辽西四合屯早白垩世义县组高镁安山岩的地球化学: 对下地壳拆沉作用和Sr/Y变化的指示

对辽西四合屯地区义县组火山岩85件样品的分析表明, 它们主要由高镁安山岩组成(Mg#=38~69), 仅底部为玄武岩. 四合屯高镁安山岩具有埃达克岩的地球化学特征(SiO₂= 52.82%~59.31%, Al₂O₃=14.15%~16.35%, Sr=620~1323 μg/g, Yb=1.03~1.88 μg/g, Y=12~20 μg/g, LaN/YbN=10~25, Sr/Y=32~88), 初始Nd-Sr同位素组成为: ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd(130 Ma)=0.5118~0.5119, ε_Nd(130 Ma)= -11.6~ -13.8, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(130 Ma)=0.7058~0.7064, 与该区晚侏罗世兴隆沟组火山岩具有相似的地球化学特征, 但具有较低的Nd同位素比值. 它们代表了华北克拉通原岩为太古宙的岩石, 后经相变而成的榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉再循环进入软流圈, 随后榴辉岩部分熔融产生的熔体与地幔橄榄岩相互作用的结果. 但与兴隆沟组火山岩相比, 四合屯安山岩岩浆源区中含有更多Nd同位素组成演化的古老陆壳物质. 四合屯义县组的年龄为120~130 Ma, 表明拆沉作用一直延续至早白垩世. SiO₂＞56%的安山岩样品, Sr和Sr/Y比值与SiO₂呈负相关关系, 表明它们的Sr含量以及Sr/Y比值明显受岩浆结晶分异影响, 因此对于火山岩Sr/Y比值研究需要考虑结晶分异作用的影响.     

北京西山晚中生代火山岩U-Pb锆石年代学及地球化学研究

对北京西山髫髻山组和东岭台组火山岩锆石U-Pb SHRIMP和LA-ICP-MS定年及地球化学的研究结果表明, 髫髻山组上部火山岩时代为137.1±4.5 Ma(2σ), 东岭台组中部火山岩时代为130~134 Ma. 前者略老于后者, 但两者时代相差<5 Ma, 证明两组火山岩的喷发是在很短的时间内完成的. 北京西山地区髫髻山组火山岩的年龄与承德盆地髫髻山组火山岩的年龄明显不同, 表明髫髻山组火山岩年龄可能存在明显区域变化. 北京西山髫髻山组中存在典型的埃达克岩(SiO₂含量约为56%, Na₂O = 3.99~6.17, Na₂O/K₂O = 2.2~3.1, Sr = (680~1074)×10^-6, Y = (13.2~16.3)×10^-6, Yb = (1.13~1.52)×10^-6, Sr/Y = 43~66 ), 高镁埃达克岩和高镁安山岩(Mg# = 54~55). 髫髻山组埃达克岩及与其共生的其它中酸性火山岩均具有典型的Nb-Ta负异常和Pb正异常等大陆地壳特征, 表明它们是陆壳岩石部分熔融的产物. 上述结果表明, 北京西山地区髫髻山组埃达克岩代表了中生代曾存在于华北克拉通的加厚榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉至软流圈中, 榴辉岩随后发生部分熔融, 熔体上升过程中与地幔橄榄岩发生相互作用的产物. 髫髻山组火山岩的年龄制约了拆沉作用至少延续至137 Ma. 东岭台组火山岩为Mg#正常的流纹岩和英安岩, 表明它们没有与地幔发生反应, 它们可能代表了拆沉作用导致的软流圈地幔物质上涌造成的深部地壳物质重熔的产物.     

