攀枝花岩体辉石的矿物学研究

本文对攀枝花辉长岩体中共存的单斜、斜方辉石进行了系统的矿物学及晶体化学研究。首次查明该岩体中斜方辉石的成分,光性及结构特征。研究表明:单斜种属为次透辉石,其化学式为Ca_（0.831）Na_（0.027）K_（0.002）Mg_（0.811）Fe_（0.213）~（2+）Fe_（0.054）~（3+）AlⅥ_（0.030）Ti_（0.013）Mn_（0.008）AlⅣ_（0.082）Si_（1.918）O_6,晶胞参数为α=9.7443—9.7617,b=8.9174—8.9431,c=5.2353—5.2653,β=105°56＇～106°8＇,空间群C2/c,Z=4;斜方辉石为紫苏辉石,化学式为Ca_（0.044）Na_（0.012）K_（0.005）Mg_（1.335）Fe_（0.584）~（2+）Ti_（0.007）Mn_（0.014）Al_（0.029）Si_（1.969）O_6,晶胞参数α=18.2720,b=8.8734,c=5.2078,空间群Pbca,Z=8,该岩体辉石的成分与布什维尔德和斯卡尔嘎得两侵入体中辉石的成分趋向一致。     

丁青和新喀里多尼亚玻安岩类的辉石及其超微结构

本文对西藏丁青玻安岩类深成岩的辉石和新喀里多尼亚玻安岩的斜顽辉石进行了矿物学工作及高分辨电镜观察。丁青斜方辉石堆晶岩辉石的超微结构包括:单斜辉石的(100)双晶、斜方辉石a/4平移畴结构及斜方辉石—单斜辉石相转变。玻安岩斜顽辉石典型超微结构是(100)双晶。由矿物的碎裂、错动以及斜方辉石—单斜辉石相变中只出现偶数倍单斜辉石等表明:矿物结晶及成岩过程中曾受应力作用、后者可能与岩石所处的构造位置有关。由辉石成分计算的地质温度表明,丁青堆晶斜方辉石岩的辉石是在高温下晶出、岩石固结温度是1013～1111℃,当它们在～1000℃下稳定时,斜方辉石出溶了单斜辉石片晶。将玻安岩斜顽辉石加热至1100℃后淬冷及按120℃/h速度冷却均未得到纯的斜顽辉石,可能斜顽辉石是原顽火辉石在应力环境中高温淬冷所成。     

辉石的结构和化学变化

在最近15年内,对于地球、月球和陨石中的辉石,发表了近80个高质量的三维精细修正结构,大多数精细哆正结构都属于C2/c单斜辉石和Pbca斜方辉石,但也较好地提供了P2_1/c结构的资料,能用于第四种主要结构类型Pbcn辉石的资料是很少的。这四种空间群的结构拓朴学可以用平行于[100]的、由四面体——八面体—四面体“工字梁形”结构单元组成的理想化模型来描述。不同对称是相邻层中的八面体和(或)对称上不同的四面体链按不同堆积顺序所引起的。在所精细修正的全部辉石中,M1阳离子位置由六个氧配位,六个氧排列成一种规则的假八面体形状,M2阳离子位置由六、七或八个氧呈不规则的多面体配位;M2配位取决于占据该位置的离子半径大小,半径较大的阳离子,配位数通常较高。在几种Pbca结构中,BN面体链的03—03—03角≈136°,这种四面体链与伸直状态(03—03—03=180°)偏离程度最大。     

