新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩地幔橄榄岩成因

达拉布特蛇绿岩中地幔橄榄岩的主体为方辉橄榄岩,含少量纯橄岩和二辉橄榄岩,岩石遭受强烈蚀变。方辉橄榄岩单斜辉石、斜方辉石、橄榄石和尖晶石的主量元素特征均显示从深海地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特征,与斜方辉石原位LA-ICP-MS微量元素特征一致,二辉橄榄岩具有深海地幔岩的性质。采用尖晶石-橄榄石平衡氧逸度计算方法,得出方辉橄榄岩的Δlog(fo2)FMQ在-0.14至+0.96log FMQ之间,具有MOR地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特点或弧后盆地至岛弧过渡的特征。尖晶石Ga-Ti-Fe3+#图解显示纯橄岩成因可能和地幔橄榄岩与岛弧拉斑玄武岩的反应有关,而方辉橄榄岩可能为地幔橄榄岩与MOR熔体反应以及SSZ环境中含水熔体反应后的残余。纯橄岩和方辉橄榄岩∑REE都低于球粒陨石,且具有LREE富集的U型稀土元素配分模式,暗示了岩石和流体/熔体之间的相互作用。综合以上研究表明,达拉布特蛇绿岩形成于弧后扩张脊并受俯冲流体/熔体影响。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段达机翁地幔橄榄岩组成特征及其形成环境分析

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分成南北两个亚带。对两个亚带蛇绿岩的各自特征及成因联系的研究,是探讨雅鲁藏布江西段的新特提斯洋构造演化的关键。北亚带蛇绿岩呈构造岩块产于冈底斯山前喀喇昆仑断裂带的南侧。其中,位于北亚带西北段的达机翁蛇绿岩,主要由地幔橄榄岩,玄武岩夹硅质岩组成,各单元间断层接触。对达机翁蛇绿岩的地幔橄榄岩开展的组成特征研究表明:(1)地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,含少量的纯橄岩。方辉橄榄岩内产有豆荚状铬铁矿(呈豆状,块状以及浸染状),铬铁矿有一层纯橄岩的外壳;(2)达机翁方辉橄榄岩单斜辉石含量低,组成矿物以及全岩的地球化学特征均指示了这些样品经历了相对高的部分熔融作用;(3)方辉橄榄岩具有U型的球粒陨石标准化的稀土元素分配模式,Nb相对亏损,Ta,Zr和Hf具有弱的正异常,同时Sr和U具有强烈的正异常,这些特征可能与残余地幔和俯冲带熔/流体之间相互作用导致的轻稀土元素和部分微量元素的选择性富集有关。定量计算表明,达机翁地幔岩中的方辉橄榄岩来源于一个尖晶石相地幔源区的部分熔融,部分熔融程度大于25%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%~22%)。这些橄榄岩形成时的氧逸度条件位于FMQ和FMQ+1之间,高于深海地幔橄榄岩(FMQ-1),与俯冲带环境的氧逸度条件一致。因此,我们认为达机翁蛇绿岩中的地幔橄榄岩形成于大洋中脊的环境,随后发生了洋内俯冲作用,位于俯冲带上部的地幔橄榄岩经历了俯冲带流/熔体的交代作用。     