西南天山托云盆地新生代玄武岩中巨晶的研究

西南天山托云盆地新生代玄武岩中同时产出有深源岩石包体和辉石、角闪石、长石、金云母等高压巨晶. 巨晶主要产于火山活动早期形成的锥状岩席中, 辉石巨晶主要产于剖面下部, 角闪石、金云母以及深源岩石包体主要分布在中部, 长石巨晶主要分布在上部. 晶体的完整性、缺乏变形组构及其与寄主岩的关系表明, 它们是从寄主岩浆中晶出并快速上升到地表的. 矿物学研究表明, 辉石巨晶为铝质普通辉石, Al₂O₃含量高(>9%); 角闪石TiO₂含量很高(>4.5%), 为钛闪石; 长石巨晶主要为歪长石, 双晶发育. 部分普通辉石和钛闪石巨晶发育磁黄铁矿包裹体. 巨晶辉石结晶温度为1185~1199℃, 压力约为1.53~1.64 GPa, 为壳幔边界晶出的产物; 巨晶角闪石结晶压力约为0.85 GPa, 温度约为1000℃, 大致于30 km处晶出. 巨晶歪长石结晶压力在0.8~1 GPa, 温度为900℃左右. 角闪石巨晶中没有金红石等富钛包裹体, 反映了岩浆的快速上升. 辉石巨晶和斑晶成分计算的温压条件位于玄武岩液相线附近, 其大致的P-T轨迹斜率较大, 也可以作为岩浆快速上升的证据之一. 但是, 角闪石巨晶形成温度明显低于同等压力条件下的辉石巨晶, 可能暗示角闪石巨晶形成于岩浆活动前锋温度较低且富含挥发分的环境. 因此, 托云新生代玄武岩应当形成于拉张环境中, 巨晶的形成和上升具有较为复杂的历史.     

华北克拉通岩石圈破坏的榴辉岩熔体-橄榄岩反应机制:实验约束

以碧溪岭榴辉岩和大麻坪尖晶石二辉橄榄岩为起始原料,在压力2.0GPa,温度1250～1400℃条件下进行榴辉岩熔体-橄榄岩反应的高温高压实验.实验结果显示,在榴辉岩熔体-二辉橄榄岩反应过程中,熔体消耗橄榄岩中的橄榄石和斜方辉石生成单斜辉石.实验产物的岩石序列为橄榄岩-辉石岩-石榴辉石岩,与Liu等在华北克拉通内部的汉诺坝地区发现的大量中生代地幔复合包体结构非常吻合.在温度1300和1350℃时,榴辉岩熔体-二辉橄榄岩反应产生的熔体具有高镁安山岩的成分特征(Mg#>45),表明榴辉岩熔体-橄榄岩反应可能是高镁安山岩形成的主要原因之一.实验结果表明华北克拉通下地壳榴辉岩在中生代可能发生过拆沉作用;榴辉岩拆沉进入软流圈地幔后,部分熔融产生的熔体可以消耗岩石圈地幔橄榄岩,导致华北克拉通的减薄,从而为华北克拉通岩石圈地幔被软流圈地幔改造的熔体-橄榄岩反应机制提供实验约束.     

英云闪长质熔体与地幔橄榄石反应的实验研究——对克拉通内部高镁安山岩成因的约束

产于克拉通内部的高镁(Mg#45)安山岩受到地学界的高度关注,目前对于高镁安山岩的成因仍然存在明显的争议.为了对已有基于岩石学和地球化学研究推断的克拉通内部高镁安山岩成因认识进行检验并提供直接的证据,我们在六面顶压机上开展了1250～1400℃,2.0～5.0 GPa条件下英云闪长质熔体与地幔橄榄石反应的高温高压实验,模拟研究拆沉到地幔的榴辉岩化下地壳部分熔融产生的熔体与地幔橄榄岩的反应.实验结果显示,反应后熔体的化学组成与华北克拉通内部高镁安山岩有很相似的变化.因此,榴辉岩化下地壳部分熔融产生的英云闪长质熔体与地幔橄榄岩的反应可能是形成克拉通内部高镁安山岩的重要机制之一.     

