铁绿纤石中Fe~(2+)电子迁移的穆斯堡尔谱研究

绿纤石(Pumpellyite)矿物系列的结晶化学式可以一般地表示为Ca_2X_2(Y_(1-x)Z_x)Xi_3O_(10+x)(OH)_(4-x),M(2)八面体中X常被Al~(3+)占据,而M(1)八面体中的Y和Z则分别被Mg和     

榍石原位微区LA-ICPMS U-Pb年龄测定

利用配有193nm ArF准分子激光剥蚀系统的Agilent 7500a四极杆电感耦合等离子体质谱仪(Q-ICPMS),分别采用单点和线扫描分析模式对榍石标样BLR-1,OLT-1和锆石标样91500,GJ-1进行了原位微区U-Pb年龄测定.实验结果显示,以榍石BLR-1作为外部标样,单点和线扫描分析所获得榍石OLT-1的206Pb/238U加权平均年龄分别为1015±5 Ma(2σ,n=24)和1017±6 Ma(2σ,n=24),在误差范围内与其年龄推荐值1014 Ma一致;而以锆石91500作为外部标样,单点和线扫描分析所获得榍石BLR-1的206Pb/238U加权平均年龄分别为917±4 Ma(2σ,n=24)和927±5 Ma(2σ,n=24),榍石OLT-1的206Pb/238U加权平均年龄分别为891±4 Ma(2σ,n=24)和901±5 Ma(2σ,n=24),二者相对于其年龄推荐值均偏年轻～12%.这些结果表明,在LA-ICPMS U-Pb年龄测定过程中,不同种矿物(榍石与锆石)之间存在明显的基体效应,而同种矿物之间基体效应则很小.因此,在原位微区LA-ICPMS U-Pb测年分析过程中,必须用同种矿物作为外部标样进行元素分馏校正.以房山岩体为研究实例,对该岩体中的榍石进行了U-Pb年龄测定,揭示了房山岩体快速冷却的热年代学史.     

红帘石中Mn~(3+)的晶体场理论计算

红帘石是一种含Mn~(3 )的岛状构造硅酸盐矿物,与绿帘石和斜黝帘石呈类质同象,空间群为P2_1/m,结构式为Ca_2(Al,Fe,Mn)O_6·AlO_4(OH)_2·AlO_6·SiO_4·Si_2O_7。它与后二者的区别主要是Mn~(3 )进入结构中,取代部分Fe~(3 )和Al,并使其呈现明显的多色性,红帘石的多色性公式为:α=黄,β=紫,γ=红。     

荣城榴辉岩的氧同位素组成

荣城3类经历过超高压变质的榴辉岩具有明显不同的氧同位素组成. 产于区域片麻岩和超镁铁岩中的榴辉岩具有通常榴辉岩的氧同位素组成, 而产于大理岩中的榴辉岩特别富集¹⁸O. 各类榴辉岩的石英-石榴石氧同位素温度大体指示榴辉岩的形成温度, 由此估计榴辉岩的峰期变质温度平均略高于800℃, 与其他地质温度计估计的温度基本一致. 荣城杨官屯大理岩中榴辉岩包体的δ¹⁸O值远比大别山和苏鲁地体其他地区的榴辉岩(包括大理岩中的榴辉岩包体)都高. 矿物的氧同位素分析结果表明荣城的榴辉岩形成温度总体上高于大别山和苏鲁西南部地区, 而不同矿物对估计的同位素温度数据分散反映该地区超高压榴辉岩抬升期间普遍遭受过叠加变质作用.     

