地幔交代作用研究综述

地幔交代现象广泛发现于各地的碱性玄武岩或金伯利岩中的地幔橄榄岩包体中。地幔交代作用以地幔岩包体中不相容元素的高度富集和（或（出现角闪石、金云母为标志。岩石学、地球化学、同位素资料等显示地幔交代作用与岩板俯冲及部分熔融作用之间存在密切联系，地幔组成、结构、演化与大陆构造演化之间存在紧密的关系。同位素模式年龄暗示地幔交代作用可能是大陆构造活动的深部原因。     

富碱斑岩中超镁铁深源包体岩石的元素地球化学分析

云南省鹤庆县六合乡富碱斑岩体中的超镁铁深源岩石包体，对于研究富碱斑岩岩浆的起源和演化及其成岩成矿作用具有重要意义。在对深源包体岩石的元素地球化学特征进行系统研究后，发现该深源包体具有原始上地幔岩在地幔条件下受到一定程度富集地幔流体交代作用改造的特征，具有富集地幔的低程度部分熔融属性，为富碱斑岩的成岩成矿作用提供了重要的元素地球化学依据。     

海南岛蓬莱地区超镁铁岩包体及其寄主玄武岩的研究

蓬莱地区寄主玄武岩为晚第三纪火山喷发的产物,主要岩石为碧玄岩,碱性橄榄玄武岩和橄榄玄武岩,其中含有超镁铁岩包体。寄主玄武岩属碱性系列,是地幔橄榄岩低度部分熔融的产物。超镁铁岩包体具有局部熔融的迹象和弱亏损型地幔岩的特征,推测为上地幔橄榄岩低度部分熔融后的难熔残余。     

五大连池火山岩带的地幔富集作用

小古里河-科洛-五大连池-二克山新生代火山岩带是一条富钾火山岩带,本文选择科洛荡子山新近纪的白榴碧玄岩和其中的方辉橄榄岩地幔包体和白榴霓霞岩岩浆包体为重点研究对象,通过岩相学和地球化学研究发现大量地幔交代的证据,从而认识到以方辉橄榄岩代表的岩石圈地幔在来自软流圈富含不相容元素的流体交代作用下,形成了富集地幔,白榴霓霞岩包体和富钾的火山岩则来自这类交代型地幔不同阶段部分熔融的岩浆,因此火山岩具有低Nd、低Pb和高Sr的同位素特征。富钾火山岩带的K2O／Na2O等值线图表明长400km,宽50km的幔源富钾的火山岩带是受新生代陆内NNW走向的裂谷控制。     

富碱斑岩中超镁铁深源包体岩石的矿物学特征

在云南省鹤庆县六合乡富碱斑岩体中找到超镁铁深源岩石包体，这对于研究富碱斑岩的起源和演化及其成岩成矿作用具有重要意义。本文较系统地研究了深源包体岩石的矿物学特征，揭示该深源包体具有原始上地幔岩在地幔条件下受到一定程度富集地幔流体交代作用改造的特征，具有富集地幔低程度部分熔融属性，为富碱斑岩的成岩成矿演化提供了重要的矿物学依据。     

韭菜地等地的新生代玄武岩及其超镁铁岩包体的岩石学研究

韭菜地和鸡笼山两地的玄武岩为新生代的火山锥体,主要岩石为碧玄岩和碱性橄榄玄武岩,其中含有较丰富的超镁铁岩包体。玄武质岩石属碱性系列的钾质亚系,SiO_2不饱和,Al_2O_3较低且富含K、Ti和P等不相容元素,具有Al_2O_3/CaO值较高、M值在60—70之间、固结指数近于40、熔融程度低(4％)等特征,表明玄武质岩石是地幔橄榄岩低度熔融的产物。超镁铁岩包体中易熔组分与不饱和型包体组分相近,其矿物化学特征为:橄榄石的Fo值和斜方辉石的En值较低,单斜辉石的Al_2O_3、TiO_2和Na_2O较高,表明包体相对地富集易熔组分,与原始地幔组分相似。估算包体的矿物平衡温度和压力分别为1050℃和21.6×10~3Pa。     