西藏雅江缝合带西段普兰蛇绿岩地幔橄榄岩成因:一种新认识

蛇绿岩中的地幔橄榄岩是蛇绿岩的重要组成部分,不仅记录了其所经历的板块构造事件,还可以探讨地幔的物质组成和深部地幔作用。位于雅江缝合带西段的普兰蛇绿岩以出露面积约600 km2的特大型地幔橄榄岩体而引人注目。为了探讨普兰蛇绿岩地幔橄榄岩的成因,本文在普兰地幔橄榄岩体的东段完成了一条穿过岩体的长约10km的地质剖面,对地幔橄榄岩进行了系统采样,开展了详细矿物学、地球化学研究,取得以下主要进展和认识:(1)普兰地幔橄榄岩中的二辉橄榄岩经历了9%~15%的部分熔融作用,方辉橄榄岩最终经历了15%~25%的部分熔融作用;(2)基于橄榄石-尖晶石矿物化学平衡计算的普兰地幔橄榄岩氧逸度?log(fo2)FMQ值从-1.11到+0.45,略高于用VY含量估算出的氧逸度(在FMQ到FMQ-1趋势),指示其形成于还原环境;(3)普兰地幔橄榄岩不是简单的地幔残余,还经历了后期熔体交代作用。对普兰地幔橄榄岩交代产生类似"U"型稀土配分模式的熔体可能是洋中脊(MOR)环境产生的低融岩浆;(4)地幔橄榄岩地球化学特征及氧逸度计算结果表明,普兰地幔橄榄岩可能形成于洋中脊(MOR)环境,并没有俯冲带(SSZ)环境的印记。对于普兰地幔橄榄岩以及雅鲁藏布江缝合带其他岩体的成因,前人主要根据地幔橄榄岩一些元素的富集特征提出的MOR→SSZ两阶段演化模式需要重新审视。     

南公珠错地幔橄榄岩:雅鲁藏布江缝合带西段一个典型的大洋地幔橄榄岩

西藏阿里地区的南公珠错蛇绿岩产在公珠错的南侧,空间上属于雅鲁藏布江缝合带西段之南亚带蛇绿岩。该蛇绿岩主要由地幔橄榄岩和辉长岩等基性岩类组成。地幔橄榄岩中约80%为方辉橄榄岩,20%为二辉橄榄岩,纯橄岩较少。南公珠错地幔橄榄岩矿物化学特征表现为橄榄石具有较低的Fo(89.3~91.4)值、辉石具有较高的Al_2O_3含量(1.89%~6.06%)、尖晶石具有较低的Cr~#(12.7~28.3)值。与原始地幔相比南公珠错地幔橄榄岩的全岩地球化学特征具有较高的MgO含量和较低的Al_2O_3、CaO和TiO_2等易熔元素含量;方辉橄榄岩和二辉橄榄岩的稀土元素总含量分别介于0.66×10-6~1.10×10-6和0.90×10~(-6)~3.78×10~(-6)之间,明显低于原始地幔值,其稀土元素配分模式为轻稀土元素轻微富集型;在原始地幔标准化微量元素蜘蛛图中,南公珠错地幔橄榄岩显示出强烈的U正异常、Nd轻微正异常和强不相容元素Zr的负异常;方辉橄榄岩和二辉橄榄岩的铂族元素总量分别介于15.26×10~(-9)~25.23×10~(-9)和18.74×10~(-9)~26.86×10~(-9)之间,二者含量的变化较小,南公珠错地幔橄榄岩PGEs球粒陨石标准化图解显示其为接近于原始地幔的"平坦型"。南公珠错地幔橄榄岩的矿物化学和全岩地球化学特征与深海橄榄岩相似,指示它们可能形成于大洋扩张脊环境。定量模拟估算表明,南公珠错地幔橄榄岩可能来源于地幔中的尖晶石相二辉橄榄岩源区,系经历了至多16%部分熔融的残余。LREE的微富集和较高的Pd/Ir、Rh/Ir比值指示它们还经历了岩石-熔体反应作用。初步结论认为南公珠错地幔橄榄岩形成于大洋脊环境,为尖晶石相二辉橄榄岩地幔源区较低程度部分熔融的残余,但经历了后期岩石-熔体反应作用。     

西藏雅鲁藏布江缝合带东段泽当地幔橄榄岩特征及其意义

泽当岩体位于雅鲁藏布江缝合带东段,主要由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩和基性火山岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和二辉橄榄岩,有少量透镜状纯橄岩。地幔橄榄岩经历了强烈的塑性变形作用。地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.6~91.8,属镁橄榄石;斜方辉石为顽火辉石,En 87.8~90.3;单斜辉石En 44.1~50.0,主要为顽透辉石和透辉石。铬尖晶石的Cr#值(=100×Cr/(Cr+Al))为17.0~93.6,其中,二辉橄榄岩和方辉橄榄岩中的铬尖晶石为富铝型尖晶石,纯橄岩中的铬尖晶石Cr#最高,为富铬型尖晶石。地幔橄榄岩的部分熔融程度为17%~34%,表明泽当地幔橄榄岩可能经历了多阶段的过程。亏损的主量元素组成和低于原始地幔的稀土元素含量(0.15×10-6~0.61×10-6)指示泽当地幔橄榄岩为经历过部分熔融和熔体抽取的亏损残余地幔岩石。REE配分型式为中稀土亏损的"V"型或"U"型,原始地幔标准化元素比值(La/Sm)N为0.5~8.0,表明泽当地幔橄榄岩经历过交代作用。矿物化学与地球化学数据表明泽当地幔橄榄岩形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。     