柴北缘西段榴辉岩相的变质泥质岩: 榴辉岩与围岩“原地”关系的证据

在柴北缘西段的鱼卡-落凤坡一带, 识别出榴辉岩相的变质泥质岩, 这些变质泥质岩夹有透镜状的榴辉岩, 局部与似层状的榴辉岩互层. 其典型的矿物组合为石榴子石+蓝晶石+硬绿泥石+多硅白云母+石英+金红石. 石榴子石中具有典型的进变质生长环带, 多硅白云母最高Si >3.4 p.f.u. 通过岩相学观察, 共识别出3期矿物组合: 1) Grt + ChlI + CldI + PheI ± StI + Qtz; 2) Grt+Ky +PheII±CldII +Qtz; 3) Grt + CldIII + ChlII + PheIII + StII ± ky + Qtz. 运用THERMOCALC软件(V3.1), 结合Grt-Phe温度计和Grt-Ky-Phe-Qtz压力计, 获得第1阶段(进变质阶段)的P-T条件为1.07±0.31 GPa和T=564±22℃; 第2阶段(峰期阶段)P-T条件为2.3~3.1 GPa和615~700℃; 第3阶段(退变质阶段)P-T条件为1.22±0.26 GPa和581±20℃. 获得的P-T轨迹具有“发卡型”特征, 与相邻榴辉岩的P-T轨迹相似. 结合大理岩和正片麻岩中保存有残留的榴辉岩相矿物, 可以认为榴辉岩与围岩经历了共同的变质历史, 它们之间的关系是“原地”关系, 而不是“构造侵位”关系.     

藏南定结铁镁质麻粒岩矿物化学、PTt轨迹和折返过程

定结铁镁质麻粒岩出露于藏南拆离系和申扎-定结伸展构造系交汇处的高喜马拉雅岩系糜棱岩化片麻岩内, 以不同规模的透镜状包体沿着糜棱面理分布, 主要岩石类型包括退变石榴石斜长辉石岩、石榴石二辉麻粒岩和辉石斜长角闪岩等. 详细的岩相学分析表明这些铁镁质麻粒岩经历了至少四个阶段的变质演化, 早期形成了石榴石+单斜辉石+石英(榴辉岩)矿物组合(M1)、早期降压分解形成斜长石+单斜辉石后成合晶构成的高压麻粒岩矿物组合(M2)、晚期降压分解形成的斜长石+单斜辉石+紫苏辉石后成合晶构成的麻粒岩相矿物组合(M3)和最后降温水化形成的斜长石+角闪石退变质矿物组合(M4). 详细的矿物电子探针成分分析表明早期石榴石和单斜辉石(M1和M2)矿物成分与B类和C类榴辉岩同类矿物的成分特征相似, M3单斜辉石与麻粒岩相单斜辉石的成分特征一致. 早期残晶矿物组合形成于榴辉岩相(M1), 早期降压分解(M2)反应发生于1.35~1.48 GPa, 625~675℃, 降压分解的M3麻粒岩相变质阶段矿物组合形成于0.7~0.95 GPa, 775~900℃, M4退化变质的斜长石+角闪石矿物组合形成于4.0~7.5 GPa、660~700℃, 记录了俯冲增厚－构造隆升的PTt轨迹. 矿物化学特征和不同阶段变质作用的P-T条件表明早期经历了榴辉岩相变质作用. 折返过程中经历了榴辉岩相构造隆升、榴辉岩-高压麻粒岩相到麻粒岩相均衡隆升和伸展隆升的三阶段折返过程.     

高温高压下碳酸盐熔体对地幔岩电导率的影响

为了观测含碳酸盐地幔岩部分熔融过程中电导率的变化,厘清碳酸盐熔体在金伯利岩岩浆形成过程中所起的作用,并探讨Slave克拉通中部Lac de Gras地区约80～120km深处的高导成因,我们利用DS 3600t六面顶压机和Solartron 1260阻抗/增益-相位分析仪在1.0～3.0GPa、673～1873K温压条件下分别测量了含碳酸钠(Na_2CO_3)、碳酸钙(CaCO_3)和大洋中脊玄武岩(MORB)的地幔岩样品的电导率.实验结果表明,地幔岩样品的电导率主要受到温度和组分的影响,而压力对其影响较小.在温度低于1023K时,含Na_2CO_3地幔岩样品的电导率明显高于含同比重CaCO_3和MORB的;温度达到1023K时,含Na_2CO_3地幔岩样品开始熔融;但在之后的200K温度区间内,该部分熔融样品的电导率随温度的增加几乎不发生变化.这一现象或许揭示:地幔深部的碳酸质岩浆在快速上升过程中会同化吸收岩石圈地幔中的斜方辉石(Opx),进而形成金伯利岩岩浆,期间岩浆的电导率几乎不发生变化.含CaCO_3和MORB的地幔岩样品分别在1723K和1423K开始熔融,其部分熔融样品的电导率随温度的增加而快速增加.依据前人的研究结果和我们的实验结果,我们认为可以用含碳酸盐的部分熔融样品来解释Slave克拉通中部Lac de Gras地区约80～120km深处的异常高导现象,并推测熔体中碳酸盐的熔体比例小于2wt.%.     

