中国东部几个地区新生代玄武岩中单斜辉石—熔体平衡温压—兼论幔源包体的成因

以中国东部宽甸、汉诺坝和明溪含有幔源包体的新生代玄武岩中的单斜辉石斑（巨）晶为研究对象,采用最新的单斜辉石－熔体平衡温压计对单斜辉石斑（巨）晶－熔体进行了平衡温压计算。结果表明,碱性玄武岩中的单斜辉石斑晶结晶温度和压力高于共生的亚碱性玄武岩中的单斜辉石斑晶,单斜辉石巨晶的结晶温度和压力高于单斜辉石斑晶。这说明碱性玄武岩的形成深度大于亚碱性玄武岩,单斜辉石巨晶是更高压力下的结晶产物,单斜辉石斑晶在岩浆上升的不同深度均有晶出。回归分析表明,尽管携带幔源包体的玄武岩浆上升速度较快,但并不是绝热上升。单斜辉石斑（巨）晶的结晶温压条件与同一地点幔源包体平衡温压条件的对比表明,单斜辉石巨晶和碱性玄武岩中的部分单斜辉石斑（巨）晶的结晶温压大于幔源包体的平衡温压,表明了包体寄主岩浆的来源深度大于包体的深度。因此,幔源包体是寄主岩浆上升途中捕虏的上地幔碎块,而非寄主岩浆形成源区的残留体。     

阿尔泰山南缘中泥盆世苦橄岩中单斜辉石的成分特征及其地质意义

岛弧苦橄岩非常稀少,但在阿尔泰山南缘却分布有世界上罕见的中泥盆世厚大苦橄岩层。本文对该地区苦橄岩及其共生的玄武岩中单斜辉石的矿物化学成分进行了电子探针分析,结果表明,苦橄岩中的单斜辉石全部为透辉石,玄武岩中的单斜辉石种属有普通辉石和透辉石两类,但玄武岩中的单斜辉石成分呈连续演化关系。根据单斜辉石-熔体平衡原理计算了苦橄岩中单斜辉石斑晶形成的温度和压力,其变化范围主要集中在1350～1387℃和16.6～21.3kPa,相应的深度为55～70km,大致代表了苦橄岩岩浆房的深度。与此不同的是,玄武岩中单斜辉石斑晶结晶的深度较苦橄岩浅,为37～41km,暗示玄武岩浆是在相对低压条件下分离结晶后形成的演化岩浆。基于单斜辉石的成分和演化,确定了该地区火山岩属亚碱性系列,其构造背景为岛弧环境。     

新疆福海泥盆纪玄武岩单斜辉石捕虏晶及岩浆混合作用

幔源岩浆上升至地壳并喷出地表的过程,发生冷却、结晶分异,同时可能还与其他性质的岩浆或围岩发生混合作用,这些复杂历史往往记录在斑晶的矿物成分变化上[1,2].新疆福海玄武岩和辉石安山岩产于西准噶尔北缘,其中的单斜辉石根据环带特征和核部成分可以分为三类:捕虏晶核单斜辉石(Cpx-Ⅰ);正环带单斜辉石(CpX-Ⅱ);反环带单斜辉石(Cpx-Ⅲ)(图1).     

南海新生代玄武岩中单斜辉石矿物化学及成因意义

从南海南大陆坡底至北大陆坡底采集的玄武岩样品,基本可以代表南海新生代岩浆活动的代表性样品.本文中对这些玄武岩中单斜辉石的矿物化学成分进行了研究,研究的单斜辉石以顽透辉石为主(占3/4),还有少量普通辉石及次透辉石等,也出现少量较为罕见的富钙辉石,位于深绿辉石区域内.基质微晶辉石比辉石斑晶更富钙、钛、铁,可能反映了岩浆演化向着富钙、钛、铁方向发展,且碱度逐渐降低.与碱性系列的演化趋势基本一致.由单斜辉石-熔体平衡温压计计算的岩浆房深度分别为:碱玄岩岩浆房约49km左右,粗面玄武岩岩浆房约25km;玄武岩岩浆房约15km.由碱玄岩→粗面玄武岩→玄武岩,平衡温度(K)依次降低:从1535～1498→1429→1369.南海新生代玄武岩为板内碱性玄武岩.碱性玄武岩系列可能是地幔柱在上升过程中在不同深度处发生部分熔融并伴随有分离结晶作用等物理化学过程的连续演变的产物.     