阿尔巴尼亚布尔其泽纯橄岩壳中橄榄石的包裹体研究

阿尔巴尼亚布尔其泽纯橄岩壳非常新鲜,主要由橄榄石、尖晶石和单斜辉石等矿物组成.其中橄榄石存在单斜辉石和铬尖晶石（磁铁矿）共生包裹体现象,包裹体矿物粒度在1~10 μm,有些甚至为纳米级200~500 nm.纯橄岩橄榄石的Fo值为94.7~96.0,铬尖晶石的Cr#为76.5~82.4,远高于蛇绿岩地幔橄榄岩中常见纯橄岩的铬值（Cr#>60）.基于前人研究结果,提出这种现象是由于亏损方辉橄榄岩与含钛、铬、铁熔体发生交代作用,从而形成橄榄石的固溶体并存在Ti4+、Al3+、Ca2+、Fe3+,而部分Cr3+进入铬尖晶石结晶.后期由于岩体在抬升过程中降温,橄榄石中混溶的组分析出包裹体形成磁铁矿和铬尖晶石.并且依据铬尖晶石-橄榄石的矿物化学成分,识别出岩体内方辉橄榄岩相对较低的部分熔融程度约为30%~40%,纯橄岩部分熔融程度约为40%,表明不同岩相间其形成背景存在明显差异.因此,认为布尔奇泽蛇绿岩具有多阶段的过程,首先是在洋中脊环境下经历部分熔融作用形成了方辉橄榄岩,后受到俯冲环境（SSZ）的岩石-熔体反应生成更富Mg、Si和Cr等的熔体,致使地幔橄榄岩高度部分熔融,形成此类纯橄岩.      

吉林南部辉南-靖宇地区岩石圈地幔氧化-还原状态及研究意义

吉林省南部辉南-靖宇地区第四纪碱性玄武岩中的地幔包体主要为尖晶石相二辉橄榄岩和方辉橄榄岩。二辉橄榄岩和方辉橄榄岩的平衡温度分别为770~1000℃和850~1025℃,对应的氧逸度 (f_O2)值分别为FMQ -0.70至+0.34 (均值为FMQ -0.06) 和FMQ -0.46至+0.05 (均值为FMQ -0.15),它们与深海橄榄岩(abyssal peridotites)以及软流圈地幔的f_O2相似。橄榄岩的f_O2值,连同其全岩化学成分(如Mg^#、Al₂O₃、CaO、Ni、Co和Cr)和矿物化学成分(如橄榄石的Fo、尖晶石的Cr^#和Mg^#,以及辉石的Mg^#)特征,表明辉南-靖宇地区龙岗火山群下面的岩石圈地幔很可能是在晚中生代以来,伴随着华北克拉通和扬子板块的碰撞以及来自东侧太平洋板块和北侧蒙古-额霍次克(Mongolo-Okhotsk)板块分别向西和向南的俯冲叠加,原来的古老岩石圈失衡、塌陷(拆沉？),取而代之的深部软流圈底辟、上涌,又经历了低度部分熔融的产物。     