中国东部地幔岩中的钨含量及其意义

分析了56件中国东部地幔岩包体及其寄主岩石中的钨含量。结果表明，地幔岩包体和寄主玄武岩中的钨含量分别在0．1～1．0μg／g和0．1～2．5μg／g之间。后者一般高于前者且明显不均一，反映钨是不相容元素，在部分熔融过程中倾向于富集在熔体中，而主要源于软流圈地幔低程度熔融的熔体在上升过程中发生了不同程度的岩石圈．软流圈或地壳．地幔相互作用。地幔岩包体钨平均含量接近或仅略高于上地幔钨的丰度，而寄主玄武岩钨平均含量与世界基性岩钨的丰度非常一致，说明我国地幔中钨的丰度与世界其他地区相比并无明显不同，反映钨矿集中区的形成和分布与地幔中钨的原始分布关系不大，我国钨矿集中区的形成可能主要与地壳演化有关。     

攀西地区钾质煌斑岩岩石地球化学及源区构造环境分析

分布于攀西及邻近地区的煌斑岩主要为云辉正煌岩-黑云正煌岩、白榴橄榄云辉岩、透辉云煌岩,常量元素特征表明岩石属于碱性系列、钾质钙碱性煌斑岩;过渡元素分配模式为幔源岩石的"W"型、不相容元素分配模式为大离子亲石元素和高场强元素富集的"驼峰"型、稀土元素分配模式为"右倾"的轻稀土富集型,表明该区煌斑岩为交代富集地幔部分熔融的产物.Ta-Nb-Ti负异常分配模式说明源区煌斑岩具有的交代富集地幔可能和板块俯冲有关.源区大地构造环境为活动大陆边缘的陆缘岛弧或陆缘火山弧区.     

铬铁矿预富集和上地幔部分熔融关系的实验研究

用合成地幔岩为原始材料，在温度１２２５℃和严格控制氧分压１０＾－５－１０＾１２ａｔｍ条件下，对上地幔部分熔融作用与铬铁矿预富集关系进行实验研究。实验结果表明：（１）在达到稳态熔融结构时５％－８％的玄武质硅酸盐熔体主要存在矿物三联点之间，它为铬元素从地幔岩中萃取运移和预富集提供了先决条件；（２）在部分熔融过程中原岩的尖晶石和辉石提供的铬元素相结合，形成了富铬尖晶石和铬铁矿。     

云南马关碧(钾)玄质火山角砾岩中矿物混晶包体特征及其地质意义

在云南马关碧(钾)玄质火山角砾岩中发现了一类特殊包体,呈红色与黑色两种。经X射线粉晶衍射鉴定,红色者为以锰铝榴石为主要结晶相的隐晶—非晶质混晶,黑色者为以绿辉石为主要结晶相的隐晶—非晶质混晶。两种矿物混晶包体在一定程度上类似于熔浆玻璃或熔体囊,它们具有同源演化的相似地球化学特征。文中通过对两种矿物混晶包体的显微特征与地球化学分析研究表明,它们是亏损地幔部分熔融的产物,并作为一种不混溶熔体成分被碱性玄武岩浆携带、运移上升。它们代表了石榴石相(榴辉岩相)地幔源区组分,暗示新生代时期软流圈上涌除释放小体积交代熔体交代上地幔使其富集之外,还造成岩石圈地幔拆沉,尖晶石相地幔组分向石榴石相地幔组分转变。另外,据两种混晶包体与其他类型包体和寄主岩岩浆的不同来源,推测马关地区深部岩石圈地幔经交代作用发生过两次转换。首先是由原始地幔向亏损地幔转化,并发生部分熔融,其后是由亏损地幔转化为富集地幔,形成富碱岩浆和与其互不混溶的进一步富集成矿元素的地幔流体。由此暗示滇西地区与富碱斑岩有关的多金属成矿作用即受制于这一深部地质过程与壳幔混染机制。     