青岛仰口榴辉岩中粒间柯石英的发现及其意义

柯石英是SiO_2的高压变种,在700～800℃时转变的压力是2.7～2.9GPa,因此柯石英和柯石英假象是用来确认超高压变质作用的标志矿物。到目前为止,柯石英和柯石英假象在西阿尔卑斯、挪威Caledonides、哈萨克斯坦、德国和前捷克的Saxonian Erzgebirge、波兰Sneznik山以及我国大别-苏鲁高压超变质带的榴辉岩及其他超高压变质岩中已有大量报道。这些柯石英多以单矿物包裹体的形式产出于石榴子石、绿辉石、蓝晶石、绿帘石、硬玉甚至白云石、电气石、氟磷镁石、锆石和金刚石中。柯石英的边缘常转化为栅状或细粒石英集合体,构成柯石英假象。环绕柯石英及其假象,主晶矿物常发育有放射状裂纹。Schertl等发现在Dora Maira超高压镁铝榴石石英岩的基质中有许多类似柯石英假象的栅状石英集合体,有些沿镁铝榴石边缘的裂隙与包裹于镁铝榴石中的柯石英外缘的栅状石英集合体连为一体,从而证明了粒间柯石英存在的可能性,但真正的粒间柯石英从未有过报道。     

单斜铜泡石{001}解理面的AFM图象

单斜铜泡石是马哲生等1980年发现的一种新矿物,成分与铜泡石相似,均为含水的砷酸盐,晶体化学式为:Cu_9Ca_2[(As,S)O_4](OH,O)_(10)·IOH_2O.由于发育{001}极完全解理,适合于进行X射线单晶结构分析的样品极难获得,以至于该矿物晶体结构和铜泡石一样至今未知.原子力显微镜能在正空间直接观察样品表面原子分布,因此作者用原子力显微镜对单斜铜泡石的表面进行了观察.     

锡铁山石的晶体结构

锡铁山石(Xitieshanite)是在青海省锡铁山铅锌矿氧化带中发见的新矿物。它的化学式为Fe~(3+)(SO_4)(OH)·7H_2O。但是在本文作者进行结构分析过程中,在Fe~(3+)—O八面体的一个顶点出现了远较氧峰强的峰。并且,未能使只值降至0.22以下,经使用EMX-SM7型     

谢氏超晶石:一种FeCr_2O_4高压多形新矿物

新矿物谢氏超晶石(xieite)产自于随州陨石冲击脉体中,属于斜方晶系,空间群为Bbmm,晶胞参数:a=9.462(6),b=9.562(9),c=2.916(1).矿物实测化学式为(Fe0.87Mg0.13-Mn0.01)1.01(Cr1.62Al0.25Ti0.08V0.02)1.97O4,简化式为FeCr2O4.X射线衍射的特征谱线[d(),I/I0]:(2.675,100),(2.389,20),(2.089,10),(1.953,90),(1.566,60),(1.439,15),(1.425,15),(1.337,40).在冲击波引起的高温高压作用下,谢氏超晶石通过固态反应从铬铁矿转变形成,是FeCr2O4的高压多形矿物相.共生高压矿物有林伍德石、镁铁榴石、玲根石和涂氏磷钙石等,形成的压力和温度条件分别为18～23GPa和1800～1950℃.谢氏超晶石已获国际矿物协会新矿物、命名与分类委员会批准(IMA2007-056),该矿物以中国矿物学家谢先德教授的姓氏命名。     

南阿尔金地区含铀-富铀锆钛石的发现及其新成因机制

锆钛石(ZrTi_2O_6)为高级变质岩、交代地幔岩和岩浆岩中的一种罕见副矿物,是研究高场强元素迁移与富集机理的理想对象.中国南阿尔金高压-超高压变质带的高压基性麻粒岩中发现了含铀-富铀锆钛石,其主要化学组成为TiO_2, ZrO_2和UO_2,但不同颗粒或同一颗粒不同区域成分变化较大, UO_2含量最高可达20.83 wt%,且U与Zr具类质同象替代关系,晶体化学式可简写为(Zr,U)Ti_2O_6.低-中等UO_2含量的含铀锆钛石与不含铀锆钛石相比晶体结构未发生显著变化,高UO_2含量的富铀锆钛石由于放射性损伤已发生蜕晶化.矿物显微结构及成分分析表明南阿尔金含铀-富铀锆钛石及其伴生矿物组合为:金红石-钛铁矿-含铀-富铀锆钛石-白钨矿或钛铁矿-含铀-富铀锆钛石-白钨矿,其中钛铁矿为金红石退变形成,而含铀-富铀锆钛石和白钨矿是金红石退变分解过程中释放的Zr, Ti, W等元素与变质流体中的U, Ca结合直接结晶形成.该研究对矿物尺度高场强元素迁移富集机理具有重要的指示意义.     