西准噶尔白碱滩二辉橄榄岩中两种辉石的出溶结构及其地质意义

克拉玛依白碱滩尖晶石二辉橄榄岩主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和尖晶石组成,橄榄石和斜方辉石均发生程度不等的蛇纹石化。单斜辉石一般很新鲜。单斜辉石和斜方辉石均发育出溶结构,出溶条纹或者平直或者发生舒缓的弯曲变形(即便是在发生弯曲的情况下也是完全平行的)。透辉石-普通辉石出溶体一般呈针状(直径一般为1μm,长度>150μm),顽火辉石出溶条纹直径一般为1～3μm(长度>300μm)。斜方辉石主晶属于顽火辉石-易变辉石,单斜辉石主晶为透辉石(成分很均一)。地质温度压力估算表明,白碱滩二辉橄榄岩中辉石出溶结构发生的温度为700℃～1000℃、压力为2.0～2.7GPa,它们代表辉石出溶结构形成的最低PT条件。白碱滩二辉橄榄岩至少经历了三个演化阶段:原始辉石与尖晶石和橄榄石平衡共生(阶段Ⅰ,>94km);随着地幔上隆,原始辉石结构不稳定,分解并形成出溶结构(阶段Ⅱ,700℃～1000℃),斜方辉石开始分解的深度为94km,单斜辉石开始分解的深度为78km;之后,蛇绿岩经历的侵位事件导致辉石发生塑性变形(阶段Ⅲ)。蛇绿岩侵位之前,地幔岩曾发生了>50km的隆升,而且,在隆升过程中地幔岩没有发生明显部分熔融(地幔岩因此没有经历明显的岩浆抽提过程)。     

辉石族宝石矿物

辉石族矿物属硅酸盐单链结构;是重要的造岩矿物。由于阳离子的不同而晶体结构不同,有斜方和单斜晶系两个辉石亚族。辉石族中的宝石矿物:斜方辉石亚族中有顽火辉石、古铜辉石、紫苏辉石(及其变种富铁紫苏辉石);单斜辉石亚族中有透浑石(及其变种青透辉石、钙铁辉石、铬透辉石、异剥石、绿异剥石)、锂辉石(及其变种紫锂辉石和翠绿锂辉     

辉石中(2n 1)×0.45um宽度堆垛的结构观察与模型推导

在斜顽辉石加温产物中观察到1．35和2．25um宽度堆垛，前者属单斜晶系。这些（2n＋1）×0．45um宽度堆垛可以由辉石的Si－O链错排引起。按单斜辉石或斜方辉石的Si（A）、Si（B）链结构数据所计算的1．35um堆垛，多属单斜晶系，晶胞参数范围是a＝1．357～1．420，b＝0．886，c＝0．516nm，β＝96．1°～108．3°；当斜方辉石的Si－O链作Si（A）Si（B）St（B′）排列时，1．35um堆垛应为斜方晶系。计算的2．25um堆垛的晶胞参数是a＝2．255，b＝0．886，c＝0．516nm，β＝73．8°。     

斜方辉石空间群类型的重新确认

作者选择成分不同、产状各异的四个斜方辉石样品,分别沿其[100]方向进行了电子衍射分析。通过对实验结果的认真分析和充分论证,作者断定它们的空间群均为P2_1ca,而非Pbca。由于实验样品在成分和产状上均具有广泛的代表性,因此可以推断,在常温常压下,自然界的斜方辉石之空间群均为P2_1ca。     

硅酸盐辉石的晶体化学(中)

四面体层在端员辉石结构中,含Si的四面体的平均T－O键长为1.618(?)到1.644(?)(表3).四个距离(四面体1.585(?)－1.612(?))中最短的键一般是Si－O2,而最长的键涉及桥接的O3阴离子,只有CaTs和C2/c Li辉石例外.桥键距离的平均值大于非桥键距离的平均值,且在一般情况下两个平均值之差(△)对于具单价阳离子M2的C2/cLi辉石为最小,而对具有二价 M2阳离子的C2/c钙辉石为最大.Pbca和P(21)/c结构的A值介于这两组结构之间。在各种不同的辉石结构间,较短的桥距是与较大的Si－O3－Si(图14)和O3－O3－O3角相关联的.键内的出-Si距离在3.01A和3.13A间变化,在单斜和斜方顽火辉石中高度弯折的B链中存在着最短路     

甘肃金川Ⅱ号岩体辉石化学特征及其地质意义

金川Ⅱ号岩体主要由二辉橄榄岩和硫化物橄榄岩构成,单斜辉石和斜方辉石为岩相中主要造岩矿物,单斜辉石含量一般高于斜方辉石.矿物间的结构关系表明主要造岩矿物的结晶顺序为:橄榄石-斜方辉石-单斜辉石-斜长石.单斜辉石的TiO2,Al2O3,Cr2O3和Na2O质量分数依次为:0.29%～1.26%、3.17%～3.59%、0.86%～1.14%、0.29%～0.57%,斜方辉石的TiO2,Al2O3,Cr2O3和Na2O质量分数普遍低于单斜辉石,依次为:0.16%～0.40%、1.85%～2.38%、0.48%～0.68%、0.03%～0.10%.元素间的相关关系显示辉石的类质同像置换方式为:M1Fe2 2 Si=M1Ti 2IV Al,M1Fe2 Si=M1Fe3 IVAl,Fe3 和Ti进入矿物晶格置换Fe2 来平衡Al置换Si产生的正电价差.两种辉石较低的TiO2,Al2O3和Na2O质量分数显示出母岩浆为拉斑玄武岩浆的特征.二辉石温度计和单辉石温度计算表明斜方辉石的结晶温度下限和单斜辉石结晶温度上限大致在1146℃～1166℃之间,单斜辉石的结晶一直持续到1032℃或者更低.金川Ⅱ号岩体单斜辉石演化明显表现出向透辉石端员偏离,暗示岩浆在结晶分异过程中,可能与富钙质围岩发生了同化混染作用.     

斜方辉石筛状反应边的成因机制及其对岩石圈地幔性质转变的意义

本文利用电子背散射衍射(EBSD)技术对河北张家口大麻坪汉诺坝玄武岩橄榄岩捕虏体中斜方辉石与玄武岩反应结构的显微构造进行了详细研究。研究结果表明: ① 其反应边具有复杂的多层筛状结构特征,包括玄武岩层、富橄榄石层以及橄榄石和单斜辉石交生层;② 由外至内,橄榄石的Mg值逐渐升高,而单斜辉石的Mg值变化不大;③ 反应边结构中的单斜辉石与斜方辉石残斑之间存在很好的结晶学拓扑关系,即(100)_opx//(100)_cpx、(010)_opx//(010)_cpx、(001)_opx//(001)_cpx;④ 橄榄石的结晶学取向无序且与斜方辉石和单斜辉石均无关。这个反应过程可以用贫硅熔体先与斜方辉石反应形成单斜辉石,并导致熔体富硅,从而橄榄石从反应熔体中结晶出来合理地解释。相对富硅熔体与橄榄岩的反应,贫硅熔体与橄榄岩的反应过程由于筛状反应边的存在可能更容易进行,筛状结构反应边可以为熔体在橄榄岩中沿颗粒边界运移提供通道,并使橄榄岩主要组成矿物发生细粒化和岩石结构变得松散,可以有效保证熔体上升过程中对橄榄岩的持续侵蚀和破坏,从而可能导致岩石圈地幔性质的迅速转变。     

徐淮早白垩世埃达克质岩中含橄榄石单斜辉石岩的成因及其岩石学意义

报道了徐淮地区早白垩世埃达克质岩中首次发现的含橄榄石单斜辉石岩捕虏体的岩相学与矿物化学资料, 该类捕虏体显示堆积结构、块状构造, 主要由单斜辉石(~80%)、斜方辉石(~5%)、橄榄石(~5%)和普通角闪石(~10%)组成.橄榄石外侧发育有斜方辉石反应边, 角闪石沿辉石粒间分布, 呈嵌晶结构.矿物化学分析结果表明: 橄榄石的镁橄榄石分子值(Fo)=77.7~79.3, Ni=623×10-6~773×10-6; 斜方辉石的Mg#=75.6~80.2, Cr=161×10-6~684×10-6, Ni=79×10-6~708×10-6; 单斜辉石的Mg#=84.5~86.4, CaO=21.59%~23.13%, Al₂O₃=1.72%~2.44%.上述矿物与中、新生代玄武岩中橄榄石、斜方辉石和单斜辉石斑晶以及堆积成因辉石岩中的斜方辉石和单斜辉石成分类似.此外, 单斜辉石的稀土配分型式以相对富含中稀土元素的上凸型为特征, 稀土元素含量较低(∑REE=10.14×10-6~12.71×10-6), 无明显的铕异常(δEu=0.90~1.16), 类似于新生代玄武岩中单斜辉石斑晶.捕虏体中的普通角闪石的Mg#=74.0~80.4、SiO₂=43.2%~44.5%、Na₂O=2.04%~2.29%, 稀土元素分馏不明显, 显示亏损高场强元素(HFSEs, 如Nb、Ta、Zr、Hf), 富集Sr、Rb、Ba的特征, 与新生代玄武岩中角闪石捕虏晶成分不同.结合其嵌晶结构, 普通角闪石应是寄主岩浆贯入结晶的产物.综合上述特征, 可以看出含橄榄石单斜辉石捕虏体为镁铁质岩浆高压堆晶成因.结合华北克拉通东部早白垩世双峰式火山岩组合的出现, 推断含橄榄石单斜辉石岩捕虏体可能是早白垩世基性岩浆底侵的产物.      

吉林双辽地区橄榄岩包体中熔体-岩石作用特征及其对地幔交代作用的启示

吉林双辽地区古近纪玄武岩中一方辉橄榄岩包体记录了上地幔交代作用的信息。原生斜方辉石被交代成因的单斜辉石和橄榄石所围绕,或形成反应边结构,或斜方辉石残留在次生单斜辉石中。这些反应结构仅出现在尖晶石的周围。电子探针分析表明次生单斜辉石具有高Mg#、Cr#和CaO/Al2O3比值,次生橄榄石高Mg#、CaO和Cr2O3,被交代的尖晶石边部高Cr#、CaO。由于交代作用并未影响橄榄岩体系的Mg#,而且熔体-岩石反应结构指示Opx(斜方辉石) Sp(尖晶石) 熔体(Ⅰ)→Cpx(单斜辉石) Ol(橄榄石) 熔体(Ⅱ),结合实验以及文献资料,认为双辽地区的岩石圈地幔受到了硅酸盐熔体的交代。这种交代导致橄榄岩中斜方辉石逐渐减少,单斜辉石和橄榄石逐渐增加,从而使方辉橄榄岩渐变成易剥橄榄岩。这种交代现象可能发生在软流圈-岩石圈接触带上的熔-岩反应区,暗示了在古近纪双辽地区岩石圈减薄和软流圈上涌导致的软流圈-岩石圈的相互作用仍在继续。     

辉石中结构羟基变温行为的红外光谱初步研究

运用显微傅立叶变换红外光谱(Micro-FTIR)技术观察了辉石(单斜辉石和斜方辉石)中结构OH在原位连续加热、降温和阶段加热过程中的行为,从而更清楚地了解了缺陷氢在晶体结构中的位置及其结合机制。样品为安徽女山新生代玄武岩中的普通辉石巨晶和橄榄岩包体中的斜方辉石。温度从室温升到500℃,间隔100℃。实验结果表明,单斜辉石和斜方辉石的红外谱图随温度变化的趋势相同,即:OH的伸缩振动峰位都是随温度升高而向低波数移动,而且这种变化是可逆的;峰位的移动主要受H所取代的阳离子的位置或晶格空隙的热膨胀的影响。     

青藏东缘马关尖晶石二辉橄榄岩包体中单斜辉石的成分特征及其意义

青藏东缘马关尖晶石二辉橄榄岩包体的矿物组合为橄榄石 (Ol) +斜方辉石 (Opx) +单斜辉石 (Cpx) +尖晶石 (Spl)。单斜辉石主要为透辉石 ,少量为顽透辉石 ,其成分特征表现为高Ca(w(CaO) =18.71%～ 2 0 .78% )、高Al(w (Al2 O3 ) =6 .0 0 %～ 7.30 % )、高Mg# 值 (89.84～ 91.4 8)和低Cr# 值 (5 .18～ 8.72 )。SiO2 ,TiO2 ,FeO 和Na2 O的质量分数变化范围分别是 5 1.71%～ 5 2 .5 0 %、0 .34%～ 0 .6 1%、2 .5 0 %～ 3.14 %和 1.4 6 %～ 1.80 %。单斜辉石的成分特征显示尖晶石二辉橄榄岩包体为A型包体 ,属低度熔融后的大陆地幔橄榄岩。透辉石的w(Y) (18.6 0～ 2 0 .90 μg/g)、w(Yb)(1.97～ 2 .18μg/g)模拟计算表明 ,马关尖晶石二辉橄榄岩包体是原始地幔经低于 3%的部分熔融后的残留地幔岩。     

新疆黄山杂岩体矿物学特征及其意义

黄山杂岩体造岩矿物有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石、角闪石和黑云母。其中斜方辉石的多色性不是由Fe~(2+)引起,而是由Ti~(4+)引起。单斜辉石结晶后常与岩浆继续发生化学反应,形成一种岩浆岩结构——角闪反应补丁结构。橄榄石中镍含量的亏损程度反映杂岩体曾经历过硫化物熔离作用。单斜辉石Si,Al~Ⅳ,Ti的变化表明杂岩体属于拉斑玄武岩系列。超镁铁岩中K,Ba,Th,Hf等元素反常的地球化学行为是由该岩石中黑云母矿物引起。     

单斜辉石中石英出溶体的显微结构和成因机制

矿物出溶结构保存有早期母体矿物的物理化学条件信息,对其开展研究不仅有助于了解寄主岩石的来源深度,而且有助于研究减压折返的动力学演化过程.在世界许多高压-超高压带的榴辉岩和石榴辉石岩中,人们普遍发现单斜辉石中有定向排列的针状或棒状SiO₂析出物,其矿物相主要为α石英,有时会伴生钙质角闪石等含水矿物.这些定向针状或棒状体通常平行于单斜辉石c[001]轴方向延伸,石英长轴可以为其c[0001]轴或a[1120]轴.电子背散射衍射(EBSD)测试结果表明,多数石英(96%)析出物与寄主单斜辉石具有结晶学取向关系:(1) 50%的石英c轴平行,并且[0001]_Qz//[001]_Cpx;(2)35%的石英至少有一个a轴平行,并且[1120]_Qz//[001]_Cpx;(3)11%的石英至少有一个s{1121}面平行,并且(1121)_Qz//(100)_Cpx.钙质角闪石析出物与寄主单斜辉石也具有密切结晶学取向关系:(100)_Amp//(100)_Cpx、[010]_Amp//[010]_Cpx、[001]_Amp//[001]_Cpx、[100]_Amp∧[100]_Cpx≈32°.上述定量显微构造证据表明,单斜辉石中定向石英析出物是由出溶作用所形成,并且多数石英出溶体形成于α石英稳定域.已有高温高压实验研究数据表明,单斜辉石中空位的形成和钙埃斯科拉组分(CaEs)的含量均受化学组成、压力、温度等多种因素综合影响:单斜辉石中CaEs含量对化学组成非常敏感,并受到共生矿物体系中自由SiO₂相和蓝晶石的共同缓冲;相同化学组成和等压条件下,CaEs含量总体上随温度升高缓慢降低;相同化学组成和等温条件下,CaEs含量在＜6 GPa区间随压力升高而增加,在＞6 GPa区间随压力升高而降低.单斜辉石定向SiO₂析出物的形成可能涉及多种因素,高压只是其中必要条件之一.榴辉岩质单斜辉石中“石英±角闪石”析出物很可能形成于开放体系,与熔流体活动密切相关,涉及多阶段物质扩散、晶体成核生长、重结晶、退变质反应等复杂作用过程.单斜辉石中定向SiO₂析出物的显微结构特征并非超高压岩石的必要条件,这种特殊显微结构也不能作为证明超高压的充分条件.      

天然顽火辉石的高分辨电镜观察

利用透射电镜研究了陨石和地幔岩中斜方辉石与斜顽辉石的多型转变:吉林陨石和清镇陨石顽火辉石中的斜顽辉石多型晶域宽度既有奇数倍也有偶数倍9A,双晶现象发育,出现频率高,是原顽火辉石转变而成。尖晶石和石榴子石二辉橄榄岩斜方辉石中的斜顽辉石仅具偶数倍9晶域宽度,未见双晶现象,出现频率低,是剪切应力作用下由斜方辉石转变而成。测量证实OREN向CLEN的相变按13.3°机制进行。在相应高温条件下,相变时应变率ε可能大于10~(-6)sec~(-1)。     

大陆科学钻探CCSD-PP3钻孔超镁铁岩岩石学和矿物学特征及其意义

PP3超镁铁岩在钻孔中出露厚度达480米,包括纯橄岩、石榴橄榄岩和闪石化金云母橄榄岩等岩石类型。岩石主要组成矿物橄榄石、铬尖晶石、石榴子石、单斜辉石和斜方辉石等。橄榄石为镁橄榄石(Fo在88.7-93.1之间),SiO2含量在38.8wt.%-42.4wt.%;石榴子石为钙饱和的镁铝榴石(Py65.945Alm18.095Uv7.518Gr4.695And3.605Sp0.142),MgO含量在16.77wt.%-20.04wt.%,CaO含量在5.4到6.4wt.%之间,Cr2O3含量在0.3到3.3wt.%,FeO含量在2.48wt.%-11.78wt.%,TiO2含量小于0.04wt.%,代表早期矿物组合;两类斜方辉石的成分都为顽火辉石(OpxⅠ:En91.86Fs7.80Wo0.34,OpxⅡ:En91.83Fs7.91Wo0.21Ac0.06)。斜方辉石Mg#(Mg/(Mg Fe)×100)在91.7-92.5间,Cr2O3含量低于0.32wt.%,CaO含量在0.102-0.199wt.%间,Al2O3含量为0.32-1.06wt.%,均值在0.72wt.%;单斜辉石可分为早期透辉石(Wo45.98En47.89Fs2.73Ac3.39)和晚期顽透辉石(Wo27.61En68.78Fs2.27Ac1.34)两种。铬尖晶石的Cr#(Cr/(Cr Mg)×100)从51到89变化,TiO2和MnO2含量分别低于0.26wt%和0.46wt%。橄榄石、铬尖晶石和单斜辉石等矿物组合表现为3-4期次的特点。     

徐淮早白垩世埃达克质岩中含橄榄石单斜辉石岩的成因及其岩石学意义

报道了徐淮地区早白垩世埃达克质岩中首次发现的含橄榄石单斜辉石岩捕虏体的岩相学与矿物化学资料,该类捕虏体显示堆积结构、块状构造,主要由单斜辉石(~80%)、斜方辉石(~5%)、橄榄石(~5%)和普通角闪石(~10%)组成.橄榄石外侧发育有斜方辉石反应边,角闪石沿辉石粒间分布,呈嵌晶结构.矿物化学分析结果表明:橄榄石的镁橄榄石分子值(Fo)=77.7~79.3,Ni=623×10-6~773×10-6;斜方辉石的Mg#=75.6~80.2,Cr=161×10-6~684×10-6,Ni=79×10-6~708×10-6;单斜辉石的Mg#=84.5~86.4,CaO=21.59%~23.13%,Al2O3=1.72%~2.44%.上述矿物与中、新生代玄武岩中橄榄石、斜方辉石和单斜辉石斑晶以及堆积成因辉石岩中的斜方辉石和单斜辉石成分类似.此外,单斜辉石的稀土配分型式以相对富含中稀土元素的上凸型为特征,稀土元素含量较低(∑REE=10.14×10-6~12.71×10-6),无明显的铕异常(δEu=0.90~1.16),类似于新生代玄武岩中单斜辉石斑晶.捕虏体中的普通角闪石的Mg#=74.0~80.4、SiO2=43.2%~44.5%、Na2O=2.04%~2.29%,稀土元素分馏不明显,显示亏损高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Zr、Hf),富集Sr、Rb、Ba的特征,与新生代玄武岩中角闪石捕虏晶成分不同.结合其嵌晶结构,普通角闪石应是寄主岩浆贯入结晶的产物.综合上述特征,可以看出含橄榄石单斜辉石捕虏体为镁铁质岩浆高压堆晶成因.结合华北克拉通东部早白垩世双峰式火山岩组合的出现,推断含橄榄石单斜辉石岩捕虏体可能是早白垩世基性岩浆底侵的产物.     

斜方辉石的反演畴结构对其衍射效应的影响

斜方辉石内部存在着众多的相邻间呈反演关系的(100)晶畴。这些晶畴的存在使斜方辉石的K为奇数的okl衍射之强度明显减弱,且参与衍射的晶畴的数目越多,其减弱的程度也就越大。这一现象在一定程度上掩盖了斜方辉石P2_(1ca)的真实对称性。与X射线衍射相比,利用电子衍射来研究斜方辉石的空间群类型具有明显的优越性。