新疆托云地幔单斜辉石微量元素与西南天山岩石圈深部过程

根据新疆西部早白垩世玄武岩中橄榄岩捕虏体单斜辉石的激光探针(LAM-ICPMS)微量元素分析结果, 分析了托云盆地陆下岩石圈地幔的性质及其所经受的部分熔融作用和地幔交代作用等深部过程. 塔里木盆地北缘(西南天山)中生代时的陆下岩石圈具显生宙的 "大洋型" 地幔特征, 经历了低于10%的部分熔融作用和复杂的地幔交代作用影响. 交代介质类似于含水的硅酸盐质碳酸岩熔体, 可能是SiO2不饱和的硅酸盐熔体与碳酸岩熔体叠加结果. 该地幔与中国东部新生代时的主体地幔性质相似, 但岩石的矿物颗粒总体较细、岩石中透辉石的总体含量较高、地幔显交代作用较明显.     

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.     

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。     

大厂锡-多金属矿床成矿流体来源的He同位素证据

对取自该矿床层状矿体和块状矿体的4件黄铁矿样品进行了流体包裹体的He同位素测定，^3He/^4He值为1.7-2.5Ra，反映了成矿流体中有地幔流体的混入，可能是海水与地幔流体混合的结果，类似于许多现代大洋底块状硫化物矿床，而与花岗岩有关的1件萤石样品的^3He/^4He值为0.7Ra，明显低于与层状太体和块状太体有关的成矿流体。两种流体可能具有不同的来源，因此层状和块状矿体的形成可能与花岗岩无成因联系。     

我国东北部幔源包体中稀有气体丰度和同位素组成

报道了辽宁宽甸、吉林辉南和河北汉诺坝新生代玄武岩中幔源包体的稀有气体丰度和同位素组成。与大洋中脊玄武岩（MORB）和其他地区相比，我国东北部幔源包体具有较低的稀有气体丰度、类似或低于MORB的^3He/^4He比值、低于MORB的^40Ar/^36Ar比值、类似大气的^38Ar/^36Ar和Ne-Kr-Xe同位素组成等特征。这些结果表明我国东北部岩石圈地幔的不均一性，即存在类似于宽甸的亏损地幔和类似于辉南地区的富集地幔。3个地区低^40Ar/^36Ar比值可能暗示着岩石圈地幔中随板志消减而加入了大气稀有气体成分。     

陨石高压矿物学研究为地球板块俯冲带高压相转变机制提供新认识

橄榄石是石陨石和地幔的主要造岩矿物之一,它在高温高压条件下转变为高密度的似尖晶石(wadsleyite)和尖晶石(ringwoodite,林伍德石)矿物多形.橄榄石的高压相转变机制对认识地球和星球内部物质组成、结构以及地球动力学等具有极其重要的科学意义.高温高压实验研究表明,橄榄石的高压相转变可以经由颗粒边界成核生长,或沿晶体内部特殊方位成核生长而转变为高压相.然而,过去在天然岩石(受冲击陨石)中,仅发现通过颗粒边界物质扩散作用形成的林伍德石多晶集合体,一直未能观测到在橄榄石晶体内部发生的林伍德石片晶状成核生长的相转变现象.     

镜泊湖全新世火山岩——岩浆的多样性

通过对镜泊湖全新世十余座火山的岩石化学及矿物化学研究表明,该火山岩属于一套富钾火山岩,包括粗面玄武岩、碧玄岩和响岩质碱玄岩三种不同的火山岩类型,这些小区域短时间内形成的多样性岩浆为来自不同程度钾质交代地幔的部分熔融.作者认为这些岩浆的成因机制可能为镜泊湖地处太平洋板块俯冲的东亚大陆弧后扩张区,来自地幔契或消减的深俯冲板片脱水的钾质流体从而导致镜泊湖地区之下小区域内高度的地幔化学非均一性和岩浆的多样性.根据普通辉石巨晶形成压力估计,响岩质碱玄岩岩浆在约52-54 km深处发生高压分离结晶作用.     

蓬莱与宽甸新生代碱性玄武岩及其深源包体和巨晶矿物的稀土元素

本文应用现代仪器分析方法——质谱同位素稀释法测定了辽宁宽甸和山东蓬莱碱性玄武岩及其深源超镁铁岩包体和巨晶矿物中的稀土元素REE,测定结果用Nakamura数值进行了球粒陨石标准化计算。根据所得REE丰度和分布模式特征,推测了两地区的尖晶石二辉橄榄岩属残渣型地幔岩包体,榴辉岩属原始型地幔岩包体。两地区的镁铝榴石巨晶可能是早期液相线上的产物,后期的变质作用对整个REE没有明显的影响。富铝普通辉石巨晶则是比镁铝榴石较晚期的结晶产物。两地区的碱性玄武岩及其超镁陕岩包体和巨晶矿物在REE丰度和分布模式上十分相似,表明了两地区所处的大地地质构造以及熔融和分异作用的物理化学条件的相似性。     

Effects of sub-lithospheric small-scale convection with a Newtonian rheology on the seafloor topography and heat flux

Scafloor topography and heat flux show clear dependence on the age of seafloor. A half-space cooling (HSC)model can reproduce seafloor topography and heat flux data for younger seafloor, but for older seafloor the observations show reduced variations with the age in comparison with the HSC model predictions. The deviation was attributed to the sub-lithospheric small-scale (SSC) convection first by Parsons and McKenzie (1978). While there is little doubt that the SSC can enhance heat flux at relatively old seafloor, questions were raised as to whether or not the SSC can actually lead to a reduced topography. In this study, the effects of SSC on scafloor topography and heat flux are investigated by formulating a 2-D thermal convection model that is parallel to plate motion. Instead of using closed boundary conditions,which will bring large pressure effects because of return flow,a flow through boundary condition is adopted. The results show that although the SSC enhances the surface heat flux, it has little effects on topography for the fluids with a more realistic rheology. The reason for this is that the SSC transports the heat from the bottom to the top and cools down the whole fluids, and with the existence of a stagnant lid, the whole effects on topography are negligible.     

壳幔混染成矿机制的流体包裹体证据—以滇西老王寨金矿为例*

深部地质过程的流体包裹体示踪显示,老王寨金矿床含矿石英中Na Cl-H2O包裹体和CO2-H2O包裹体发育,含矿热液从成矿前阶段→成矿阶段→成矿后阶段,其均一温度、成矿压力、盐度与侵位深度变化依次表现为226.2~374.9℃→173.1~251.1℃→107.2~170.9℃、(827~1 084)×105Pa→(711~736)×105Pa→(410~460)×105Pa、9.208%~9.857%→4.496%~4.651%→2.736%~4.651%和3.19~4.18 km→2.74~2.84 km→1.59~1.78 km。综合研究表明,矿区初始含矿流体主要为含CO2的地幔流体,随着成矿作用的进行,含矿热液温度、压力、盐度和侵位深度不断降低,导致成矿流体由高温熔浆性质向低温热液性质演变,从而表现出壳幔混染特征。这一深部地质演化过程反映,高温高压的含矿地幔流体,在参与成矿过程中,与地壳岩石相互作用,引发交代蚀变及壳幔物质混染叠加成矿。