浙江江山上墅组玄武粗安岩中单斜辉石环带特征及指示意义

岩浆化学混合作用长期通过岩石地球化学进行识别,一直缺乏直接的矿物学证据。针对这一问题,我们对浙江江山碗瑶乡上墅组内薄层状玄武粗安岩夹层中的单斜辉石矿物环带开展了系统的矿物学研究工作,探讨其岩石成因、构造背景和岩浆动力学过程,为江山地区新元古代岩浆构造演化过程提供新的证据。研究表明,单斜辉石以斑晶和基质两种形式产出,斑晶发育核-幔-边结构,其中幔部和边部包含有较多的钛铁矿、单斜辉石和斜长石等矿物包裹体,表明经历了复杂的岩浆活动过程。电子探针分析表明,基质和斑晶辉石都属于普通辉石,斑晶辉石从核部、幔部到边部成分呈现规律性变化,CaO和MgO含量增加、Al₂O₃和Na₂O、K₂O含量逐渐降低,但是基质辉石具有相对较低的Ti、Al和Na含量,且与斑晶边缘成分类似。单斜辉石原位微量元素组成表明,斑晶单斜辉石从核部到边部具有相似的特征,呈现Th、La、Nd和Ta等元素相对富集,Nb、K、Ti和Pb等元素相对亏损的特点。温压计算结果显示斑晶和基质的形成温度较低(1040.3～1122.3℃),斑晶核部结晶深度较深...     

长江中下游地区蝌蚪山早白垩世玄武岩中单斜辉石的矿物学研究及其地质意义

长江中下游地区繁昌火山盆地在早白垩世先后发育3个喷发旋回:中分村旋回、赤沙旋回和蝌蚪山旋回。其中蝌蚪山旋回下段以凝灰质粉砂岩为主,中段为玄武岩和流纹质凝灰岩互层,上段以流纹岩为主。蝌蚪山玄武岩中的辉石既存在斑晶中也存在于基质中,这两种辉石在成分上有明显的差异,从斑晶辉石的核部到边部再到基质的核部,化学成分由富镁向富铁演化,显示出拉斑玄武岩系列的特点,辉石成因的判别图解表明其寄主岩浆为板内拉斑玄武岩,但其化学成分的变化趋势又表明岩浆在结晶分异的过程中向着碱性系列演化。根据单斜辉石与熔体平衡原理计算出玄武岩形成时的温度约为1 100℃,压力约为400MPa,相应的深度约为15km,证明岩浆在地壳中有过短暂的停留,并在上地壳部位发生分离结晶作用后喷出地表快速冷凝形成蝌蚪山玄武岩。     

赣东北晚白垩世橄榄玄粗岩系列火山岩中单斜辉石矿物化学及其地质意义

利用电子探针对广丰-玉山盆地晚白垩世橄榄玄粗岩中单斜辉石进行了详细的矿物学研究,结果表明,所有的单斜辉石都属于普通辉石,表现出低Al,高Ti、Na含量的特征,具有碱性系列特征;单斜辉石斑晶的结晶温度为1 151～1 202℃,压力为0.12～0.58 GPa,可能是相对原始的岩浆上升到浅部（相当于上地壳位置）发生结晶分异作用形成。单斜辉石指示板内构造环境,与寄主岩石指示的构造环境一致。单斜辉石的矿物化学特征与碱性橄榄玄武岩中在浅源结晶的单斜辉石斑晶特征一致,而与碱性橄榄玄武岩中在深源处结晶的单斜辉石斑晶特征存在差异,且明显区别于拉斑玄武岩中单斜辉石斑晶的特征。     

赣东北晚白垩世橄榄玄粗岩系列火山岩中单斜辉石矿物化学及其地质意义

利用电子探针对广丰-玉山盆地晚白垩世橄榄玄粗岩中单斜辉石进行了详细的矿物学研究,结果表明,所有的单斜辉石都属于普通辉石,表现出低Al,高Ti、Na含量的特征,具有碱性系列特征;单斜辉石斑晶的结晶温度为1 151～1 202℃,压力为0.12～0.58 GPa,可能是相对原始的岩浆上升到浅部(相当于上地壳位置)发生结晶分异作用形成。单斜辉石指示板内构造环境,与寄主岩石指示的构造环境一致。单斜辉石的矿物化学特征与碱性橄榄玄武岩中在浅源结晶的单斜辉石斑晶特征一致,而与碱性橄榄玄武岩中在深源处结晶的单斜辉石斑晶特征存在差异,且明显区别于拉斑玄武岩中单斜辉石斑晶的特征。     