西藏班公湖—怒江缝合带中段东巧地幔橄榄岩岩石成因及构造环境分析

东巧蛇绿岩位于班公湖—怒江缝合带中段,根据地理位置特征并以强玛镇为中心将东巧岩体划分为东西两个岩体。其中西岩体相对面积较大,由地幔橄榄岩、枕状玄武岩、辉长辉绿岩等组成;而东岩体面积较小,仅含地幔橄榄岩部分,各个不同单元之间呈断层接触关系。对东巧地幔橄榄岩开展岩石学、矿物学及地球化学研究发现:(1)东巧地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,纯橄岩所占比例较小,约15%。豆荚状铬铁矿主要呈条带浸染状赋存在厚层且延伸较远的纯橄岩中。(2)东巧地幔橄榄岩中单斜辉石含量小于3%,矿物地球化学和全岩地球化学特征显示其来源于尖晶石相地幔源区的部分熔融,且部分熔融程度较高,估算在22%～28%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%～22%)。(3)东巧地幔橄榄岩中的副矿物铬尖晶石Cr#值较高大于60,全岩具有U型球粒陨石标准化稀土元素配分模式,同时Rb、U、Zr和Sr相对富集,Hf和Nb相对亏损。全岩的地球化学特征指示了俯冲带之上的残余地幔与流体/熔体发生了反应,致使轻稀土元素以及部分微量元素选择性富集。综合东巧地幔橄榄岩的矿物化学组成成分以及全岩的地球化学特征,认为东巧地幔橄榄岩形成于大洋中脊的扩张环境中,后受到洋内俯冲作用的影响,导致俯冲带之上高度部分熔融的地幔橄榄岩与流体/熔体发生相互作用。     

滇西剑川OIB型苦橄玢岩:俯冲板块断离的产物?

滇西剑川地区出露小规模的OIB型苦橄质次火山岩,主要由橄榄石、单斜辉石和斜长石组成,其中橄榄石主要为贵橄榄石,Mg^#最高可达88.8。全岩SiO₂含量为43%~48%,MgO含量为12%~24%。根据橄榄石-熔体平衡原理,恢复的原始岩浆为苦橄质岩浆(MgO=13%,FeO=10%)。苦橄玢岩的微量元素标准化图解与洋岛玄武岩(OIB)相似,具有相对富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE)的特点。此外,斑晶橄榄石中普遍含有熔融包裹体和尖晶石包裹体。尖晶石属于富铬尖晶石,Cr^#最高可达69.0,且尖晶石具有较低的Al₂O₃(12.5%~18.6%)和较高的TiO₂(0.2%~1.7%)含量。微量元素模拟结果表明,苦橄质岩浆是高温高压(T≈1470℃,P≈2.7GPa)条件下石榴子石相橄榄岩低度部分熔融(4%~7%)的产物。结合苦橄玢岩的分布特征,推测苦橄质岩浆的形成可能与中新世时印度板块向欧亚板块高角度深俯冲过程中板片的断离导致软流圈物质沿着板片窗上涌而发生熔融有关。     

藏南罗布莎铬铁矿床铬尖晶石矿物学与矿床成因研究

西藏罗布莎铬铁矿床是我国目前研究程度最高、规模最大、地幔橄榄岩相对新鲜的豆荚状铬铁矿床,主要工业矿体产于蛇绿岩壳-幔边界(即岩石莫霍面)以下方辉橄榄岩相带一定层位中,主要有块状、浸染状和豆状等矿石类型。罗布莎铬尖晶石成分变化范围大,依据铬尖晶石的化学成分与矿物学研究至少可识别出3个期次铬尖晶石:(1)成矿前期铬尖晶石,主要以熔蚀残斑晶、出溶晶及少量自形晶形式产于方辉橄榄岩中,以富Al₂O₃为特征,Cr^#值变化范围大(17.19~66.30),且大部分小于60,并与Mg^#值呈负相关关系,由出溶晶,残斑晶到自形晶铬尖晶石,总体表现向富Cr、Fe的方向演变;(2)成矿主期铬尖晶石,可分为早、晚2个阶段。早阶段铬尖晶石主要以它形晶产于不同类型铬铁矿石中,部分呈自形-半自形晶产于铬铁矿体的纯橄岩外壳中,主要以富铬为特征,矿石中Cr^#值变化范围小(70.08~87.03),均大于60,其中块状铬铁矿具有最高的Cr^#和Mg^#,由纯橄岩外壳中副矿物铬尖晶石向豆状、浸染状矿石以及块状矿石演变过程中,铬尖晶石化学成分总体向更富Cr、富Mg方向演变;晚阶段铬尖晶石:主要以自形-半自形晶产于具堆晶结构的纯橄岩相带中,成份上以更加富而贫Al₂O₃,且具有最低Mg^#(18.79~44.77)值为特征;(3)成矿晚期铬尖晶石,主要以网状集合体产于豆状-网脉状(眼眉状)矿石中,以更贫Al、富Fe为特征,具有最高的Cr^#值和低的Mg^#值。综合研究表明,罗布莎铬铁矿中的铬主要来自原始地幔岩本身,且主要来自于地幔橄榄岩中2种辉石的不一致熔融和对副矿物铬尖晶石的改造,原始富铬矿物可能来自地幔深部的八面体硅酸盐矿物。罗布莎豆荚状铬铁矿的成矿作用具有多期次、多成因、多种构造背景下成矿特征,成矿作用过程经历了由大洋中脊(MOR)扩张环境向岛弧体系俯冲环境的转变过程,洋内俯冲带之上(SSZ)的弧间盆地环境是形成冶金级豆荚状铬铁矿的最为有利构造环境。研究提出了罗布莎铬铁矿的"三阶段"成矿模式,即,经历了大洋中脊预富集阶段,俯冲带之上主成矿阶段及之后的构造抬升改造阶段。纯橄岩与方辉橄榄岩接触带之下的方辉橄榄岩相带是寻找较大规模铬铁矿床的有利地带。     

