动态高压下陨石矿物的冲击熔融和分离结晶及其地球化学意义

应用近代微束矿物学分析测试技术,对在中国陨落的随州、寺巷口和岩庄等三块球粒陨石中矿物的冲击熔融和分离结晶作用进行了较系统的研究。查明存在有硅酸盐单矿物熔体、硅酸盐矿物混合熔体和全岩熔体三种组成不同的冲击熔体。研究结果显示:(1)三种熔融相与未熔相之间在主成分和微量元素组成上没有明显差别,说明它们是原地熔融的产物,但在较大的冲击熔块中,也发现冲击熔融作用引发了一部分元素,如亲铁元素、硒元素和轻重稀土元素的分异现象;(2)查明Al2O3、Cr2O3、Na2O和CaO等优先进入从冲击熔体结晶的辉石常压相或辉石的高压相——镁铁榴石(属地幔过渡带矿物)中;(3)Al元素能进入阿基莫石(即辉石的钛铁矿结构相,属下地幔矿物)中,以固熔体形式稳定下来。ELNES的测定查明,其氧化铁组分中Fe3+/∑Fe的比值高达0.67(3);(4)陨石全岩熔体中硅酸盐相与金属-硫化物相之间为完全不混熔,后者以孤立的共结体团块产于硅酸盐熔体之中,除Zn、Na、Cr、Co和Cu在硫化物相中和Na在金属相中有明显富集外,其他元素的浓度则无明显变化;(5)在寺巷口陨石熔脉的金属-硫化物共结团块内发现了FeNi金属-硫化铁-磁铁矿组合,进一步证实了S和O等轻元素可以加入到以Fe-Ni金属为主要组成的地核成分中去;(6)在岩庄陨石的FeNi金属-硫化铁共结体团块的硫化铁内发现了Na、Mn和Fe的磷酸盐矿物小球体,说明P和Na、Mn等元素也能成为地核的组成元素。以上研究在行星演化、地幔矿物学和地球化学,以及陨石学研究上均有着重要的科学意义。     

新疆菁布拉克含铜镍矿杂岩体形成时代与地球化学特征

西天山菁布拉克含铜镍矿杂岩体处于伊犁微板块南部边缘隆起活动带内。通过LA-ICP-MS获得辉石闪长岩锆石U-Pb加权平均年龄为(414.8±0.9)Ma。地球化学特征上,岩体的稀土总量总体变化较小,岩体中各样品的La/Sm值介于1.07～2.61,球粒陨石标准化配分曲线表现为平缓型到轻稀土元素低度富集型。总体上富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr等),相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等),尤其明显亏损Nb、Ti和Ta。岩体εNd(t)为+3.8～+6.3,表明岩浆源区为亏损地幔。研究认为菁布拉克含矿杂岩体的形成与早古生代南天山洋向中天山板块下的俯冲作用有关,沉积物脱水产生流体交代地幔楔导致地幔部分熔融,分离结晶及微弱的同化混染作用导致成岩成矿。     

滇西北春都斑岩铜矿床侵入岩岩石地球化学

春都斑岩铜矿床的侵入岩主要为闪长玢岩和花岗闪长斑岩,文章对其进行了岩石学、地球化学研究.研究表明春都斑岩铜矿床侵入岩属于钙碱性系列,产出于俯冲构造环境.闪长玢岩、花岗闪长斑岩富集大离子亲石元素Sr、K、Rb、Ba、Th,相对亏损高场强元素Ta、Nb、P、Hf、Ti.稀土元素球粒陨石标准化曲线显示轻稀土富集,分配曲线右倾...     

山东齐河—禹城地区李屯富铁矿床地球化学特征及地质意义

李屯铁矿为近年在山东省齐河—禹城地区发现的隐伏富磁铁矿床,为空白区地质找矿新发现。本文通过详细野外调查、室内镜下观察及地球化学分析测试,对矿床地质、地球化学特征进行了系统研究,初步揭示矿床成因。磁铁矿体赋存于李屯岩体与石炭纪—二叠纪地层接触带附近的砂泥岩地层内。李屯铁矿中岩体微量元素分配模式具有较好的一致性,均不同程度地富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Zr、Nb、Ta等高场强元素,磁铁矿石中富集大离子亲石元素Sr,亏损K;高场强元素富集U、P、Hf、Ta,亏损Nb、Ti。岩体与磁铁矿石稀土元素均表现出轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型配分模式。李屯铁矿形成于岩石圈大规模快速减薄期,成矿构造背景应为板块伸展扩张环境。李屯岩体的岩浆来源为壳幔混源,尖晶石相二辉橄榄岩发生部分熔融产生的的岩浆熔体;成矿物质来源于深源岩浆及其形成的岩浆岩。磁铁矿成矿与李屯岩体关系密切,矿床成因类型应是接触交代型矽卡岩铁矿床。     