海底玄武岩中斜长石研究及其岩石学意义

冲绳海槽海底玄武岩中存在着三种不同世代的斜长石 :斑晶、微晶和基质斜长石 ,它们的平均粒径分别为 10 0 μm±、13μm±和 2μm±。斑晶斜长石在结构上存在核部与边部之分 ,在成分上反映为 An值出现明显的两级“台阶”,即 An值在80～ 90间波动的核部“平台”和 An值在 60～ 70间波动的边部“平台”,边部“平台”的成分与微晶斜长石一致。斜长石的结晶温度显示 ,斑晶核部温度为 12 50℃± ,边部温度为 10 50℃± ,而基质斜长石的结晶温度在 950℃±。笔者认为斜长石的这些特征 ,基本反映了该玄武岩浆的活动过程 :斑晶斜长石的核部记录了源区特征 ,边部及微晶斜长石反映了岩浆房中活动的特征 ,基质斜长石则记录了岩浆喷出洋壳后的过程。     

山东昌乐新生代碱性玄武岩中的巨晶单斜辉石成因研究

山东昌乐新生代碱性玄武岩中除斑晶单斜辉石和基质单斜辉石外,还发育大量巨晶单斜辉石和同源斜方辉石捕掳晶。巨晶单斜辉石与玄武岩间发育复杂和简单两种类型的反应边。复杂反应边往往发育在颗粒较大的巨晶单斜辉石外围。复杂反应边可分为4个带：内部带、过渡带、外部带和边缘带,其中,内部带、过渡带和外部带均由具不同结构特征的单斜辉石＋熔体＋金属氧化物构成,边缘带为不含熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石;内部带的单斜辉石具梳状构造,过渡带的单斜辉石具细密筛孔构造,外部带为具似砂钟构造的筛孔状单斜辉石。反应边中单斜辉石、熔体及金属氧化物的成分显示,只有内部带受到单斜辉石巨晶的影响,其余带均受玄武岩浆的制约。简单反应边往往发育在颗粒较小的巨晶单斜辉石外围。简单反应边仅发育不含熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石。巨晶单斜辉石的反应边是巨晶与玄武岩浆间温度差造成的。在与玄武岩浆反应的过程中,大颗粒的单斜辉石巨晶需要较长的时间与玄武岩浆达到温度平衡,从而有足够的时间发育包含4个带的复杂反应边;反之,由于缺乏足够的反应时间,小颗粒单斜辉石巨晶的外围只发育不含熔体和金属氧化物的简单反应边。同源斜方辉石捕掳晶的成分与地幔二辉橄榄岩包体中的斜方辉石类似,其边部发育类似于Bowen反应（1956）形成的单斜辉石环边。在单斜辉石Al^IV-Al^VI图解上,巨晶单斜辉石、二辉橄榄岩包体中的单斜辉石以及部分单斜辉石斑晶的核部,均位于较高压力的“麻粒岩和玄武岩中包体”区域,反应边中单斜辉石、基质单斜辉石以及绝大部分斑晶单斜辉石位于“火成岩”区域,说明部分斑晶单斜辉石核部来源于地幔二辉橄榄岩,属于捕掳晶。结合单斜辉石结晶压力的估算,笔者认为巨晶单斜辉石的成因模式为：来自软流圈的碱质基性熔体上侵到地幔岩石圈下部,结晶形成单斜辉石巨晶,后来该熔体携带巨晶单斜辉石与来自上地幔岩石圈、夹带大量二辉橄榄岩包体以及斜方辉石（和单斜辉石）捕掳晶的玄武岩浆混合,巨晶单斜辉石随混合后的碱性玄武岩浆上升、喷出地表。     

Magma Chamber Process of Post-collisional Magmatism: Insight from Textural and Elemental Characteristics of Plagioclase from the Tatun Volcanic Group, Northern Taiwan Volcanic Zone