苏鲁超高压榴辉岩长英质多晶包裹体中盐类固体包裹体

在江苏东海超高压榴辉岩中,绿辉石中发育罕见的钾长石+石英+榍石和钾长石+钠长石+石英+绿帘石等多晶包裹体.这些包裹体和纯钾长石+石英多晶包裹体具有类似的结构.在钾长石+钠长石+石英+绿帘石多晶包裹体发现方块状和浑圆状氯化钾-氯化钠(NaCl-KCl)固体包裹体.在含钾长石多晶包裹体中发育盐类固态包裹体表明:在超高压变质期间或在超高压榴辉岩快速折返早期,存在富含Cl的钾质花岗质熔体,钾质熔体与石英(或柯石英)和绿辉石反应形成钾长石+石英?钠长石±榍石±绿帘石组合.含氯熔体的脱水干化作用导致氯化钠-氯化钾(NaCl-KCl)固体包裹体的形成.同时表明,发生深俯冲的大陆地壳物质可能发生过部分熔融,形成含氯的钾质熔体,促进保守元素(Ti,Hf等)的迁移.     

大陆俯冲带流体活动和元素迁移:大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的研究

大别-苏鲁超高压变质岩和变质脉的岩石学及地球化学研究表明,在大陆俯冲带流体-岩石反应过程中,伴随着显著的元素迁移和同位素分馏.大别-苏鲁造山带高压脉中单矿物(如金红石和多硅白云母)具有明显的生长环带,指示变质脉是流体-岩石相互作用的结果.较高的流体/岩石比和强烈的二者相互作用是导致Nb-Ta迁移和分异的主导因素.对中国大陆科学钻探主孔石榴橄榄岩、榴辉岩和变质脉的Li和B同位素地球化学研究,表明在陆壳深俯冲和折返过程中Li和B发生了明显的分馏且表现出不同的地球化学行为.富集Si,Al,Na,LILE(如Rb,Ba和Sr)和HFSE(如Nb,Ta和Ti)的高压变质脉的存在以及不同岩性接触带高度变化的地球化学特征指示,在峰期超高压变质条件下可能形成了超临界流体,它对微量元素的迁移起到了非常重要的作用.     

大别超高压变质岩折返至地表的时间下限: 大别山北麓晚侏罗世砾岩中发现榴辉岩砾石

在大别山北麓晚侏罗世凤凰台组砾岩中发现了榴辉岩砾石,榴辉岩退变质作用较强,尚残存的主要矿物有石榴石、多硅白云母、石英、金红石、斜黝帘石、指纹（或蠕虫）状后成合晶和赋存在石榴石中的柯石英假象包体。石榴石端员组分主要为钙铝榴石27．7％－37．8％,铁铝榴石45．5％－49．0％,镁铝榴石12．3％－25．7％,镁铝榴石端员组分＜30%,相当于C类榴辉岩。多硅白云母中硅阳离子为3．44－3．54p.f.u.(以O＝11为基准）,经估算其力为2．5－3．2GPa,温度为600－900℃,指示大别高压－超高压变质岩自三叠纪形成之后,经折返抬升至晚侏罗世之前已经到达地表。     

中国五台绿岩带2.52 Ga枕状熔岩中候选生物改造结构的生物成因性和同生性评估

栖居于海底熔岩基底中的微生物能够侵蚀火山玻璃, 形成微米级的孔洞和钻穴. 这些生物改造的遗迹被矿化后, 即使保存它们的火山玻璃经历了变形和改造成为变质矿物后, 矿化的结构也能够保存下来. 这些生物改造结构的化石记录所赋存的岩性远远超出了原位洋壳火山玻璃的范围. 它们可见于蛇绿岩和前寒武纪绿岩带的变火山玻璃中. 本文报道了中国五台山25.2亿年拉斑质枕状熔岩薄片中发现的丝状体型生物显微结构. 而且, 五台绿岩中发现的微结构在大小、形态和分布上都可以与其他产在太古宙绿片岩相枕状熔岩中的生物蚀变结构相对比. 榍石LA-MC-ICP-MS U-Pb原位定年分析给出的年龄是(1.81±0.12) Ga (2σ, n=22, ²⁰⁶Pb/²³⁸U 加权平均). 该年龄提供了这些生物蚀变结构矿化的最小年龄, 并与区域变质事件年龄相当. 这个年龄也代表这些生物蚀变时间的最小年龄估计, 从而支持晚太古宙海底生物圈的存在.     