安徽狮子山矿田白芒山岩体地球化学特征及成因机制

白芒山岩体主要由辉石闪长岩组成,通过岩石学和地球化学的研究,岩石属富碱高钾钙碱性系列,为准铝质(ACNK=0．63～0．72),富含大离子亲石元素(如Ba、Sr)和轻稀土元素,高场强元素(如Nb、Ta、Ti)强烈亏损,Sr-Nd同位素具有EMI型特征。在区域拉张—伸展构造域中,由EMI型富集地幔物质上涌熔融下地壳,发生了结晶分并作用形成。     

云南个旧碱性杂岩体的岩石成因及稀土元素富集机制

云南个旧碱性杂岩体由边缘相碱长正长岩和中心相霞石正长岩组成。全岩地球化学分析表明,该碱性杂岩体具有高碱、富钾、富铁、低镁、高分异的碱性-过碱性岩石特征,晚期更富集碱金属元素; LREE/HREE值为20～59,(La/Sm)N=8～50,(Sm/Yb)N=1.2～5.0,富集轻稀土元素,轻稀土元素较重稀土元素分馏程度高,具Eu负异常,亏损Ti、Nb、P、K、Sr等元素,富集Zr、Hf、Th、La、Ce、Nd、U、Rb等元素,岩浆来源与幔源物质有关;碱长正长岩和霞石正长岩具有相似的微量元素和稀土元素特征,具有同源岩浆分异演化的特点; Rb/Sr、Nb/Ta、Zr/Hf等比值均高于或接近于原始地幔的相应值; CIPW标准矿物计算结果表明边缘相碱长正长岩中出现紫苏辉石、锥辉石、橄榄石,中心相霞石正长岩中出现橄榄石。结合(Th/Nb)N和Nb/La值特征以及前人Sr-Nd同位素研究成果,认为个旧碱性杂岩体的岩浆来源于遭受交代作用的富集地幔部分熔融,同时受有限的地壳混染作用而成,形成于后碰撞的伸展环境。碱性岩浆演化晚期更加富碱、经历了更高程度的结晶分异作用是稀土元素、Nb、Ga和Zr元素超常富集的重要原因。     

藏东类乌齐地区晚白垩世花岗岩成因及其地质意义

文章对类乌齐地区的花岗岩进行了全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究,表明类乌齐花岗岩成岩年龄为(73.75±0.58) Ma。岩石具有高硅[w(SiO₂)=71.02%]、富碱[w(K₂O+Na₂O)=8.09%]、FeO^T/MgO比值高等特征。富集Rb、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素。样品具有强烈的轻、重稀土元素分馏特征(LREE/HREE=13.39),稀土球粒陨石标准化配分模式图为轻稀土元素富集型,表现出Eu负异常,配分曲线呈右倾,样品锆石ε_Hf(t)值主要介于-1.1～-7.9之间,对应的二阶段模式年龄(T_DM2)为1640～1202 Ma,指示其由中元古代壳源物质熔融形成。岩石地球化学特征表明类乌齐花岗岩属于晚白垩世A型花岗岩,其岩浆来源于中元古代下地壳变质杂砂岩部分熔融。综合区域大地构造背景与前人研究,文章认为类乌齐地区晚白垩世岩浆活动与岩石圈拆沉有关。     

藏北双湖地区海西期和印支期火山岩地球化学特征及其构造意义

藏北双湖地区海西期和印支期火山岩均以夹层形式产于海相沉积岩层中.海西期火山岩高度富集轻稀土元素和明显富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素与Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,无Nb、Ta、Ti亏损等特点,表明其具有大陆裂谷碱性玄武岩和洋岛碱性玄武岩的特征;以其不相容元素比值,相当于Gough岛EMⅠ OIB型洋岛玄武岩,其构造环境判别图进一步印证了海西期火山岩形成于洋岛碱性玄武岩环境.印支期火山岩贫轻稀土元素和Rb、Ba、K等大离子亲石元素,相对贫Nb、Ta、Ti、P等高场强元素;但Nb、Ta并不亏损以及稀土配分曲线较平缓等特点,表明其具有大陆裂谷拉斑玄武岩特征;其微量元素、稀土元素的丰度及曲线特征可以与确定环境的红海88GTV岩样、东非大裂谷B10C岩样的丰度及曲线特征相类比,且构造环境判别图也共同印证了印支期火山岩形成于类似红海-东非裂谷型的大陆裂谷,初始洋盆的环境.     