The Taiwan mountain belt, one of the youngest orogenies in the world, is caused by the collision of the Luzon arc with the Eurasian margin, which leads to post-collisional extension and magmatism in the Northern Taiwan Volcanic Zone (NTVZ). The magma chamber process in this region has not previously been elucidated in detail. In this paper, the textural and compositional features of plagioclase phenocrysts in basalt from the Tatun Volcanic Group (TTVG) were studied to restrict the dynamics of magma system. Results show that the magma melts in TTVG are mainly sourced from the underlying MORB-like mantle wedge but influenced by incorporation of subduction components, causing the elevated Sr/Y and Ba/Y ratios in magma melts. The subduction components are mainly transported in the form of sediment melt. The plagioclase phenocrysts in the TTVG volcanic rocks are generally coarsely core-sieved with a clear rim. The An contents in the rims of plagioclase are much lower than those of cores, and elevated FeO concentrations are detected in the plagioclase rims. We propose there exists a double-layer magma chamber in this region. The core of the plagioclase was crystalized in the deeper quiescent magma chamber (~21 km), which was subsequently partially dissolved during the ascent of magma melt under H2O-undersaturated condition, forming the typical coarsely sieved texture and synneusis. When this crystal-rich melt migrates into the shallower chamber, water saturation is reached and more sodic plagioclase formed as the rim of phenocryst. Due to the considerably higher fO2 in the shallow chamber than in the deeper one, and the distribution of Fe between plagioclase and melt positively correlates with fO2, the FeO content in the plagioclase rim elevates in conjunction with increasing fO2.     

Pre-eruption history of phyric basalts from DSDP legs 45 and 46: Evidence from morphology and zoning patterns in plagioclase

Phyric basalts recovered from DSDP Legs 45 and 46 contain abundant plagioclase phenocrysts which occur as either discrete single grains (megacrysts) or aggregates (glomerocrysts) and which are too abundant and too anorthitic to have crystallized from a liquid with the observed bulk rock composition. Almost all the plagioclase crystals are complexly zoned. In most cases two abrupt and relatively large compositional changes associated with continuous internal morphologic boundaries divide the plagioclase crystals into three parts: core, mantle and rim. The cores exhibit two major types of morphology: tabular, with a euhedral to slightly rounded outline; or a skeletal inner core wrapped by a slightly rounded homogeneous outer core. The mantle region is characterized by a zoning pattern composed of one to several spikes/plateaus superimposed on a gently zoned base line, with one large plateau always at the outside of the mantle, and by, in most cases, a rounded internal morphology. The inner rim is typically oscillatory zoned. The width of the outer rim can be correlated with the position of the individual crystal in the basalt pillow. The presence of a skeletal inner core and the concentration of glass inclusions in low-An zones in the mantle region suggest that the liquid in which these parts of the crystals were growing was undercooled some amount. The resorption features at the outer margins of low-An zones indicate superheating of the liquid with respect to the crystal.It is proposed that the plagioclase cores formed during injection of primitive magma into a previously existing magma chamber, that the mantle formed during mixing of a partially mixed magma and the remaining magma already in the chamber, and that the inner rim formed when the mixed magma was in a sheeted dike system. The large plateau at the outside of the mantle may have formed during the injection of the next batch of primitive magma into the main chamber, which may trigger an eruption. This model is consistent with fluid dynamic calculations and geochemically based magma mixing models, and is suggested to be the major mechanism for generating the disequilibrium conditions in the magma.     

攀西红格层状岩体中辉绿岩脉成因及地质意义

为了了解峨眉山地幔柱岩浆系统的演化过程,对红格超大型钒钛磁铁矿矿床中辉绿岩脉进行了全岩主微量、矿物原位成分和同位素研究,并利用MELTS软件进行了岩浆过程模拟计算.研究发现,红格辉绿岩脉具有与峨眉山高钛玄武岩一致的稀土元素配分型式和Sr同位素组成,表明其起源于峨眉山地幔柱.辉绿岩含有斑晶和基质两个世代矿物,从斑晶核部到边部和基质,单斜辉石Mg#值较为连续变化,而斜长石An值具有明显的间断.MELTS模拟表明,这种成分变化难以用简单的岩浆上升侵位解释,反映了辉绿岩脉在岩浆演化过程中可能还与同期的正长质岩浆发生了混合.我们的研究表明,峨眉山地幔柱岩浆作用具有穿地壳、多期次、多阶段演化的特点,并且同源岩浆混合也是一个不可忽视的方面.      