西藏泽当英云闪长岩的地球化学和Sr-Nd同位素特征: 特提斯洋内俯冲的新证据

对雅鲁藏布江缝合带泽当段岛弧火成岩组合中英云闪长岩的分析表明, 该岩石具有与典型埃达克岩相似的特征: 高SiO₂(58%~63%), Al₂O₃(18.4%~22.4%), Sr(810×10^-6~940×10^-6), Sr/Y(77~106), 低HREE(Y=9×10^-6~11×10^-6, Yb＝1×10^-6~1.3×10^-6), 富集LREE, 并有微弱的Eu正异常. I_Sr(0.70421~0.70487)较低, 而¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (0.512896~0.512929)和εNd(t)值(+6.7~+7.3)较高. 以上特征表明, 泽当英云闪长岩是由洋壳俯冲到一定深度后部分熔融而成, 熔融过程中可能卷入了少量大洋沉积物. 这套俯冲洋壳成因的埃达克岩的厘定, 指示中生代时特提斯洋开始发生洋内俯冲, 印证了前人所提出的洋内岛弧的存在.     

变形组构引起的超高压榴辉岩地震波速各向异性

超高压榴辉岩通常显示了强塑性变形和地震各向异性特征. 对实验和天然变形超高压榴辉岩中主要矿物的地震波速性质及其变形晶格优选方位(CPO)与榴辉岩地震波速和各向异性之间的成因关系研究结果表明: (1) 除石榴石表现为近地震波速各向同性外, 榴辉岩中其他矿物都具有强地震各向异性(AV_p = 23.0%~40.9%, Max. AV_s = 18.5%~47.1%), 是造成榴辉岩地震各向异性的主要来源矿物, 石榴石和金红石的平均地震波速相对较高, 绿辉石和柯石英中等, 石英最小; (2) 变形榴辉岩最大纵波波速(8.33~8.75 km/s)方向近平行变形线理或面理, 最小纵波波速(8.25~8.62 km/s)近垂直线理或面理, 纵波波速各向异性1.0%~1.7%, 平均横波波速4.93~4.97 km/s, 其各向异性在同时与线理和面理成近45°方位接近最大(0.73%~1.78%), 在面理面上接近垂直线理方位达到最小, 横波快波极化取向近平行面理. 超高压峰值变质条件(3~5 GPa, 900~1100℃)下榴辉岩地震纵波和横波波速预计比常温常压下分别高出3.4%~7.2%和6.3%~12.1%; (3) 绿辉石矿物组分主导了榴辉岩各向异性基本特征, 而石榴石矿物组分则起到了降低榴辉岩各向异性程度和增加地震波速的作用, 石英矿物组分对榴辉岩地震各向异性影响不大但可以一定程度上降低榴辉岩的地震波速, 金红石矿物组分的作用基本可以忽略; (4) 榴辉岩地震波速在纯石榴石岩中最大但各向异性接近于零, 随绿辉石含量的增加, 地震波速逐步降低, 各向异性逐步升高, 纯绿辉石岩比纯石榴石岩地震波速低6%~8%, 而各向异性则达到3%~4%. 根据榴辉岩组成矿物的单晶弹性性质和变形CPO计算的榴辉岩地震物性与前人实测结果基本相当. 研究成果获得了超高压变形榴辉岩的三维地震物性资料和相关的矿物物理成因解释.     