东乌旗晚石炭世辉石橄榄岩锆石U-Pb年龄及其构造意义

目前关于内蒙古东乌旗晚古生代花岗岩中辉石橄榄包体的精确年代学及其构造意义不清,直接制约了该区晚古生代地幔性质及构造演化的探讨.对东乌旗新发现的辉石橄榄岩进行了岩相学、全岩地球化学和锆石U-Pb定年研究.结果表明,辉石橄榄岩主要由橄榄石、角闪石、斜方辉石及少量斜长石、黑云母、单斜辉石组成;锆石U-Pb年龄为317.8±1.6 Ma,属晚石炭世.地球化学数据显示,岩石SiO₂含量为40.28%~44.50%、MgO含量为23.42%~29.44%、Na₂O+K₂O含量为1.00%~2.12%（小于3.5%）,具有低m/f比值（3.13~3.86）和高FeOT含量（11.18%~14.70%）、高Mg#值（75.60~79.26）,属铁质超镁铁岩和拉斑玄武岩系列.岩石稀土总量较高（∑REE=31.98×10-6~72.60×10-6）,轻稀土（LREE）相对于重稀土（HREE）富集,（La/Yb）_N=3.56~7.72,Eu异常不明显（δEu=0.79~1.65）,球粒陨石标准化稀土元素配分模式表现为右倾型.岩石富集大离子亲石元素Rb、Sr、K等,相对亏损高场强元素Nb、Ta,具明显的Nb、Ta、Ti负异常;其形成于受俯冲流体改造的岩石圈地幔的减薄作用,并且岩浆在演化过程中遭受了地壳物质的同化混染作用.      

甘肃北山地区骆驼山镁铁--超镁铁岩体岩石成因

骆驼山镁铁--超镁铁岩体主要岩石类型有单辉橄长岩、橄榄辉长苏长岩、橄长岩、辉长苏长岩、辉长岩。橄榄石Fo为76~83,为贵橄榄石。辉石化学特征以及主量元素特征表明其属拉斑玄武岩系列,稀土元素配分曲线总体表现为轻稀土稍富集、重稀土微分异的特征。微量元素具有大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr)相对富集,高场强元素Ta、Hf、Th相对亏损的特征。岩浆演化过程中分离结晶作用主要受单斜辉石控制。Nb/U、Ce/Pb值更接近于地壳值以及敏感元素比值协变关系表明岩浆演化过程发生了同化混染作用。Th/Yb-Nb/Yb、La/Ba-La/Nb之间的关系指示岩浆源区可能为流体交代改造的富集型岩石圈地幔。     

冈底斯北段赛利普组火山岩地球化学特征及地质意义

冈底斯北段赛利普组火山岩Al_2O_3、K_2O含量较高,K_2O/Na_2O比值2,TAS图解为粗安岩类,属钾玄岩系列;岩石强烈富集K、Rb、Ta、Nb、Ce等大离子亲石元素和轻稀土元素,并具明显的Ti负异常,稀土元素总量高,轻稀土强烈富集,重稀土元素亏损,Ce异常变化较大Eu变化不明显,说明岩石由岩浆与地壳经过不同程度的部分熔融作用所形成。通过采取多种测试手段及野外地质露头相互交切关系,将赛利普组形成起始时代划分为第四纪更新统时期。     

冀东孤山子基性-超基性岩体锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征

对孤山子基性-超基性岩体的岩相学、锆石U-Pb年代学和全岩地球化学等方面研究,确定了该岩体的形成时代、岩石成因及其形成的构造环境。该杂岩体主要由辉石岩和角闪辉石岩组成,元素地球化学上,贫SiO_2(34.28%~49.22%)、K_2ONa_2O、富MgO(4.54%~13.26%)特征,属碱性系列岩石。岩石稀土元素球粒陨石标准化配分模式为轻稀土富集型,(La/Yb)_N=8.14~36.19,Eu异常不明显,稀土元素原始地幔标准化分布模式相似,为上地幔富集地幔熔融。岩石富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K)和LREE(如La和Ce),明显亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和HREE。样品Nb/U、Ce/Pb和La/Sm比值显示岩体经历了有限的地壳混染。锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学研究表明,岩石锆石U-Pb年龄分为3类:一类锆石U-Pb年龄为(1 392±10)Ma,应为孤山子超基性侵入体侵位过程中捕获的碎屑锆石;第二类锆石U-Pb年龄为(274.5±2.1)Ma,为岩浆侵位时形成的锆石;第三类锆石U-Pb年龄为(53.02±1.1)Ma,为热液锆石。研究认为,岩体的岩浆源区主要为亏损地幔,可能受晚古生代古亚洲洋俯冲洋壳的脱出流体迭加作用和地壳物质的混染。结合区域构造演化,认为岩体形成于古亚洲洋闭合后挤压向伸展转换的构造背景。     