江西九瑞矿集区南港成矿远景区煌斑岩中辉石矿物成分特征与岩浆演化过程

九瑞矿集区隶属于长江中下游铜-铁-金成矿带,该矿集区内主要发育有武山、城门山、洋鸡山、丁家山等大中型铜金多金属矿床。区内的南港成矿远景预测区位于横立山-黄桥向斜的南翼,地质条件与该向斜北翼的武山铜矿基本一致。本文以南港地区发现的煌斑岩为研究对象,对其中的辉石进行了详细的岩相学和电子探针成分分析工作,来探讨煌斑岩的演化过程及岩石成因。测试结果显示,南港煌斑岩中的辉石,具有高Ca、高Mg,低Ti,贫Al、贫Fe的特点。斑晶中的辉石属于透辉石和普通辉石,基质中的辉石则属于普通辉石。辉石斑晶的viAl和Na2O含量很低,指示其形成压力较小。由早到晚从斑晶到基质,辉石向着富铁富钙的方向演化。辉石发育有反环带及韵律环带,显示在岩浆房中可能受到过岩浆混合作用的影响。辉石的矿物化学特征指示南港煌斑岩属碱性岩石系列。     

鲁西费县中生代玄武岩及幔源捕掳晶的矿物化学：对岩石圈地幔性质的制约

鲁西费县中生代玄武岩形成于119Ma，为碱性玄武岩。该玄武岩中含有丰富的幔源橄榄石、斜方辉石和单斜辉石捕掳晶。橄榄石捕掳晶具有环状裂纹，其Mg^#值介于90．0～93．0之间，平均为91．5；斜方辉石和单斜辉石捕掳晶具有特征的反应边，斜方辉石的Mg^#值介于88．0～93．5之间，平均为90．4；单斜辉石的Mg^#值介于86．0～91．7之间，平均为88．4。捕掳晶的矿物化学类似于中国东部新生代玄武岩中地幔橄榄岩的矿物成分特征，这暗示捕掳晶应为寄主岩浆上升过程中捕获的地幔橄榄岩物质，并且反映了新增生的岩石圈地幔特征。费县玄武岩的岩石地球化学显示其具有地幔原生岩浆的特征，其高，Isr、低εNd(t)和亏损高场强元素等特征应与断离的俯冲板片(苏鲁造山带中的榴辉岩)与软流圈物质的混熔有关。     

藏北羌塘戈木错渐新世碱性钾质火山岩中绿核辉石的成因:岩浆补给—混合过程

藏北戈木错渐新世碱性钾质火山岩中单斜辉石斑晶普遍出现正环带、反环带和韵律环带结构,多具有"绿核辉石"的结构特征。通过矿物电子探针测得"绿核辉石"的核部有高Mg#和低Mg#两种不同成分,两者都不同程度发育有筛孔状熔蚀结构,环带结构主要发育在辉石的幔部到边部,与绿色核部存在明显的成分间断,幔部环带结构的成分变化范围相对较窄。"绿核辉石"的成分和结构特征反映了同源碱性钾质岩浆在壳内岩浆房中发生了岩浆补给-混合作用,复杂的环带结构记录了混合岩浆的结晶过程。     

Polybaric differentiation of alkali basaltic magmas: evidence from green-core clinopyroxenes (Eifel,FRG)

