青藏高原,其成因与生长一直存在争议.基于前人资料和我们的综合研究发现,西起西昆仑,东经北羌塘和昆仑山口,向南折向芒康-大理,直抵红河-哀牢山,发育一条跨越青藏高原不同构造单元的长达数千公里的巨型高热流带,并显示由高原内部向东北部边缘迁移之势.沿此巨型高热流带,岩石圈地幔部分熔融产生的钾质镁铁质岩-煌斑岩群(42～32 Ma)和钾质碱性岩-碳酸岩(27～7 Ma)、软流圈减压熔融产生的洋岛玄武岩(ocean island basalts, OIB)(16～1 Ma),以及中下地壳熔融产生的钾质长英质岩(40～0.3 Ma)呈群聚式断续展布;以峰期麻粒岩相变质为特征的高温深变质带与大型走滑断裂带(40～17 Ma)相伴发育;下地壳麻粒岩包体具有高达800°C的变质温度,地幔橄榄岩包体显示地幔垂直流动特征;地球物理探测所揭示的6个大型低速异常体呈群聚式、等间距、断续式展布.我们提出:印度大陆岩石圈地幔俯冲触发了亚洲大陆软流圈涌动,后者沿后陆区若干地幔通道垂直上涌,热蚀并吞噬地幔岩石圈,直抵地壳底部.这些"地幔通道流"源于400 km深处,形成于晚(硬)碰撞以来(≤40 Ma),不仅为维持青藏高原隆升提供了深部热能,而且为高原地壳生长输送了新生幔源物质,同时引发中下地壳塑性流变和侧向流动,并驱动青藏高原向北东方向侧向生长.     

板内洋岛玄武岩(OIB)成因的一些基本概念和存在的问题

板内洋岛玄武岩岩浆作用在成因上通常被认为与“热点”或“地幔柱”有关. 因此, 在讨论地幔柱假说时人们不可避免地要讨论为什么洋岛玄武岩(OIB)在地球化学上高度富集. 然而 OIB源区物质的来源至今并不十分清楚, 且颇有争议. 最流行的观点认为OIB源区物质是循环的古洋壳(ROC). ROC模型的诸多问题之一在于, OIB高度富集(如 [La/Sm]_PM >> 1)而洋壳则相当亏损( [La/Sm]_PM <1), 故循环洋壳不可能是OIB的源区物质. 另一个流行的观点认为OIB中富集的组分来自循环陆壳(RCC, 陆源沉积物). 尽管陆壳(CC)和OIB富集很多不相容元素(如[La/Sm]_PM >>1), 但是CC极度富Pb而贫Nb, Ta, P和Ti. CC的这一独特的地球化学性质强度很大, 若的确是OIB源区重要组成的话, 那它一定会在OIB有所显示, 然而OIB并不具有这种CC特征, 因此CC不会是OIB的富集组分. 板块运动和地幔对流允许玄武岩的地幔源区中有ROC和RCC存在, 但它们对洋岛玄武质岩浆作用的贡献微不足道. OIB不仅富集不相容元素, 而且越不相容的元素越富集. 这表明OIB中的富集组分是岩浆起源的, 而且最有可能与熔融程度很低的熔体的交代作用有关. 在地震波低速带(LVZ)中最初可能会形成一些富H2O和CO2熔体. 这些熔体由于浮力作用上升, 聚集在LVZ顶部形成一富熔体层, 交代正在生长的岩石圈, 形成交代脉岩等. 喷发的OIB熔体可能含有3个组分: (a) 占主导地位的来源于深部的“肥沃”易熔OIB源区物质; (b) LVZ顶部的熔体层; (c) 被同化的岩石圈中早期形成的交代脉岩. 很有可能源于深部的“肥沃”易熔物质本身就是(或包含有)循环的古老大洋岩石圈底部的交代橄榄岩. 在解释全球OIB数据所显示的多种地幔同位素端元的成因时, 我们必须牢记: (a) 最初的假设认为地核熔离后的原始地幔(PM)在成分上是均一的, 且地幔同位素不均一性与地核无关; (b) 在正确认识俯冲带变质作用对元素迁移/分异的影响之前不能用OIB同位素来推断源区物质的性质和组成; (c) 确保模型和假设与最基本的岩石学和主量/微量元素特征相吻合.     

东昆仑壳-幔岩浆混合作用: 来自锆石SHRIMP年代学的证据

东昆仑东部约格鲁岩体中发育形态各异的暗色微粒包体和若干基性岩体. 详细的野外地质调查和岩石学、地球化学研究表明, 花岗闪长岩、暗色微粒包体(MME)和角闪辉长岩三者之间具有成因联系. 选择花岗闪长岩(寄主岩)、角闪辉长岩和寄主岩中的暗色微粒包体样品, 应用SHRIMPⅡ进行了锆石U-Pb年龄测定, 结果分别为242±6, 239±6和241±5 Ma, 年龄值基本一致, 排除了花岗质寄主岩中的暗色微粒包体为源区固态难熔残余或围岩捕掳体的可能性, 也排除了基性岩浆在花岗质岩浆固结后才侵入的可能性. 这一结果从年代学的角度证明, 3种岩石为早、中三叠世岩浆混合作用的产物. 其中, 花岗质寄主岩更接近岩浆混合作用中的酸性端元, 角闪辉长岩则靠近岩浆混合作用中的基性端元, 而包体是注入到酸性岩浆中未完全混合的基性岩浆团块. 结合对岩体所做的其他方面的研究, 可以认为东昆仑花岗岩带在三叠纪中期经历过幔源基性岩浆与壳源酸性岩浆的混合作用, 表明地幔物质与能量对地壳的注入与反应在花岗岩成因中起了重要作用.     

金刚石中发现闪锌矿包体

继金刚石中发现钾盐、石盐、铜盐、分子氢和羟基之后,在山东金刚石中又发现闪锌矿.闪锌矿发现于山东胜利一号岩管产出的S149号金刚石,该金刚石为八面体,晶棱被熔蚀,表面无裂隙.内部有多个包体,包体呈淡绿色和黑色.紫外光谱测定属Ⅱ_a型,有N9系谱峰.破碎后显现的闪锌矿为薄片状单体,约40μm×60μm,未与其他矿物相连(图1).上表面为(110)解理,右下侧可能为其原始晶面.用KYKY-1000B扫描电镜和TN-5400能谱仪测定闪锌矿能谱(图2)和成分(表1)如下: