胶东—苏北石榴石二辉橄榄岩形成条件及年代

在胶东—苏北地区,由石榴石二辉橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩、石榴石辉石岩、榴辉岩、斜辉辉橄岩和纯橄岩组成的杂岩成群和成带分布,延长590km。该岩带越过郯庐断裂带延伸至大别山,全长约1200km。岩带内石榴石二辉橄榄岩与尖晶石橄榄岩伴生,组成较大的岩块,并且与榴辉岩伴生,曾被作者确定为一种有层序的岩套。石榴石二辉橄榄岩的Sm-Nd同位素年龄为925±53Ma,矿物地质温度计和压力计表明其形成于115—160km深部,温度为800—1371℃。该石榴石二辉橄榄岩平衡温度和压力符合大陆地温线,而不同于中国东部沿海地区玄武岩中包体石榴石二辉橄榄岩,后者的平衡温度压力符合于大洋地温线。     

福建明溪石榴石二辉橄榄岩包体的REE 及Pb Sr Nd同位素研究

本文研究了明溪地区尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石-石榴石二辉橄榄岩和金云母-石榴石二辉橄榄岩包体的REE及Pb,Sr,Nd同位素。它们的Pb,Nd同位素成分表明该区上地幔在67—82km深度上是,MORB型亏损地幔。标本中放射性Sr同位素成分高于“地幔系列”可能解释为岛弧区俯冲大洋板块物质的加入。包体的sm-Nd、Rb-Sr年龄可能与十亿年前地幔亏损事件、早古生代H_2O,K_2O等地幔交代作用以及新生代的火山作用过程有关。     

中国几个地方的石榴石二辉橄榄岩捕虏体研究

本文着重讨论福建明溪、闽清,浙江新昌,河北崇礼新生代碱性玄武岩中石榴石二辉橄榄岩捕虏体的岩石矿物学和微量元素地球化学特征,认为它们是来自软流圈地幔的样品,并提供了地幔交代作用的信息。一、岩相学福建明溪、闽清,浙江新昌,河北崇礼的石榴石二辉橄榄岩捕虏体产于新生代中新世(K-Ar年龄6.8—20.6百万年)碱性橄榄玄武岩或碧玄岩中,普遍与尖晶石二辉橄榄岩和     

大兴安岭中部第四纪火山岩中石榴石橄榄岩捕虏体的初步研究

大兴安岭中部的绰尔河-哈拉河地区分布有近30座第四纪火山,初步分为更新世火山和全新世火山两期。火山岩中含有丰富的尖晶石橄榄岩和石榴石橄榄岩捕虏体,石榴石橄榄岩的类型主要是石榴石二辉橄榄岩。根据绰尔河新鲜的石榴石二辉橄榄岩P-T平衡条件估计（1164℃,2．36GPa）,其形成深度约76km。这与中国东部其它地方四相共存的石榴石二辉橄榄岩类似,区别于五相共存的尖晶石／石榴石二辉橄榄岩形成条件（〈70km）,证实它们是来自尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩相转变带之下深度超过70km的石榴石橄榄岩稳定区。     