The Quaternary foidites and basanites of the West Eifel (Germany) contain optically and chemically heterogeneous clinopyroxenes, some of which occur as discrete zones within individual crystals: Most clinopyroxene phenocrysts are made up of a core and a normally zoned comagmatic titanaugite mantle. Most cores are greenish pleochroic and moderately resorbed (fassaitic augite). Some are pale green and strongly resorbed (acmitic augite). Cores of Al-augite composition and of Cr-diopside derived from peridotite xenoliths are rare. The fassaitic augites are similar in trace element distribution pattern to the titanaugites, but are more enriched in incompatible elements. The acmitic augites, in contrast, are clearly different in their trace element composition and are enriched in Na, Mn, Fe and depleted in Al, Ti, Sr, Zr. A model for polybaric magma evolution in the West Eifel is proposed: Primitive alkali basaltic magma rises through the upper mantle precipitating Al-augite en route. It stagnates and differentiates near the crust/mantle boundary crystallizing Fe-rich fassaitic augites. The magma differentiated at high pressure is subsequently mixed with new pulses of primitive magma from which the rims of pyroxene are crystallized. Sporadic alkali pyroxenite xenoliths are interpreted to represent cumulates of cognate phases formed within the crust and not metasomatized upper mantle material (Lloyd and Bailey 1975).     

吉林红旗岭1号和7号岩体中含矿超镁铁质岩的矿物化学特征:对岩浆演化过程以及铜镍硫化物矿床形成机制的约束

本文对吉林红旗岭1号和7号岩体中含矿超镁铁质岩的主要造岩矿物进行了详细研究。两岩体的主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、单斜辉石、斜长石、角闪石和金云母。岩浆的暗色矿物结晶顺序为:橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→角闪石→黑云母,与镜下实际观察一致,是岩浆在不同深度结晶的产物。原始岩浆来自上地幔,两岩体进入高位岩浆房中的熔体的MgO含量分别13.98%和14.22%、Mg#值分别为72.22和71.05,为含水的高镁的苦橄质玄武岩浆。深部岩浆房深度距地表约26～27km,岩浆房内的结晶温度介于1280～1379℃之间,即结晶于下地壳中。岩浆由深部上升到高位(浅部)岩浆房中的过程是近绝热的,也是快速完成的。岩浆可能经历了两次岩浆房的演化过程,岩浆在上升到高位岩浆房之前,在深部曾经历了较短时间的橄榄石和少量辉石的分离结晶作用;但在高位岩浆房中混染了地壳物质,与此同时,还经历了同源岩浆混合作用以及岩浆过冷却作用,这些都有利于岩浆体系中成矿元素含量增高以及硫达到饱和状态,使金属硫化物熔离并晶出,从而使岩体发生铜镍矿化作用。     

大吉山花岗岩体黑云母地球化学特征及其成岩成矿意义

通过对大吉山花岗岩中黑云母化学成分特征的研究．发现大吉山黑云母花岗岩体中黑云母属铁镁黑云母，而二云母花岗岩中黑云母属富铁黑云母。黑云母花岗岩是壳幔混合的产物．而Ⅱ阶段二云母花岗岩属壳源花岗岩。大吉山黑云母花岗岩成岩过程中可能存在玄武岩岩浆的底侵作用．这种底侵作用可能是大吉山钨矿成岩成矿的地球动力学背景之一。大吉山花岗岩体在演化过程中存在流体分异作用，与二云母花岗岩共存的流体更富氟，可能这种富氟和钨等成矿元素的热液流体形成了著名的大吉山钨矿。     

南海新生代碱性玄武岩中斜长石矿物的化学成分及意义

南海新生代碱性玄武岩中存在两种不同粒径的斜长石矿物.其一为斜长石斑晶,常见熔蚀麻点,是岩浆上升、压力降低时发生熔蚀作用并在骤冷条件下形成的;其二斜长石微晶,半定向或杂乱分布于火山玻璃中,其中空骸晶结构表明斜长石微晶是在淬冷条件下迅速结晶形成的.斜长石斑晶具弱成分环带,斑晶边部的An值稍高或接近于斜长石微晶.微晶斜长石An值与岩浆喷出后的水深以及喷发位置距离岩浆主通道的远近存在一定联系.本区的斜长石斑晶形成温度明显低于冲绳海槽地区,而类似于东海陆架地区;斜长石微晶的结晶温度类似于冲绳海槽,表明两地区在岩浆喷出海底后淬火结晶的物理化学条件相似.结合同样品中橄榄石斑晶研究结果以及已有的地球物理学和岩石学方面的资料,可能反映了地幔柱快速上涌使早期部分熔融及结晶分异作用较弱,岩浆本身温度高提供了早期结晶形成的斑晶与寄主岩浆进一步充分反应的热量.计算的斜长石斑晶温度不能反映源区温度特征,后者应高于本文所计算的斜长石斑晶的结晶温度.