雅鲁藏布江缝合带西段普兰蛇绿岩中地幔橄榄岩的岩石学研究

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰蛇绿岩以出现面积约600余平方千米的特大型地幔橄榄岩体而引人注目.该地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主体,含有少量的二辉橄榄岩和纯橄榄岩,岩体中另有一些橄榄单斜辉石岩、辉长岩和辉绿岩等侵入体.地幔橄榄岩的主要造岩矿物橄榄石的Fo 90～93,其中呈包裹体的橄榄石的Fo略高,斜方辉石为顽火辉石(En 88～90),单斜辉石主要为顽透辉石和透辉石,以低铝(0.48％～3.96％)和高Mg#(91～96)为特征,铬尖晶石的Cr#值为18～69,其中方辉橄榄岩和二辉橄榄岩中的铬尖晶石属富铝型尖晶石,而纯橄岩中为富铬型尖晶石.橄榄单斜辉石岩的橄榄石Fo值一致较低,平均为88.4,斜方辉石En平均87,单斜辉石以透辉石为主,铬尖晶石的Cr#值为45～69.普兰地幔橄榄岩及橄榄单斜辉石岩都具有相似的稀土元素和微量元素配分模式,表现为LREE相对富集,Eu亏损不明显,微量元素中大离子亲石元素含量较低,部分样品高场强元素亏损,另一些则相对富集,显示地幔橄榄岩具有亏损地幔源区特征,但也具有俯冲带流体的交代特征,表明普兰岩体可能经历了MOR和SSZ两种构造环境,该特征与雅鲁藏布江缝合带东段的罗布莎地幔橄榄岩的特征可以对比.     

Geochemical make-up of oceanic peridotites from NW Turkey and the multi-stage melting history of the Tethyan upper mantle

We present the whole-rock and the mineral chemical data for upper mantle peridotites from the Harmanc?k region in NW Turkey and discuss their petrogenetic–tectonic origin. These peridotites are part of a Tethyan ophiolite belt occurring along the ?zmir-Ankara-Ercincan suture zone in northern Turkey, and include depleted lherzolites and refractory harzburgites. The Al₂O₃ contents in orthopyroxene and clinopyroxene from the depleted lherzolite are high, and the Cr-number in the coexisting spinel is low falling within the abyssal field. However, the orthopyroxene and clinopyroxene in the harzburgites have lower Al₂O₃ contents for a given Cr-number of spinel, and plot within the lower end of the abyssal field. The whole-rock geochemical and the mineral chemistry data imply that the Harmanc?k peridotites formed by different degrees of partial melting (~%10–27) of the mantle. The depleted lherzolite samples have higher MREE and HREE abundances than the harzburgitic peridotites, showing convex-downward patterns. These peridotites represent up to ~16 % melting residue that formed during the initial seafloor spreading stage of the Northern Neotethys. On the other hand, the more refractory harzburgites represent residues after ~4–11 % hydrous partial melting of the previously depleted MOR mantle, which was metasomatized by slab-derived fluids during the early stages of subduction. The Harmanc?k peridotites, hence, represent the fragments of upper mantle rocks that formed during different stages of the tectonic evolution of the Tethyan oceanic lithosphere in Northern Neotethys. We infer that the multi-stage melting history of the Harmanc?k peridotites reflect the geochemically heterogeneous character of the Tethyan oceanic lithosphere currently exposed along the ?zmir-Ankara-Erzincan suture zone.     