苏北东海石榴石二辉橄榄岩初步研究

本文研究了东海地区石榴石二辉橄榄岩岩体的矿物、化学及微量元素特征。认为该区石榴石二辉橄榄岩来源于上地幔,是一种受过交代的弱亏损型地幔岩石。     

洋壳俯冲过程中的地幔楔上升对流：来自芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩早期变质的证据

苏鲁超高压变质地体中发现了大量包裹在超高压（UHP）变质片麻岩和混合岩中的造山带石榴橄榄岩。根据它们的野外产出特征和全岩地球化学成分,其中一部分石榴橄榄岩的原岩来自于亏损地幔,后来被卷入俯冲陆壳并经受过俯冲陆壳产生的熔/流体的交代。但是,对这些岩石早期的亏损过程尚缺乏清晰的认识。本文报道了东海芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩早期变质演化的新证据。根据详细的变质反应结构观察和矿物成分研究,芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩在经历高压低温俯冲带型超高压变质之前经历了至少两期变质演化。其原岩矿物组合由石榴子石变斑晶的高Ca-Cr核部及其中包裹的高Mg单斜辉石、高Al-Cr斜方辉石和高Mg-Ni橄榄石所记录;指示芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的原岩为高温-高压的富集石榴子石二辉橄榄岩。第二期矿物组合为包裹在低Cr变斑晶石榴子石幔部和细粒新生石榴子石核部的大量富Al铬铁矿和高Mg低Ni橄榄石以及少量高Mg斜方辉石。该期组合未发现单斜辉石,表明岩石随后被转变为高温低压的难熔尖晶石方辉橄榄岩或尖晶石纯橄岩。芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的早期变质演化记录了它们被卷入大陆板片俯冲带之前的地幔楔上升对流过程。笔者认为芝麻坊石榴子石二辉橄榄岩的原岩来源于早期俯冲大洋板片之上的深部高温富集地幔楔,洋壳俯冲过程中的地幔楔对流导致其上升到弧后或岛弧之下的地幔楔浅部,减压部分熔融使原本富集的石榴子石二辉橄榄岩转化为难熔的尖晶石方辉橄榄岩或尖晶石纯橄岩。     

我国东、南部玄武岩中尖晶石二辉橄榄岩包体的矿物研究

我国东部与南部新生代碱性玄武岩及火山角砾岩喷发过程中,携带了来自地幔及玄武岩浆深部结晶分异形成的包体,这些包体包括尖晶石二辉橄榄岩、石榴石二辉橄榄岩、辉石岩和辉长岩类,以及石榴石、辉石和歪长石巨晶等。我们收集了福建、江苏、河北及云南等地数十个包体,并对其中13个包体的矿物进行了研究,计算了包体形成的温度和压力,并讨论了成因。     

女山地幔橄榄岩捕虏体Re-Os同位素地球化学

Re-Os同位素体系可以为大陆岩石圈地幔形成和演化提供重要制约.在近百个女山地幔橄榄岩捕虏体样品经不同程度的岩石学、岩石化学、矿物化学、单斜辉石微量元素等岩矿和地球化学研究基础上,选择了12个有代表性的样品作Re-Os同位素地球化学研究.其中有5个尖晶石二辉橄榄岩;1个尖晶石方辉橄榄岩;2个角闪石-尖晶石二辉橄榄岩;1个金云母-尖晶石二辉橄榄岩;3个石榴石-尖晶石二辉橄榄岩.     

山东临朐山旺新生代玄武岩中超镁铁岩包体的研究

山旺新生代玄武岩中的超镁铁质包体分为五类:尖晶石纯橄榄岩、尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石方辉橄榄岩、尖晶石石榴石二辉岩和石榴石二辉橄榄岩。对它们的地质学,岩相学、岩石化学,造岩矿物的化学成分,稀土配分模式及热力学计算的研究表明,前三种岩石属原始地幔岩,后二种是地幔中岩浆作用的产物。     

安徽女山地幔橄榄岩捕虏体的同位素组成:中国东部新生代岩石圈地幔时代制约

位于安徽省境内的女山新生代碱性玄武岩中含有大量而且类型丰富的地幔橄榄岩包体,主要类型有尖晶石相、石榴石相、尖晶石-石榴子石过渡相二辉橄榄岩以及少量的方辉橄榄岩,其中部分尖晶石二辉橄榄岩样品中出现富含挥发分的角闪石、金云母和磷灰石。本文选择该区的尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩包体进行了较为详细的岩石学、矿物学、地球化学研究工作。结果显示,除2个方辉橄榄岩表现难熔特征外,其它25件尖晶石相二辉橄榄岩均具有饱满的主量元素组成。二辉橄榄岩样品的Sr-Nd-Hf同位素均表现为亏损地幔的性质,不同于古老克拉通型难熔、富集的岩石圈地幔。富含挥发份交代矿物的出现以及轻稀土元素不同程度的富集,表明女山岩石圈地幔经历了较为强烈的交代作用,然而Re-Os同位素及PGE分析结果表明交代作用并没有显著改变Os同位素组成。二辉橄榄岩样品均具有较高的Os同位素组成,结合其饱满的主量元素组成,亏损的同位素特征,表明女山地区岩石圈地幔整体为新生岩石圈地幔。但1个方辉橄榄岩样品给出了较低的Os同位素比值0.1184,其Re亏损年龄为1.5Ga,它可能来自于软流圈中残留的古老难熔地幔。     

西藏班公湖—怒江缝合带中段蓬湖蛇绿岩中的洋脊型二辉橄榄岩

蓬湖蛇绿岩产于西藏藏北湖区的蓬湖西侧,属班公湖-怒江缝合带中段白拉拉弄-依拉山亚带。该蛇绿岩主要由地幔橄榄岩、堆晶岩和辉绿岩等组成。其中地幔橄榄岩由方辉橄榄岩和二辉橄榄岩组成。蓬湖二辉橄榄岩的橄榄石Fo值介于88.85～90.33之间、斜方辉石的Al2O3含量范围在4.26%～6.60%。与原始地幔相比,蓬湖二辉橄榄岩岩石有较高的MgO含量和较低的Al2O3、CaO和TiO2等易熔组分含量;稀土元素总量介于1.11×10-6～1.53×10-6之间,明显低于原始地幔值,配分模式为轻稀土轻微亏损。在原始地幔微量元素蛛网图中,蓬湖二辉橄榄岩显示Rb、Zr亏损,U、Ta、Sr强烈富集特征。蓬湖二辉橄榄岩的铂族元素总量介于22.9×10-9～27×10-9之间,PGEs球粒陨石标准化图解显示其为接近原始地幔的"平坦型"。以上特征与深海橄榄岩相似,指示它们可能形成于大洋中脊环境。定量模拟估算表明,蓬湖二辉橄榄岩可能来源于地幔中尖晶石相二辉橄榄岩源区,系经历了约5%～10%的部分熔融残余。蓬湖堆晶岩矿物结晶顺序为橄榄石-单斜辉石-斜长石,其中异剥橄榄岩中的单斜辉石Mg#值介于86.92～89.93之间、橄榄石Fo平均值为84.45,明显不同于MOR型蛇绿岩堆晶岩。蓬湖堆晶岩的矿物组成、岩浆结晶顺序和矿物成分均与俯冲带上SSZ型蛇绿岩形成的堆晶岩类似。以上结果表明,蓬湖二辉橄榄岩形成于大洋脊环境,为尖晶石二辉橄榄岩源区经历了不超过10%部分熔融的残余,后期由于洋内俯冲作用经历了岩石-熔体反应,形成了SSZ型堆晶岩和含较高Cr#值尖晶石的方辉橄榄岩。     

安徽女山地幔橄榄岩包体的同位素组成与岩石圈地幔时代

处于郯庐断裂东侧、扬子与华北板块碰撞带中的安徽女山火山岩主要由第四纪早更新世的碧玄岩、霞石岩和碱性橄榄玄武岩组成,其中含有丰富的深源岩石包体.根据目前的研究,女山火山岩中的地幔橄榄岩包体主要类型有:尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩、石榴子石二辉橄榄岩和尖晶石-石榴子石过渡相二辉橄榄岩等.     

中国大陆科学钻探工程主孔石榴石单辉橄榄岩的岩石化学研究

中国大陆科学钻探工程主孔石榴石橄榄岩产出于603.20～683.53m之间,主要为石榴石单辉橄榄岩,内部还见有巨晶状角闪石岩(曾经是岩脉)和榴辉岩与橄榄岩之间厘米级的方辉辉石岩.石榴石橄榄岩多数含有钛斜硅镁石.从其内部所夹的榴辉岩条带可知,橄榄岩发生过褶皱等构造变形作用.其围岩和内部夹层榴辉岩中的锆石中舍柯石英的事实可能表明岩体经历过超高压变质作用.石榴石橄榄岩的主要造岩矿物橄榄石的Fo端员低(0.82～0.86)、全岩岩石化学的低Mg#值(77.26～85.07)和高易熔元素以及低于典型阿尔卑斯型橄榄岩的(Mg Ni)/(Fe Mn)比值,意味着该石榴石橄榄岩体的原岩为岩浆固结成因.石榴石橄榄岩的稀土元素总量低,配分型式有LREE富集型((La/Lu)N比值为9～16.6)、LREE适度富集型((La/Lu)N比值为1.47～8.22)和LREE亏损型或平坦型((La/Lu)N比值为0.62、1.19～1.92)三种,并构成从亏损或平坦型到富集型的韵律,反映了结晶分异的特点.微量元素蛛网图上,石榴单辉橄榄岩微量元素的丰度总体上低于N-MOBB的丰度.Cu、Ni和MgO的判别图表明,石榴石橄榄岩的原岩岩浆的固结成岩时期主要为镁铁质矿物的分离结晶作用而硫化物不是重要的矿物相.Ti和P的剧烈变化表明了有磁铁矿和磷灰石的堆积作用.微量元素判别图表明岩体受到了明显的地壳物质混染作用.铂族元素丰度总量低,其丰度分布型式图表明原岩岩浆的部分熔融程度高,而且元素的判别图表明岩浆具有S不饱和特点.硫化物残留在地幔中而使得岩浆中PGE相对Cu、Ni亏损,在Ni-PGE-Cu图上呈总体上的凹形分布.同属PPGE的Pt比Pd所显示的更高的相容性也表明了岩浆中S的不饱和特点.而Ir的负异常可能说明原始岩浆在侵入前的分离结晶作用其间发生了Ir的结晶析出,或者是在地幔部分熔融时Ir残留在地幔残留体中.因此,主孔石榴石橄榄岩的原始岩浆是上地幔适当部分熔融程度的产物((Pd/Ir)N≥1),可能在源区有硫化物的残余而造成了PGE相对Cu、Ni亏损而在Ni-PGE-Cu图上呈总体上的凹形分布.后S不饱和的岩浆经历分离结晶作用而造成了Pt相时于Pd亏损的特点.     

华北克拉通-扬子克拉通与秦岭造山带古地幔组成及状态的对比

经研究，华北克拉通古地幔以含石榴石的二辉橄榄岩、方辉橄榄岩及纯橄榄岩为主．地幔交代作用强烈，岩石富集不相容元素，明显高于南非及西澳克拉通者．扬子克拉通古地幔主元素亏损程度差，交代作用较弱，岩石为石榴石／尖晶石二辉橄榄岩．秦岭造山带壳、幔交界带的岩石类型复杂，包括蛇纹石化尖晶石二辉橄榄岩（蛇纹岩）、石榴石辉石岩、榴闪岩、变辉长岩及变玄武岩等．蛇纹岩遭受强的塑性流变，剪切变形结构发育．与克拉通相比，地幔交代作用很弱．３个地幔域的古地温状态有差异，秦岭造山带最高，扬子克拉通居中，华北克拉通最低．上述结果表明，两克拉通的古地幔特征相差显著，暗示经历了不同的演化过程．交代作用可能发生在１７００Ｍａ以前和１１００～５００Ｍａ，后者强于前者．造山带地幔的剪切变形明显强于克拉通地幔     

大兴安岭岩石圈地幔特征——哈拉哈河-绰尔河橄榄岩捕虏体的证据

大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩中含有尖晶石相和石榴石相橄榄岩捕虏体.本文报道的尖晶石相橄榄岩包括方辉橄榄岩和二辉橄榄岩两类,前者分布数量略高于后者.方辉橄榄岩多数具有较高的平衡温度(1072～1193℃),矿物化学成分变化大,含有高Mg橄榄石和高Cr#尖晶石,这些特征一致表明是古老岩石圈地幔残余的样品.而二辉橄榄岩显示相对均一的矿物化学成分和很宽的平衡温度变化范围(636～1178℃),代表了明显受到改造的岩石圈地幔,可能反映岩石圈地幔的不同深度和局部经历了软流圈与岩石圈相互作用.通过与华北克拉通的对比,发现地处兴蒙造山带的大兴安岭岩石圈地幔中仍保留有相当量的古老岩石圈地幔残余,区别于遭受强烈改造和破坏的华北克拉通东部地区的岩石圈地幔.     