地幔矿物中硫化物熔体包裹体的成因

中国东部新生代碱性玄武岩中产出的巨晶、辉石岩和橄榄岩等地幔捕虏体内硫化物熔体包裹体的矿物组成不尽相同,反映了它们成因上的差异巨晶中除有磁黄铁矿相的硫化物熔体包裹体外还有一些磁黄铁矿士黄铜矿上镍黄铁矿共生的硫化物熔体包裹体这反映它们是在成分接近于上地幔硫化物平均组成的硫化物液滴逐步冷却过程中形成,即首先在1000℃以上的高温晶出单硫化物固溶体（MSS）,然后在大约850℃晶出黄铜矿（固溶体）,最后在610-300℃下由MSS中溶离出镍黄铁矿辉石岩中硫化物熔体包裹体有磁黄铁矿和镍黄铁矿,而橄榄岩中主要为镍黄铁矿这表明地慢部分熔融造成残余的橄榄岩中硫化物包裹体富Ni,生成镍黄铁矿;而在部分熔融期间作为堆晶产出的辉石岩变得相对贫Ni,可以生成磁黄铁矿．另外,Ni在橄榄石和辉石矿物中分配系数的不同也许是另一个原因河北汉诺坝、福建明溪和闽清的二辉橄榄岩中出现的硫化物都是镍黄铁矿,也表明它们经历过地幔部分熔融.     

高喜马拉雅混合岩特征及其成因

混合岩是深熔作用的存在标志,对研究中下地壳深熔作用机制、地壳流变以及造山带演化和花岗岩的成因具有重要意义.文中对西藏林芝地区和聂拉木地区的混合岩进行了详细的岩相学、岩石学和地球化学特征的研究.岩相学特征显示,研究区的混合岩可划分为浅色体、中色体和暗色体3个基本组成部分.对三者切割分离,分别进行了主量元素和稀土元素的分析.结果表明:浅色体由迁移的熔体结晶形成;中色体可以是未发生熔融的原岩,也可以经由未发生迁移的熔体与熔融残留体反应形成;暗色体是由迁移汇集后的熔体与中色体反应形成.由于聚集的熔体可以为暗色矿物的结晶提供良好的结晶空间和物质来源,因此暗色体多数以窄条带产出于浅色体边缘.浅色体和暗色体通常具有岩浆岩的结构,矿物粒径粗大且分布不具有定向性,这是其区别于中色体的重要特征.浅色体显示出明显Eu正异常,暗示长石大量参与了部分熔融过程,并且初始熔体在近源区的冷凝过程中长石优先结晶.浅色花岗岩的Eu负异常可能与熔体在源区的长石结晶有关.退变质反应有可能使部分熔融反应形成的矿物完全消失,因此不宜将反应矿物存在与否作为发生过脱水熔融的判别标准.     

冀东太古宙奥长花岗质岩石的成因模拟

作为TTG质岩石的一个重要组成部分,一般认为奥长花岗质岩石是基性岩部分熔融的产物,但在很多TTG片麻岩地体中,如在冀东麻粒岩相区的奥长花岗岩呈较小的岩脉、侵入体,或者呈英云闪长质片麻岩中的浅色体产出,显示近原地熔融成因.本文以冀东地区英云闪长质片麻岩样品J13为基础,并结合锆石定年研究,探讨该区奥长花岗质岩石的成因,模拟在不同压力(0.7、1.0和2.0GPa)下发生的变质熔融反应以及熔体的常量、微量元素成分特征.结果表明,英云闪长质片麻岩在石榴二辉麻粒岩相条件下,如0.9~1.1GPa/800~850℃,发生角闪石脱水熔融,熔融程度为5~10wt.%,残余物中石榴石含量为5~10wt.%时,产生的熔体的成分与冀东奥长花岗质岩石有很大的相似性,如La/Yb值高,Yb含量低等,但模拟熔体的常量元素成分相对高K2O、低CaO、Mg~#偏低,表明冀东奥长花岗岩脉体和浅色体可能包含了部分残余矿物并受到结晶分异的影响.锆石定年结果表明,研究区英云闪长质片麻岩原岩结晶年龄为(2518±12)Ma,变质年龄为(2505±19)Ma,奥长花岗质岩脉的结晶年龄为(2506±6)Ma,二者之间存在密切成因联系.     