东波超镁铁岩体:西藏雅鲁藏布江缝合带西段一个甚具铬铁矿前景的地幔橄榄岩体

东波超镁铁岩体产在雅鲁藏布江缝合带的西段,与周边白垩纪沉积岩地层和火山岩以断层接触.航磁资料显示该岩体约400km2规模,地表出露连续,地下有一定延深.超镁铁岩体由亏损的地幔橄榄岩组成,主要有高镁的方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩.方辉橄榄岩和二辉橄榄岩中橄榄石和斜方辉石属高镁型,分别为Fo=89.5～91.5和Mg#=90～91.5.但二辉橄榄岩中的Al2O3和CaO含量明显高于方辉橄榄岩.方辉橄榄岩中单斜辉石Mg#=92～95,二辉橄榄岩的Mg#=92～93,两者的值也重叠.二辉橄榄岩中的Al2O3和CaO含量要明显高于方辉橄榄岩.这些均为阿尔卑斯型地幔橄榄岩的典型特征.纯橄岩中的橄榄石Fo=92～93.2,其斜方辉石和单斜辉石的Mg#=～93,但Al2O3和CaO的含量比方辉橄榄岩和二辉橄榄岩的低.三种岩石的成分变化规律,反映了地幔部分熔融程度的差异.二辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#值20～30,反映为典型深海橄榄岩特征,指示MOR环境.与其不同的是,方辉橄榄岩的铬尖晶石的Cr#=20～75,指示MOR和SSZ两者兼有环境.岩石的原始地幔标准化的REE和微量元素蛛网图模式支持了上述的认识.东波地幔橄榄岩中的岩石学特征与产有大型铬铁矿床的罗布莎地幔橄榄岩可对比,岩体中已多处发现块状铬铁矿石,其铬铁矿的Cr2O3含量56％～59％,表明东波是寻找铬铁矿大矿和富矿甚具前景的一个超镁铁岩体.     

西藏罗布莎不同类型铬铁矿的特征及成因模式讨论

蛇绿岩地幔橄榄岩中产出的豆荚状铬铁矿是铬的主要来源。已有的研究表明,豆荚状铬铁矿形成于洋中脊或俯冲带的浅部地幔环境。但随着近些年在豆荚状铬铁矿及围岩地幔橄榄岩中不断发现金刚石等深部矿物,人们也开始质疑豆荚状铬铁矿的浅部成因理论。本文系统研究了西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带东段的罗布莎豆荚状铬铁矿床,识别出两类铬铁矿,一类以方辉橄榄岩为围岩的致密块状铬铁矿(Cr1#),另一类是以纯橄岩壳为围岩的浸染状铬铁矿(Cr2#)。两类铬铁矿在铬尖晶石的矿物化学成分、PGE和Re-Os同位素特征上存在较大差别,属不同演化过程的结果。地幔橄榄岩的地球化学特征指示罗布莎橄榄岩中存在由低铬且轻稀土亏损和高铬且轻稀土富集的两类方辉橄榄岩。在此基础上,提出豆荚状铬铁矿为多阶段形成的新认识,经历了早期俯冲至地幔过渡带(410~660km)的陆壳和洋壳物质被脱水和肢解,过渡带产生的热和流体促成了地幔的熔融和Cr的释放和汇聚;铬铁矿浆在地幔柱/地幔对流驱动下,运移至过渡带顶部冷凝固结,并有强还原性的流体进入,后者携带了深部形成的金刚石、斯石英等高压矿物,并进入"塑性-半塑性地幔橄榄岩"中;随着物质向上移动,深度降低,早期超高压相矿物发生相变,如斯石英转变成柯石英,高压相的铬铁矿中出溶成柯石英和单斜辉石;在侵位过程和俯冲带环境,含水熔体与方辉橄榄岩反应形成了不含超高压矿物的规模相对较小的浸染状铬铁矿(Cr2#)及纯橄岩壳。     