云南马关碧(钾)玄质火山角砾岩中矿物混晶包体特征及其地质意义

在云南马关碧(钾)玄质火山角砾岩中发现了一类特殊包体,呈红色与黑色两种。经X射线粉晶衍射鉴定,红色者为以锰铝榴石为主要结晶相的隐晶—非晶质混晶,黑色者为以绿辉石为主要结晶相的隐晶—非晶质混晶。两种矿物混晶包体在一定程度上类似于熔浆玻璃或熔体囊,它们具有同源演化的相似地球化学特征。文中通过对两种矿物混晶包体的显微特征与地球化学分析研究表明,它们是亏损地幔部分熔融的产物,并作为一种不混溶熔体成分被碱性玄武岩浆携带、运移上升。它们代表了石榴石相(榴辉岩相)地幔源区组分,暗示新生代时期软流圈上涌除释放小体积交代熔体交代上地幔使其富集之外,还造成岩石圈地幔拆沉,尖晶石相地幔组分向石榴石相地幔组分转变。另外,据两种混晶包体与其他类型包体和寄主岩岩浆的不同来源,推测马关地区深部岩石圈地幔经交代作用发生过两次转换。首先是由原始地幔向亏损地幔转化,并发生部分熔融,其后是由亏损地幔转化为富集地幔,形成富碱岩浆和与其互不混溶的进一步富集成矿元素的地幔流体。由此暗示滇西地区与富碱斑岩有关的多金属成矿作用即受制于这一深部地质过程与壳幔混染机制。     

玄武岩深源岩石包体及金伯利岩中的尖晶石

我国东部新生代玄武岩中深源岩石包体内的尖晶石类矿物属铬尖晶石和铁尖晶石，金伯利岩及其地幔岩包体和金刚石中的尖晶石类矿物主要为铝铬铁矿。玄武岩中橄榄岩类包体内的尖晶石比其辉石岩类包体中的尖晶石含Ｃｒ高，含Ａｌ低，这与Ｃｒ为相容元素、Ａｌ为不相容元素、玄武岩中橄榄岩类包体是上地幔部分熔融出玄武岩浆后的残留物及其上地幔岩石的捕虏体、而辉石岩类是玄武岩浆结晶的产物有关。玄武岩中深源岩石包体中的尖晶石明显地比金伯利岩中的粗晶、地幔岩石包体及金刚石中的尖晶石含Ｃｒ低，含Ａｌ高，其主要原因是前者比后者形成的压力低     

苏皖毗邻地区玄武质岩石中的超镁铁岩包体及其成因探讨

在苏皖两省接壤地带,新生代碱性玄武质岩石广泛分布,其中富含超镁铁质岩(主要为尖晶石二辉橄榄岩)包体。尖晶石二辉橄榄岩包体的低熔组分随Mg/(Mg+∑Fe)值降低而增加,矿物组成和矿物化学成分较稳定,过渡金属和REF分配型式近于原始地幔值,表明它们部分熔融程度低,估算均来自上地幔的56-100km深度,一般为低度部分熔融熔出玄武岩浆后的地幔橄榄岩的残留相。     

大别造山带白鸭山A型花岗岩中镁铁质微粒包体成因及其地质意义

大别造山带早白垩世白鸭山A型花岗岩体中广泛分布着暗色微粒包体。对该包体及其寄主岩进行岩相学、矿物学和地球化学研究发现:镁铁质微粒包体(MME)与其寄主岩具有相同的矿物组合,相似的主量元素、微量元素和稀土元素特征,指示MME与寄主岩具有明显的亲缘关系;包体中岩浆成因褐帘石的发现,否定了富云包体的残余体成因,包体中含有碱性长石捕虏晶及大量针状磷灰石,指示岩浆混合作用的影响。结合共分母和不共分母图解判别,揭示MME与寄主岩明显具有岩浆混合作用特征,FeO*-MgO判别图解也指示包体为岩浆混合成因。Nd,Sr同位素组成指示MME的主体成分来源于富集岩石圈地幔,寄主岩体的物质来源为北大别杂岩。综合研究表明,大别地区在早白垩世存在一次壳幔混合作用,可能与岩石圈的伸展减薄有关,岩石圈的伸展导致富集地幔上涌,底侵并诱发古老下地壳熔融,同时发生岩浆混合作用。     