地质样品Nd同位素激光原位等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)测定

利用配有193 nm激光的Neptune多接收等离子体质谱仪(MC-ICPMS), 采用最新发表的Sm同位素丰度和本研究中测定的Sm和Nd之间的质量歧视关系, 对磷灰石、榍石、独居石和钙钛矿等天然矿物进行了一系列微区原位Nd同位素测定. 结果表明, 大量Ce的存在不会影响Nd同位素的精确与准确测定, 在Sm/Nd < 1 (¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd < 0.6)范围内, 建立的方法可以准确获得足够Nd含量地质样品的Nd同位素组成. 结合其微量元素和U-Pb年龄, 激光Nd同位素资料可为精细地质作用过程的探讨提供重要信息.     

阿尔泰造山带超高温变泥质麻粒岩的确定及其地质意义

通过岩相学和矿物成分特征及P-T计算结果,最近在阿勒泰以东喀拉苏附近发现了超高温变泥质麻粒岩,其矿物组合为石榴石+斜方辉石+矽线石+堇青石+尖晶石+黑云母+斜长石+石英等.斜方辉石具有高铝特点,其Al2O3含量高达8.7wt%,指示了超高温变质的条件,其峰期变质条件为:P=~0.80 GPa,T=~960℃.变质结构关系和P-T估算结果表明了一个峰期后近等压冷却的逆时针P-T轨迹.锆石U-Pb年龄结果(271±5 Ma)支持了该超高温变质事件发生于二叠纪.喀拉苏附近超高温变泥质麻粒岩的发现确认了阿尔泰造山带二叠纪超高温变质作用的存在,表明在二叠纪阿尔泰造山带南缘高热流伸展背景可能与二叠纪(270~280 Ma)塔里木地幔柱活动有密切成因关系.     

随州陨石冲击熔脉中的NaAlSi_3O_8-锰钡矿和其他高压相矿物

随州陨石含有很少几条宽度仅为0.02～0.09 mm的细熔脉, 在其中发现了多种冲击成因的高压相矿物, 如粗粒的NaAlSi3O8-锰钡矿、林伍德石、镁铁榴石以及细粒的镁铁榴石-镁铝榴石固熔体. 这是在含熔脉极细的球粒陨石中发现高压相矿物的第1例. 随州陨石熔脉中的锰钡矿结构斜长石为单质矿物相, 它不与钠长石玻璃一类的硅酸盐玻璃相结合在一起. 上述数种高压相矿物的存在限定了随州陨石熔脉内矿物所受的压力最高达23～24 GPa, 温度最高达1900～2000℃, 同时还说明随州陨石熔脉内高压状态的保持时间应较长(数秒钟), 这样才能使硅酸盐矿物在高压下进行固态相转变或从熔体中晶出. 在随州陨石中发现自然界第1例单相晶质NaAlSi3O8-锰钡矿, 对了解碱金属在深部地幔中的地球化学行为具有重要意义.     

苏鲁造山带超高压变质岩的差异性折返: 流体包裹体证据

苏鲁超高压变质带的南部和北部经历了具有明显不同的折返过程, 主要表现为在北部榴辉岩中有麻粒岩相叠加变质作用. 流体包裹体研究表明, 苏鲁高压-超高压榴辉岩矿物及脉石英中存在有五种类型包裹体: 在超高压-高压榴辉岩相条件下捕获的A型N2±CO₂包裹体; 在榴辉岩发生麻粒岩相叠加变质作用期间被捕获的B型纯CO₂液相包裹体; 在高压榴辉岩重结晶阶段被捕获的C型CO₂-H₂O包裹体和D型高盐度水溶液包裹体; 超高压岩石折返过程中最晚(角闪岩相退变质甚至更晚)阶段捕获的E型低盐度水溶液包裹体. 石榴石中密集分布的B型高密度CO₂流体的发现为本区榴辉岩相岩石遭受了麻粒岩相叠加提供了又一佐证.     