西藏罗布莎蛇绿岩中不同产出的纯橄岩及成因探讨

罗布莎蛇绿岩中的纯橄岩有三种产出情况,除了与豆荚状铬铁矿伴生的薄壳状纯橄岩外,还有产在方辉橄榄岩底部被认为是堆晶岩的厚层状纯橄岩和方辉橄榄岩中的透镜状纯橄岩。厚层状纯橄岩约700～1000m厚,以橄榄石富镁(Fo93～95),单斜辉石低铝富镁(Al2O30.47%～0.85%,Mg#95～97),铬尖晶石高铬低镁(Cr#值平均77,Mg#平均51)为特征。该纯橄岩中的浸染状铬铁矿也是高铬低镁型,但Mg#值(平均59)高于厚层状纯橄岩的副矿物铬尖晶石。薄壳状纯橄岩与厚层状纯橄岩成分相近,其橄榄石Fo92～94,单斜辉石Al2O3<1%和Mg#95～97;铬尖晶石的Cr#值平均71,Mg#值平均52。与薄壳状纯橄岩伴生的块状铬铁矿为高镁高铬型,但Mg#值(平均68)相对更高些,Cr#值平均79。透镜状纯橄岩的特征是橄榄石Fo(91～92)和铬尖晶石Cr#(60左右)均低于前两类纯橄岩,但单斜辉石的Al2O3(1.41%～1.71%)则高于前两者。透镜状纯橄岩的矿物成分与方辉橄榄岩重叠,两者为渐变过渡关系。研究对比表明,罗布莎厚层状纯橄岩不同于经典的蛇绿岩的超镁铁质堆晶岩,认为将其成因解释为拉斑玄武质熔体与地幔橄榄岩的反应较为合理。透镜状纯橄岩与方辉橄榄岩存在成生联系,可能是地幔橄榄岩高度部分熔融的产物,或熔体和方辉橄榄岩在原位发生反应的产物;薄壳状纯橄岩成因与厚层状纯橄岩相同,但与其相伴的块状铬铁矿是否由拉斑玄武质熔体与方辉橄榄岩反应形成,值得商榷。     

Geochemistry of arc-related mantle peridotites and gabbros from the Chaldoran ophiolite,NW Iran

ABSTRACT

The Neo-Tethys-related Chaldoran ophiolite peridotites in NW Iran are remnants of mantle lithosphere, exhumed tectonically during the Late Cretaceous. Harzburgite is the predominant peridotite type, associated with oceanic lower crust cumulate gabbros occasionally. The ophiolite rocks are unconformably overlain by Late Cretaceous-Paleocene sediments. New whole-rock geochemistry of the variably serpentinized harzburgites shows a depleted nature, exemplified by low Al₂O₃, CaO, TiO₂, V and Y and high Ni, Cr and Mg and also low rare earth element (REE) contents. The harzburgites present LREE enrichment. Positive correlations between some LREEs and high field strength elements (HFSE) suggest enrichment of LREEs by melt re-fertilization processes. Cr-spinels have Cr number of [Cr# = Cr/(Cr + Al) = 0.53–0.67], showing medium to high degree of partial melting (F = ~17-20%). Both whole-rock and mineral chemistry data show a supra-subduction zone setting and progressive depletion along with increase in spinel Cr# (MOR to fore arc). The cumulate gabbros have high MgO and SiO₂, low TiO₂ and Ti/V < 10 and also low chondrite normalized Dy (<8.5). The gabbro samples show enriched LREEs and LILEs and depleted HREEs and HFSEs with respect to MORBs.