滇西勐养花岗岩体暗色包体的地球化学特征及成因

勐养侵入岩体主要由黑云母二长花岗岩(128 Ma)、花岗闪长岩(113 Ma)和辉长质(123 Ma)、闪长质包体(120Ma)组成。暗色包体主要分布在花岗闪长岩中,包体岩性主要为辉长岩包体和闪长岩包体。包体具有岩浆结构,部分包体具有塑性流变特征,有些包体具有淬冷边和反向脉,包体中可见针状磷灰石,表现出岩浆混合的岩相学特征。岩石地球化学特征研究表明,寄主岩石与暗色包体同为准铝质-过铝质、钙碱性-高钾钙碱性系列岩石。寄主岩石与暗色包体的的稀土配分曲线模式和微量元素原始地幔标准化蛛网图形态基本一致,为岩浆混合作用的结果。所有样品均富集大离子亲石元素(如Rb、Th、U和Nd)、亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ce和Zr)。勐养早白垩世侵入岩形成于岩浆弧环境。暗色包体具有低的Si O2含量(Si O2为48.02%和59.8%)和高的Mg#值(Mg#=48.1~68.5),表明暗色包体的原生岩浆应是板块俯冲带流体交代地幔橄榄岩的部分熔融的产物,并受后期岩浆混合作用的改造。暗色包体锆石的εHf(t)为3.6~6.2,Nb/Ta值为12.1~15.4,显示岩浆源区具有亏损地幔特征。黑云二长花岗岩的Mg#=33.5,Nb/Ta值为10.9,表明岩浆主要来源于古老的地壳物质的部分熔融。花岗闪长岩锆石的Mg#=44,Nb/Ta值为12.5,岩浆主要来源于地幔和地壳,为黑云二长花岗岩与幔源岩浆混合作用的产物。腾冲地块早白垩世勐养侵入岩体及其暗色包体的的成因,是左贡—保山板块洋壳向南西俯冲在波密—腾冲地块之下,使区域地壳不断加厚并导致区域重力均衡隆升,深部地壳物质在加热后抬升减压过程中发生部分熔融,形成大量的花岗岩浆。由于俯冲洋壳板块在俯冲、碰撞过程中诱导的幔源岩浆与重熔物质发生岩浆混合作用,形成花岗闪长岩和暗色包体。     

地幔深部过程与金富集成矿研究取得重要进展

国家 30 5项目“大规模成矿作用与大型矿集区预测”研究人员在对“地幔深部过程与金富集成矿”研究中取得了重要进展。金大规模富集成矿与深部地质过程的关系是当今矿床学研究中最具探索性的一个科学问题之一。课题组通过对中国东部 6 5件地幔岩包体及其寄主岩石中的金含量进行的系统测试分析 ,获得了重要发现。分析结果表明 ,中国东部地幔岩中包体比寄主岩含金略高 ,两者间未表现出明显的相关性 ,反映前者是地幔部分熔融的残留体 ,而后者则主要由地幔熔体演化而来。在冀西北、胶东半岛及海南地区 ,地幔流体活动对于大型金矿集区可能有重要…     