西天山高压-超高压变质带折返过程中的流体活动证据:高压脉体和异剥钙榴岩

西天山造山带以发育蓝片岩和低温榴辉岩著称,蓝片岩中的大量榴辉岩相脉体记录了蓝片岩-榴辉岩相转变时的流体活动.详细的野外调查发现,西天山超高压榴辉岩内也发育了大量的高压脉体,而与蛇纹岩伴生的榴辉岩则受到了明显的异剥钙榴岩化改造,这些都是俯冲带变质作用过程中流体活动的直接证据.超高压榴辉岩内发育的高压脉体主要有3种类型,分别为绿辉石脉、石英脉和黝帘石脉,这些脉体不同程度地切穿了早期的面理.脉体石榴石是物理迁移的结果,而其他脉体矿物如榍石、绿辉石、黝帘石、白云石和磷灰石等,是从高压流体中晶出的.高压流体对钡元素具有富集作用,流体成分在时空上存在不均一性.这些普遍发育的脉体形成于超高压榴辉岩折返阶段,表明在减压过程中也可以发生强烈的流体活动和微量元素迁移.西天山异剥钙榴岩的原岩年龄为-420 Ma,异剥钙榴岩化作用发生在折返阶段(-290 Ma).在部分异剥钙榴岩化阶段,流体富集Ca,Si,Ti,Mn,Nb,Ta,Zr和Hf,亏损Fe,Mg,Na,K,REE,Tb和Y,氧逸度高,流体对岩石的交代作用不彻底,发育不平衡矿物结构;在完全异剥钙榴岩化阶段,流体富集Ca,Mg,LREE,Ni和Cr,亏损Fe,Ti,Rb,Ba,MREE和HREE,流体作用强烈,富水流体相的强烈淋滤作用使大部分元素发生迁移.     

阿尔金发现超高压(>3.8 GPa)石榴二辉橄榄岩

阿尔金含菱镁矿的石榴石二辉橄榄岩呈透镜体状与石榴石辉石岩和含榴长英质片麻岩伴生,一起出露在江格萨依东约100多公里处的元古界片麻岩中,它与西段江格萨依一带的榴辉岩共同构成阿尔金南缘高压-超高压变质带.岩相学研究揭示该岩石经历了复杂多阶段的变质演化,其中峰期变质矿物组合是由粗粒 Grt+Ol+Opx+Cpx±Mgs组成,该期Opx的 Al2O3含量很低（0.30％～0.66％）,估算的P-T条件为 3.8～5.1GPa和880～970℃.同时,考虑该期石榴石含有单斜辉石和金红石的棒状出熔物以及菱镁矿的外围分布有由白云石和斜方辉石构成的反应关系,表明该岩石经历了超高压变质作用.综合区域地质、同位素年代学和岩石化学资料,进一步结合柴北缘地区榴辉岩和片麻岩锆石中柯石英包体的发现,证实中国西北部存在一条被中-新生代阿尔金走滑断裂截切错移的巨型超高压变质岩带.     

是“偏岭石”还是“天然烧变高岭石”?

偏岭石与天然烧变高岭石之争是粘土矿物学界多年来存在的一个问题.刘长龄先后多次报道在山西等地发现了一个粘土矿物新种——“偏岭石”(分子式为Al_2O_3·2SiO_2·H_2O),并在其地质产状、光学特性、热学性质及红外光谱特征等方面给出了大量证据.但真允庆认为,这是一种由煤自燃作用形成的天然烧变高岭石.作者从1990年开始,利用~(29)Si,~(27)Al MASNMR等手段对我国晋北等地的天然烧变高岭石和高岭石的热处理产物进行了研究,并与“偏岭石”作了对比.