中国东部上地幔岩石相转变及其意义

中国东部新生代玄武岩和大别-苏鲁超高压变质带中的含石榴石相橄榄岩, 带来了发生在上地幔的尖晶石→石榴石相转变和铝辉石→贫铝辉石+石榴石的重要信息, 为中国东部上地幔岩石结构分层奠定了重要基础.通过岩石学与实验岩石学的研究, 推导出发生相转变的P-T条件, 为建立中国东部大陆上地幔岩石分层结构提供了重要约束.尖晶石二辉橄榄岩向石榴石二辉橄榄岩相转变发生在55~70km, 随着深度增加, 石榴石二辉橄榄岩从富铝石榴石二辉橄榄岩(70~120km) 转变为贫铝石榴石二辉橄榄岩(> 120~150km).      

超镁铁质捕虏体中共存矿物的Cr~#在岩石成因中的意义

中国东部新生代玄武质岩石中的超镁铁质捕虏体,主要包括五种类型:石榴石二辉橄榄岩(±少量尖晶石)、尖晶石二辉橄榄岩、尖晶石方辉橄榄岩、辉石岩和巨晶矿物。不同类型捕虏体间的共存矿物存在系统的化学成分变化。尤以Al_2O_3、Cr_2O_3变化明显。本文提出捕虏体中共存矿物的Cr~#[100Cr/(Al+Cr)]可作为分类和岩石成因的重要标志。并将五种捕虏体划分为三种地幔成因类型:饱满的或原始的地幔(石榴石二辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩),亏损的或残余的地幔(尖晶石方辉橄榄岩),地幔条件下熔浆分离的产物(辉石岩和巨晶矿物)。     

有关上地幔二辉橄榄岩问题的讨论

(一)上地幔中为啥是二辉橄榄岩? 前人资料中指出:二辉橄榄岩代表了上地幔超镁铁质岩石的总成分。笔者认为言之有理,因为二辉橄榄岩在超镁铁质岩石中属于中间类型,它既有多量的辉石(5—90％或25—70％),又有多量的橄榄石(95—10％或75—30％),而且辉石中既有斜方辉石又有单斜辉石。它的形成环境为高温、高压、极低的应变速率。而且主要为比较均匀的静压环境。它的形成历史漫长,先为岩浆熔融体,后来逐渐变为固态或塑性体。这样的岩石在超镁铁岩的初期分异最差,矿物的分布也比较均匀,就其矿物的含量比例而言,相当于二辉橄榄岩类型,所以上地幔中超镁铁质岩石的总成分可以由二辉橄榄岩作为它的代表。     

新疆洪古勒楞蛇绿岩中含长二辉橄榄岩的成因探讨

洪古勒楞蛇绿岩中的含长二辉橄榄岩产于斜辉辉橄岩和堆晶岩之间,并与斜辉辉橄岩顶部的糜稜岩化带平行分布。含长二辉橄榄岩以其具有地幔橄榄岩特有的变晶结构和Ng(100)高温变形组构,以及含斜方辉石等特点而区别于堆晶岩。在矿物成分、化学成分及锶同位素等力面,含长二辉橄榄岩具有介于地幔橄榄岩和堆晶岩之间的某些过渡特征。含长二辉橄榄岩中新生矿物的出现,提供了基性熔体渗入的证据。斜辉辉橄岩顶部的糜稜岩化带可能是岩浆房底部基性熔体下渗的通道。笔者认为,含长二辉橄榄岩为基性熔体渗入到先前已亏损的斜辉辉橄岩中,并与之重新平衡的产物。     

大麻坪二道沟二辉橄榄岩岩体成因研究

大麻坪超镁铁岩主要以两种产状产出,一是以包体形式寄生在碧玄岩、碱性橄榄玄武岩中,二是地幔底辟体侵位至近地表形成二辉橄榄岩岩体.二道沟二辉橄榄岩体相对规模大,露头较好,岩石新鲜,其中橄榄石颗粒粗大,色泽鲜艳,现被当作宝石矿加以开采利用.同时也吸引了不少专家、学者在此作了大量研究工作.关于它的成因问题,多数学者认为它是包体堆积成因.通过近两年野外和室内工作,笔者认为二道沟二辉橄榄岩岩体并非包体堆积,而是二辉橄榄岩固态侵入体.