扬子陆块西北缘碧口块体印支期花岗岩类地球化学和Pb-Sr-Nd同位素组成: 限制岩石成因及其动力学背景

对出露于扬子陆块西北缘碧口块体印支期阳坝岩体(215 Ma)、南一里岩体(224 Ma)和木皮岩体进行了岩石主量元素、微量元素和Pb-Sr-Nd同位素地球化学研究. 上述岩体花岗岩类均以高Al (Al₂O₃: 14.56~16.48%) 和Sr(352~1047 mg/g)、亏损Y(<16 mg/g)和HREE(eg. Yb<1.61 mg/g)为特征, 并具有较高的Sr/Y(36.3~150)和(La/Yb)_N(7.8~36.3)比值及强分异的稀土元素组成模式. 岩石初始Sr 同位素比值I_Sr=0.70419~0.70752, ε_Nd(t)=-3.1~-8.5,初始Pb同位素比值²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.891~18.250, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.494~15.575, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=37.788~38.335. 地球化学特征显示阳坝、南一里和木皮岩体花岗岩类属于埃达克质(adakitic)岩石, 岩浆起源于增厚玄武质下地壳的部分熔融, 但它们具有较高的K含量(K₂O: 1.49%~3.84%)、明显演化的Nd同位素组成及较高的Nd同位素模式年龄(T_DM=1.06~1.83 Ga)清晰地不同于由俯冲洋壳或底侵玄武质岩石部分熔融形成的埃达克岩类, 而为增厚的并具有较长地壳存留年龄的玄武质下地壳部分熔融形成的埃达克质岩类. 碧口块体印支期埃达克质岩浆的产生反映了在华北板块和华南板块碰撞之后的岩石圈拆沉作用. 另一方面, 碧口块体印支期埃达克质岩石的Pb-Sr-Nd 同位素组成对岩浆源区的示踪揭示了在碧口块体的碧口群火山岩之下存在大陆型地壳基底, 这一结果不支持碧口群火山岩形成于大洋盆地或洋岛环境的认识.     

西藏吉定蛇绿岩铂族元素地球化学及其对地幔过程的制约

吉定蛇绿岩地幔橄榄岩ＰＧＥ总量略高于原始地幔，但其玄武岩比大洋中脊玄 武岩中的ＰＧＥ含量高，且Ｐｄ／Ｉｒ比值明显偏低．堆晶岩、岩墙群和玄武岩具明显 Ｐｔ负异 常和 Ｒｈ正异常，形成特殊的“Ｎ”型 ＰＧＥ模式，地幔橄榄岩与壳层岩石具有相似的分布 模式．提出吉定蛇绿岩ＰＧＥ分布与本区地幔较高程度部分熔融有关，岩浆结晶分异作 用使ＰＧＥ分异，导致堆晶岩中ＰＧＥ含量向上变低．吉定蛇绿岩中Ａｕ高是由于后期交 代蚀变的结果； Ｐｔ－Ｐｄ分异说明两者分别受合金相和硫化物相控制；Ｒｈ正异常可能与熔 体中较高的ｆｏ＿２有关．     

华北埃达克质岩与克拉通破坏：实验岩石学和地球化学依据

华北埃达克质花岗岩和火山岩与岩石圈减薄时空一致性使得它们成为窥视克拉通破坏过程和机制的一个重要窗口.本文通过实验岩石学资料限定华北埃达克质岩石的主要源区岩石为中钾和高钾基性变质岩,并通过基性变质岩体系相平衡、长英质熔体TiO2溶解度、埃达克质岩石Nb/La随La/Yb变化规律等研究论证大别、胶东和克拉通北缘许多埃达克质岩石的源区存在残留金红石,岩浆形成深度超过50km,从而揭示华北克拉通破坏涉及超过15km的地壳厚度减薄或下地壳拆沉.     

江南古陆东段两类玄武岩成因的地球化学制约

在江南古陆东段,广泛发育晚元古代的玄武岩,据岩相学和地球化学特征可区分为明显不同的两类:低钛玄武岩和高钛玄武岩.它们由上地幔的不同程度部分熔融产生的岩浆结晶形成.     