北京周口店岩体地球化学特征及物源分析

通过对周口店岩体地球化学特征和构造环境及其与埃达克岩对比的分析，发现该岩体具有C型埃达克岩的地球化学特征。^143Nd／^144Nd-^87Sr／^86Sr图解发现该岩体的锶、钕同位素投影点均落在EMI型富集地幔区域内，表明其物质来源与EMI型富集地幔有关。而εNd（t）-ISr图解中，其投影点正好落在汉诺坝二辉麻粒岩包体范围内（汉诺坝二辉麻粒岩包体是幔源基性岩浆在晚古生代-中生代底侵到下地壳底部构成的年轻下地壳的一部分）。由此推测认为，周口店岩体是中生代新增生的华北克拉通下地壳的部分熔融的产物。     

黑龙江科洛富钾火山岩及其地幔包体中包裹体的初步研究

本文对富钾火山岩及其地幔包体和橄榄石捕虏晶中的包裹体进行了详细观察研究,并分别测量了熔融包裹体的均一温度(富钾火山岩1150—1200℃,地幔包体1200—1280℃,捕虏晶1200℃),在此基础上探讨了包裹体所反映的成因意义。通过包裹体的研究,进一步验证了如下结论:地幔包体与橄榄石捕虏晶有相同成因;地幔是含水的,地幔岩发生过部分熔融。     

攀枝花钒钛磁铁矿Fe同位素分布特征及其意义

目前对于地幔岩部分熔融过程中Fe同位素分馏的研究较为广泛,普遍认为熔体富集重Fe同位素,残余地幔富集轻Fe同位素。相对于地幔岩部分熔融过程中Fe同位素分馏的研究,岩浆结晶分异过程中Fe同位素分馏的研究相对较     

海南岛陆缘扩张带形成及新生代岩石圈动力学机制:来自幔源包体的地球化学证据

海南岛陆缘扩张带蓬莱地区新生代玄武岩中捕获大量尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩幔源包体。激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析结果表明,蓬莱地幔橄榄岩含有三种不同地球化学特征的单斜辉石(Cpx):(1)a类单斜辉石Mg~#=92.3~93.4,来自富集Cpx的二辉橄榄岩,具有极低的LREE和不相容元素含量,HREE平坦,Th、U、La、Sr正异常,经历了7%~10%的尖晶石相部分熔融,仅受到极低程度强不相容元素(Th、U、La、Sr)初期富集交代作用;(2)b类单斜辉石Mg~#=89.9~90.3,来自较富集Cpx的二辉橄榄岩,具有中等的LREE和LILE含量,HREE平坦,微量元素蛛网图上显示Th、U正异常,Rb、Ba、Nb、Ta、Sr、Ti负异常,经历4%~5%的尖晶石相部分熔融,可能受到了含LREE和Th、U等不相容元素的硅酸盐熔体交代;(3)c类单斜辉石Mg~#=91.4~92.8,来自贫Cpx的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩,具有富集的LREE和LILE含量,HREE弱分异,微量元素蛛网图上显示Th、U正异常及强烈的Nb、Ta、Ti负异常,经历了8%~20%的尖晶石相部分熔融,其交代熔体可能是来自源区有石榴子石残留的碳酸盐熔体。全岩主、微量元素及模拟计算结果表明,这些幔源包体的主量元素主要受部分熔融程度影响,并且方辉橄榄岩经历的部分熔融程度大于二辉橄榄岩。地幔橄榄岩的Sr-Nd同位素组成表明该区具有MORB-OIB型亏损地幔特征。此外,蓬莱部分地幔橄榄岩包体显示正斜率的HREE分异特征((Gd/Yb)_N=0.4~0.7),暗示该区地幔经历了源自石榴子石稳定区的变压熔融,总体熔融程度为18%以上,指示了较高的地幔潜能温度。综合前人对海南岛新生代玄武岩最新研究成果,我们认为海南地幔柱可能为该区软流圈地幔置换古老岩石圈地幔提供了热源,导致了区域岩石圈地幔的破坏,从而引起包括地幔柱本身、软流圈和富集岩石圈的熔融。岩石圈地幔性质的改变和不均一性可能是海南岛陆缘扩张带新生代岩石圈减薄的主要动力学机制。