青海泽库赛日迪印支期中基性岩体地球化学特征及构造背景

青海泽库东南赛日迪附近产出的印支期中基性岩体前人研究较少.对该岩体进行地球化学、构造背景及岩浆演化方面研究,结果表明,赛日迪岩体硅量中等、高镁铁、低铝、低钾钠,属准铝质钙碱性系列.富集Rb,K,Pb等大离子亲石元素(LILE)和Th,U,Ta,Nb,Hf等高场强元素(HFSE).普遍贫Ba,Sr等大离子亲石元素(LILE)和P,Zr,Ti等高场强元素(HFSE).稀土元素含量较低,轻稀土元素相对富集,轻稀土元素较重稀土元素分馏明显.Eu略显负异常,表现为同源岩浆成分特征.LREE与SiO2相关性不强,Nb/U、Nb/La远低于全球MORB、OIB值,Nb/Ta和Zr/Hf与原始地幔值相当,低Sm/Yb值,La/Nb和La/Ta指数指示赛日迪中基性岩可能为地幔源,岩浆经历部分熔融岩浆演化过程,上升过程中未受地壳物质混染.构造环境判别赛日迪中基性岩为钙碱性玄武岩,形成于板内环境,与板块碰撞作用有一定联系.     

大兴安岭新林区中生代流纹岩年代学、地球化学特征及其地质意义

大兴安岭北段新林区满克头鄂博组火山岩主要由流纹岩、英安岩及其凝灰岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为154.5±0.68 Ma,时代为晚侏罗世.白音高老组火山岩主要由流纹岩及其凝灰岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为121.12±0.5 Ma,时代为早白垩世.满克头鄂博组火山岩属于高钾钙碱性系列-钾玄质系列.稀土元素配分模式图呈右倾型,轻重稀土分馏明显,具有中等的Eu负异常.微量元素显示相对富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P等.白音高老组火山岩属于高钾钙碱性系列.稀土元素配分模式图呈右倾型,轻重稀土分馏明显,明显Eu负异常.微量元素显示相对富集大离子亲石元素K、Rb和轻稀土元素,Ba、Sr明显亏损,高场强元素Nb、Ta,Ti强烈亏损.结合地球化学特征和前人研究资料,认为新林区满克头鄂博组火山岩来源于下地壳玄武质岩浆的结晶分异作用,与蒙古-鄂霍次克洋闭合造山后的伸展环境有关.白音高老组火山岩源于下地壳斜长角闪岩的非理想熔融,与太平洋板块俯冲影响的伸展作用有关.     

新疆富蕴县舍勒高金矿地质地球化学特征及地质意义

舍勒高金矿是位于额尔齐斯构造带东部的小型金矿。通过野外观测,将矿床的形成分为石英黄铁矿化、石英绢云母黄铁矿及碳酸盐化3个阶段。通过岩石地球化学研究发现,赋矿岩石大离子亲石元素富集K,Rb等元素,亏损Nb,Ta,Ti等部分高场强元素;轻稀土元素( LREE)较重稀土元素(HREE)富集,Nb/Ta值为16.39~20.50,反映岩浆可能源于下地壳或上地幔的熔融,并有上地壳物质混入,为大陆岛弧至大陆边缘构造环境下的火山活动产物。矿床中金可能是深部岩浆热液沿断裂上升时,萃取围岩中的成矿物质形成的。     

西藏班公湖-怒江缝合带中西段康穷蛇纹岩的岩石学、地球化学特征及其构造意义

康穷蛇纹岩出露于班公湖-怒江缝合带的中西段,是康穷蛇绿混杂岩的超基性岩石端元。依据全岩地球化学元素含量,可将康穷蛇纹岩划分为A组和B组2种。两者均富集大离子亲石元素(Rb、Cs)和高场强元素(U、Nb)。经估算,A组蛇纹岩原岩是原始地幔经过10%~17%部分熔融的地幔残留,B组蛇纹岩原岩经历过更高程度的部分熔融(17%~23%),表明康穷蛇纹岩原岩至少经历过两阶段的部分熔融。初步研究认为,A组蛇纹岩原岩是洋内俯冲初始阶段上涌软流圈地幔部分熔融的地幔残留,受类MOR型熔体交代作用而仍然亏损轻稀土元素(LREE),却富集U和Nb,属类MOR型地幔橄榄岩;B组蛇纹岩原岩是A组蛇纹岩原岩在洋内俯冲带环境再熔融的产物,受玻安质熔体交代作用而相对富集轻稀土元素,属弧前地幔橄榄岩。两者均发生蛇纹石化作用而转变成蛇纹岩,最终因大洋碰撞闭合而残存于缝合带内,是班公湖-怒江新特提斯洋洋内俯冲演化阶段的岩石记录。     