大别山北麓尖晶石橄揽岩中石榴辉石岩包体的成因

最近在大别山北坡霍山铙钹寨等地的超基性岩中发现了石榴辉石岩的包体．石榴辉石岩草绿色致密块状,呈分米级的块体出现于蛇纹石化强烈的橄榄岩中．主要矿物组成是：石榴子石（Ｐｒｐ ２５－３５）,钠质普通辉石（Ｊｄ１０－２５）和少量的钛铁矿．有相当显著的退变质现象,退变质有两期：麻粒岩相矿物组合,明显地被角闪岩相所切割．石榴辉石岩的寄主岩是尖晶石橄榄岩类．包括尖晶石方辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩,由于强烈的蛇纹石化,残余的橄榄石（Ｆｏ９２－９３）仅占５％－４０％,斜方辉石富镁（Ｅｎ８７－９３）并有解理弯曲等韧性变形现象．采用Ｅｌｌｉｓ和Ｇｒｅｅｎ（１９７９）及Ｋｒｏｇｈ（１９８８）石榴子石单斜辉石Ｆｅ－Ｍｇ交换平衡温度计,计算出石榴辉石岩的Ｆｅ－Ｍｇ分配系数（ＫＤ）为４．０６－５．２８．温度Ｔ＝ ７９３°－９１９℃,估算压力 Ｐ＝１．５ ＧＰａ．可以推测该橄榄岩体是从深度约 ６０ ｋｍ的地慢,固态侵位于下地壳,而后与之一起隆升到地表．显然,此种石榴辉石岩与其寄主岩之间具有密切的成因联系．石榴辉石岩和橄榄岩的稀土配分型式及其他地球化学特征均说明它们的化学性质相当于大陆地幔部分熔融所形成的玄武岩熔体及其残留体     

中国东部地幔矿物中富硅、碱熔融包裹体：对岩石圈演化的启示

中国东部华北、东北和东南沿海几个地区的新生代玄武岩的尖晶石相和石榴石相橄榄岩捕虏体矿物中熔融包裹体研究表明, 玻璃化学成分为富硅(SiO₂=60%~68%)、碱(K₂O+Na₂O= 5%~11%), 特别是富钾(K₂O>Na₂O), 以及H₂O和CO₂等挥发分(2%~7%)的中酸性硅酸盐, 属于高钾钙碱性系列的英安岩和安山岩, 少量属于橄榄安粗岩系列. 熔融包裹体中高Al和Ca透辉石子矿物是熔体在高温高压下结晶的产物, 而非脱玻化重结晶的产物. 研究指出, 这种富钾(一般K₂O>3%)中酸性硅酸盐更具大陆特点, 与主矿物和寄主玄武岩均无成因关系, 是被捕获的中生代岩石圈壳-幔相互作用之熔体, 同时暗示中新生代时期中国东部大陆岩石圈地幔可能经历了破碎和更新的过程. 这无疑给中国东部大陆岩石圈演化过程提供重要启示, 同时指出富硅、碱熔体应对中国东部地幔化学非均一性负责.     

秦岭造山带松树沟纯橄岩体成因: 地球化学和岩浆包裹体的制约

松树沟纯橄岩体是东秦岭造山带规模最大的超镁铁岩体, 出露面积达20 km², 纯橄糜棱岩、粗粒纯橄岩占岩体出露面积的95%以上. 岩石组合、结构构造、矿物成分、全岩主元素和微量元素组成、原生岩浆包裹体等方面研究揭示该岩体是熔体多孔隙流动渗滤成因纯橄岩块体. 与Oman等蛇绿岩剖面底部熔体渗滤成因纯橄岩席和方辉橄榄岩中纯橄岩脉的对比研究显示, 该岩体具有低的Al₂O₃, CaO和HREE丰度, 高的强不相容元素以及Zr和Hf含量. LREE富集的稀土模式和原始地幔标准化微量元素蛛网图都显示与Oman纯橄岩有明显不同. 结合橄榄石中原生熔体包裹体的发现, 认为该岩体是地幔柱源高镁熔体大尺度渗滤流动改造其顶部高度亏损地幔橄榄岩形成的纯橄岩块体. 岩体产出的地质背景支持其与新元古代超级地幔柱在扬子板块的物质活动相关.