Subduction initiation (SI) model in a fore-arc/proto-fore-arc environment is suggested for the upper mantle evolution of the Chaldoran ophiolite. The rocks have experienced depletion in a second melting process at the later stages of SI and compositions were probably modified by extraction of island arc tholeiitic (IAT) and possibly boninitic (BON) melts. The chemostratigraphic progression for ‘subduction initiation rule (SIR)’ is likely traceable in Chaldoran mafic-ultramafic sequence, which corresponds to the most Neo-Tethyan ophiolites and is similar to MOR to supra-subduction zone (SSZ) evolution of most Iranian ‘Inner’ and ‘Outer Zagros’ ophiolitic peridotites.     

The influence of water on melting of mantle peridotite

This experimental study examines the effects of variable concentrations of dissolved H₂O on the compositions of silicate melts and their coexisting mineral assemblage of olivine + orthopyroxene ± clinopyroxene ± spinel ± garnet. Experiments were performed at pressures of 1.2 to 2.0 GPa and temperatures of 1100 to 1345 °C, with up to ∼12 wt% H₂O dissolved in the liquid. The effects of increasing the concentration of dissolved H₂O on the major element compositions of melts in equilibrium with a spinel lherzolite mineral assemblage are to decrease the concentrations of SiO₂, FeO, MgO, and CaO. The concentration of Al₂O₃ is unaffected. The lower SiO₂ contents of the hydrous melts result from an increase in the activity coefficient for SiO₂ with increasing dissolved H₂O. The lower concentrations of FeO and MgO result from the lower temperatures at which H₂O-bearing melts coexist with mantle minerals as compared to anhydrous melts. These compositional changes produce an elevated SiO₂/(MgO + FeO) ratio in hydrous peridotite partial melts, making them relatively SiO₂ rich when compared to anhydrous melts on a volatile-free basis. Hydrous peridotite melting reactions are affected primarily by the lowered mantle solidus. Temperature-induced compositional variations in coexisting pyroxenes lower the proportion of clinopyroxene entering the melt relative to orthopyroxene. Isobaric batch melting calculations indicate that fluid-undersaturated peridotite melting is characterized by significantly lower melt productivity than anhydrous peridotite melting, and that the peridotite melting process in subduction zones is strongly influenced by the composition of the H₂O-rich component introduced into the mantle wedge from the subducted slab. Received: 7 April 1997 / Accepted: 9 January 1998     

Investigation on mantle peridotites from Neyriz ophiolite, south of Iran: geodynamic signals

Neyriz ophiolite in Abadeh Tashk area appears as four major separated massifs in an area with 125 km², south of Iran. Peridotites including harzburgite, dunite, and lesser low-Cpx lherzolite are the major constituents of the ophiolite with very minor mafic rocks. Usual gabbros of ophiolite complexes are virtually absent from the study area. Mineral modality associated with bulk rock and mineral chemistry of the peridotites show a progression from fertile to ultra-refractory character, reflected by a progressive decrease in modal pyroxenes and in Al₂O₃, CaO, SiO₂, Sc, Ta, V, and Ga values of the studied rocks by approaching chromite deposits. The Neyriz peridotites vary from low-Cpx lherzolite (MgO, 41.97–43.1 wt.%; Al₂O₃, 0.8–1.3 wt.%) with low content of Cr# spinel (36.7–37.6) and Fo olivine (90.79–91.5) to harzburgite (MgO, 44.31–45.25 wt.%;Al₂O₃, 0.29–0.45 wt.%; Cr# spinel, 58.2–73.45; Fo olivine, 91.23–91.56), and then to dunite (MgO, 45.9–49.2 wt.%; Al₂O₃, 0.18–0.48 wt.%) with higher content of Cr# spinel (74.34–79.36) and Fo olivine (91.75–94.68). Compared to modern oceanic settings, mineral and rock composition of low-Cpx lherzolite plot within the field of mid-ocean-ridge environment, whereas those of harzburgite and dunite fall in the field of fore-arc peridotites. As a result of the studies on minerals and whole rock chemistry along with rock interrelationships, we contend that the peridotites were subsequently affected by percolating hydrous boninitic melt from which the high-Cr–Mg, low-Ti chromitites were formed within mantle wedge above the supra-subduction zone in a fore-arc setting.