云南马厂箐钾质碱性花岗岩特征和锆石U-Pb年龄

马厂箐钾质碱性花岗岩岩石化学成分中具富碱高钾和富钙特征,微量元素富集Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素.在稀土元素组成上,富集轻稀土(LREE/HREE= 22.2 - 25.0),基本无铕异常(δEu=0.80～1.10).锫石SHRIMP U-Pb年龄为(34±0.5)Ma,相当于晚始新世,属喜...     

西藏班公湖怒江结合带中段恐弄拉地区卡来花岗闪长斑岩岩石地球化学特征、锆石U-Pb年代学及其构造背景

卡来花岗闪长斑岩是班怒带演化的重要岩浆活动记录,通过采用LA-MC-ICP-MS技术对其进行锆石U-Pb同位素年龄测定,年龄为175.0±2.7Ma(n=15,MSWD=3.4)。微量元素原始地幔标准化数据显示岩石具富集K、Rb、Th大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf、P高场强元素的特征。ΣREE平均203.67×10-6,LREE平均149.12×10-6,HREE平均21.53×10-6,LREE/HREE平均为6.93,属典型轻稀土富集型,稀土元素球粒陨石标准化显示轻稀土高分馏而重稀土微弱分馏—无分馏。通过各类适用于中酸性岩石的地球化学图解判定,认为该岩体是班公湖—怒江洋盆萎缩过程中于中侏罗世早期(阿林期)向南侧冈底斯地块俯冲环境下的岛弧岩浆产物,物质来源主要为地壳熔融产物,并混入了靠近俯冲带的深海沉积物。     

柴达木盆地西北缘石英闪长岩的形成时代、岩石成因及地质意义

柴达木盆地西北缘石英闪长岩Al2O3含量较高,全碱(Alk)含量较低,Na2OK2O,铝饱和指数A/CNK为0.87~0.91,属钙碱性准铝质岩石系列。球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线表现为轻稀土元素富集型,轻、重稀土元素分馏明显,Eu弱负异常;微量元素地球化学特征显示,岩石富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,Nb/La和Rb/Nb比值较低,具有I型花岗岩的特征。石英闪长岩Ca O/Na2O比值较高(2.32~2.64),结合源岩判别图解综合推断其源于变玄武岩的部分熔融。全岩Zr饱和温度计算结果显示初始岩浆温度768℃;岩石地球化学特征表明岩浆源区压力1.5 Ga,源岩部分熔融的残留相可能为石榴子石+角闪石+金红石。经过锆石阴极发光分析和MC-LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得206Pb/238Pb加权平均年龄为252±1 Ma,代表了柴达木盆地西北缘石英闪长岩的成岩年龄。结合区域地质演化特征,认为该岩体形成于与板块俯冲有关的火山弧构造环境,是晚二叠世末期宗务隆洋壳向柴北缘欧龙布鲁克地块俯冲,变玄武岩在相对较高的温压条件下发生部分熔融形成的。     

中条山铜矿峪铜矿含矿岩系地球化学特征及矿床成因

中条山铜矿峪斑岩型铜矿床位于秦岭造山带北端,矿体主要赋存于变质花岗闪长斑岩、黑云母片岩和变质基性火山岩中。矿区内含铜岩系的全岩地球化学分析显示,主量元素表明矿区的含铜岩系均表现出富钾、富铝的特征;微量元素表明所有样品均显示出相对富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba等),亏损高场强元素(P、Y、Ti、Nb、Ta等),反映岩浆源区可能遭受过俯冲带流体的交代作用,具有岛弧玄武岩的地球化学特征;稀土元素特征显示出明显的轻重稀土分馏,轻稀土富集,所有样品都表现出弱的铕负异常。研究认为,变质花岗斑岩、黑云母片岩和绢英岩的原岩初步定为钙碱性玄武岩或拉斑玄武岩,铜矿峪铜矿床形成于挤压与拉张构造环境的转换阶段,其成因类型应属于斑岩型铜矿床。